梁怡弘

（江西水利職業(yè)學院，江西 南昌 330013）

作為現(xiàn)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(zhì)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(xiàn)實意義。

1 金屬材料耐久性的內(nèi)涵分析

在現(xiàn)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(nèi)的正常養(yǎng)護下，金屬材料能夠保持正常使用、并抵抗自然環(huán)境的各類侵蝕，而不需要維修和加固。其內(nèi)容主要分為以下幾個方面：

其一，抗?jié)B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(tài)下抵抗凍融循環(huán)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(zhì)或是介質(zhì)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(zhì)能夠和空氣中的CO2發(fā)生化學反應，導致金屬材料表面組織和成分發(fā)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(fā)裂縫問題。

2.2 金屬材料變質(zhì)

金屬材料變質(zhì)即是指因發(fā)生化學反應使得金屬材料的性能發(fā)生概念，結合實踐來看，在兩種情況下，金屬材料會發(fā)生變質(zhì)：其一，金屬材料會與空氣中的水分經(jīng)金屬元素結構的孔隙進入其結構內(nèi)部，一旦遭遇低溫環(huán)境，這部分水分結冰后體積膨脹，導致金屬材料表面出現(xiàn)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(wěn)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(zhì)與水或是酸性物質(zhì)發(fā)生反應，導致金屬材料的內(nèi)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(huán)境的作用下，因點化反應生成鐵銹，引發(fā)裂縫問題。之后一些腐蝕性物質(zhì)會經(jīng)由裂縫進入其內(nèi)部，進一步損害建筑物的耐久性。其二，鋼筋在腐蝕介質(zhì)和拉應力的共同作用下出現(xiàn)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(xiàn)銹蝕。其四，在微堿性和酸性環(huán)境下，建筑中的鋼筋因氫脆現(xiàn)象發(fā)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(xiàn)象

腐蝕現(xiàn)象不僅會降低金屬材料的耐久性，對其內(nèi)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(xiàn)象發(fā)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?qū)饘俨牧细g起到緩解作用。其次，強化金屬材料的密實性和抗?jié)B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(fā)生變質(zhì)

從上文論述中我們已經(jīng)知道，金屬材料變質(zhì)主要表現(xiàn)為凍融或是腐蝕性介質(zhì)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?shù)慕档退冶龋蚴遣捎靡龤鈩?。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(xiàn)金屬材料強度達不到要求的情況。其次，針對腐蝕性介質(zhì)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(zhì)帶來的影響。

3.3 預防鋼筋銹蝕現(xiàn)象

其一，在鋼筋表面設置環(huán)氧涂層，以靜電噴涂的方式在鋼筋表面形成一層由環(huán)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(yōu)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(huán)境條件的能力。

其三，降低金屬材料的堿集料反應。隨著現(xiàn)代工程的不斷發(fā)展，工程建設對金屬材料強度的要求持續(xù)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(zhì)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(xiàn)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(zhì)量帶來不利影響。對此，施工單位在作業(yè)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(zhì)、鋼筋銹蝕等現(xiàn)象的發(fā)生，保障金屬材料的耐久性，促進工程質(zhì)量的提升。

金屬材料的應用在各個行業(yè)領域中都發(fā)揮著至關重要的作用,更極大程度上促進了我國輕工業(yè)及重工業(yè)的發(fā)展腳步。然而,金屬材料在實際的應用中卻常常發(fā)生腐蝕現(xiàn)象,嚴重影響金屬制品質(zhì)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(xiàn)實意義。本文重點分析了金屬材料表面腐蝕現(xiàn)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(xiàn)代化建設提供更多技術支持。