景观钢桁架表面改性及其耐蚀性

魏玉婷 ，罗玉凤

（1.长春建筑学院，吉林 长春 130607；2.吉林大学，吉林 长春 130012）

金属材料由于具有强度高、塑性好、可加工成不同形状等特点而在景观建筑等领域有着广泛应用，如景观建筑中桁架、围栏、景墙等多采用钢铁材料制作。由于长期面临暴晒、雨淋等复杂环境，钢铁材料通常会发生表面氧化变色、腐蚀脱落等现象而影响到正常使用[1]，因此需要在其表面涂/镀覆各种金属(如锌)或非金属的保护层(如彩色涂层)，使之与腐蚀介质隔离[2]。热浸镀锌层虽然可以在一定程度上提高钢桁架等构件的耐蚀性，但是镀锌件在堆放存储、运输或使用过程中容易在局部产生“白锈”[3]，进而影响外观并缩短使用寿命，必须在镀锌层上施加额外的防护措施，以提升其耐蚀性。锌、铝等经过硅酸钠溶液处理后，可以在表面形成转化膜，令其耐蚀性得以提升[4]。该工艺具有操作简单、加工成本低、对环境无污染等优点[5]，在景观建筑用镀锌钢制品表面额外防护方面具有较好的应用前景。硅酸钠溶液的配比对转化膜性能和防护效果具有重要的影响，但相关的影响机理目前尚不清楚[6-7]，对这方面的研究有助于克服景观钢桁架产生白锈和耐蚀性降低等问题，延长其使用寿命并增强艺术性。

1 实验

1.1 材料

基材为景观钢桁架用Q345钢板，采用电感耦合等离子发射光谱法测得其组成(以质量分数计)为：C 0.18%，Mn 1.52%，Si 0.34%，P 0.010%，S 0.004%，Cr 0.008%，Ni 0.006%，Fe余量。先在Q345钢板表面热浸镀锌，所用锌锭为99.99%的高纯Zn，锌层厚度约48 μm，标记为HDG。

1.2 硅酸盐钝化

先将25 g无定型SiO2和9.5 g氢氧化钠加入465 mL蒸馏水中，充分溶解并混合均匀后静置24 h，得到SiO2与Na2O物质的量比为3.5的硅酸钠溶液。……