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摘要：长期的腐蚀会使钢材的承载强度降低，同时对钢材的韧性也会产生很大的影响，这样的钢筋会变得较脆，容易断裂，对建筑物产生很大的影响。另外，对于混凝土中的钢筋来说，当其中的钢筋遭到腐蚀侵害时，其体积便会膨胀，从而使混凝土结构产生裂缝。因此为了保证工程的安全，必须对钢筋采取--定的保护措施以防止其受到腐蚀。本文侧重于有关钢结构所用钢材的腐蚀与防护问题。
关键词：建筑钢材；腐防；防护对策
1 钢材腐蚀的原因
1.1 化学腐蚀
化学腐蚀，亦称干腐蚀，属于纯化学腐蚀，是指材料与非导电性介质直接发生纯化学作用而引起的材料破坏，其中，化学腐蚀又可分为高温气体中所发生的腐蚀和非电解质溶液中所发生的腐蚀两种情况。对于钢材来说，通常指钢材在常温和高温时发生的氧化或硫化作用。氧化作用的原因是钢铁与氧化性介质接触产生化学反应。氧化性气体有空气、氧、水蒸气、二氧化碳、二氧化硫和氯等，反应后生成疏松氧化物。
1.2 电化学腐蚀
金属的腐蚀原理有多种，其中电化学腐蚀是最为广泛的一种。电化学腐蚀也称湿腐蚀，是由于钢材表面发生了电化学作用而导致的腐蚀，例如在水溶液、大气和土壤中的腐蚀等。
电化学腐蚀的产生是由于在金属表面发生了原电池反应，当金属与易使其腐蚀的环境接触时，便会失去电子而被氧化，这样便产生了电化学腐蚀。与化学腐蚀同样的是，钢材在干燥的情况下不易遭受腐蚀，但在潮湿的环境中却很容易被氧化腐蚀，且速度较快。究其原因，是因为钢材在潮湿的空气中，由于吸附作用，在其表面覆盖-层极薄的水膜，由于钢材表面的不均匀形态，使得局部产生了电极电位的差别，从而形成了许多微电池。在阳极区，铁被氧化成Fe2离子进入水膜。因为水中溶有来自空气中的氧，在阴极区氧被还原为OH-离子，两者结合成不溶于水的Fe(OH)2，并进一步氧化成疏松易剥落的红棕色铁锈Fe(OH)。,这便造成了钢铁的电化学腐蚀。在工业大气的条件下，钢材是较容易发生这种腐蚀的。而且钢材的化学腐蚀和电化学腐蚀是同时存在的，但通常以电化学腐蚀为主。
另外也有按照f腐蚀和湿腐蚀来进行分类的，其中，湿腐蚀是指金属在水溶液中的腐蚀，是典型的电化学腐蚀，干腐蚀则是指在干气体(通常是在高温)或非水溶液中的腐蚀。此外，也有根据腐蚀的形态，将腐蚀分为均匀腐蚀和局部腐蚀，本文主要考虑第-种分类方法。
2 钢材腐蚀的防止
2.1 保护膜法
利用保护膜使钢材与易使其腐蚀的环境相隔离，从而避免钢材与周围介质发生反应而带来腐蚀。例如可以在钢材的表面喷刷涂料、搪瓷、塑料等，或以金属镀层作为保护膜，如锌、锡、铬等，按保护层的种类，可分为非金属保护层(称为涂层)、化学保护层和金属保护层(称为镀层)三类。
(1)非金属保护涂层主要有塑料、环氧树脂和防腐油脂三种，由于其简单廉价等特点，通常易于得到使用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这是目前钢材防腐的主要措施之一，也是最经济、最简便的防腐方法，其中常用的有以下几种涂料:沥青涂料、醇酸树脂涂料、酚醛树脂涂料、环氧树脂涂料、氯磺化聚乙烯涂料、高氯化聚乙烯涂料、氧化橡胶涂料、聚氨酯涂料等。每种涂料都有各自的优缺点。如煤焦沥青涂料价格低廉、耐水、耐一些化学介质的侵蚀、对未充分除锈的钢铁表面仍有良好的润湿性、固体含量高可获厚膜，而沥青的缺点是寒冬发脆，夏暑发软，暴晒后有些成分挥发逸出会使漆膜龟裂。环氧树脂涂料附着力好，对金属、混凝土、木材、玻璃等均有优秀的附着力，耐碱、油和水，电绝緣性能优良。
