1、鋼鐵腐蝕的原因及分類

1.1腐蝕的原因

造成鋼鐵腐蝕的主要因素是大氣(包括海洋、天然及工業(yè)大氣)以及酸雨等。影響鋼材腐蝕速度的因素有：環(huán)境的溫度、濕度、大氣中的酸性物質的濃度、電解質微粒的濃度等。在天然大氣中，鋼鐵是被氧和水腐蝕的，水作為鋼鐵在空氣中腐蝕的介質，氧與鋼鐵發(fā)生了氧化和去極化作用。工業(yè)氣體如SO、CO、NO、H2S、及NH3等，僅僅在大氣中占有很小的比例，卻有很大的危害，其中危害最大的是SO。海洋大氣中，水分較多，同時海水中氧氣含量都鹽含量都比較高，導電性好，為鋼鐵腐蝕創(chuàng)造了優(yōu)良的條件，使鋼鐵的腐蝕速度大大加快。酸雨對鋼結構的破壞作用也很顯著，酸雨所營造的酸性環(huán)境不僅對鋼材進行了腐蝕，也對鋼材表面的油漆保護層造成了破壞。油漆上的酸雨，經(jīng)蒸發(fā)濃縮以后，pH值可由5降到2以下，油漆在30-37℃的環(huán)境下由熱、酸、水的共同作用下發(fā)生軟化、水解,形成污點、點蝕和開裂。另外，晝夜及春夏秋冬交替產生的溫差環(huán)境下，也加速了油漆的脫落。

1.2鋼鐵腐蝕分類

根據(jù)表面與周圍介質的作用原理，鋼結構腐蝕的成因可分為:

1.2.1化學腐蝕

化學腐蝕是因為鋼與腐蝕性介質發(fā)生化學作用所引起的腐蝕，在腐蝕過程中沒有電流產生。

當鋼鐵暴露在在潮濕的空氣中時，空氣中的氧氣分子以及水分子將會與鐵原子發(fā)生氧化還原反應，鋼鐵會被氧化成鐵銹。水化氧化亞鐵中含有較多的水，同時鐵銹又有一定的蓄水能力，鐵銹的這些性質為鋼材銹蝕的良好條件，使更多的鋼鐵被腐蝕，產生更多的鐵銹，如此產生惡性循環(huán)，使鋼鐵的銹蝕不斷擴散，最終使鋼構件的承載力產生嚴重下降甚至被破壞。

1.2.2電化學腐蝕

電化學腐蝕與化學腐蝕不同，在電化學腐蝕過程中有電流產生。由原電池的原理可以得知，鋼材中的碳雜質和鐵的電極電位不同，可以形成很多微小的電池，在這些微小的電池中，鐵原子的電極電位低，是陰極，會失去電子變成二價鐵原子，二價鐵原子會與陽極產生的氫氧根離子結合形成氫氧化亞鐵 ,氫氧化亞鐵會進一步被氧化成疏松的鐵銹。研究表明，鋼材所處的環(huán)境和鋼材中雜質的含量對鋼材腐蝕影響很大。鋼材腐蝕的規(guī)律是先快后慢、沿?；虺睗癍h(huán)境快、室外是室內的4倍、無防腐層比有防腐層的快5倍、重工業(yè)區(qū)是市區(qū)的2倍。

2、鋼結構防腐的措施

(1)耐候鋼：耐候鋼的抗腐蝕能力要強于一般的鋼材，由于其含有銅、磷、鉻、鈦、鎳等金屬，會使耐候鋼的表面產生一層保護層，保護鋼材不被腐蝕。鋼材的一些其他性能如沖擊韌性也優(yōu)于建筑上使用的一般鋼材。

(2)涂層法：與一些長效方法相比，涂層法的效果有些許不足，但是目前的新型防腐涂料有效年限可達50年，在一定程度上彌補了涂層法的不足。目前涂層法較多的應用在室內鋼結構的防腐上。其優(yōu)點是成本比較低。涂層法效果的好壞很大程度上取決于施工中鋼構件鐵銹清除的是否徹底。在選擇涂層時則要考慮到環(huán)境因素的影響，同一種涂層對不同類型的腐蝕抵抗能力有很大差距。要根據(jù)腐蝕條件選擇最佳的涂層進行施工。溫度和濕度對涂層施工的影響較為重要，溫度在5~38℃為宜，相對濕度則不應大于85%。同時應注意控制施工現(xiàn)場的粉塵，涂層施工結束后應注意做好成品保護工作，避免被雨水淋濕。

(3)熱浸鋅：熱浸鋅是將除銹后的鋼構件浸入600℃左右高溫融化的鋅液中，使鋼構件表面附著鋅層。對鋅層厚度的要求如下：對于5mm以下薄鋼板，鋅層的厚度要在65μm以上；對于厚鋼板，鋅層的厚度應在86μm以上。熱浸鋅法的優(yōu)點是質量有保證，耐久年限長，可以批量生產，因此這種方法較多的應用在維修較困難的室外鋼結構中，如通訊塔、橋梁、大跨空間網(wǎng)殼結構、壓型鋼板等。在熱浸鋅之前先要對構件進行除銹和清洗兩道工序，這兩道工序的好壞會影響到熱浸鋅法防腐的效果，因此應做好這兩道工序的質量控制。由于熱浸鋅是在高溫條件下完成的，操作具有一定的危險性，在操作過程中應遵守相關的安全生產規(guī)定，避免發(fā)生安全事故。

(4)熱噴鋁(鋅)復合涂層：這種方法的優(yōu)點是防腐時間較長，可以和熱浸鋅法相媲美。具體的工藝流程是先對鋼構件表面進行除銹和清洗并對構件進行打毛，然后將在高溫下融化的鋁(鋅)絲用壓縮空氣吹附到鋼構件表面，形成保護層，其厚度要求在80-100um之間，最后用氯丁橡膠漆或環(huán)氧樹脂等做填充，形成復合涂層。此方法的缺點是構件的內壁無法噴涂保護層，因此對于管狀構件必須用其他方法保證其內壁不會被腐蝕。這種方法的優(yōu)點是施工靈活，對構件形狀的適應能力強，可以根據(jù)需要噴涂出各種形狀和尺寸的涂層。另外，這種方法在施工過程中，溫度對構件的影響是局部的，構件不會因受熱而變形。與熱浸鋅法相比，這種方法的施工質量也不容易保證，完全靠施工人員的經(jīng)驗和工作時的態(tài)度，勞動強度大，不利于工業(yè)化生產。

(5)陰極保護法：根據(jù)原電池的原理，將比較活潑的金屬附加在鋼構件的表面，代替鋼材腐蝕，對鋼材起到保護作用。常被用于地下和水下工程。

（《大科技》尹燚著）