① 大气腐蚀。钢和铸铁大多数是在大气中使用,水汽和雨水会在金属表面形成液膜并溶入O和CO而成为电介质液,导致电化学腐蚀。工业大气中含有的各种气体(特别是SO,常有较高浓度)和微粒也能加剧腐蚀。近海地区的海盐微粒,可在金属表面形成氯盐液膜而具有很强的腐蚀性。铁锈的质地疏松,不能阻止腐蚀的发展。因此,广泛应用有机涂层(主要为油漆)作防护层,也可用金属涂层。在钢中加入少量磷、铜等合金元素,能有效地增强抗大气腐蚀性能。
混凝土中的高碱度环境,有助于钢筋的抗腐蚀能力(pH≥11.5)。如果混凝土存在高渗透性、裂缝、保护层过薄等缺陷,则CO的侵入可使钢筋周围介质的碱度降低,当pH值降至10以下时,则混凝土的保护作用将失效。Cl较多时,即使在高碱度的介质中也能导致钢筋腐蚀。常用的防护方法有:提高混凝土的密实性;使保护层的厚度符合规定;不使用对钢筋有腐蚀性的外加剂,或在使用时加入适当的阻锈剂;所使用的水泥和掺合料能使混凝土硬化后保持一定的碱度;采用聚合物浸渍混凝土,或在混凝土表面涂刷如环氧树脂等作防护层。此外,还可采用镀锌钢筋,或在钢筋表面浸涂适当的防护物质。具有耐腐蚀性能的钢筋也在发展中。
铝合金是优良的建筑材料。铝在初期受蚀后形成致密而牢固附着的膜层,从而能有效地阻止腐蚀的发展。应用阳极氧化的处理后,更能形成坚硬、耐磨而有光泽的表面层。
② 水中腐蚀。碳钢和铸铁在淡水中的腐蚀,因水中所含物质的性质和浓度而有差别。海水是良好的电介质,并含有高的Cl等物质,故对碳钢和铸铁有很强的腐蚀作用,必须在有效的保护下使用。用于海水中的结构件还常选用不锈钢、铜合金和其他耐腐蚀的金属(合金)。
③ 土壤腐蚀。不同的土壤对建筑金属的腐蚀作用差别很大。土壤对金属腐蚀的性质常用测定其电阻值作为指标,高电阻的干土壤一般腐蚀性不大。地下构筑物,包括管道等,一般都用碳钢和铸铁。
建筑金属的防腐蚀 除使用各种涂层外,还常应用极为重要的阴极保护法。
阴极保护法有两种:①用电位比被保护金属(碳钢)为贱的金属,例如镁和锌,作为阳极,与作为阴极的金属构筑物相连接,则阳极受腐蚀,构筑物受保护。此法适用于闸门、地下容器等有限范围的物体。②大体积的构筑物和地下管道,则适宜用外加直流电流进行保护(见图)。以石墨或高硅铁等为隋性阳极接电源正端,以金属构筑物为阴极接电源负端,施加至少与腐蚀电流大小相等、方向相反的电流,构筑物即受到阴极保护。使用时金属构筑物仍应使用保护涂层,以节省费用。
金属材料的耐久性阳极保护法也在发展中,但在土木建筑工程中尚未应用。2100433B