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大气环境下的钢结构受阳光、风沙、雨雪、霜露及一年四季的温度和湿度变化作用,其中大气中的氧和水分是造成户外钢铁结构腐蚀的重要因素,引起钢结构腐蚀的工业气体含有SO2、CO2、NO2、CI2、H2S及NH3等,这些成份虽然含量很小,但对钢铁的腐蚀危害都是不可忽视的,其中SO2影响,CI2可使金属表面钝化膜遭到破坏。这些气体溶于水中呈酸性,形成酸雨,腐蚀金属设施。
海洋大气的特点是含有大量的盐,主要是NaCI,盐颗粒沉降在金属表面上,由于它具有吸潮性及增大表面液膜的导电作用同时CI-本身又具有很强的侵蚀性,因而加重了金属表面的腐蚀。钢结构离海岸越近腐蚀也越严重,其腐蚀速度比内陆大气中高出许多倍。
防腐材料:
1、采用耐候钢:即耐大气腐蚀钢,在钢中加入一定量的铬、镍、钛等合金元素,可制成不锈钢。通过加入某些合金元素,可以提高钢材的耐锈蚀能力。
2、金属覆盖:镀或喷镀的方法覆盖在钢材表面,提高钢材的耐腐蚀能力。薄壁钢材可采用热浸镀锌(白铁皮)、镀锡(马口铁)、镀铜、镀铬或镀锌后加涂塑料涂层等措施。
3、非金属覆盖:钢结构防止锈蚀通常采用表面刷漆、喷涂涂料、搪瓷、塑料等方法。常用的底漆有红丹、环氧富锌漆、铁红环氧底漆等,面漆有调和漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。
4、混凝土用钢筋的防锈:混凝土配筋的防锈措施,根据结构的性质和所处环境等,考虑混凝土的质量要求,主要是提高混凝土的密实度,保证足够的钢筋保护层厚度,限制氯盐外加剂的掺入量。混凝土中还可掺用阻锈剂。钢材锈蚀时,伴随体积增大,严重的可达原体积的6倍,在钢筋混凝土中会使周围的混凝土胀裂。埋入混凝土中的钢材,由于混凝土的碱性介质(新浇混凝土的pH值为12左右),在钢材表面形成碱性保护膜,阻止锈蚀继续发展,故混凝土中的钢材一般不易锈蚀。预应力钢筋一般含碳量较高,又多是经过变形加工或冷加工的,因而对锈蚀破坏较敏感,特别是高强度热处理钢筋,容易产生锈蚀现象。所以,重要的预应力混凝土结构,除了禁止掺用氯盐外,还应对原材料进行严格检验。
由于腐蚀体系的复杂多样化,导致腐蚀控制手段的多样化。在工业中使用多的防腐技术大致可分为如下几点:
(1)合理选材:根据介质与使用条件,选择合适的材料;
(2)阴极保护:利用电化原理,对构件进行外加阴极极化以减缓腐蚀;
(3)阳极保护:对可钝化体系采用外加阳极电流使构件表面致钝以减缓腐蚀;
(4)介质处理:去除促进腐蚀的有害成分,调节PH值等;
(5)添加缓蚀剂:向介质中添加少量减缓腐蚀的物质;
(6)金属表面覆盖层:喷、衬、渗、镀、涂上一层耐蚀性金属或非金属(有机或无机)物质以及将金属进行磷化、氧化处理,以降低构件腐蚀速度;
(7)防腐设计与改进生产工艺流程。