1. 說明鋼材銹蝕的原因和防止措施
鋼材銹蝕的原因和防止措施 一、鋼材的銹蝕 鋼材的銹蝕是指其表面與周圍介質發生化學作用或電化學作用而遭到破壞。 鋼材銹蝕不僅使截面積減小，性能降低甚至報廢，而且因產生銹坑，可造成應力集中，加速結構破壞。尤其在沖擊荷載、循環交變荷載作用下，將產生銹蝕疲勞現象，使鋼材的疲勞強度大為降低，甚至出現脆性斷裂。 根據銹蝕作用機理，鋼材的銹蝕可分為化學銹蝕和電化學銹蝕兩種。 （一）化學銹蝕 化學銹蝕是指鋼材直接與周圍介質發生化學反應而產生的銹蝕。這種銹蝕多數是氧化作用，使鋼材表面形成疏鬆的氧化物。在常溫下，鋼材表面形成一薄層氧化保護膜FeO，可以起一定的防止鋼材銹蝕的作用，故在乾燥環境中，鋼材銹蝕進展緩慢。但在溫度或濕度較高的環境中，化學銹蝕進展加快。 （二）電化學銹蝕 電化學銹蝕是指鋼材與電解質溶液接觸，形成微電池而產生的銹蝕。潮濕環境中鋼材表面會被一層電解質水膜所覆蓋，而鋼材本身含有鐵、碳等多種成分，由於這些成分的電極電位不同，形成許多微電池。在陽極區，鐵被氧化成為Fe2+離子進入水膜；在陰極區，溶於水膜中的氧被還原為OH-離子。隨後兩者結合生成不溶於水的Fe（OH）2，並進一步氧化成為疏鬆易剝落的紅棕色鐵銹Fe（OH）3 電化學銹蝕是鋼材銹蝕的最主要形式。 影響鋼材銹蝕的主要因素有環境中的濕度、氧，介質中的酸、鹼、鹽，鋼材的化學成分及表面狀況等。一些鹵素離子，特別是氯離子能破壞保護膜，促進銹蝕反應，使銹蝕迅速發展。 鋼材銹蝕時，伴隨體積增大，最嚴重的可達原體積的6倍，在鋼筋混凝土中會使周圍的混凝土脹裂。埋入混凝土中的鋼材，由於混凝土的鹼性介質（新澆混凝土的pH值為12左右），在鋼材表面形成鹼性保護膜，阻止銹蝕繼續發展，故混凝土中的鋼材一般不易銹蝕。 二、防止鋼材銹蝕的措施 鋼結構防止銹蝕通常採用表面刷漆的方法。常用的底漆有紅丹、環氧富鋅漆、鐵紅環氧底漆等，面漆有調和漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。薄壁鋼材可採用熱浸鍍鋅或鍍鋅後加塗塑料塗層等措施。 混凝土配筋的防銹措施，根據結構的性質和所處環境等，考慮混凝土的質量要求，主要是提高混凝土的密實度，保證足夠的鋼筋保護層厚度，限制氯鹽外加劑的摻入量。混凝土中還可摻用阻銹劑。 預應力鋼筋一般含碳量較高，又多是經過變形加工或冷加工的，因而對銹蝕破壞較敏感，特別是高強度熱處理鋼筋，容易產生銹蝕現象。所以，重要的預應力混凝土結構，除了禁止摻用氯鹽外，還應對原材料進行嚴格檢驗。 鋼材的化學成分對耐銹性影響很大，通過加入某些合金元素，可以提高鋼材的耐銹蝕能力。例如，在鋼中加入一定量的鉻、鎳、鈦等合金元素，可製成不銹鋼。
2. 試說明剛才銹蝕的原因與防止銹蝕的主要措施
一、鋼材銹蝕的原因
銹蝕可發生於許多引起銹蝕的介質中,如潮濕的空氣、土壤、工業廢氣等。鋼材的銹蝕大致可分為兩類:
1、化學銹蝕:是指鋼材表面與周圍介質直接發生化學反映而產生的銹蝕。鋼材在高溫中氧化形成Fe3O4;在常溫下氧化形成FeO。
