大氣環(huán)境下的鋼結(jié)構(gòu)受陽(yáng)光、風(fēng)沙、雨雪、霜露及一年四季的溫度和濕度變化作用,其中大氣中的氧和水分是造成戶(hù)外鋼鐵結(jié)構(gòu)腐蝕的重要因素,引起鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的工業(yè)氣體含有SO2、CO2、NO2、CI2、H2S及NH3等,這些成份雖然含量很小,但對(duì)鋼鐵的腐蝕危害都是不可忽視的,其中SO2影響,CI2可使金屬表面鈍化膜遭到破壞。這些氣體溶于水中呈酸性,形成酸雨,腐蝕金屬設(shè)施。
海洋大氣的特點(diǎn)是含有大量的鹽,主要是NaCI,鹽顆粒沉降在金屬表面上,由于它具有吸潮性及增大表面液膜的導(dǎo)電作用同時(shí)CI-本身又具有很強(qiáng)的侵蝕性,因而加重了金屬表面的腐蝕。鋼結(jié)構(gòu)離海岸越近腐蝕也越嚴(yán)重,其腐蝕速度比內(nèi)陸大氣中高出許多倍。
防腐材料
1、采用耐候鋼:即耐大氣腐蝕鋼,在鋼中加入一定量的鉻、鎳、鈦等合金元素,可制成不銹鋼。通過(guò)加入某些合金元素,可以提高鋼材的耐銹蝕能力。
2、金屬覆蓋:鍍或噴鍍的方法覆蓋在鋼材表面,提高鋼材的耐腐蝕能力。薄壁鋼材可采用熱浸鍍鋅(白鐵皮)、鍍錫(馬口鐵)、鍍銅、鍍鉻或鍍鋅后加涂塑料涂層等措施。
3、非金屬覆蓋:鋼結(jié)構(gòu)防止銹蝕通常采用表面刷漆、噴涂涂料、搪瓷、塑料等方法。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(diào)和漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。
4、混凝土用鋼筋的防銹:混凝土配筋的防銹措施,根據(jù)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和所處環(huán)境等,考慮混凝土的質(zhì)量要求,主要是提高混凝土的密實(shí)度,保證足夠的鋼筋保護(hù)層厚度,限制氯鹽外加劑的摻入量?;炷林羞€可摻用阻銹劑。鋼材銹蝕時(shí),伴隨體積增大,嚴(yán)重的可達(dá)原體積的6倍,在鋼筋混凝土中會(huì)使周?chē)幕炷撩浟?。埋入混凝土中的鋼材,由于混凝土的堿性介質(zhì)(新澆混凝土的pH值為12左右),在鋼材表面形成堿性保護(hù)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。預(yù)應(yīng)力鋼筋一般含碳量較高,又多是經(jīng)過(guò)變形加工或冷加工的,因而對(duì)銹蝕破壞較敏感,特別是高強(qiáng)度熱處理鋼筋,容易產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象。所以,重要的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),除了禁止摻用氯鹽外,還應(yīng)對(duì)原材料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)。
大型鋼結(jié)構(gòu)是大量基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。橋梁、電站、輸油輸水管道、油氣儲(chǔ)罐、大型生產(chǎn)裝置、船舶、海工結(jié)構(gòu)、塔架及許多大型建筑物均大量采用鋼結(jié)構(gòu)。雖然所用的碳鋼與一些低合金鋼具有很好的力學(xué)性能與合理的價(jià)格,但它們存在著嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕問(wèn)題。由于具有用量大、壽命要求長(zhǎng)的特點(diǎn),所以需要的防腐手段也具有特殊性。在各種腐蝕控制方法中,主要選用不同表面處理與施加防腐涂層的方法來(lái)對(duì)大型鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防護(hù)。到目前為止,應(yīng)該說(shuō)大多情況下防護(hù)效果還遠(yuǎn)不理想,主要是存在由于化學(xué)與力學(xué)失效引起的覆蓋層壽命問(wèn)題。因此開(kāi)發(fā)高性能、長(zhǎng)壽命、并在新形勢(shì)下滿(mǎn)足環(huán)保要求的表面改性a技術(shù)與防腐產(chǎn)品,是一項(xiàng)重要的任務(wù)。而解決這樣的問(wèn)題,離不開(kāi)高技術(shù)與新思路和采用。
傳統(tǒng)有機(jī)涂料的性能的提升:通過(guò)向涂料中添加某些各類(lèi)的納米粒子形成的納米復(fù)合涂料,可以導(dǎo)致性能的大幅度提高。如TiO2、SiO2、ZnO、Fe2O3等納米粒子通過(guò)對(duì)紫外線的散射作用,可以地提高有機(jī)涂料的耐老化性。此外還可用以改善某些各類(lèi)涂料的流變性、附著力、膜的機(jī)械強(qiáng)度、硬度、光潔度、耐光性和耐候性等。納米粒子在這些方面的作用,對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料與其它用途的涂料來(lái)說(shuō)在本質(zhì)上并無(wú)差別。這方面的工作相對(duì)較多,但距離在重防腐中得到有效應(yīng)用還有一段路要走。