金屬材料表面耐久性預防措施及相關因素分析

梁怡弘

（江西水利職業學院，江西 南昌 330013）

作為現代建筑工程中最主要的材料之一，金屬材料在工程施工中的用量很大，因此金屬材料的性能很大程度上影響著建筑工程的整體質量。金屬材料是由礦山開采后進行冶煉制成的材料，廣泛應用于基礎建設、海洋、造船等多個領域的工程中。因此探究金屬材料耐久性的影響因素和預防措施具有重要的現實意義。

1 金屬材料耐久性的內涵分析

在現代工程建設中，金屬材料往往和建筑框架共同使用，構成鋼混結構，這種結構在房屋工程、公路工程、橋梁工程中均廣泛應用。金屬材料的耐久性設即是指在設計年限內的正常養護下，金屬材料能夠保持正常使用、并抵抗自然環境的各類侵蝕，而不需要維修和加固。其內容主要分為以下幾個方面：

其一，抗滲性，金屬材料結構具有較強的致密性，具有一定的防水性能。

其二，抗凍性，即金屬材料在飽和狀態下抵抗凍融循環作用且保持強度和使用價值的能力。

其三，抗侵蝕性，金屬材料所具備的抵抗化學物質或是介質侵蝕的能力。

2 金屬材料耐久性的影響因素介紹

2.1 金屬材料合金

金屬材料是金屬冶煉與催化材料同構成的混合合金材料，金屬復合材料當中包含的堿性物質能夠和空氣中的CO2發生化學反應，導致金屬材料表面組織和成分發生變化，進而影響到其使用性能。隨著金屬材料碳化程度的增加，金屬材料的堿性不斷降低，其對鋼筋起到的保護作用也將得到大幅度的削弱，同時加劇金屬材料的收縮，最終引發裂縫問題。

2.2 金屬材料變質

金屬材料變質即是指因發生化學反應使得金屬材料的性能發生概念，結合實踐來看，在兩種情況下，金屬材料會發生變質：其一，金屬材料會與空氣中的水分經金屬元素結構的孔隙進入其結構內部，一旦遭遇低溫環境，這部分水分結冰后體積膨脹，導致金屬材料表面出現裂縫。會造成金屬材料抗凍性能的降低，同時也會影響到其結構穩定性。其二，金屬材料因水分侵蝕，導致其成分中包含的氫氧化鈣等堿性物質與水或是酸性物質發生反應，導致金屬材料的內部分子材料結構遭到破壞，造成其耐久性的下降，如圖1所示。

圖1 金屬材料分子結構

2.3 鋼筋銹蝕

鋼筋是建筑結構的重要組成部分，鋼筋銹蝕也會對建筑物的耐久性造成影響。通常情況下，造成鋼筋銹蝕的因素有四種，其一，鋼筋、在空氣環境的作用下，因點化反應生成鐵銹，引發裂縫問題。之后一些腐蝕性物質會經由裂縫進入其內部，進一步損害建筑物的耐久性。其二，鋼筋在腐蝕介質和拉應力的共同作用下出現脆性斷裂。其三，鋼筋表面的保護膜被氯離子破壞，導致鋼筋出現銹蝕。其四，在微堿性和酸性環境下，建筑中的鋼筋因氫脆現象發生斷裂。

3 預防金屬材料耐久性降低的有效措施

3.1 預防金屬材料腐蝕現象

腐蝕現象不僅會降低金屬材料的耐久性，對其內部鋼筋也會造成一定的不利影響。想要預防金屬材料腐蝕現象發生，最有效的方法就是提高金屬材料的抗腐蝕性。具體方法如下：首先，增加鋼筋外部保護層的厚度，但這樣做僅僅只是能夠對金屬材料腐蝕起到緩解作用。其次，強化金屬材料的密實性和抗滲性，這樣做可以有效的防止二氧化碳對金屬材料的滲透，從根本上強化金屬材料抗腐蝕性能。

3.2 預防金屬材料發生變質

從上文論述中我們已經知道，金屬材料變質主要表現為凍融或是腐蝕性介質侵蝕等，對此，應積極采取預防措施。

首先，針對凍融破壞，可以從金屬材料配合比設計入手，適當的降低水灰比，或是采用引氣劑。但需注意的是，引氣劑的使用會對金屬材料的強度造成一定影響，因此添加時一定要謹慎，避免出現金屬材料強度達不到要求的情況。其次，針對腐蝕性介質侵蝕，可以采取限制金屬材料對比的方式，最大程度的削弱腐蝕介質帶來的影響。

3.3 預防鋼筋銹蝕現象

其一，在鋼筋表面設置環氧涂層，以靜電噴涂的方式在鋼筋表面形成一層由環氧樹脂粉末構成的防腐層，這樣可以有效的抵抗氯離子、氧離子的侵蝕。

其二，對金屬材料表面的保護層進行優化。這是建筑工程中應用最廣泛的一種方法，具體是通過使用耐堿性、耐老化的材料提高鋼筋對抗惡劣腐蝕環境條件的能力。

其三，降低金屬材料的堿集料反應。隨著現代工程的不斷發展，工程建設對金屬材料強度的要求持續提升，這就需要對金屬材料中金屬元素的含量進行提高，同時相較于過去，建筑工程中金屬材料混合料所占的比例也在減少，而且劣質材料常常被應用到工程建設中，這使得堿集料反應得不到有效的抑制，對金屬材料的耐久性造成了較大的影響。對此，可以采取以下預防措施：合理設計金屬材料總堿量的配合比；在金屬材料中摻入冶金催化劑等能夠抑制堿集料反應的材料，但應注意用量；在設計過程中，對一些含堿量較高的外加劑要慎用，且要在應用時作出明確的要求，以此達到預防金屬材料表面的腐蝕反應效果。

4 結語

綜上所述，在現代工程建設中，金屬材料結構耐久性的影響因素十分多樣，若是不加預防，很可能會對工程整體質量帶來不利影響。對此，施工單位在作業過程中，應全面了解掌握各項影響因素，有針對性的選擇預防措施，金屬材料表面碳化、變質、鋼筋銹蝕等現象的發生，保障金屬材料的耐久性，促進工程質量的提升。

金屬材料的應用在各個行業領域中都發揮著至關重要的作用,更極大程度上促進了我國輕工業及重工業的發展腳步。然而,金屬材料在實際的應用中卻常常發生腐蝕現象,嚴重影響金屬制品質量或機械性能,因此,加強對金屬材料的腐蝕防護工作具有十分重要的現實意義。本文重點分析了金屬材料表面腐蝕現象成因,同時針對金屬材料表面腐蝕成因提出相關防護措施,以為我國現代化建設提供更多技術支持。