1、第二章 建筑金属材料,建筑用钢材的主要品种,1.型钢简单截面型钢：圆钢、 方钢、六角钢、八角钢等复杂截面型钢：工字 钢、角钢、槽钢、钢轨等,建筑用钢材的主要品种,2.线材如钢筋、钢丝等。,建筑用钢材的主要品种,3.管材无缝钢管、焊接钢管等。,建筑用钢材的主要品种,4.板材光面钢板、花 纹钢板、彩色 涂层钢板等。,压型彩钢板,第一节 金属的微观结构 及钢材的化学组成,一、金属的晶体结构 金属是晶体或晶粒的聚集体，是晶体结构，它是铁-碳合金晶体。 纯铁在不同温度下有不同的晶体结构：液态铁 Fe Fe Fe,密集六方晶体,面心立方晶体,体心立方晶体,1535C,1394C,912C,金属晶体,体心立
2、方结构,面心立方结构,密排六方结构,一、金属的晶体结构,钢材的晶格并不都是完好无缺的规则排列，而是存在缺陷，它们将显著地影响钢材的性能，这是钢材的实际强度远比理论强度小的原因。其主要有三种缺陷：点缺陷、线缺陷和面缺陷,点缺陷示意图,面缺陷示意图,二、钢材的基本晶体组织,钢是以铁（Fe)为主的FeC合金，它在一定条件下能形成具有一定形态的聚合体，称为钢的组织。主要有：铁素体、珠光体、渗碳体和奥氏体四种。,三、钢的化学成分对性能的影响,除碳外，钢材在冶炼中会从原料、燃料中引入一些其它元素，它们存在钢材的组织中，对钢材的结构和性能有重要影响。 分为两类： 合金元素：硅、锰、钛、钒、铌等； 杂质：氧、
3、硫、氮、磷等。,1、碳,含量对钢的强度、塑性、韧性和焊接性有决定性的影响。随着含碳量增加，钢的抗拉强度和屈服强度上升；但其塑性、冷弯性能和冲击韧性降低，焊接性也变差。,1、碳,2、锰,能提高钢材的屈服强度和抗拉强度，而又不过多地降低塑性和冲击韧性； 锰能显著改善钢材的冷脆性能； 锰还能消减硫和氧导致的热脆性，改善钢材的热加工性能。 锰是低合金结构钢的主加元素，含量一般在1%2%范围内。 它可细化晶粒，提高钢材的强度,3、硅,硅的含量较低（1%）时，可提高钢材的强度，对塑性和韧性影响不明显。4、钛、钒、铌 钛、钒、铌等低合金钢中常用的合金元素可细化晶粒，有效地提高强度。,5、硫和磷,硫和磷是钢中
4、十分有害的元素。硫化物所造成的低熔点使钢在焊接时易于产生热裂纹，显著降低可焊性。 硫还将降低钢材的塑性与冲击韧性。磷将使钢在低温时韧性降低并容易产生脆性破坏。磷也降低钢材的可焊性。,第二节 建筑钢材的主要技术性质,包括： 抗拉性能 冲击韧性 力学性质 疲劳强度 硬度 冷弯性能 工艺性能 冷加工性能 焊接性能,一、力学性能,力学性能又称机械性能，是钢材最重要的使用性能。 对承受静载的钢材，要求具有一定力学强度，并要求所产生的变形能满足结构的正常使用要求。 对承受动荷载的钢材，还要具有较高的韧性。,（一）抗拉性能,低碳钢受拉时的四个阶段：弹性阶段屈服阶段 强化阶段 颈缩阶段,1、弹性阶段（OA段）
5、,弹性极限，用p表示。 此阶段应力与应变成正比，其比值为常数，即弹性模量，用E表示， / = E。 弹性模量反映了钢材抵抗变形的能力。它是钢材在受力条件下计算结构变形的重要指标。 常用低碳钢的弹性模量E = (2.02.1)105 MPa，p = 180200MPa。,2、屈服阶段（AB段）,应力超过p后，应变增加很快，而应力基本保持不变。这种现象称为屈服。 此时应力与应变不再成比例，试件开始产生塑性变形。 曲线上的下屈服点，称为屈服点，这时的应力称为屈服极限，用s表示。,2、屈服阶段（AB段）,钢材受力达到屈服点后，变形即迅速发展，尽管尚未破坏但已不能满足使用要求。 故设计中一般以屈服点作为
