1、钢铁腐蚀的原因及分类

1.1腐蚀的原因

造成钢铁腐蚀的主要因素是大气(包括海洋、天然及工业大气)以及酸雨等。影响钢材腐蚀速度的因素有：环境的温度、湿度、大气中的酸性物质的浓度、电解质微粒的浓度等。在天然大气中，钢铁是被氧和水腐蚀的，水作为钢铁在空气中腐蚀的介质，氧与钢铁发生了氧化和去极化作用。工业气体如SO、CO、NO、H2S、及NH3等，仅仅在大气中占有很小的比例，却有很大的危害，其中危害最大的是SO。海洋大气中，水分较多，同时海水中氧气含量都盐含量都比较高，导电性好，为钢铁腐蚀创造了优良的条件，使钢铁的腐蚀速度大大加快。酸雨对钢结构的破坏作用也很显著，酸雨所营造的酸性环境不仅对钢材进行了腐蚀，也对钢材表面的油漆保护层造成了破坏。油漆上的酸雨，经蒸发浓缩以后，pH值可由5降到2以下，油漆在30-37℃的环境下由热、酸、水的共同作用下发生软化、水解,形成污点、点蚀和开裂。另外，昼夜及春夏秋冬交替产生的温差环境下，也加速了油漆的脱落。

1.2钢铁腐蚀分类

根据表面与周围介质的作用原理，钢结构腐蚀的成因可分为:

1.2.1化学腐蚀

化学腐蚀是因为钢与腐蚀性介质发生化学作用所引起的腐蚀，在腐蚀过程中没有电流产生。

当钢铁暴露在在潮湿的空气中时，空气中的氧气分子以及水分子将会与铁原子发生氧化还原反应，钢铁会被氧化成铁锈。水化氧化亚铁中含有较多的水，同时铁锈又有一定的蓄水能力，铁锈的这些性质为钢材锈蚀的良好条件，使更多的钢铁被腐蚀，产生更多的铁锈，如此产生恶性循环，使钢铁的锈蚀不断扩散，最终使钢构件的承载力产生严重下降甚至被破坏。

1.2.2电化学腐蚀

电化学腐蚀与化学腐蚀不同，在电化学腐蚀过程中有电流产生。由原电池的原理可以得知，钢材中的碳杂质和铁的电极电位不同，可以形成很多微小的电池，在这些微小的电池中，铁原子的电极电位低，是阴极，会失去电子变成二价铁原子，二价铁原子会与阳极产生的氢氧根离子结合形成氢氧化亚铁 ,氢氧化亚铁会进一步被氧化成疏松的铁锈。研究表明，钢材所处的环境和钢材中杂质的含量对钢材腐蚀影响很大。钢材腐蚀的规律是先快后慢、沿海或潮湿环境快、室外是室内的4倍、无防腐层比有防腐层的快5倍、重工业区是市区的2倍。

2、钢结构防腐的措施

(1)耐候钢：耐候钢的抗腐蚀能力要强于一般的钢材，由于其含有铜、磷、铬、钛、镍等金属，会使耐候钢的表面产生一层保护层，保护钢材不被腐蚀。钢材的一些其他性能如冲击韧性也优于建筑上使用的一般钢材。

(2)涂层法：与一些长效方法相比，涂层法的效果有些许不足，但是目前的新型防腐涂料有效年限可达50年，在一定程度上弥补了涂层法的不足。目前涂层法较多的应用在室内钢结构的防腐上。其优点是成本比较低。涂层法效果的好坏很大程度上取决于施工中钢构件铁锈清除的是否彻底。在选择涂层时则要考虑到环境因素的影响，同一种涂层对不同类型的腐蚀抵抗能力有很大差距。要根据腐蚀条件选择最佳的涂层进行施工。温度和湿度对涂层施工的影响较为重要，温度在5~38℃为宜，相对湿度则不应大于85%。同时应注意控制施工现场的粉尘，涂层施工结束后应注意做好成品保护工作，避免被雨水淋湿。

(3)热浸锌：热浸锌是将除锈后的钢构件浸入600℃左右高温融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层。对锌层厚度的要求如下：对于5mm以下薄钢板，锌层的厚度要在65μm以上；对于厚钢板，锌层的厚度应在86μm以上。热浸锌法的优点是质量有保证，耐久年限长，可以批量生产，因此这种方法较多的应用在维修较困难的室外钢结构中，如通讯塔、桥梁、大跨空间网壳结构、压型钢板等。在热浸锌之前先要对构件进行除锈和清洗两道工序，这两道工序的好坏会影响到热浸锌法防腐的效果，因此应做好这两道工序的质量控制。由于热浸锌是在高温条件下完成的，操作具有一定的危险性，在操作过程中应遵守相关的安全生产规定，避免发生安全事故。

(4)热喷铝(锌)复合涂层：这种方法的优点是防腐时间较长，可以和热浸锌法相媲美。具体的工艺流程是先对钢构件表面进行除锈和清洗并对构件进行打毛，然后将在高温下融化的铝(锌)丝用压缩空气吹附到钢构件表面，形成保护层，其厚度要求在80-100um之间，最后用氯丁橡胶漆或环氧树脂等做填充，形成复合涂层。此方法的缺点是构件的内壁无法喷涂保护层，因此对于管状构件必须用其他方法保证其内壁不会被腐蚀。这种方法的优点是施工灵活，对构件形状的适应能力强，可以根据需要喷涂出各种形状和尺寸的涂层。另外，这种方法在施工过程中，温度对构件的影响是局部的，构件不会因受热而变形。与热浸锌法相比，这种方法的施工质量也不容易保证，完全靠施工人员的经验和工作时的态度，劳动强度大，不利于工业化生产。

(5)阴极保护法：根据原电池的原理，将比较活泼的金属附加在钢构件的表面，代替钢材腐蚀，对钢材起到保护作用。常被用于地下和水下工程。

（《大科技》尹燚著）