钢结构腐蚀机理和影响因素探析

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1、钢结构腐蚀机理和影响因素探析　　摘要：随着我国建筑行业的不断迅发展，随之带动起钢铁建材也得到了快速的发展，但是在发展的同时，我国对于钢结构的腐蚀问题仍然没有得到有效的解决。所以这就需要更多的人去探讨钢结构的腐蚀问题。本文通过对我国钢结构建筑的腐蚀原因、腐蚀类型以及影响腐蚀的因素做了进一步的探讨，并提出了保护钢结构的有效措施。关键字：钢结构、腐蚀机理、影响因素中图分类号：TU391文献标识码：A一、引言随着钢材在建筑行业中的广泛应用，钢结构的腐蚀也不断引起相关行业人员的重视，据不完全统计，发达国家每年由

2、于钢结构的腐蚀所造成的经济损失约占国民经济总值的4%。钢结构的腐蚀给我们造成的不仅仅是经济上的损失，更重要的是给人民安全带来隐患.所以如何运用现代知识对钢结构的腐蚀进行控制和加以防护是我们所要讨论的。二、钢结构腐蚀的类型和机理1、大气腐蚀8空气中有足够的氧，因此空气中是否存在湿气决定了是否会发生腐蚀.在雨后以及有雾或有露水的情况下钢材表面是潮湿的，即使在无肉眼可见的湿气情况下，空中的水蒸气依旧会引起刚的腐蚀.故此，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，是一种常见的腐蚀现象

3、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.2、局部腐蚀局部腐蚀主要包括缝隙腐蚀和电偶腐蚀，同时它也是钢结构中十分常见的一种破坏形态.当钢结构的不同结构件之间以及钢构件与非金属的表面间存在缝隙.而且有介质存在的时候就会发生局部腐蚀.所以局部腐蚀发生的条件：首先必须存在具备腐蚀条件的缝隙，而且缝隙中要有液体；其次构件的缝隙宽度必须窄到可以使得液体在缝内停滞.钢结构最常见的

4、缝隙腐蚀形式有铆接、衬垫和颗粒沉积等.由于这些缝隙在工程中是不可避免的，所以同样也无法完全避免钢结构的缝隙腐蚀。3、应力腐蚀8因为钢结构即会受到腐蚀介质的作用，同时它也要承弯曲，拉伸，压缩乃至于扭转等各种应力的作用.所以钢结构中所采用的高强钢，低碳钢和低合金钢等材料极易在水介质中产生应力腐蚀。在具有腐蚀效果的环境中，假若钢结构受力则会使腐蚀速度加快.简单来说，就是在特定的介质中，如果钢结构不受到应力的作用则腐蚀效果微乎其微，一旦受到拉伸应力，在一段时间后构件则会突然产生断裂.因为这种由应力腐蚀而产生的

5、断裂在事前并不会有明显的征兆，所以往往会造成无法估计的灾难性后果.例如房屋建筑和桥梁的倒塌以及管道的泄露，带来巨大的人员伤亡和经济损失。三、钢结构的腐蚀因素及其危害性1、钢结构腐蚀因素8经试验和研究表明,钢铁与周围环境（介质）之间发生化学或电化学作用而引起的破坏或变质。或者说,钢铁的腐蚀是发生在钢铁与介质间的界面上。由于钢铁内部含有不同比例的其他金属杂质,所以它们内部的金属之间则存在具有不同的电极电位,分别产生得到电子或失去电子的不同变化倾向,因此引起其内部发生局部的微电池现象。当有水和氧气存在时,就

6、会发生电化学的腐蚀过程,即钢铁的表面构成原电池的阳极,溶解质则变化为铁离子,铁离子与阴极生成氢氧根离子反应,生成初步的腐蚀产物—氢氧化低铁,再被空气中的氧进一步氧化变为三氧化二铁(铁锈)。铁锈具有一定的吸湿性,能够吸收外部大量水分,致使锈蚀层慢慢地进行膨胀,形成疏松的结构层,并使腐蚀向内部继续扩展,不停地进行腐蚀钢结构。同时,在钢铁被腐蚀的最终生成物中,含有与铁锈分离开的硫酸（H2SO4）,有反复地、循环地使腐蚀情况加剧,直至钢结构彻底损坏。钢铁的腐蚀速度与环境、温度、湿度及有害的介质存在有关,并成正

7、比关系,其中湿度起决定因素。2、腐蚀的危害性钢铁的腐蚀,通过分析可以看出,它的危害性在于是一种不均匀的破坏。钢铁的锈蚀损伤基本发生在阳极的表面,一旦出现腐蚀坑,往往会继续向纵深发展。由于腐蚀坑的面积不断加大,承受荷载的截面不断减少,这样将引起钢结构构件在该处的应力集中,而应力集中又使腐蚀坑底部电位变负,出现对钢铁加速腐蚀的反应过程,这种相互反馈的连锁反应是应力腐蚀的一种典型形式。此时,在低温条件下,将引起钢材的抗冷脆性能下降,在无明显的变形情况下,钢结构构件会突然发生脆性断裂,尤其是在冲击荷载的作用下

8、危险性更大,容易造成结构构件的安全事故。因此,钢结构如不注意环境条件的影响,采取必要的防护措施,必然会加快腐蚀的速度;如果忽视日常巡视维护工作,钢结构构件同样会发生由于锈蚀而容易影响结构正常使用,遗留下结构的安全隐患。四、对钢结构腐蚀的控制1、火焰处理火焰清理是一种常规的且能够8与激光清理达到同样目地的一种老实方法。其流程为：用氧乙炔焰或氧-丙烷炎将钢加热.由于氧化皮与金属的膨胀系数有所差异，故可是轧氧化皮和其他氧化皮脱落。此外还可以把存在铁锈中的水分处