2、電化學銹蝕:建築鋼材在存放和使用中發生的銹蝕主要屬這一類。其銹蝕過程如下:
(1)在潮濕的環境中,鋼材表面被一層電解質水膜覆蓋,由於表面成分或者受力邊形等的不均勻性,使鄰近的局部產生電極電位的差別,因而建立許多微電池。
(2)在陽極區,鐵被氧化成Fe 離子進入水膜;因為水中溶有來自空氣的氧,放在陰極區氧被還原為OHk於;兩者結合成為不容於水氫氧化亞鐵Fe(OH)2。
(3)進一步氧化,則形成疏鬆易剝落的紅棕色的鐵銹氫氧化鐵Fe(OH)3。(4)如水膜中有酸的成分,則陰極被還原的將是分離子。由於所形成的氫積存於陰脫產生極化作用,將使銹蝕停止,但水中的溶氧與紅結合成水以除去積氫,故銹蝕能繼續進行。因為水膜中離於濃度提高。陰極放電快銹蝕進行較快故在工業大氣的條件下。鋼材較容易銹蝕。
由此可以看出,影響鋼材最常見的銹蝕破壞的因素是水和提供溶氧的空氣。
在鋼筋混凝土中,引起鋼筋銹蝕的原因主要有:
(1)埋於混凝土中的鋼筋處於鹼性介質中(新澆混凝土PH值約為125或更高),而氧化保護膜也為鹼性,故不致銹蝕。但這種保護膜易被鹵素離子、特別是氯離子所破壞,使銹蝕迅速發展。
(2)澆築混凝土時水灰比控制不好,游離水過多,水化反應之後,游離水份蒸發,使混凝土表面存在許多細微的小孔,由於毛細現象,周圍水分會沿著毛細小孔向混凝土內部滲透,銹蝕鋼筋。
(3)混凝土的密實性決定了鋼筋銹蝕的快慢,混凝土越密實,鋼筋越不易銹蝕,反之,則鋼筋銹蝕較快。(4)由於混凝土養護不當或保護層厚度不夠以及在荷載作用下混凝土產生的裂縫,也是引起混凝土內部鋼筋銹蝕的主要原因。
二、鋼筋銹蝕的危害
鋼材(比如鋼球)在存放中嚴重銹蝕,不僅截面積減少,材質降低甚至報廢,而且除銹工作耗費很大;在使用中則銹蝕不僅使受力面積減少,而且局部銹坑的產生,可造成應力集中,促使結構早期破壞。尤其在反復荷載作用的情況下,將產生銹蝕疲勞現象,使疲勞強度大為降低,出現脆性破壞。
在鋼筋混凝土中,由於鋼筋的銹蝕,將使混凝土的保護層膨脹出現裂紋,嚴重時混凝土保護層脫落,鋼筋脫離,使鋼筋和混凝土之間的粘結應力損失或完全喪失,危急結構的安全,因此鋼筋的銹蝕對鋼筋混凝土結構的使用壽命有很大的影響。
三、鋼材銹蝕的防止
鋼材防止銹蝕的方法通常是採用表面刷漆:常用底漆有紅丹、環氧富鋅漆、鐵紅環氧底漆等;常用面漆有灰鉛漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。在鋼筋混凝土中,防止鋼筋銹蝕的方法主要有:
(1)嚴格控制氯鹽外加劑的摻用量;
(2)限制並合理選用水灰比和水泥用量;
(3)保證鋼筋有足夠的保護層厚度;
(4)加強混凝土的振搗和養護工作,保護混凝土的密實。
對於預應力配筋,一般含碳量較高,又多系經過變形和冷加工處理,因而對銹蝕破壞較敏感,特別是高強度熱處理鋼筋,容易產生應力銹蝕現象。所以重要的預應力承重結構,除不能摻用氯鹽外,應對原材料進行嚴格檢驗。
3. 1.防止金屬銹蝕的方法有哪些
塗油漆(這個常用)：表面塗蠟
