1. 说明钢材锈蚀的原因和防止措施
钢材锈蚀的原因和防止措施 一、钢材的锈蚀 钢材的锈蚀是指其表面与周围介质发生化学作用或电化学作用而遭到破坏。 钢材锈蚀不仅使截面积减小，性能降低甚至报废，而且因产生锈坑，可造成应力集中，加速结构破坏。尤其在冲击荷载、循环交变荷载作用下，将产生锈蚀疲劳现象，使钢材的疲劳强度大为降低，甚至出现脆性断裂。 根据锈蚀作用机理，钢材的锈蚀可分为化学锈蚀和电化学锈蚀两种。 （一）化学锈蚀 化学锈蚀是指钢材直接与周围介质发生化学反应而产生的锈蚀。这种锈蚀多数是氧化作用，使钢材表面形成疏松的氧化物。在常温下，钢材表面形成一薄层氧化保护膜FeO，可以起一定的防止钢材锈蚀的作用，故在干燥环境中，钢材锈蚀进展缓慢。但在温度或湿度较高的环境中，化学锈蚀进展加快。 （二）电化学锈蚀 电化学锈蚀是指钢材与电解质溶液接触，形成微电池而产生的锈蚀。潮湿环境中钢材表面会被一层电解质水膜所覆盖，而钢材本身含有铁、碳等多种成分，由于这些成分的电极电位不同，形成许多微电池。在阳极区，铁被氧化成为Fe2+离子进入水膜；在阴极区，溶于水膜中的氧被还原为OH-离子。随后两者结合生成不溶于水的Fe（OH）2，并进一步氧化成为疏松易剥落的红棕色铁锈Fe（OH）3 电化学锈蚀是钢材锈蚀的最主要形式。 影响钢材锈蚀的主要因素有环境中的湿度、氧，介质中的酸、碱、盐，钢材的化学成分及表面状况等。一些卤素离子，特别是氯离子能破坏保护膜，促进锈蚀反应，使锈蚀迅速发展。 钢材锈蚀时，伴随体积增大，最严重的可达原体积的6倍，在钢筋混凝土中会使周围的混凝土胀裂。埋入混凝土中的钢材，由于混凝土的碱性介质（新浇混凝土的pH值为12左右），在钢材表面形成碱性保护膜，阻止锈蚀继续发展，故混凝土中的钢材一般不易锈蚀。 二、防止钢材锈蚀的措施 钢结构防止锈蚀通常采用表面刷漆的方法。常用的底漆有红丹、环氧富锌漆、铁红环氧底漆等，面漆有调和漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。薄壁钢材可采用热浸镀锌或镀锌后加涂塑料涂层等措施。 混凝土配筋的防锈措施，根据结构的性质和所处环境等，考虑混凝土的质量要求，主要是提高混凝土的密实度，保证足够的钢筋保护层厚度，限制氯盐外加剂的掺入量。混凝土中还可掺用阻锈剂。 预应力钢筋一般含碳量较高，又多是经过变形加工或冷加工的，因而对锈蚀破坏较敏感，特别是高强度热处理钢筋，容易产生锈蚀现象。所以，重要的预应力混凝土结构，除了禁止掺用氯盐外，还应对原材料进行严格检验。 钢材的化学成分对耐锈性影响很大，通过加入某些合金元素，可以提高钢材的耐锈蚀能力。例如，在钢中加入一定量的铬、镍、钛等合金元素，可制成不锈钢。
2. 试说明刚才锈蚀的原因与防止锈蚀的主要措施
一、钢材锈蚀的原因
锈蚀可发生于许多引起锈蚀的介质中,如潮湿的空气、土壤、工业废气等。钢材的锈蚀大致可分为两类:
1、化学锈蚀:是指钢材表面与周围介质直接发生化学反映而产生的锈蚀。钢材在高温中氧化形成Fe3O4;在常温下氧化形成FeO。