6、强度取值的依据。 常用低碳钢的s为185235Mpa。,3、强化阶段（BC段）,当荷载超过屈服点后，因塑性变形使其内部的组织结构得到调整，抵抗变形的能力有所增强，曲线又开始上升，称为强化阶段。 曲线最高点所对应的应力称为抗拉强度，用b表示。常用低碳钢的b为375-500MPa。,3、强化阶段（BC段）,屈强比（s/b）：屈强比越小，钢材在受力超过屈服点时的可靠性越大，结构越安全。 但如果屈强比过小，则钢材有效利用率太低，造成浪费。 常用低碳钢的屈强比为0.580.63，合金钢为0.650.75。,为什么用材料的屈服点而不是其抗拉强度作为结构设计时取值的依据？ 屈服强度和极限抗拉强度是衡量钢材强
7、度的两个重要指标。极限抗拉强度是试件能承受最大应力。在结构设计中，要求构件在弹性变形范围内工作，即使少量的塑性变形也应力求避免，所以规定以钢材的屈服强度作为设计应力的依据。抗拉强度在结构设计中不能完全利用，但屈服强度与抗拉强度之比（屈强比）却有一定的意义。屈强比越小，结构的安全性越高。,4、颈缩阶段（CD段）,应力超过b后，试件的变形开始集中于某一小段内，使该段的横截面面积显著减小，出现图所示的颈缩现象，曲线开始下降，直至点，试件被拉断。,塑性指标,A、 伸长率（ ）,实验演示,塑性指标,B、截面收缩率（ ）与值越大，说明材料的塑性越好,硬钢的拉伸性能,硬钢强度高，塑性差，拉伸过程无明显屈服阶
8、段，无法直接测定屈服强度。用条件屈服强度0.2来代替屈服强度。 条件屈服点0.2 ：使硬钢产生0.2%塑性变形时的应力。见左图。,0,oa总变形。 ba弹性变形99.8%。 ob塑性变形0.2%。,(二) 冲击韧性,冲击韧性：指钢材抵抗冲击荷载的能力钢材的冲击韧性用冲断试样时缺口处单位面积上所消耗的功冲击功（ K ）来表示，K的单位为J/cm2。,冲击韧性试验示意图,Construction Materials,冲击韧性试验示意图,实验演示,m 摆锤质量，kg； g 重力加速度，数值为9.81m/s2； H、h摆锤冲击前后的高度，m； A 试件槽口处截面积，cm2。,(二) 冲击韧性,K越大表
9、示冲断试件消耗的能量越大，钢材抗冲击的能力越强，钢材冲击韧性越好，即其抵抗冲击作用的能力越强，脆性破坏的危险性越小。对于重要的结构以及承受动荷载作用的结构，特别是处于低温条件下，为了防止钢材的脆性破坏，应保证钢材具有一定的冲击韧性。,钢材的冲击韧性与温度的关系,温度对冲击韧性有重大影响，当温度降至一定程度时，冲击韧性大幅度下降而使钢材呈脆性，此现象称为冷脆性。,(三) 耐疲劳性,钢材在交变荷载的反复作用下，往往在应力远小于其抗拉强度（b）时就发生破坏，这种现象称为钢材的疲劳破坏。 实验证明，钢材承受的交变应力越大，则钢材至断裂时经受的交变应力循环次数N越少，反之越多。当交变应力降低至一定值时，
