鋼材的腐蝕
一、鋼材的腐蝕
1.化學(xué)腐蝕
鋼材與周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕,稱為化學(xué)腐蝕。通常是由于氧化作用,使鋼材中的鐵形成疏松的氧化鐵而被腐蝕。在干燥環(huán)境中,化學(xué)腐蝕進(jìn)行緩慢,但在潮濕環(huán)境和溫度較高時(shí),腐蝕速度加快,這種腐蝕亦可由空氣中的二氧化碳或二氧化硫作用,以及其他腐蝕性物質(zhì)的作用而產(chǎn)生。
2.電化學(xué)腐蝕
金屬在潮濕氣體以及導(dǎo)電液體(電解質(zhì))中,由于電子流動(dòng)而引起的腐蝕,稱為電化學(xué)腐蝕。這是由于兩種不同電化學(xué)勢(shì)的金屬之間的電勢(shì)差,使負(fù)極金屬發(fā)生溶解的結(jié)果。就鋼材而言,當(dāng)凝聚在鋼鐵表面的水分中溶入二氧化碳或硫化物氣體時(shí),即形成一層電解質(zhì)水膜,鋼鐵本身是鐵和鐵碳化合物,以及其他雜質(zhì)化合物的混合物。它們之間形成以鐵為負(fù)極,以碳化鐵為正極的原電池,由于電化學(xué)反應(yīng)生成鐵銹。
在鋼鐵表面,微電池的兩極反應(yīng)如下:
從電極反應(yīng)中所逸出的離子在水膜中的反應(yīng):
Fe(OH)2又與水中溶解的氧發(fā)生下列反應(yīng):
所以Fe(OH)2、Fe(OH)3及Fe2+、Fe3+與生成的FeCO3、Fe2(CO3)3等是鐵銹的主要成分,為方便,通常以Fe(OH)3表示鐵銹。
鋼鐵在酸堿鹽溶液及海水中發(fā)生的腐蝕,地下管線的土壤腐蝕,在大氣中的腐蝕,與其他金屬接觸處的腐蝕,均屬于電化學(xué)腐蝕,可見電化學(xué)腐蝕是鋼材腐蝕的主要形式。
3.應(yīng)力腐蝕
鋼材在應(yīng)力狀態(tài)下腐蝕加快的現(xiàn)象,稱為應(yīng)力腐蝕。所以,鋼筋冷彎處、預(yù)應(yīng)力鋼筋等都會(huì)因應(yīng)力存在而加速腐蝕。
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