资讯中心

数据共享

试验资源

信息资源

防护技术

干货|耐蚀钢筋全解

2017-10-11 10:06:33
作者:本网整理
来源: 腐蚀与防护

提高混凝土中钢筋腐蚀性能的途径主要有两个:一个是在碳钢钢筋上涂覆有机或者无机涂层;二是通过合金化或不同的加工制造工艺获得耐腐蚀性能优异的钢筋材料。

    提高混凝土中钢筋腐蚀性能的途径主要有两个:一个是在碳钢钢筋上涂覆有机或者无机涂层;二是通过合金化或不同的加工制造工艺获得耐腐蚀性能优异的钢筋材料。


  1.jpg


    耐蚀性来源于钢筋自身的耐蚀钢筋有两种:不锈钢钢筋和低合金耐蚀钢筋。不锈钢钢筋在国内外都有应用,欧美、日本等发达国家是生产和使用不锈钢钢筋的主体,而国内生产和应用不锈钢钢筋的比较少。


    迄今为止,开发研制的耐腐蚀钢筋主要有:环氧涂层钢筋、不锈钢钢筋、不锈钢包覆钢筋、热浸锌涂层钢筋、MMFX钢筋和复合涂层钢筋。


    1. 环氧涂层钢筋


    20世纪70年代美国联邦公路管理局和美国国家标准局为了防止除冰盐对钢筋的腐蚀,开发研制出了一种钢筋防腐蚀涂层,即静电喷涂环氧粉末涂层。这种钢筋称为熔粘黏环氧钢筋,通常称为环氧涂层钢筋。此后,这种钢筋被广泛用于美国的公路桥面。


    环氧涂层钢筋在我国的使用自20世纪90年代才开始起步,但是发展较快,目前制定的标准有中华人民共和国建筑工业行业标准 环 氧 树 脂 涂 层 钢 筋 JG 3042-1997- 2009-7-8。另外,中科院金属所自行研制了比普通环氧涂层具有更好附着力的高性能的环氧涂层钢筋,混凝土的耐久性可以提升至100年以上,并制定了《混凝土用高性能环氧涂层钢筋技术规范》的相关标准。


    2. 不锈钢钢筋


    目前,马氏体不锈钢和沉淀硬化型不锈钢未被用于耐腐蚀钢筋,铁素体不锈钢用于耐腐蚀钢筋较少,奥氏体型不锈钢用于耐腐蚀钢筋较多,双相钢也逐渐被用于耐腐蚀钢筋,特别是在高氯化物和高湿度环境下。


    近年来,芬兰奥托昆普工厂生产了一种新型双相不锈钢2101,其Cr含量很高,为21.5%(质量分数,下同),Ni含量很低,为1.5%,Mo含量也很低,为0.3%,低Ni低Mo对降低钢筋造价起了很大的作用。


    3. 不锈钢包覆钢筋


    不锈钢钢筋具有优异的耐腐蚀性能,但是造价非常高。为了是钢筋同时具有不锈钢的高耐腐蚀性能和相对较低的价格,国外研制开发了不锈钢包覆钢筋,即在碳钢钢芯外包裹一层不锈钢。


    目前,不锈钢包覆钢筋有两种加工工艺。一种是将不锈钢条焊接成管状,然后在压力作用下将碳钢颗粒填充在不锈钢管子中形成碳钢芯,形成两端有皱褶的人造棒材,然后将其加工轧制成钢筋。另一种是在碳钢铸件上喷涂一层不锈钢合金包覆层,然后将其加热轧制成钢筋。


    该钢筋的优点主要有:


    1. 钢筋表面具有一层耐腐蚀层;


    2. 比不锈钢钢筋便宜;


    3. 材料性能良好时寿命预期值高。


    但是改类钢筋也存在一些缺点及问题:


    1. 与碳钢相比,成本较高;


    2. 包覆层不均匀;


    3. 包覆层与碳钢芯之间脱开;


    4. 包覆层处存在的缺陷会导致应力集中;


    5. 端头处理不好,将会使基底发生腐蚀;


    6. 钢筋的屈服强度小于需要的屈服强度值;


    7. 目前还不能生产小直径的钢筋;