10、钢材可经受无限次交变应力循环而不发生疲劳破坏。 通常取交变应力循环次数N=107时，试件不发生破坏的最大应力n作为其疲劳极限。,钢材的疲劳曲线,(四) 硬 度,硬度：是金属材料抵抗硬物压入表面的能力，亦即材料表面抵抗塑性变形的能力。 强度与硬度的关系：材料的强度越高，硬度值越大。 硬度指标（金属） 布氏硬度（HB）单位压痕面积面积承受的压力 洛氏硬度（HR）压痕深度肖氏硬度（HS）撞锤回跳高度,布氏硬度,二、钢材的工艺性能,工艺性能是指钢材是否易于加工成型的性能。 包括： 冷弯性能 冷拉性能 冷拔性能 可焊性能,（一）冷弯性能,冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。是以试验时的弯曲角度和
11、弯心直径d为指标表示。 钢材的冷弯试验:是通过直径(或厚度)为a的试件，采用标准规定的弯心直径d(d=na)，弯曲到规定的角度时(180或90)，检查弯曲处有无裂纹、断裂及起层等现象。若无则认为冷弯性能合格。 钢材冷弯时的弯曲角度越大，弯心直径越小，则表示其冷弯性能越好。,钢材的冷弯示意图,实验演示,钢材的冷弯示意图,冷弯检验的意义,钢材的冷弯性能和其伸长率一样，也是表示钢材在静荷载条件下的塑性。但冷弯是钢材处于不利变形条件下的塑性，而伸长率是反映钢材在均匀变形下的塑性。故冷弯试验是一种比较严格的检验。,冷弯检验的意义,它能揭示钢材内部组织的均匀性，以及存在内应力或夹杂物等缺陷的程度。在拉力试
12、验中，这些缺陷常因塑性变形导致应力重分布而反映不出来。 在工程实践中，冷弯试验还被用作检验钢材焊接质量的一种手段，能揭示焊件在受弯表面存在的未熔合、微裂纹和夹杂物。,(二)冷加工强化 1、冷 拔,冷拔：是强力拉拔钢筋通过截面小于钢筋截面积的拔丝模。 冷拔作用比纯拉伸的作用强烈，钢筋不仅受拉，而且同时受到挤压作用。经过一次或多次冷拔后得到的冷拔低碳钢丝，其屈服点可提高40%60%，但失去软钢的塑性和韧性，而具有硬质钢材的特点。,冷拔强化示意图,实验演示,2、冷 轧,冷轧：是将圆钢在轧钢机上轧成断面形状规则的钢筋，可提高其强度及与混凝土的粘结力。 钢筋在冷轧时，纵向与横向同时产生变形，因而能较好地
13、保持其塑性和内部结构的均匀性。,冷加工的工程效益,钢筋经冷加工后，一般屈服点可提高20%25%，冷拔钢丝的屈服点可提高40%60%。 由此可适当减小钢筋混凝土结构设计截面，或减少混凝土中配筋数量，从而达到节约钢材的目的。 钢筋冷拉还有利于简化施工工序。冷拉盘条钢筋可省去开盘和调直工序；冷拉直条钢筋则可与矫直、除锈等工序一并完成。,(三)焊接性能,在焊接中，由于高温作用和焊接后急剧冷却作用，焊缝及附近的过热区发生晶体组织及结构变化，产生局部变形及内应力，使焊缝周围的钢材产生硬脆倾向，降低了焊接质量。 低碳钢的可焊性很好，随着碳含量和合金含量的增加，钢材的可焊性减弱。 钢中含硫也会使钢材在焊接时产
14、生热脆性 采用焊前预热和焊后热处理的方法，能提高可焊性差的钢材焊接质量。,2019/2/23,55,闪光对焊,返回,2019/2/23,56,闪光对焊,返回,螺栓连接,绑扎连接,第三节 钢材的冷加工与热处理,一、冷加工 冷加工：指钢材在常温下进行的机械加工,如冷拉、冷轧、冷拔、冷扭和冷 冲等加工。冷加工强化：将钢材于常温下进行冷拉、冷拔或冷轧使其产生塑性变形，从而提高屈服强度，降低塑性韧性的过程,一、冷加工,二、时效处理,时效：将冷加工后的钢筋，在常温下存放1520d，或加热至100200后保持一段时间（23h），其屈服强度进一步提高，且抗拉强度也提高，同时塑性和韧性进一步降低，弹性模量基本恢