塗油脂(一般半成品入庫時採用,多用於時間不長的防腐專);
電鍍屬(比如鋼材鍍鋅、鍍鉻等）
熱鍍鋅（通俗講就是將表面用鹼、酸處理干凈的鋼材放在熔融的鋅水中泡一會再拿出來，據說鋼板這樣處理後可在露天用10年，所以供電鐵塔一般用這種方法防腐）；
犧牲陽極法（這個與鋼鍍鋅一個原理）；
通電（直流陰極）保護；
鈍化法，用強氧化劑在某些合金錶面形成一層緻密的氧化膜,可以隔絕腐蝕性介質的侵蝕;
其它的還有很多,不過都用在特種行業
4. 防止鋼鐵銹蝕可以採用的方法有
(1)覆蓋保護層：即在鋼鐵表面覆蓋緻密的保護層，使之和周圍物質隔離開。如在鐵製品表面塗上一層油漆、瀝青、塑料、搪瓷等非金屬材料。短期的防腐可塗上機油、凡士林、石蠟等。
(2)改變鋼鐵的內部組織結構：煉鋼時加入某些合金元素，從根本上改變普通鋼鐵的內部結構，起到抗蝕作用。例如把鉻、鎳等加入碳素鋼里製成不銹鋼。此外，利用熱處理或滲鉻、滲鋁、滲氮等來改變鋼鐵的內部組(3)改善腐蝕環境，即加入少量緩蝕劑來防止腐蝕。例如用亞硫酸鈉除去水中的氧，可防止鍋爐腐蝕織，或使金屬產生一層抗蝕性能很強的表面。4)電化學保護法，即根據電化學原理而採用的方法。此法常用於海水或河道中鋼鐵設備的保護。除了採取各種防銹措施外，在鋼鐵製品的保管中還應保持環境乾燥、清潔，保護其防護層或包裝不受損壞等
5. 防止金屬腐蝕的方法有哪些
除金、鉑等少數貴金屬之外，絕大多數金屬在空氣和水中都會受到腐蝕。防止金屬腐蝕的一個簡單原理，就是把金屬和腐蝕性的環境相隔離。防腐方法簡單歸納如下：
（1）非金屬保護層。將耐腐蝕的非金屬物質，如油漆、噴漆、搪瓷、陶瓷、玻璃、瀝青、高分子材料（如塑料、橡膠、聚酯）等，塗在要保護的金屬表面上，使金屬與腐蝕介質隔離。
（2）金屬保護層。用耐腐蝕性較強的金屬或合金，覆蓋被保護的金屬表面，覆蓋的方法有電鍍、熱噴鍍、真空鍍等。按防腐蝕的電化學性質來說，保護層可分為陽極保護層和陰極保護層。陽極保護層金屬的標准電極電位比基體金屬低，例如鍍鋅鐵板，鋅為陽極，鐵為陰極。陰極保護層金屬的標准電極電位比基體金屬為高，例如鍍錫鐵板，錫為陰極，鐵為陽極。就保護層將金屬和環境隔離的作用而言，兩種保護層無原則區別。但當保護層受到損壞變得不完整時，情況就不同了。如前所述，陰極保護層將使基體金屬成為陽極，造成孔蝕。陽極保護層，如鍍鋅鐵板，此時鋅為陽極，基體金屬鐵是陰極，受到腐蝕的是鍍層鋅，而非鐵。直到鍍層受到相當大的破壞，不能對基體金屬起到保護作用時，基體金屬才開始腐蝕。
（3）電化學保護。
①犧牲陽極保護：將標准電極電位較低的金屬和需要保護的金屬連接起來，構成電池。這時，需要保護的金屬因電極電位較高成為陰極，不受腐蝕，得到保護。另一個電極電位較低的金屬是陽極，被腐蝕。例如，海上航行的船舶，在船底四周鑲嵌鋅塊。這時，船體是陰極，受到保護，鋅塊是陽極，代替船體被腐蝕。這種保護法是保護了陰極，犧牲了陽極，故稱犧牲陽極保護法。
