淺析建筑鋼材的銹蝕及防止措施

楊艷菊

（沈陽市房屋土地開發有限公司，遼寧 沈陽 110101）

1 鋼材銹蝕

鋼材的銹蝕，指其表面與周圍介質發生化學反應而遭到的破壞。銹蝕可發生于許多引起銹蝕的介質中，如濕潤空氣、土壤、工業廢氣等。溫度提高，銹蝕加速。

鋼材于存放中嚴重銹蝕，不僅截面積減小，材質降低甚至報廢，而且除銹工作耗費很大。使用中則銹蝕不僅使受力面積減小，而且局部銹抗的產生，可造成應力集中，促使結構早期破壞。尤其在有反復荷載的情況下將產生銹蝕疲勞現象，使疲勞強度大為降低，出現脆性斷裂。

根據鋼材表面與周圍介質的不同作用，銹蝕可分為下述兩類：

1.1 化學銹蝕。

指鋼材表面與周圍介質直接發生化學反應而產生的銹蝕，如鋼材在高溫中氧化形成Fe3O4的現象。在常溫下，鋼材表面將形成一薄層鈍化能力很弱的氧化保護膜FeO。

1.2 電化學銹蝕。

建筑鋼材在存放和使用中發生的銹蝕主要屬這一類。例如，存放于濕潤空氣中的鋼材，表面為一層電解質水膜所覆蓋。由于表面成分或者受力變形等的不均勻性，使鄰近的局部產生電極電位的差別，因而建立許多微電池。在陽極區，鐵被氧化成Fe++離子進入水膜。因為水中溶有來自空氣的氧，故在陰極區氧將被還原成OH-離子，兩者結合成為不溶于水的Fe（OH）2。并進一步氧化成為疏松易剝落的紅棕色鐵銹Fe（OH）3。如水膜中溶有酸，則陰極被還原的將為H+離子。由于所形成的氫積存于陰極產生極化作用，將使銹蝕停止，但水中的溶氧與氫結合成水以除去積氫，故銹蝕能繼續進行。因為水膜中離子濃度提高，陰極放電快，銹蝕進行較快，故在工業大氣的條件下，鋼材較容易銹蝕。

從以上分析了解，影響鋼材最常見的銹蝕破壞的重要因素，是水和源源供給溶氧的空氣。

埋于混凝土中的鋼筋，因是處于堿性介質的條件（新澆混凝土的PH值約為12.5或更高）。而氧化保護膜為堿性，故不致銹蝕。但應注意，銹蝕反應將強烈地為一些鹵素離子，特別是氯離子所促進，它們能破壞保護膜，使銹蝕迅速發展。

2 防止鋼材銹蝕的措施

鋼結構防止銹蝕的方法通常是采用表面刷漆。常用底漆有紅丹、環氧富鋅漆、鐵紅環氧底漆等。面漆有灰鉛油、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。薄壁鋼材可采用熱浸鍍漆或鍍鋅后加涂塑料涂層。這種方法效果最好，但價格較高。

混凝土配筋的防銹措施，主要是根據結構的性質和所處環境條件等，考慮混凝土的質量要求，即限制水灰比和水泥用量，并加強施工管理，以保證混凝土的密實性，以及保證足夠的保護層厚度和限制氯鹽外加劑的摻用量。

對于預應力鋼筋，一般含碳量較高，又多是經過變形加工或冷拉，因而對銹蝕破壞較敏感，特別是高強度熱處理鋼筋，容易產生應力銹蝕現象。故重要的預應力承重結構，除不能參用氯鹽外，應對原材料進行嚴格檢驗。

對配筋的防銹措施，還有參用防銹劑（如重鉻酸鹽）的方法。國外有采用鋼筋鍍鋅、鍍鎘或鍍鎳等方法。

3 鋁及鋁合金在建筑中的應用。

鋁及鋁合金，指含鋁為98.0%的工業純鋁和以鋁為主體另摻有銅、鎂、錳、鋅、鉻等合金元素的鋁合金。目前我國這類材料的產品有：用各種牌號的工業純鋁及鋁合金，通過熱擠壓、軋制和鑄造等工藝加工制成的板、管、棒及各種型材和鋁箔。

作為建筑材料，它們的特點是強度可接近常用碳素鋼材料，但重量僅約鋼材的三分之一，而且對大氣條件的耐蝕性能很好。另外，還可利用電化學處理染成裝飾效果好的各種顏色。

鋁及鋁合金材料可用于制作屋架等結構構件、屋面板材、幕墻、門窗框、活動隔墻和頂棚等。鋁板與泡沫塑料配合，可制成質輕、隔熱，保溫效果好的復合板材。鋁箔作為外貼面層，與其它材料配合，可制成防水效果好，而且能反射屋面日照熱量的屋面防水復合材料，以及耐磨美觀的裝飾貼墻材料。

由于這類材料性能上的許多優點，目前各大工業國家在土木建筑方面的耗用量都很大。我國隨著四化建設的發展，以及建筑物向減輕重量和裝配化方向的發展，這類材料的用量必然會日益增長。

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