15、复。,二、时效处理 时效有两种方法,自然时效：在常温下存放1520d，适用于低强度钢筋。 人工时效：加热至100200C并保持一段时间（23h)，适用于高强度钢筋。时效敏感系数：表征钢筋时效前后冲击韧性值的变化率。值越大，时效前后冲击韧性的降低越显著。,时效敏感系数,冲击吸收功的平均值，J,应变时效冲击吸收功的平均值，J,三、热处理,热处理：将钢材按规定温度，进行加热、保温和冷却处理，以改变其组织，得到所需要性能的一种工艺。淬火回火退火正火,三、热处理,淬火：将钢材加热至基本组织改变温度以上，保温使基本组织转变为奥氏体，然后投入水或矿物油中急冷。 淬火的目的：使晶粒细化，碳的固溶量增加，强度和
16、硬度增加，塑性和韧性下降。回火：将钢材加热到相变温度以下，保温后在空气中冷却的热处理工艺。 回火的目的：消除淬火产生的很大内应力，降低脆性，改善机械性能。,三、热处理,退火：将钢材加热到一定温度，保温后缓慢冷却的一种工艺。 退火的目的：细化晶粒，改善组织，降低强度，提高塑性，消除组织缺陷及内应力，防此变形、开裂。正火：将钢件加热至基本组织改变温度以上，然后在空气中冷却。 正火的目的：使晶格细化，消除组织缺陷，使强度提高而塑性降低。,第四节 金属材料的性质及应用,（一）牌号 碳素结构钢以屈服点等级为主，划分成五个牌号。由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法四部分构成Q代表屈服点，
17、分为195MP、215MP、235MP、255MP和275MP五种,41建筑常用钢,一、碳素结构钢,（一）牌号,质量等级：按冲击韧性划分如下： A级不要求冲击韧性； B级要求+20oC冲击韧性； C级要求OoC冲击韧性； D级要求-20oC冲击韧性。质量等级与硫、磷等杂质含量多少有关。,质量提高,（一）牌号,脱氧方法 F代表沸腾钢 b表示半镇静钢 Z 、TZ 表示镇静和特殊镇静钢，可以省略如:Q235-AF 表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢。,（二）技术性能,根据国标GB700-1988碳素结构钢，随着牌号的增大，对钢材屈服强度和抗拉强度的要求增大，对伸长率的要求降低。碳素结构钢的化学成分
18、、力学性能、冷弯性能应符合下表的规定：,（三）用途,Q195主要用于轧制薄板和盘条等。 Q215 用途与Q195钢基本相同，其强度稍高，还大量用作管坯、螺栓等。 Q235 钢结构常用牌号，大量制成钢筋、型钢和钢板。（应用最为广泛） Q255 主要用作铆接或栓接结构，以及钢筋混凝土的钢筋。 Q275 不宜在建筑结构中使用，主要用于制造轴类、农具、耐磨零件和垫板等。,二、低合金高强度结构钢,低合金高强度结构钢是一种在碳素钢的基础上添加总量小于5的一种或多种合金元素的钢材。特点：强度高、塑性和低温冲击韧性好、耐锈蚀，具有较好可焊性等。合金元素有：硅、锰、钒、铌、铬、镍及稀土等。,（一） 牌号 低合金
19、高强度结构钢GB/T 1591-94,均为镇静钢，其牌号表示为：Q +屈服强度+质量等级 如：Q345B表示屈服强度不小于345MPa,质量等级为B级的低合金高强度结构钢。 屈服点等级：Q295，Q345，Q390，Q420，Q460。 质量等级：E、D、C、B、A(E级要求-40oC冲击韧性)。质量等级与硫、磷等杂质含量多少有关。,(二）技术性能与应用,(二）技术性能与应用,(二）技术性能与应用,Q345钢的综合性能较好，是钢结构的常用牌号，Q390也是推荐使用的牌号。与碳素结构钢Q235相比，低合金高强度结构钢Q345的强度和承载力更高，并具有良好的承受动荷载和耐疲劳性能，但价格稍高。 低