对于此方法，必须对构件进行较为彻底的除锈，在做完除锈工序后进行刷漆，-般涂层都有底层和面层之分，底层涂料较为粗糙，主要起到与构件粘附的作用，而面漆具有光泽，不仅对底层起到保护的作用，还具有一定的美观性，在此工序中需要注意的是两层漆的相容问题，如果两层漆结合不好则很容易脱落而失去对构件的保护。虽然非金属涂展法有其自身的优点，但其作为有机物也有一定的弊端，随着时间变长，其必然会老化脱落，失去对钢材的保护，因此在实际工作中需要及时采取相应措施。
(2)化学保护层通过化学法，在金属表面形成保护层，如锌层的钝化、铝层的氧化、铁基的磷化等。该类保护层往往不是作为单-的钢材保护层，而是与金属镀层兼并使用。
(3)锌和铝具有非常好的耐大气腐蚀性，将其喷涂在钢结构上，可以较好地对构件形成保护，锌和铝作为保护镀层在电化腐蚀中，处于阳极首先被溶解，因此在钢结构表面镀以较铁活泼的金属锌和铝等来对构件进行保护，常用的实施方法有热浸锌和热喷铝(锌)复合法两种。
2.2 热浸锌法
首先要对钢结构进行除锈和清洗，此步骤必须得到重视，否则在镀锌之后会在构件与保护层之间产生附着不实的情况，给钢结构防腐带来隐患，将其侵入600C左右的锌溶液中，使金属锌附着于钢结构构件表面，其中，8mm以下薄板的锌层厚度≥65μm,厚板的锌层厚度≥65μm。这种方法的耐久性和稳定性较高，因而常被用于室外大型钢结构建筑中。目前越来越多的轻型钢结构建筑和型钢构件也开始采取此方法进行防腐。需要注意的是，此方法需要在高温环
境下进行，这就要求管状构件必须两端开0以保持内外压强一致，否则，不仅会造成构件膨胀破坏，严重的还会引起恶性安全事故，因此，必须保持内外连通，此外，-端敞口会使热锌液体残留于管内，同样不提倡。其他构件在使用热漫锌法进行防腐时，也必须考虑以上方法。
2.3 热喷铝(锌)复合法
此方法与热浸锌防腐法相类似，都是在钢结构表面附上一层保护涂层，但在操作和适用范围有一定的区别。热喷铝(锌)复合法是通过压缩空气将融化的液体铝(锌)喷到钢结构上，形成底层保护层，随后在其再填充有机涂料，以达到对构件的保护。与热浸锌法所不同的是，此方法对于管状构件的要求是必须进行封闭，因为热喷铝(锌)复合法无法对管内壁进行施工，为防止内壁受到腐蚀，必须对其进行封闭，此方法的优点是不受构件形状的限制以及较小的热变形影响。
2.4 合金化
在钢材中加入合金元素，改变钢材的组织结构，从而提高钢材的抗腐蚀能力，并在此基础上发展了各种不锈钢、耐酸钢、耐热钢等。
2.5 其他防腐技术
对于钢筋混凝土结构中的钢筋来说，在实际的工程中，还经常通过增加保护层厚度、改良施工工艺以增加混凝土结构的密实度、选用防腐性能较好的钢筋等措施来在一定程度上阻挡外界有害物质的侵入，减缓钢筋腐蚀的速度，达到增加结构使用期限的目的。此外，配合相应的预防措施，如优选用结构原材料、防腐涂层采用多层涂层的形式，减少除冰盐等含氯化学物质的使用以及开发新型无氧除冰剂等可以使防腐效果达到最佳化。
3 结语
钢材的防腐工作是现当代大中型结构中必须考虑的问题，钢材的防腐工作的好坏将直接决定结构的使用条件和使用寿命。在防腐工作中，根据结构相应的使用条件以及相关施工部门的技术实力、经济实力，综合考虑各方因素，合理的选用相应的防腐措施才能达到既经济又实用的效果。
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[3]周煜竣.钢材防腐配套方案的设计[ J].电镀与涂饰，2007，（9）：17- 19.
论文作者:崔立影
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第9期
论文发表时间:2019/9/2
标签：钢材论文; 保护层论文; 构件论文; 涂料论文; 电化学论文; 钢结构论文; 化学论文; 《建筑实践》2019年第9期论文;