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1、Vol.41，No.1第41卷第1期February，2015SichuanBuildingMaterials2015年2月锈蚀对钢结构建筑的危害与防护魏春梅(中煤科工集团北京华宇公司平顶山分公司,河南平顶山467000)摘要:锈蚀引发的工程事故频发,而钢材锈蚀对结在60%~90%之间时,钢材的腐蚀速度明显加快;空气的构性能影响的研究相对滞后。首先分析了钢材锈蚀的机理相对湿度在90%以上时,钢材的腐蚀速度又会下降。钢结与锈蚀类别划分,给出了涂层失效与防锈措施,研究了钢构的腐蚀还与其所在位置有很大关系,如果钢材处在容易材锈蚀对钢材力学指标与整
2、体结构抗震性能的影响。积尘和积水的位置,由于灰尘吸湿性较强,其中的水分不关键词:钢材;锈蚀;涂层;力学指标;可靠度易干燥,因而较其他位置更易产生锈蚀。此外,室外钢材+中图分类号:TU761．13文献标志码:B由于干湿交替与介质的长期作用,比室内钢材更容易锈蚀。文章编号:1672-4011(2015)01-0058-021．1锈蚀分类DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2015.01.028失去涂层保护的钢材直接与空气中的水分与介质接触,环境的长期作用,必然在钢材表面发生电化学腐蚀,由于0前言锈蚀机理与方式不同,锈蚀形态
3、有均匀锈蚀、点蚀(局部锈随着我国国民经济和建筑领域技术的不断发展,几乎蚀)和缝隙锈蚀(应力作用下的锈蚀)等不同表现形式。所有的体育馆都采用钢结构建造,如鸟巢,并向住宅建筑1)均匀锈蚀,是指钢材表面各处锈蚀向下发展速率相发展。钢结构建筑工程无论数量还是规模都逐年增加,随同,截面尺寸削弱匀速且均匀,为最常见的锈蚀形式。着各类钢结构建筑服役年限的增加,钢结构建筑的工程事2)点蚀是由于在锈蚀发展过程中,钢材表面局部锈蚀故也引起了人们对结构可靠性与耐久性越来越多的重视。速率远大于周边,形成小而深的锈坑,严重时甚至能将构然而,在钢结构建筑的设计过程中,
4、设计人员往往从钢结件锈穿。直接与水接触的管道的锈蚀大都属于此类锈蚀形构设计理念与方法着手,强调结构在地震作用下的表现,式。如“小震不坏”与“大震不倒”,而忽略了钢结构在服役过程3)缝隙锈蚀通常是发生在钢材与钢材或钢材与非金属中锈蚀对钢材性能的影响,同时未考虑锈蚀造成的结构抗表面之间的隙缝内,由浓差电池造成的局部锈蚀。钢构件震性能退化,由此造成服役阶段的钢结构抗震性能研究滞采用铆接或螺栓连接时在连接部位很容易产生缝隙,而外[1-2]界介质可能在缝隙处形成电解质溶液,此时钢材必将会发后。空气中的大量水分与介质,使得处在其中的服役钢结生强烈的选择
5、性锈蚀破坏,从而造成钢构件过早的退出工构建筑必将发生钢材锈蚀现象,而钢材锈蚀除造成钢结构作。为避免或减少钢材发生缝隙锈蚀,在连接方式上应在构件截面性能削弱外,亦引起钢材力学性能指标(如屈服强钢材与钢材连接处避免采用铆接或螺栓连接的连接方式,度、极限强度、伸长率等)的衰减,最终造成钢结构建筑可改用焊接的连接方式,同时保证连接处的干燥与清洁;选靠性的降低。因此研究腐蚀环境下钢材锈蚀的机理与退化料上尽可能采取耐候钢;此外,还可以采取电化学保护方规律,对在役钢结构建筑抗震性能评估有重大意义,也可式避免此类锈蚀。为钢结构建筑后期维修加固提供依据。4)
6、剥层锈蚀,由钢材表面的局部产生锈蚀,此处锈蚀速率相同,并沿着与表面平行的界面向下进行发展。锈蚀1钢材锈蚀的原因产生的体积膨胀最终导致钢材表面起鼓或剥落。不锈钢或钢材锈蚀不仅造成巨大的经济损失,同时对建筑物的板材表面及有涂层的钢材表面可能发生此类锈蚀。安全性与耐久性影响显著。我国每年因钢材锈蚀造成的直5)丝状锈蚀,是阳极层发生的一种呈线状的特殊锈蚀接经济损失高达数千亿元,仅在石油和化学工业领域的经形式,多见于潮湿的环境中。对于带有涂层的钢材,丝状济损失就达数百亿,同时,国内外近年因钢材锈蚀造成的锈蚀对空气湿度要求苛刻,在相对湿度小于65%或在
7、相对工程事故频发,造成了巨大的人员伤亡[3]。因此,钢材锈湿度为100%时均不会发生此类锈蚀,仅仅相对湿度为蚀给国民经济发展带来了极大的损失和危害,必须引起各65%~95%时才发生丝状锈蚀。行业的高度重视。1．2钢结构锈蚀程度表示暴露在空气中的钢材,不可避免会发生锈蚀,而钢材1)钢结构锈蚀程度表示的方法的锈蚀速率与其所处的环境有关,主要受到空气湿度控制。钢结构所处的大气环境对钢材的锈蚀方式起控制作用,当空气中相对湿度在60%以下时,钢材表面的水分不足以依据锈蚀方式不同可将钢结构所处的大气环境划分为一般形成水膜,此时钢材的锈蚀发展缓慢;当空气
8、的相对湿度大气环境、工业大气腐蚀环境与海洋大气腐蚀环境三大类型。不同环境下钢材的锈蚀速率并不相同。钢材发生锈蚀是化学变化,可以通过锈蚀后钢材的质量变化测定钢材的作者简介:魏春梅(