20、合金高强度结构钢广泛应用于钢结构和钢筋混凝土结构中，特别是大型结构、重型结构、大跨度结构、高层建筑、桥梁工程、承受动力荷载和冲击荷载的结构。,42 钢结构用钢材,母材：普通碳素结构钢和低合金高强度结构钢 常用钢材热轧钢板、型钢薄壁型钢圆钢小角钢,一、热轧型钢,特点：截面形式合理，材料在截面上分布对受力最为有利，且构件间连接方便规格：通常以反映其断面形状的主要轮廓尺寸来表示。,（一）工字钢,（一）工字钢,规格表示：腰高度腿宽度腰厚度 若腰高一样，而腿宽和腰厚不同时，在其后标注a 、b、c以示区别。 如：工18、工25a 工字钢广泛用于各种建筑结构和桥梁，主要用于承受横向弯曲的杆件，不宜单独用作轴
21、心受压构件或双向弯曲构件。,（二）热轧H型钢和T型钢,H型钢的优点：与工字钢相比， 具有翼缘宽，侧向刚度大，抗弯能力强，翼缘两表面相互平行、连接构造方便、省劳力，自重轻、节省钢材、截面形状经济合理，力学性能好。常用于:要求承载力大、截面稳定性好的大型建筑(如高层建筑)。,（二）热轧H型钢和T型钢,分类：宽翼缘（HW）中翼缘（HM）窄翼缘（HN）型钢桩（HP）,H型,T型,宽翼缘（TW） 中翼缘（TM） 窄翼缘（TN）,宽翼缘和中翼缘H型钢适用于钢柱等轴心受压构件； 窄翼缘H型钢适用于钢梁等受弯构件。,（二）热轧H型钢和T型钢,（二）热轧H型钢和T型钢,标识： H型钢：代号 腹板高度翼板宽度腹板
22、厚度翼板厚度 也可用腹板宽度翼板宽度 如: H340250914T248199914,(三) 热轧普通槽钢,(三) 热轧普通槽钢,标识：腰高度腿宽度腰厚度 或以腰高度表示， 若有几种不同的腿宽和腰厚，在其后标a、b、c，以示区别。主要用做轴向力杆件，承受横向弯曲构件及联系杆件。,二、冷弯薄壁型钢,1、结构用冷弯空心型钢: 用连续辊式冷弯机组生产的,按形状可分为方形空心型钢(代号F)和矩形空心型钢(代号为J) 方形空心型钢的规格表示方法为：F边长X壁厚(mm)，规格范围为F25X(1.22.0)F160X(4.08.0)； 矩形空心型钢的规格表示方法为：J长边长度X短边长度X壁厚(mm)，规格范
23、围为J50X25X(1.21.5)J200X100X(4.08.0)。,2、通用冷弯开口型钢,是用可冷加工变形的冷轧或热轧钢带在连续辊式冷弯机组上生产的。按形状分为8种：冷弯等边角钢、冷弯不等边角钢、冷弯等边槽钢、冷弯不等边槽钢、冷弯内卷边槽钢、冷弯外卷边槽钢、冷弯Z型钢、冷弯卷边Z型钢。,二、冷弯薄壁型钢,三、钢管,优点：在相同截面积下，刚度较大，因而是中心受压杆的理想截面；流线型的表面使其承受风压小。 用于高耸结构十分有利。多用于制作桁架、塔桅等构件。 钢管混凝土：指在钢管中浇筑混凝土而形成的构件，可使构件承载力大大提高，且具有良好的塑性和韧性，经济效果显著，施工简单、工期短。钢管混凝土可