2、电化学锈蚀:建筑钢材在存放和使用中发生的锈蚀主要属这一类。其锈蚀过程如下:
(1)在潮湿的环境中,钢材表面被一层电解质水膜覆盖,由于表面成分或者受力边形等的不均匀性,使邻近的局部产生电极电位的差别,因而建立许多微电池。
(2)在阳极区,铁被氧化成Fe 离子进入水膜;因为水中溶有来自空气的氧,放在阴极区氧被还原为OHk于;两者结合成为不容于水氢氧化亚铁Fe(OH)2。
(3)进一步氧化,则形成疏松易剥落的红棕色的铁锈氢氧化铁Fe(OH)3。(4)如水膜中有酸的成分,则阴极被还原的将是分离子。由于所形成的氢积存于阴脱产生极化作用,将使锈蚀停止,但水中的溶氧与红结合成水以除去积氢,故锈蚀能继续进行。因为水膜中离于浓度提高。阴极放电快锈蚀进行较快故在工业大气的条件下。钢材较容易锈蚀。
由此可以看出,影响钢材最常见的锈蚀破坏的因素是水和提供溶氧的空气。
在钢筋混凝土中,引起钢筋锈蚀的原因主要有:
(1)埋于混凝土中的钢筋处于碱性介质中(新浇混凝土PH值约为125或更高),而氧化保护膜也为碱性,故不致锈蚀。但这种保护膜易被卤素离子、特别是氯离子所破坏,使锈蚀迅速发展。
(2)浇筑混凝土时水灰比控制不好,游离水过多,水化反应之后,游离水份蒸发,使混凝土表面存在许多细微的小孔,由于毛细现象,周围水分会沿着毛细小孔向混凝土内部渗透,锈蚀钢筋。
(3)混凝土的密实性决定了钢筋锈蚀的快慢,混凝土越密实,钢筋越不易锈蚀,反之,则钢筋锈蚀较快。(4)由于混凝土养护不当或保护层厚度不够以及在荷载作用下混凝土产生的裂缝,也是引起混凝土内部钢筋锈蚀的主要原因。
二、钢筋锈蚀的危害
钢材(比如钢球)在存放中严重锈蚀,不仅截面积减少,材质降低甚至报废,而且除锈工作耗费很大;在使用中则锈蚀不仅使受力面积减少,而且局部锈坑的产生,可造成应力集中,促使结构早期破坏。尤其在反复荷载作用的情况下,将产生锈蚀疲劳现象,使疲劳强度大为降低,出现脆性破坏。
在钢筋混凝土中,由于钢筋的锈蚀,将使混凝土的保护层膨胀出现裂纹,严重时混凝土保护层脱落,钢筋脱离,使钢筋和混凝土之间的粘结应力损失或完全丧失,危急结构的安全,因此钢筋的锈蚀对钢筋混凝土结构的使用寿命有很大的影响。
三、钢材锈蚀的防止
钢材防止锈蚀的方法通常是采用表面刷漆:常用底漆有红丹、环氧富锌漆、铁红环氧底漆等;常用面漆有灰铅漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。在钢筋混凝土中,防止钢筋锈蚀的方法主要有:
(1)严格控制氯盐外加剂的掺用量;
(2)限制并合理选用水灰比和水泥用量;
(3)保证钢筋有足够的保护层厚度;
(4)加强混凝土的振捣和养护工作,保护混凝土的密实。
对于预应力配筋,一般含碳量较高,又多系经过变形和冷加工处理,因而对锈蚀破坏较敏感,特别是高强度热处理钢筋,容易产生应力锈蚀现象。所以重要的预应力承重结构,除不能掺用氯盐外,应对原材料进行严格检验。
3. 1.防止金属锈蚀的方法有哪些
涂油漆(这个常用)：表面涂蜡
