钢材的防腐蚀研究
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摘 要:钢材工业是我国国民经济重要的基础工业之一,钢材是我国国民经济建设的重要生产资料。而1848年钢筋混凝土的发明又使得钢材成为最主要的建筑材料之一。它与混凝土的相辅相成使得土木工程得到了又一次大的飞跃,而随着它应用的日益广泛,它的一些缺陷也显露出来,这些缺陷也严重制约了土木工程的发展,尤其是随着对结构强度、性能有更高的要求的今天!因此对钢材性能的研究成为土木工程材料的一个重要课题,而易腐蚀能差又是钢材先天最大的缺陷,因此如何提高钢材的防腐蚀能成为提高钢材综合性能的关键所在!
关键词:钢材;耐腐蚀;涂料
1 钢材的腐蚀机理
腐蚀是指钢材表面与周围介质发生作用而引起破坏的现象。钢材腐蚀的现象普遍存在,如在大气中生锈,特别是当环境中有各种侵蚀性介质或湿度较大,情况尤为严重。腐蚀不仅使钢材有效截面积均匀减小,还会产生局部锈坑,引起应力集中;腐蚀也会显著降低刚强度、塑性、韧性等力学性能。
根据钢材与环境介质的作用原理,腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。而钢材在大气中腐蚀一般是由两者共同作用所致,但以电化学腐蚀为主。而钢材在混凝土中腐蚀又以各种形态出现,有电偶腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等!
1.1 电偶腐蚀(galvanic corrosion)由于腐蚀电位不同,造成同一介质中异种金属接触处的局部腐蚀,亦称接触腐蚀或双金属腐蚀。该两种金属构成宏电池,产生电偶电流,使电位较低的金属(阳极)溶解速度增加,电位较高的金属(阴极)溶解速度减小。所以,阴极是受到阳极保护的。阴阳极面积比增大,介质电导率减小,都使阳极腐蚀加重。
1.2 点腐蚀由于钢材接触某些溶液,表面上产生点状局部腐蚀,蚀孔随时间延续不断地加深甚至穿孔的腐蚀,又称孔蚀。通常点蚀的蚀孔很小,直径比深度小的多。蚀孔的最大深度与平均腐蚀深度的比值称为点蚀系数。此值越大,点蚀越严重。一般蚀孔常被腐蚀产物覆盖,不易发现,因此由于腐蚀穿孔,造成突发性事故。
2 钢结构的防腐蚀涂料
目前常用的有以下几种:沥青涂料、醇酸树脂涂料、酚醛树脂涂料、环氧树脂涂料、氯磺化聚乙烯涂料、高氯化聚乙烯涂料、氯化橡胶涂料、聚氨酯涂料等。目前国内在钢结构上以传统防腐蚀涂料为主,虽然有所进步,但是一定程度上不大。
煤焦沥青涂料价格低廉,具有如下优点:(1)耐水,浸入水中10年其吸水率仅0.1%~0.2%;(2)耐一些化学介质的侵蚀;(3)对未充分除锈的钢铁表面仍有良好的润湿性;(4)固体含量高,可获厚膜;(5)价格低廉。
沥青的缺点是寒冬发脆,夏暑发软,暴晒后有些成分挥发逸出会使漆膜龟裂。
环氧树脂涂料附着力好,对金属、混凝土、木材、玻璃等均有优秀的附着力;耐碱、油和水,电绝缘性能优良。但抗老化性能差。
高氯化聚氯乙烯涂料是选用高密度、线性低分子、含氯量在60%以上的聚乙烯为主要成膜物质,配以改性树脂、各种助剂、颜料和涂料制成,其性能特点如下:(1)优良的化学稳定性,耐酸、碱、盐化学品,耐水和油;(2)良好的耐温性和耐候性,适用温度在-20~80℃,可以―15℃环境温度下施工,耐湿热老化及臭氧;(3)耐菌、耐火,阻止细菌和霉菌的生长,具有阻燃作用;(4)优异的力学性能,与金属的附着力好,抗冲击,柔韧性好;(5)施工性能好,单组分,施工方便,成膜厚。聚氨酯涂料是以聚氨基甲酸脂树脂为基料的涂料,具有优秀的防腐蚀和力学性能。
3 主要品种和产量及其分布
据不完全统计,我国防腐蚀涂料品种有1000余种 , 常见的按树脂分类有环氧、环氧沥青、沥青、氯化橡胶、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯、过氯乙烯、漆酚树脂、硅酸乙酯、高氯化聚乙烯、聚氨酯、聚氨酯沥青、酚醛、醇酸漆等。近些年来还出现了不少性能优良的改性型树脂品种防腐蚀涂料,如醇酸树脂改性 Lalflex MP 树脂防腐涂料、聚硫橡胶改性环氧防水防腐涂料、丙烯酸树脂改性石油树脂防腐涂料、用于铁路客车箱的丙烯酸改性醇酸磁漆等,以及结合我国自身特色的防腐蚀涂料,如漆酚钛、漆酚环氧、漆酚硅重防腐涂料等。这类涂料不仅耐高温、耐腐蚀 , 适用于各种酸、碱、盐、油类、溶剂等介质 , 且有的品种还能保持天然生漆高耐久性等特点。环保型防腐蚀涂料受到了人们的青睐,粉末防腐蚀涂料已有一定的应用,一些水性化树脂防腐蚀涂料,如水性氯磺化聚乙烯、水性丙烯酸环氧防腐蚀涂料等问世,效果很好。无溶剂型防腐蚀涂料,如无溶剂环氧煤沥青漆等已较为多见。
我国防腐蚀涂料生产企业较多,据不完全统计约有700来家,其中专门生产防腐蚀涂料的厂家就有近百家,但规模均不大,年产量在千吨以上的只有几十家。这些生产企业主要集中在我国沿海各省市与中南地区。由于各省市自然环境和发展特点的差异,其防腐蚀涂料的品种和用途是不尽相同的。
参考文献
[1]刘新,时虎.钢结构防腐蚀和防火涂装[M].北京:化学工业出版社,2004:11
[2]刘立军,王树义.预应力钢材的腐蚀与防护[J].金属制品,,2004,30(2):4.