02建筑金属材料--金属腐蚀

2.6钢材的腐蚀与防护腐蚀现象观察钢结构腐蚀钢筋混凝土腐蚀腐蚀的定义钢材表面与周围介质发生作用而引起破坏的现象称作腐蚀（锈蚀）。钢材腐蚀危害均匀锈蚀：降低有效截面积局部锈坑：引起应力集中锈蚀疲劳强度、塑性韧性等降低腐蚀的分类依据锈蚀机理腐蚀可分为：化学腐蚀电化学腐蚀。化学腐蚀指钢材与周围的介质（如氧气、二氧化碳、二氧化硫和水等）直接发生化学作用，生成疏松的氧化物而引起的腐蚀。在干燥环境中化学腐蚀的速度缓慢，但在温度高和湿度较大时腐蚀速度大大加快。电化学腐蚀钢材与电解质溶液接触，在钢材表面形成微电池而产生的腐蚀。锌片上的电子通过导线转移到铜片上，氢离子在铜片上得电子生成氢气粗锌由于里面含碳，使其构成一微型原电池，从而使反应得以继续进行阳极区O2铁2+Fe阴极区腐蚀电流e4OHeO2O2O2水膜空气阳极区Fe2+O2钢材电化学腐蚀过程阳极反应:Fe→Fe2＋+2e(1)阴极反应:O2+2H2O+4e-→4OH－(吸氧)(2)或2H＋+2e→H2(放氢)(3)在介质水中：Fe2＋+2OH-→Fe(OH)2(4)进一步氧化：4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3(5)氢氧化铁部分脱水成为铁锈:2Fe(OH)3－H2O→Fe2O3·H2O(6)或Fe(OH)3－H2O→FeOOH(7)氯离子引起的钢筋锈蚀机理铁的氧化物或氢氧化物的体积锈蚀产生的条件存在电位差：两种金属或含有杂质的金属，阳极金属就出现锈蚀。电介质溶液足够的氧气或其它氧化剂电连通钢材的防锈2.6.2钢材的防锈制成合金钢加入合金元素铬、镍制成不锈钢、或加入铜制成合金钢，可显著提高抗锈蚀能力。表面覆盖金属覆盖：在钢材表面电镀或喷镀一层覆盖物，如：镀锌、镀锡、镀铬、镀银等；非金属覆盖：在钢材表面涂防锈涂料或油漆，使之与腐蚀性介质隔离，可起到防锈作用。设置阳极或阴极1）阳极保护（外加电流）：在钢结构附近埋设废钢铁作为阳极，保护钢结构作为阴极，通上直流电源，则钢结构阴极受保护；2）阴极保护（牺牲阳极）：在被保护钢结构上，连接一块比铁更活泼的金属，如锌、镁等，使活泼金属作为阳极被腐蚀，钢结构作为阴极受保护。阳极与阴极保护原理阴极保护方式阳极保护方式混凝土对钢筋防锈作用钝化膜水泥石的高碱度介质PH12，可以在钢筋表面形成致密的钝化膜（氧化膜）保护层钢筋外表面到混凝土表面的厚度；渗透性：水、氧、腐蚀介质（氯）