大氣環(huán)境下的鋼結(jié)構(gòu)受陽光、風沙、雨雪、霜露及一年四季的溫度和濕度變化作用,其中大氣中的氧和水分是造成戶外鋼鐵結(jié)構(gòu)腐蝕的重要因素,引起鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的工業(yè)氣體含有SO2、CO2、NO2、CI2、H2S及NH3等,這些成份雖然含量很小,但對鋼鐵的腐蝕危害都是不可忽視的,其中SO2影響,CI2可使金屬表面鈍化膜遭到破壞。這些氣體溶于水中呈酸性,形成酸雨,腐蝕金屬設(shè)施。
海洋大氣的特點是含有大量的鹽,主要是NaCI,鹽顆粒沉降在金屬表面上,由于它具有吸潮性及增大表面液膜的導電作用同時CI-本身又具有很強的侵蝕性,因而加重了金屬表面的腐蝕。鋼結(jié)構(gòu)離海岸越近腐蝕也越嚴重,其腐蝕速度比內(nèi)陸大氣中高出許多倍。
防腐材料:
1、采用耐候鋼:即耐大氣腐蝕鋼,在鋼中加入一定量的鉻、鎳、鈦等合金元素,可制成不銹鋼。通過加入某些合金元素,可以提高鋼材的耐銹蝕能力。
2、金屬覆蓋:鍍或噴鍍的方法覆蓋在鋼材表面,提高鋼材的耐腐蝕能力。薄壁鋼材可采用熱浸鍍鋅(白鐵皮)、鍍錫(馬口鐵)、鍍銅、鍍鉻或鍍鋅后加涂塑料涂層等措施。
3、非金屬覆蓋:鋼結(jié)構(gòu)防止銹蝕通常采用表面刷漆、噴涂涂料、搪瓷、塑料等方法。常用的底漆有紅丹、環(huán)氧富鋅漆、鐵紅環(huán)氧底漆等,面漆有調(diào)和漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。
4、混凝土用鋼筋的防銹:混凝土配筋的防銹措施,根據(jù)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和所處環(huán)境等,考慮混凝土的質(zhì)量要求,主要是提高混凝土的密實度,保證足夠的鋼筋保護層厚度,限制氯鹽外加劑的摻入量。混凝土中還可摻用阻銹劑。鋼材銹蝕時,伴隨體積增大,嚴重的可達原體積的6倍,在鋼筋混凝土中會使周圍的混凝土脹裂。埋入混凝土中的鋼材,由于混凝土的堿性介質(zhì)(新澆混凝土的pH值為12左右),在鋼材表面形成堿性保護膜,阻止銹蝕繼續(xù)發(fā)展,故混凝土中的鋼材一般不易銹蝕。預(yù)應(yīng)力鋼筋一般含碳量較高,又多是經(jīng)過變形加工或冷加工的,因而對銹蝕破壞較敏感,特別是高強度熱處理鋼筋,容易產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象。所以,重要的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),除了禁止摻用氯鹽外,還應(yīng)對原材料進行嚴格檢驗。
防腐蝕原理:
腐蝕電池體系正在作用時,接入另一電極絲,該電極的電位較負,這個時候原腐蝕電池就與這個電極就組成了一個新的宏觀電。從電化學原理來說,負的電極就是這個新電池的陽極,所謂的陰極便是原腐蝕電池。從電解質(zhì)向被保護體從陽極體提供一個陰極電流,這時被保護體就會進行陰極保護,就會完成陰極保護。伴隨著陽極材料不斷消耗不斷流出電流,這樣就有了犧牲陽極。
二、熱噴涂保護法
熱噴涂保護法是一種先進的防腐技術(shù),通過高溫噴涂金屬或非金屬涂層在鋼結(jié)構(gòu)表面,形成一層致密的防護層。這種防護層具有優(yōu)異的耐腐蝕性、耐磨性和耐高溫性能,能夠長期保護鋼結(jié)構(gòu)免受腐蝕侵害。熱噴涂保護法適用于惡劣環(huán)境下的鋼結(jié)構(gòu)防腐,但成本相對較高。