作者：代岩

来源：《中国科技博览》2013年第24期

        摘要：随着钢结构在建筑工程中的广泛应用，钢材在潮湿环境中的易锈蚀现象，易导致钢结构的提前破坏，严重影响结构安全。因此，必须要采取有效的防腐措施，确保建筑结构安全。本文通过分析钢结构腐蚀的类型与机理，针对钢结构腐蚀对建筑行业的危害及应采取的防腐技术进行探讨，以期通过本文的阐述为改善钢结构耐久性问题提供技术思路。

        关键词：钢结构、防腐

        中图分类号：TV54

        1前言

        钢结构由于具有工程施工快、自重轻、载重大、保值性高等特性，近年在桥梁工程、厂房设施等很多方面得到迅速发展。钢结构构件在使用中与环境中的介质接触，钢材中的铁与介质产生化学反应导致钢材被腐蚀，也称为锈蚀。钢材的腐蚀，轻者钢材力学性能下降，重者将导致构件破坏，造成建筑物倒塌等严重后果，因此钢结构的防腐处理应引起重视。

        2钢结构腐蚀规律

        钢结构锈蚀速度规律：（1）先快后慢；（2）沿海或潮湿环境快；（3）重工业区是市区的2倍，是山区、田园的4倍；（4）无防锈层比有防锈层快5倍；（5）室外为室内的4倍。

        钢结构防腐蚀是钢结构设计、施工、使用中必须解决的重要问题，它牵涉到钢结构的耐久性、造价、使用性能、维护费用等诸多问题。

        3钢结构腐蚀的类型与机理

        钢材受腐蚀的原因很多，可根据环境介质的不同分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。化学腐蚀也称干腐蚀，是指钢材在常温或高温下发生的氧化或硫化作用。电化学腐蚀亦称湿腐蚀，是由于电化学现象在钢材表面产生局部电池作用的腐蚀。

        3.1大气腐蚀

        钢结构的大气腐蚀主要是由空气中的水和氧气等的化学和电化学作用引起的。大气中水汽形成金属表层的电解液层，而空气中的氧溶于其中作为阴极去极剂，二者与钢构件形成了一个基本的腐蚀原电池。当大气腐蚀在钢构件表面形成锈层后，腐蚀产物会影响大气腐蚀的电极反应。

        3.2局部腐蚀

        局部腐蚀是钢结构最常见的破坏形态，主要包括电偶腐蚀、缝隙腐蚀。电偶腐蚀主要发生在钢结构不同金属组合或者连接处，其中电位较负的金属腐蚀速度较大，而电位较正的金属受到保护，两种金属构成了腐蚀原电池。缝隙腐蚀主要在钢结构不同结构件之间、钢构件与非金属之间存在的表面缝隙处，当缝隙宽度窄到可以使得液体在缝内停滞时发生，钢结构的缝隙腐蚀最敏感的缝宽0.025～0.1mm。

        3.3应力腐蚀

        应力腐蚀是在某一特定的介质中，钢结构不受到应力作用时腐蚀甚微，但是受到拉伸应力后，经过一段时间构件会发生突然断裂。由于这种应力腐蚀断裂事先没有明显的征兆，所以往往造成灾难性后果，如桥梁坍塌、管道泄漏、建筑物倒塌等，带来巨大的经济和人员伤亡。

        4钢结构腐蚀对建筑的危害

        通过钢结构腐蚀机理的分析我们可以看出，钢铁腐蚀是一种不均匀的破坏，其表面一旦出现腐蚀坑，由坑底向纵深发展很快，从而引起应力集中，而应力集中又会加速腐蚀过程，这种循环的连锁反应是应力腐蚀的一种形式。钢材在这种应力腐蚀的作用下抗冷脆性能不断下降，导致承重构件在无明显的变形征兆下突然发生脆性断裂，造成建筑物倒塌并危及人身安全。结构在冲击荷载作用下，腐蚀介质会促成钢材发生脆性断裂并影响疲劳强度，危害尤为严重。

        5钢结构维护防腐蚀的常用方法

        钢结构的腐蚀有材质的原因，也有使用环境和接触介质等原因，因此防腐蚀方法也有所侧重。

        5.1采用抗腐蚀的耐候钢

        一般含有磷、铜、镍、铬、钛等成分，使金属表面形成保护层，耐腐蚀性能优于一般结构用钢的钢材称为耐候钢，其低温冲击韧性也比一般的钢材好。

        5.2长效防腐蚀

        金属保护层是用具有阳极或阴极保护作用的金属或合金，通过电镀、热镀、喷镀、化学镀和渗镀等方法，在金属表面上形成金属保护层来隔离金属与介质的接触

        或利用电化学作用对金属加以保护、防止腐蚀，主要有热浸锌、热喷铝（锌）、复合涂层两种方法。

        5.3化学保护层法

        化学保护层法是用化学或电化学的方法，使金属表面生成具有耐腐蚀性能的薄膜，以隔离金属与腐蚀介质接触如钢铁的钝化和磷化处理。

        5.4普通涂层法

        是用涂料、塑料或搪瓷等材料，通过涂刷、喷涂等方法，在金属表面形成非金属保护膜，使金属与腐蚀介质隔离，钢结构就是利用表面涂装防止腐蚀的。室内钢结构或相对易于维护的室外钢结构多用涂层法防腐，因其防腐蚀性不如长效防腐蚀方法，涂层法施工的第一步是除锈，一般多用喷砂、喷丸除去所有的油污和锈迹，要根据周围的环境选择涂层，而且不同的涂层对不同的腐蚀条件有不同的耐受性。

        6结语

        钢结构以其优良的物理、机械及施工性能，在国内的工程中得到了越来越广泛的应用，但是钢结构腐蚀不仅会造成金属资源的巨大浪费，还会影响正常的生产运营。因此，通过建筑行业和腐蚀行业相联合，在深入研究钢结构大气腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀类型和机理的基础上，积极开发新的防腐蚀措施，必将会在未来的钢结构防腐工程中发挥更大的作用。

        参考文献：

        [1]付河东.钢结构防腐蚀问题的探讨及对策[J].科技致富向导，2011年第6期

        [2]李祥超，李国荣，杨红波，孔国高.钢结构防腐工程现状浅析[J].中国涂料，2011年第2期

        [3]赵金胜，任凤卫，曲柄臣.浅谈钢结构防腐技术在建筑工程中的应用[J].价值工程，2010年第30期下载本文