鋼材銹蝕的原因和防止措施

　　一、鋼材的銹蝕

　　鋼材的銹蝕是指其表面與周圍介質發(fā)生化學作用或電化學作用而遭到破壞。

　　鋼材銹蝕不僅使截面積減小，性能降低甚至報廢，而且因產生銹坑，可造成應力集中，加速結構破壞。尤其在沖擊荷載、循環(huán)交變荷載作用下，將產生銹蝕疲勞現(xiàn)象，使鋼材的疲勞強度大為降低，甚至出現(xiàn)脆性斷裂。

　　根據(jù)銹蝕作用機理，鋼材的銹蝕可分為化學銹蝕和電化學銹蝕兩種。

　　（一）化學銹蝕

　　化學銹蝕是指鋼材直接與周圍介質發(fā)生化學反應而產生的銹蝕。這種銹蝕多數(shù)是氧化作用，使鋼材表面形成疏松的氧化物。在常溫下，鋼材表面形成一薄層氧化保護膜FeO，可以起一定的防止鋼材銹蝕的作用，故在干燥環(huán)境中，鋼材銹蝕進展緩慢。但在溫度或濕度較高的環(huán)境中，化學銹蝕進展加快。

　?。ǘ╇娀瘜W銹蝕

　　電化學銹蝕是指鋼材與電解質溶液接觸，形成微電池而產生的銹蝕。潮濕環(huán)境中鋼材表面會被一層電解質水膜所覆蓋，而鋼材本身含有鐵、碳等多種成分，由于這些成分的電極電位不同，形成許多微電池。在陽極區(qū)，鐵被氧化成為Fe2+離子進入水膜；在陰極區(qū)，溶于水膜中的氧被還原為OH-離子。隨后兩者結合生成不溶于水的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

　　電化學銹蝕是鋼材銹蝕的最主要形式。

　　影響鋼材銹蝕的主要因素有環(huán)境中的濕度、氧，介質中的酸、堿、鹽，鋼材的化學成分及表面狀況等。一些鹵素離子，特別是氯離子能破壞保護膜，促進銹蝕反應，使銹蝕迅速發(fā)展。

　　鋼材銹蝕時，伴隨體積增大，最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（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。

　　二、防止鋼材銹蝕的措施

　　鋼結構防止銹蝕通常采用表面刷漆的方法。常用的底漆有紅丹、環(huán)氧富鋅漆、鐵紅環(huán)氧底漆等，面漆有調和漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。薄壁鋼材可采用熱浸鍍鋅或鍍鋅后加涂塑料涂層等措施。

　　混凝土配筋的防銹措施，根據(jù)結構的性質和所處環(huán)境等，考慮混凝土的質量要求，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。

　　預應力鋼筋一般含碳量較高，又多是經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，容易產生銹蝕現(xiàn)象。所以，重要的預應力混凝土結構，除了禁止摻用氯鹽外，還應對原材料進行嚴格檢驗。

　　鋼材的化學成分對耐銹性影響很大，通過加入某些合金元素，可以提高鋼材的耐銹蝕能力。例如，在鋼中加入一定量的鉻、鎳、鈦等合金元素，可制成不銹鋼。