涂油脂(一般半成品入库时采用,多用于时间不长的防腐专);
电镀属(比如钢材镀锌、镀铬等）
热镀锌（通俗讲就是将表面用碱、酸处理干净的钢材放在熔融的锌水中泡一会再拿出来，据说钢板这样处理后可在露天用10年，所以供电铁塔一般用这种方法防腐）；
牺牲阳极法（这个与钢镀锌一个原理）；
通电（直流阴极）保护；
钝化法，用强氧化剂在某些合金表面形成一层致密的氧化膜,可以隔绝腐蚀性介质的侵蚀;
其它的还有很多,不过都用在特种行业
4. 防止钢铁锈蚀可以采用的方法有
(1)覆盖保护层：即在钢铁表面覆盖致密的保护层，使之和周围物质隔离开。如在铁制品表面涂上一层油漆、沥青、塑料、搪瓷等非金属材料。短期的防腐可涂上机油、凡士林、石蜡等。
(2)改变钢铁的内部组织结构：炼钢时加入某些合金元素，从根本上改变普通钢铁的内部结构，起到抗蚀作用。例如把铬、镍等加入碳素钢里制成不锈钢。此外，利用热处理或渗铬、渗铝、渗氮等来改变钢铁的内部组(3)改善腐蚀环境，即加入少量缓蚀剂来防止腐蚀。例如用亚硫酸钠除去水中的氧，可防止锅炉腐蚀织，或使金属产生一层抗蚀性能很强的表面。4)电化学保护法，即根据电化学原理而采用的方法。此法常用于海水或河道中钢铁设备的保护。除了采取各种防锈措施外，在钢铁制品的保管中还应保持环境干燥、清洁，保护其防护层或包装不受损坏等
5. 防止金属腐蚀的方法有哪些
除金、铂等少数贵金属之外，绝大多数金属在空气和水中都会受到腐蚀。防止金属腐蚀的一个简单原理，就是把金属和腐蚀性的环境相隔离。防腐方法简单归纳如下：
（1）非金属保护层。将耐腐蚀的非金属物质，如油漆、喷漆、搪瓷、陶瓷、玻璃、沥青、高分子材料（如塑料、橡胶、聚酯）等，涂在要保护的金属表面上，使金属与腐蚀介质隔离。
（2）金属保护层。用耐腐蚀性较强的金属或合金，覆盖被保护的金属表面，覆盖的方法有电镀、热喷镀、真空镀等。按防腐蚀的电化学性质来说，保护层可分为阳极保护层和阴极保护层。阳极保护层金属的标准电极电位比基体金属低，例如镀锌铁板，锌为阳极，铁为阴极。阴极保护层金属的标准电极电位比基体金属为高，例如镀锡铁板，锡为阴极，铁为阳极。就保护层将金属和环境隔离的作用而言，两种保护层无原则区别。但当保护层受到损坏变得不完整时，情况就不同了。如前所述，阴极保护层将使基体金属成为阳极，造成孔蚀。阳极保护层，如镀锌铁板，此时锌为阳极，基体金属铁是阴极，受到腐蚀的是镀层锌，而非铁。直到镀层受到相当大的破坏，不能对基体金属起到保护作用时，基体金属才开始腐蚀。
（3）电化学保护。
①牺牲阳极保护：将标准电极电位较低的金属和需要保护的金属连接起来，构成电池。这时，需要保护的金属因电极电位较高成为阴极，不受腐蚀，得到保护。另一个电极电位较低的金属是阳极，被腐蚀。例如，海上航行的船舶，在船底四周镶嵌锌块。这时，船体是阴极，受到保护，锌块是阳极，代替船体被腐蚀。这种保护法是保护了阴极，牺牲了阳极，故称牺牲阳极保护法。
