浅析建筑钢材的锈蚀及防止措施

杨艳菊

（沈阳市房屋土地开发有限公司，辽宁 沈阳 110101）

1 钢材锈蚀

钢材的锈蚀，指其表面与周围介质发生化学反应而遭到的破坏。锈蚀可发生于许多引起锈蚀的介质中，如湿润空气、土壤、工业废气等。温度提高，锈蚀加速。

钢材于存放中严重锈蚀，不仅截面积减小，材质降低甚至报废，而且除锈工作耗费很大。使用中则锈蚀不仅使受力面积减小，而且局部锈抗的产生，可造成应力集中，促使结构早期破坏。尤其在有反复荷载的情况下将产生锈蚀疲劳现象，使疲劳强度大为降低，出现脆性断裂。

根据钢材表面与周围介质的不同作用，锈蚀可分为下述两类：

1.1 化学锈蚀。

指钢材表面与周围介质直接发生化学反应而产生的锈蚀，如钢材在高温中氧化形成Fe3O4的现象。在常温下，钢材表面将形成一薄层钝化能力很弱的氧化保护膜FeO。

1.2 电化学锈蚀。

建筑钢材在存放和使用中发生的锈蚀主要属这一类。例如，存放于湿润空气中的钢材，表面为一层电解质水膜所覆盖。由于表面成分或者受力变形等的不均匀性，使邻近的局部产生电极电位的差别，因而建立许多微电池。在阳极区，铁被氧化成Fe++离子进入水膜。因为水中溶有来自空气的氧，故在阴极区氧将被还原成OH-离子，两者结合成为不溶于水的Fe（OH）2。并进一步氧化成为疏松易剥落的红棕色铁锈Fe（OH）3。如水膜中溶有酸，则阴极被还原的将为H+离子。由于所形成的氢积存于阴极产生极化作用，将使锈蚀停止，但水中的溶氧与氢结合成水以除去积氢，故锈蚀能继续进行。因为水膜中离子浓度提高，阴极放电快，锈蚀进行较快，故在工业大气的条件下，钢材较容易锈蚀。

从以上分析了解，影响钢材最常见的锈蚀破坏的重要因素，是水和源源供给溶氧的空气。

埋于混凝土中的钢筋，因是处于碱性介质的条件（新浇混凝土的PH值约为12.5或更高）。而氧化保护膜为碱性，故不致锈蚀。但应注意，锈蚀反应将强烈地为一些卤素离子，特别是氯离子所促进，它们能破坏保护膜，使锈蚀迅速发展。

2 防止钢材锈蚀的措施

钢结构防止锈蚀的方法通常是采用表面刷漆。常用底漆有红丹、环氧富锌漆、铁红环氧底漆等。面漆有灰铅油、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。薄壁钢材可采用热浸镀漆或镀锌后加涂塑料涂层。这种方法效果最好，但价格较高。

混凝土配筋的防锈措施，主要是根据结构的性质和所处环境条件等，考虑混凝土的质量要求，即限制水灰比和水泥用量，并加强施工管理，以保证混凝土的密实性，以及保证足够的保护层厚度和限制氯盐外加剂的掺用量。

对于预应力钢筋，一般含碳量较高，又多是经过变形加工或冷拉，因而对锈蚀破坏较敏感，特别是高强度热处理钢筋，容易产生应力锈蚀现象。故重要的预应力承重结构，除不能参用氯盐外，应对原材料进行严格检验。

对配筋的防锈措施，还有参用防锈剂（如重铬酸盐）的方法。国外有采用钢筋镀锌、镀镉或镀镍等方法。

3 铝及铝合金在建筑中的应用。

铝及铝合金，指含铝为98.0%的工业纯铝和以铝为主体另掺有铜、镁、锰、锌、铬等合金元素的铝合金。目前我国这类材料的产品有：用各种牌号的工业纯铝及铝合金，通过热挤压、轧制和铸造等工艺加工制成的板、管、棒及各种型材和铝箔。

作为建筑材料，它们的特点是强度可接近常用碳素钢材料，但重量仅约钢材的三分之一，而且对大气条件的耐蚀性能很好。另外，还可利用电化学处理染成装饰效果好的各种颜色。

铝及铝合金材料可用于制作屋架等结构构件、屋面板材、幕墙、门窗框、活动隔墙和顶棚等。铝板与泡沫塑料配合，可制成质轻、隔热，保温效果好的复合板材。铝箔作为外贴面层，与其它材料配合，可制成防水效果好，而且能反射屋面日照热量的屋面防水复合材料，以及耐磨美观的装饰贴墙材料。

由于这类材料性能上的许多优点，目前各大工业国家在土木建筑方面的耗用量都很大。我国随着四化建设的发展，以及建筑物向减轻重量和装配化方向的发展，这类材料的用量必然会日益增长。

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