24、用于厂房柱、构架柱、地铁站台柱、塔柱和高层建筑等。,四、板材,钢板: 是矩形平板状的钢材，可直接轧制成或由宽钢带剪切而成，按轧制方式分为热轧钢板和冷轧钢板。 规格表示方法：宽度X厚度X长度(mm)。 钢板分：厚板(厚度4mm)和薄板(厚度4mm)两种。 厚板主要用于结构。 薄板主要用于屋面板、楼板和墙板等。,43钢筋混凝土用钢材,母材：碳素结构钢低合金高强度结构钢优质碳素钢种类：热轧钢筋冷轧带肋钢筋预应力混凝土用热处理钢筋预应力钢筋用钢丝和钢绞线,一、热轧钢筋 钢筋混凝土用热轧光圆钢筋GB13013-1991 钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GBl499-1998 钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋
25、 GBl499.2-2007,是经热轧成型并自然冷却的成品钢筋。 根据表面形状分：光圆钢筋和带肋钢筋。 其中带肋钢筋有月牙肋和等高肋钢筋。,一、热轧钢筋,热轧光圆钢筋(Hot rolled plain steel)的牌号用HPB235表示，是用Q235碳素结构钢轧制而成的光圆钢筋。广泛用于：中、小型钢筋混凝土结构主要受力钢筋，构件的箍筋、钢、木结构的拉杆等； 可作冷轧带肋钢筋的原材，盘条还可作为冷拔低碳钢丝的原材料。,一、热轧钢筋,热轧带肋钢筋(Hot rolled ribbed steel)的牌号由HRB和屈服点最小值构成，分为：HRB335、HRB400、HRB500三个牌号。 HRB33
26、5和HRB400用低合金镇静钢和半镇静钢轧制，以硅、锰为主要固溶元素。 广泛用于：大、中型钢筋混凝土结构的主筋，经冷拉处理后也可作为预应力筋。,一、热轧钢筋,HRB500用中碳低合金镇静钢轧制而成，除以硅、锰为主要元素外，还加入钡或钛作为固溶元素，使之在提高强度的同时保证塑性和韧性。 主要用于预应力筋。,细晶粒热轧钢筋(新增) (Hot rolled bars of fine grains),在热轧过程中。通过控扎和控冷工艺 形成的细晶粒钢筋。其金相组织主要是铁 素体加珠光体，不得有影响使用性能的其 他组织存在，晶粒度不粗于9级。分为：HRBF335、HRBF400、HRBF500三 个牌号。
27、,一、热轧钢筋,钢筋混凝土用热轧光圆钢筋GB13013-1991 钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GBl499-1998,一、热轧钢筋,级钢筋的强度较低，但塑性及焊接性能很好，便于各种冷加工，因而广泛用做小型钢筋混凝土结构中的主要受力钢筋以及各种钢筋混凝土结构中的构造筋。 级钢筋的强度较高，塑性和焊接性能也较好，是钢筋混凝土的常用钢筋，广泛用作大、中型钢筋混凝土结构中的主要受力钢筋。 级钢筋的性能和应用与级钢筋相近， 级钢筋的强度高，但塑性和可焊性较差。,二、冷轧带肋钢筋,是由Q235或Q215热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径后，在其表面冷轧成两面或三面有肋的钢筋，也可经低温回火处理。,二、冷轧带肋钢筋,优