②阴极保护：这是利用外加电源来保护金属。把需要保护的金属接在负极上，成为阴极而免除腐蚀。另外取一些铁块接到正极上，使之成为阳极，让其腐蚀，实际上也是牺牲阳极。和上面的方法所不同的是，这里由外电源提供电流，而不是由电池本身提供电流。化工厂的一些酸性溶液贮槽或管道，以及地下水管、输油管等，常用这种方法防腐。
③阳极保护：这也是利用外加直流电源来保护金属。但把需要保护的金属接在正极上，成为阳极。按理这应该加速金属腐蚀。但对一些能形成保护性氧化膜的金属，并非一定加速金属腐蚀。相反，在适当正的电位范围内，由于阳极上氧化作用加剧，在金属表面上形成一个完整的氧化膜层，使金属得到保护，腐蚀电流明显下降。这种现象叫做金属的电化学钝化。阳极保护就是将能够钝化的金属，在外加阳极电流的作用下，使其钝化而得到保护。
（4）加缓蚀剂保护。
缓蚀剂是一种化学物质，将它少量地加入到腐蚀介质中，就可显著地减小金属腐蚀的速率。由于缓蚀剂用量少，简便而且经济，故是一种常用的防腐手段。缓蚀剂通常分为三类。
①钝化剂：一般是无机类的强氧化剂。例如，铬酸盐、硝酸盐、钼酸盐等。它们的作用就是使腐蚀介质具有更强的氧化性，使金属表面保持完整的氧化膜。其作用和电化学的阳极保护异曲同工。
②有机缓蚀剂：其中包括酸洗缓蚀剂和抗蚀油脂。钢铁的酸洗是许多加工过程的必不可少的预处理工序，目的是除去钢铁表面的氧化物，但这个过程必然也会使金属本身受到腐蚀。为了减少金属的腐蚀，在酸洗时必须加入缓蚀剂。这种缓蚀剂通常有：邻位和对位的甲苯硫脲、丙硫醚、二戊基胺、甲醛、对位硫甲酚等。其作用机理是：缓蚀剂被普遍地吸附于钢铁的表面，使得钢铁酸洗时引起腐蚀的电极反应受到阻化。有的缓蚀剂可以提高氢的超电压，使氢离子还原的阴极反应受阻；有的缓蚀剂可使铁氧化为二价铁离子的反应受阻，使阳极极化。但一般认为，缓蚀剂可以同时减慢阴极和阳极的反应，使钢铁的腐蚀速率明显降低。
抗蚀油脂用于金属材料和制件在运输和贮藏期间的暂时防腐，它主要由油、脂或蜡等加入少量有机添加剂组成。这种有机添加剂一般是极性化合物，可吸附于金属表面。其作用机理相似于酸洗缓蚀剂，所不同的是，要求抗蚀油脂中的添加剂在近中性的条件下发生作用，而酸洗缓蚀剂要求在酸性条件下发生作用。作为抗蚀油脂中的添加剂的有机物质通常为：有机胺类、环烷酸锌、各种石油产品氧化的产物、磺化油的碱金属和碱土金属的盐等。
③气相缓蚀剂：气相缓蚀剂是一种能挥发，但蒸气压较低且其蒸气具有防腐作用的物质。它主要用于重要机器零件（如轴承等）在贮藏和运输过程中的防腐。其防腐机理并不十分清楚，主要还是和气相缓蚀剂在金属表面的吸附有关。最有效也是使用最广的一种气相缓蚀剂是亚硝酸二环己烷基胺，这是一种无毒无气味的白色结晶，挥发较慢，在较好的封闭包装空间中，室温下对钢铁制件可以有一年的有效防腐期。它的缺点是，会加速一些有色金属如锌、锰、镉等的腐蚀，所以在使用时应特别注意制件中有无有色金属。
6. 1.防止金属锈蚀的方法有哪些 2.使得金属锈蚀的方法有哪些
刷油漆
7. 防止钢铁锈蚀的主要措施
防止钢铁生锈，有很多方法，但使用得最多的还是在钢铁表面涂刷防锈涂层，最常见的就是刷漆。
8. 怎样防护钢材的锈蚀
1.保护层法
通常的方法是采用在表面施加保护层