    8. 生产厂家较少。


    4. MMFX钢筋


    MMFX钢筋由美国MMFX钢铁公司生产,是20世纪90年代末期美国加利福尼亚大学伯克利分校的Gareth Thomas 博士发明的一种含有9%Cr的低碳钢,具有独特的微观结构,是一项专利产品。


    MMFX钢筋经过组成、结构的不断调整优化,力学性能和耐蚀性能得到逐渐提升,现在已形成MMFX-2系列低合金耐蚀钢筋(MMFX一般指MMFX-2)。据报道,MMFX耐蚀钢筋具有不同的微观结构,在金相组成上包含板条马氏体和板条马氏体之间的片状奥氏体,不含渗碳体。


    由于耐蚀钢筋几乎不含作为阴极相存在的渗碳体,其腐蚀微原电池形成大幅减少,使钢筋难以发生宏观均匀腐蚀,因而其耐蚀性几倍优于普通低碳钢筋。另外,耐蚀钢筋在强度与韧性方面较优于普通低碳钢筋。


    由于MMFX是一项相对较新的技术,还没有长期试验的性能资料,预测使用MMFX钢筋的钢筋混凝土使用寿命为55年到100年以上。


    5. 热浸锌钢筋


    热浸锌钢筋时将已经除锈的碳钢钢筋热浸于盛有熔融锌(约450℃)的槽中,使钢和锌之间发生一个冶金反应,钢筋表面产生一层由锌-铁合金和纯锌构成的多层次的冶金结合的覆盖层。


    热浸锌具有将钢筋与腐蚀介质隔离使其免遭腐蚀,以及为碳钢芯提供阴极保护的双重功能。


    (1) 隔离层作用


    热浸锌作为坚固的、与碳钢芯之间具有冶金结合的覆盖层完全覆盖在碳钢芯表面,将钢筋与腐蚀介质隔离,使钢筋免遭腐蚀。


    (2) 阴极保护作用


    锌是一种比碳钢更加活泼的金属,在电解质溶液中,锌可以为牺牲阳极为碳钢提供阴极保护。因此,如果热浸锌钢筋表面存在缺陷使得碳钢芯裸露在外,那么热浸锌层将会作为牺牲阳极不断溶解消耗,为碳钢芯提供阴极保护作用,使其免遭腐蚀。


    6. 复合涂层钢筋


    复合涂层钢筋就是在钢筋表面实施了多种涂层。Zn/EC钢筋就是在碳钢钢筋表面电弧喷涂锌后再涂覆环氧涂层的一种复合涂层钢筋。如果环氧涂层在施工过程中遭到破坏,锌涂层则会为钢筋提供阴极保护作用。


    7. 低合金耐蚀钢筋


    不锈钢价格较贵,低合金耐蚀钢筋是适合当今环保节能大趋势的发展方向,其研究还正在进行中,国内国外都很少有厂家生产。


    目前对碳钢钢筋在实验室的研究已经建立了一套评价方法,混凝土中添加剂对钢筋腐蚀的影响也有大量的报道。不同冷却方式也对钢筋的耐蚀性有一定的影响,通过Cu、Cr、Mo、Ni 等合金元素的添加可以在一定程度上提高钢筋的耐蚀性。


 

    目前广西盛隆冶金有限公司、钢铁研究总院、防城港市质量技术监督局已经制定相关的标准DB 45/T890-2012《钢筋混凝土用耐腐蚀含镍铬带肋钢筋技术规程》,推广其混凝土用耐腐蚀含镍铬钢筋,此种钢筋中主要含有微量的铬和镍元素,这些元素一定程度上会提高其耐腐蚀性能。

 

更多关于材料方面、材料腐蚀控制、材料科普等方面的国内外最新动态,我们网站会不断更新。希望大家一直关注中国腐蚀与防护网http://www.ecorr.org


责任编辑:王元


《中国腐蚀与防护网电子期刊》征订启事


投稿联系:编辑部


电话:010-62313558-806


邮箱:fsfhzy666@163.com


中国腐蚀与防护网官方 QQ群:140808414

标签: 钢筋, 腐蚀, 涂层, 加工制造工艺

腐蚀与防护网官方微信

官方微信

新闻 天天有料
分享到: