到目前为止,钢结构的腐蚀问题正在给世界各国的国民经济带来巨大的损失。而且,钢结构由于腐蚀造成的事故危及到结构的安全运行,腐蚀引起的灾难性事故屡见不鲜,特别是焊接钢结构和承受较大应力状况下的钢结构,由于在应力作用下,腐蚀将大大的加速。钢结构的腐蚀防护日渐成为人们关注的课题。只有在设计建造时,针对其自身的结构特点和所处的环境条件采用相应的重防腐技术,同时合理考虑后期的涂层养护,才能确保钢桥的正常使用和长久寿命。
1、钢结构的锈蚀机理
根据钢结构建筑周围的环境、空气中的有害成分(如酸、盐等)及水会对钢结构造成锈蚀等情况,钢结构的锈蚀可分为两类:化学锈蚀和电化学锈蚀。
1.1、化学锈蚀
化学锈蚀钢结构表面与周围介质直接起化学反应而产生的锈蚀。如钢在高温中与干燥的O2、NO2、SO2、H2S等气体以及非电解质的液体发生化学反应,在钢结构的表面生成钝化能力很弱的氧化保护薄膜FeO、FeS等,其腐蚀的程度随时间和温度的增加而增加,这种情况在钢结构建筑中一般发生在特殊环境下。
1.2、电化学锈蚀
呈活化态的钢筋表面有水分存在时,有电势差,就发生铁电离的阳极反应和溶液态氧还原的阴极反应,相互以等速度进行,其反应式如下:阳极反应2Fe-4e-→2Fe2+ 阴极反应O2+2H2O+4e-→4OH- 腐蚀过程的全反应是阳极反应和阴极反应的组合,在钢筋表面析出氢氧化铁,其反应式为: 2Fe+O2+2H2O→2Fe2++4OH-→2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3
该化合物被溶解氧化后生成氢氧化铁Fe(OH) 3,并进一步生成nFe3O3?mH2O(红锈),一部分氧化不完全的变成Fe3O4(黑锈),在钢筋表面形成锈层。红锈体积可大到原来体积的4倍,黑锈体积可大到原来的2倍。铁锈体积膨胀,对周围产生压力,使保护层开裂或脱落,而裂缝及保护层的剥落又进一步导致钢筋更剧烈的腐蚀,从而大幅降低钢结构的强度,造成坍塌和事故。
钢结构用钢材产生电化学作用锈蚀须具备4个条件:①钢筋表面要有电势差;②阴极和阳极之间要有电介质联系;③在阳极金属表面要处于活化状态;④在阴极,钢筋表面要有足够数量的氧和水分。
2 金属常用的防锈防腐保护基于3个基本原理:
屏障保护,利用涂层膜形成屏障,将钢铁表面和环境中的电解质隔离,在钢铁表面形成一道对空气中的水蒸气和氧气等的保护屏障;②化学抑制,在涂料中添加的有效化学成分,能抑制金属阳极或阴极反应;③电流(阴极)保护,利用涂料中的大量金属(锌、铝等)粒子积聚对钢铁产生电流保护,如同在钢铁表面上形成锌(铝)阳极。钢结构实际使用中防护主要是应用阴极保护和屏障保护。根据钢结构的锈蚀原理和钢结构建筑的使用情况选用不同的防护和维护涂层,还要根据建筑结构所处的环境、使用功能、经济性和耐久性、稳定性等因素来选用合适的防锈防腐涂料,如果尔佳公司生产的系统 。
金属屋面防腐涂料采用欧美水性丙烯酸金属防腐乳液、优质的填料精制而成的高品质工程防腐涂料,产品分基层与表层,各显其能,其具有优异的附着力、耐化学品性、耐候性、耐水性和低温柔性,且光泽度好,全水性涂料无污染、环保,适用于各种腐蚀环境较恶劣的区域使用。
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