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1、建材世界2014年第35卷S1doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2014.S1.031建筑用铝合金在工程上的抗腐蚀性能探讨林湘生(广东省建筑科学研究院建筑材料研究所,广州510500)摘要:铝合金建材在建筑材料中占有重要的地位,随着铝合金建材的发展,其在建筑上被广泛的应用。探讨铝合金建材在工程上的抗腐蚀性,能够促进铝合金建材不断适应建筑发展的需求。该文从铝合金材料在建筑方面的应用出发,探讨了铝合金建筑型材的抗腐蚀问题,并给出了对铝合金建筑型材的一些思考,为铝合金建材在建筑中的应用提供参考。关键词:铝合金;建材;抗腐蚀;现状1铝合金材料的表面处理铝合金在现在
2、的建筑工程中应用得越来越广泛,尤其是在装饰装修工程。强度高质量轻、外观好看、耐腐蚀性能好、循环利用率高等特点使其广泛的受到建筑行业的热爱。铝合金可以进行各种类型的表面处理,电解或阳极氧化着色和喷涂能营造美观的装饰面,而这点是钢材所不具备的,也是最优异最突出的特点。在全球范围内,铝合金已经普遍使用,由于铝合金易于加工,装饰效果比一般的材料好,得到了越来越多装饰工程的青睐。我国铝合金建筑型材形成了3大系列的表面处理技术,即阳极氧化(对应GB5237.2:阳极氧化型材)、阳极氧化电泳涂装(对应GB5237.3:电泳涂漆型材)、有机聚合物静电喷涂技术(对应GB5237.4:粉末喷涂型材,
3、以及GB5237.5:氟碳漆喷涂型材)。不同表面涂覆层厚度,对材料的耐腐蚀性能有着深刻的影响,因而是工程选材的重要依据。GB5237.2—2008《铝合金建筑型材第2部分:阳极氧化型材》就明确阐述了不同工程对膜厚级别的不同选择,见表1。表1国家标准GB5237.2-2008规定的不同膜厚级别的典型用途及其表面处理方式膜厚级别典型用途表面处理方式AA10室内、外建筑或车辆部件阳极氧化AA15室外建筑或车辆部件阳极氧化加电解着色AA20室外苛刻环境下使用的建筑部件阳极氧化加有机着色AA252现行建筑用铝合金耐腐蚀性能存在的问题2.1太阳曝晒对铝合金的腐蚀在建筑幕墙的应用上,铝合金材料
4、直接暴露在建筑外墙上,受阳光曝晒,产生大量热量。铝合金型材氧化膜可能会裂开,这就是常说的热裂现象。裂缝不但影响美观效果,而且破坏保护层,减少合金材料的使用寿命,影响幕墙质量。而且研究发现,氧化膜的厚度越厚,越容易产生热裂现象。GB/T23443《建筑装饰用铝单板》就有1年、5年和10年自然气候曝晒性能试验,要求涂层无开裂和剥落,且色差、光泽保持率都有不同要求。这就需要生产过程中调整阳极氧化工艺,尤其是封孔处理,做好中温技术可能是解决这一问题的关键。2.2大气污染加重铝合金腐蚀GB/T23443《建筑装饰用铝单板》和GB/T5237.2《铝合金建筑型材第2部分:阳极氧化型材》中关于
5、耐盐雾性技术要求均为≥9级;以往,空气中的腐蚀介质很少,只有氧对金属的腐蚀是经常性的,但随着我国工业的不断发展,汽车不断增加,大气污染越发严重。2013年下半年,我国华北、华东和华南都遭受了大范围雾霾灾害,空气中的有害气体(二氧化硫、氮氧化物)和粉尘(如烟雾、煤灰、氯化物和其他酸、碱、盐颗粒等)84建材世界2014年第35卷S1大量增加,散布到大气中,有的本身就具有腐蚀性,有的是凝在水珠中对型材具有腐蚀作用。这就对铝合金材料的耐候性提出了新的要求。文献[8]指出,海洋大气仍然不是最严酷的试验条件。大气污染向铝材的耐腐蚀性能提出了挑战。我国国家标准以国际标准为参考,推介海南省琼海大
6、气腐蚀试验站的大气条件,理由是该地与美国的弗罗里达大气比较接近,但实际上并不能代表所有大气腐蚀的情况,严格地说,选择使用环境相近的试验站得到的试验数据才更加可靠。2.3铝材对其他金属的电偶腐蚀作用铝是电位较正的型材。无论是铝合金门窗,还是铝合金幕墙,铝材和五金件或者幕墙构件(如预埋件),都容易形成一种大阴极、小阳极面积的组合结构,即铝材与其他材料构成腐蚀原电池,铝合金以外的其他金属会失去电子,产生腐蚀,严重影响工程质量。在上节所提到的不良空气条件下,又会加速五金件的腐蚀。图1是典型案例。现如今,许多幕墙公司,将挂件设计成铝合金型材和五金背栓配合使用,如图2。这种情况下,就要注意到
7、电偶腐蚀的作用。有机聚合物静电喷涂型材(即粉末喷涂型材和氟碳漆喷涂型材)由于工艺特性限制,GB5237.4和GB5237.5均注明:型材的非装饰面如需喷涂,应在合同中注明。在装配时,非装饰面多与其他材料相连接,应注意到这个问题。采用与铝型材电位差相近的金属材料是一般思路,但通常又会遇到强度不胜任的问题。2.4建筑砂浆对铝型材的腐蚀在对铝合金门窗进行安装时容易忽视的问题是:墙体的酸碱性也会加快腐蚀。GB50010《混凝土结构设计规范》及GB50164《混凝土质量控制标准》对混凝土中
