中国混凝土与水泥制品协会预制混凝土桩分会

有关金属在混凝土中的腐蚀

来源:[2008/04/15]

   一、铝
  铝在大气中及很多水溶液中都显示出耐蚀性。但是铝在pH4~4.5以下的酸或pH8.5以上的碱溶液中,腐蚀速度都很快。
  铝与水泥浆接触时,水泥浆的强碱性(pH13左右)对铝作用生成铝酸盐,铝受水泥浆腐蚀。
2Al+Ca(OH)2+2H2O=CaO·Al2O3+3H2
  利用上式反应产生H2,制造多孔混凝土。
  埋放在混凝土中的铝,早期受溶解、腐蚀,随着时间延长,溶解速度减缓,混凝土硬化、干燥时,腐蚀停止。但是,在室外潮湿条件下,混凝土中的铝继续受腐蚀。混凝土和砂浆中的铝金属必须事先经阳极氧化处理,使表面形成一层氧化膜,才不受腐蚀。
  关于铝合金的耐腐蚀性能也因铝的品种不同而不同。
  二、铅
  铅遇H2SO4<96%,HF<60%~65%等强酸,生成不溶性的铅化全物(PbSO4,PbHF等),由于铅化物膜层是钝化膜,是不受腐蚀的。一般大气、海水、地层中几乎是不受腐蚀的(在含硫的泉水中是受腐蚀的)。遇到HNO3<70%,HCl以及空气中含有的有机酸时,也是受腐蚀的。
  干燥的混凝土中,铅不受腐蚀。
  三、铜
  把铜浸于水泥浆中是受腐蚀的,但在干燥混凝土中不受腐蚀。例如将铜和黄铜(Cu和Zn的合金)做楼梯踏板防滑条,直接与砂浆和混凝土相接触,也不受腐蚀。
  但是,在厨房、卫生间,铜和混凝土接触部分,水渗透进去,与环境中的氨、氨络物作用,有应力腐蚀发生,因此要注意防水。此外,热水管,由于膨胀收缩产生应力,因而也不宜与混凝土直接接触,在弯管处要安放缓冲垫。
  铜与湿度大的空气中的CO2作用,产生铜绿(CuCO3·Cu(OH)2,盐基性碳酸铜),成为保护膜,缓解铜的腐蚀。这种铜绿是难溶的。在海岸边有些屋顶铜配件,容易产生氯化铜,也是一种铜绿,但其易溶于水,对人体有害。
  四、锌
  一般大气中和水中,与O2和CO2等作用,表面形成Zn(OH)2和ZnCO3·Zn(OH)2等,形成稳定膜层,几乎不受腐蚀。因此,用锌镀在钢表面,防止钢材腐蚀。镀锌钢筋和普通钢筋使用时允许的盐含量如下表所示。单方砼中NaCl含量6~7kg左右,镀锌钢筋是可以承受Cl-的腐蚀作用的。
表  镀锌钢筋和普通钢筋使用时允许的盐含量
 
钝化膜稳定范围
可能使用的低腐蚀范围
镀锌钢筋
0.1%以下
0.3%以下
普通钢筋
0.014%以下
0.034%以下

  ① Cl-含量是换算成NaCl含量对混凝土质量的百分比来计算
  五、不锈钢
  不锈钢是以铁为基材,掺入Cr、Ni等金属而成的合金钢。一般大气中或高温环境中合金钢是难以腐蚀的。Ni、Cr含量越高,耐腐蚀性越好。现在用量最多的是18%Cr-8%Ni(18-8)不锈钢。
  把不锈钢直接埋入混凝土中,不会受到腐蚀。但在混凝土中含盐量大时,混凝土中性化,且混凝土潮湿时,不锈钢可能受局部腐蚀,有可能发生孔蚀。
  在海洋结构物采用不锈钢材与海水接触,会受到缓慢腐蚀,需进行阴极保护。

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