②陰極保護：這是利用外加電源來保護金屬。把需要保護的金屬接在負極上，成為陰極而免除腐蝕。另外取一些鐵塊接到正極上，使之成為陽極，讓其腐蝕，實際上也是犧牲陽極。和上面的方法所不同的是，這里由外電源提供電流，而不是由電池本身提供電流。化工廠的一些酸性溶液貯槽或管道，以及地下水管、輸油管等，常用這種方法防腐。
③陽極保護：這也是利用外加直流電源來保護金屬。但把需要保護的金屬接在正極上，成為陽極。按理這應該加速金屬腐蝕。但對一些能形成保護性氧化膜的金屬，並非一定加速金屬腐蝕。相反，在適當正的電位范圍內，由於陽極上氧化作用加劇，在金屬表面上形成一個完整的氧化膜層，使金屬得到保護，腐蝕電流明顯下降。這種現象叫做金屬的電化學鈍化。陽極保護就是將能夠鈍化的金屬，在外加陽極電流的作用下，使其鈍化而得到保護。
（4）加緩蝕劑保護。
緩蝕劑是一種化學物質，將它少量地加入到腐蝕介質中，就可顯著地減小金屬腐蝕的速率。由於緩蝕劑用量少，簡便而且經濟，故是一種常用的防腐手段。緩蝕劑通常分為三類。
①鈍化劑：一般是無機類的強氧化劑。例如，鉻酸鹽、硝酸鹽、鉬酸鹽等。它們的作用就是使腐蝕介質具有更強的氧化性，使金屬表面保持完整的氧化膜。其作用和電化學的陽極保護異曲同工。
②有機緩蝕劑：其中包括酸洗緩蝕劑和抗蝕油脂。鋼鐵的酸洗是許多加工過程的必不可少的預處理工序，目的是除去鋼鐵表面的氧化物，但這個過程必然也會使金屬本身受到腐蝕。為了減少金屬的腐蝕，在酸洗時必須加入緩蝕劑。這種緩蝕劑通常有：鄰位和對位的甲苯硫脲、丙硫醚、二戊基胺、甲醛、對位硫甲酚等。其作用機理是：緩蝕劑被普遍地吸附於鋼鐵的表面，使得鋼鐵酸洗時引起腐蝕的電極反應受到阻化。有的緩蝕劑可以提高氫的超電壓，使氫離子還原的陰極反應受阻；有的緩蝕劑可使鐵氧化為二價鐵離子的反應受阻，使陽極極化。但一般認為，緩蝕劑可以同時減慢陰極和陽極的反應，使鋼鐵的腐蝕速率明顯降低。
抗蝕油脂用於金屬材料和製件在運輸和貯藏期間的暫時防腐，它主要由油、脂或蠟等加入少量有機添加劑組成。這種有機添加劑一般是極性化合物，可吸附於金屬表面。其作用機理相似於酸洗緩蝕劑，所不同的是，要求抗蝕油脂中的添加劑在近中性的條件下發生作用，而酸洗緩蝕劑要求在酸性條件下發生作用。作為抗蝕油脂中的添加劑的有機物質通常為：有機胺類、環烷酸鋅、各種石油產品氧化的產物、磺化油的鹼金屬和鹼土金屬的鹽等。
③氣相緩蝕劑：氣相緩蝕劑是一種能揮發，但蒸氣壓較低且其蒸氣具有防腐作用的物質。它主要用於重要機器零件（如軸承等）在貯藏和運輸過程中的防腐。其防腐機理並不十分清楚，主要還是和氣相緩蝕劑在金屬表面的吸附有關。最有效也是使用最廣的一種氣相緩蝕劑是亞硝酸二環己烷基胺，這是一種無毒無氣味的白色結晶，揮發較慢，在較好的封閉包裝空間中，室溫下對鋼鐵製件可以有一年的有效防腐期。它的缺點是，會加速一些有色金屬如鋅、錳、鎘等的腐蝕，所以在使用時應特別注意製件中有無有色金屬。
6. 1.防止金屬銹蝕的方法有哪些 2.使得金屬銹蝕的方法有哪些
刷油漆
7. 防止鋼鐵銹蝕的主要措施
防止鋼鐵生銹，有很多方法，但使用得最多的還是在鋼鐵表面塗刷防銹塗層，最常見的就是刷漆。
8. 怎樣防護鋼材的銹蝕
1.保護層法
通常的方法是採用在表面施加保護層