28、点：强度高、塑性好，与混凝土粘结牢固、节约钢材、质量稳定等。 根据国标GB13788-2000冷轧带肋钢筋的规定，冷轧带肋钢筋(Cool rolled ribbed steel )的牌号由CRB和钢筋的抗拉强度最小值构成。 冷轧带肋钢筋分为CRB550、CRB650、CRB880、CRB970、CRB1170五个牌号。 CRB550为普通钢筋混凝土钢筋，其它牌号为预应力混凝土钢筋。,三、预应力钢筋用钢丝和钢绞线,以优质碳素结构钢盘条为原料，经淬火奥氏体化、酸洗、冷拉制成的，强度高达14701770MPa。 钢丝按加工状态分：消除应力光圆钢丝(代号为S)消除应力刻痕钢丝(SI)消除应力螺旋肋钢丝
29、(SH)冷拉钢丝(RCD)。,三、预应力钢筋用钢丝和钢绞线,按外形分光圆（P）刻痕（I ）螺旋肋（H）刻痕钢丝和螺旋肋钢丝与混凝土的粘结力好，亦即钢丝与混凝土的整体性能好；消除应力钢丝的塑性比冷拉钢丝好。,两面刻痕钢丝,两面刻痕钢丝,三面刻痕钢丝,螺旋肋钢丝外形图,三、预应力钢筋用钢丝和钢绞线,钢绞线是以数根优质碳素钢钢丝绞捻和消除应力的热处理而制成。根据钢丝的股数分为12、13和17三种类型。,三、预应力钢筋用钢丝和钢绞线,预应力钢绞线优点：强度高、柔性好、质量稳定、成盘供应无需接头等。预应力钢绞线主要用于：预应力混凝土配筋，大型屋架、薄腹梁、大跨度桥梁等。,第五节 钢材的防护,腐蚀：钢材表
30、面与周围介质发生作用引起破坏的现象。化学腐蚀：指金属直接与周围介质发生化学反应而产生的腐蚀。这种腐蚀多数是由于氧化作用所导致的。 电化学腐蚀：指电极电位不同的金属与电解质溶液接触形成微电池，产生电流而引起的腐蚀。,阳极区：Fe = Fe2+ + 2e 阴极区：2H2O + 2e + 1/2O2 = 2OH- + H2O 溶液区：Fe2+ 2OH-= Fe(OH)2 Fe(OH)2 + O2 + 2H2O= 4 Fe(OH)3,一、腐蚀的防止和减缓,1、采用耐候钢 2、使金属与环境隔绝。常用的方法是在金属表面涂刷保护层,如油漆、搪瓷、镀锌或铬等。 3、缓蚀剂 4、阴极保护。将起阳极作用的金属电极
31、与结构连接起来，让阳极受腐蚀，而结构就得到保护。如锌和镁作为阳极可保护钢铁,二、钢在火灾中的表现,耐火试验与火灾案例调查表明：以失去支持能力为标准，无保护层时钢柱和钢屋架的耐火极限只有0.25h，而裸露钢梁的耐火极限仅为0.15h。 温度在200OC以内，可以认为钢材的性能基本不变；超过300OC以后，弹性模量、屈服点和极限强度均开始显著下降，应变急剧增大；到达600OC时已失去承载能力。所以，没有防火保护层的钢结构是不耐火的。,三、防火,钢结构防火的基本原理：采用绝热或吸热材料，阻隔火焰和热量，推迟钢结构的升温速率。钢结构防火的方法：以包覆法为主，即以防火涂料、不燃性板材或混凝土和砂浆将钢构
32、件包裹。,1、防火涂料,按受热时的变化分：膨胀型(薄型)和非膨胀型(厚型)两种。膨胀型防火涂料的涂层厚度一般为27mm，附着力较强，有一定的装饰效果。由于其内含膨胀组分，遇火后会膨胀增厚510倍，形成多孔结构，从而起到良好的隔热防火作用，根据涂层厚度可使构件的耐火极限达到0.51.5h。,1、防火涂料,非膨胀型防火涂料的涂层厚度一般为850mm，呈粒状面，密度小、强度低，喷涂后需再用装饰面层隔护，耐火极限可达0 . 53 . 0h。为使防火涂料牢固地包裹钢构件，可在涂层内埋设钢丝网，并使钢丝网与钢构件表面的净距离保持在6mm左右。,2、不燃性板材,常用的不燃性板材有：石膏板、硅酸钙板、蛭石板、珍珠岩桩、矿棉板、岩棉板等。 可通过粘结剂或钢钉、钢箍等固定在钢构件上。,
