鋁合金推拉窗框腐蝕失效分析

　　2.5　水泥樣品氯含量的化學(xué)成分分析

　　由能譜微區(qū)分析可知，在固定窗框的墻體各層水泥斷面上發(fā)現(xiàn)了很多的水溶性的氯化鈉痕跡，因此有必要分析水泥的水溶性氯含量，用以調(diào)查氯可能的來源。按照GB/T50344-2004中附錄C所推薦的混凝土中氯離子含量的取樣和分析方法，分析得到藍灰色抹面水泥砂漿的氯含量為0.64%，嵌縫水泥氯含量0.38%，而墻體主要構(gòu)成物墻磚內(nèi)的氯含量為0.62%，由此可知，來自抹面砂漿及墻體的水泥含有較多氯離子，在墻體潮濕的環(huán)境中氯離子會發(fā)生遷移。

　　3.討論：

　　通過對送檢樣品的綜合分析測試可知，房屋裝修時房間并未干透，墻體仍然處于潮濕狀態(tài)，鋁合金粉末噴涂推拉窗框直接與抹面砂漿水泥及膩子相接觸，兩者采用硅酮密封膠密封，墻體材料主要由占主體地位的水泥磚，嵌縫水泥砂漿、找平及抹面水泥砂漿以及表層的膩子構(gòu)成，其中作為主體水泥磚中含有大量的氯離子，最表層的抹面水泥砂漿層也含大致相同的氯離子，可見對腐蝕產(chǎn)生重要作用的氯離子主要來源于墻體水泥磚中，其次是抹面水泥砂漿層中。墻體水泥內(nèi)含有大量可溶性氯化物，特別是氯化鈉，而且在環(huán)境上也具備水溶性條件，可見氯離子在這種潮濕的環(huán)境中通過水膜不斷遷移到鋁合金窗框附近，可在該處有條件形成富集。

　　從鋁合金窗框及對比樣涂層鋁合金材料的熱鑲橫向截面金相拋光態(tài)上看，失效樣品和對比樣品的涂層內(nèi)部均存在一定量的非致密區(qū)域，在這些位置對應(yīng)基體也存在腐蝕現(xiàn)象，說明腐蝕與涂層的致密性存在一定關(guān)聯(lián)關(guān)系。

　　作為窗框和墻體間的密封材料的建筑用硅酮密封膠主要有兩類，一種是酸性硅酮膠，另一類是中性膠，酸性膠價格較低，粘結(jié)力較強，但是應(yīng)用范圍受到限制，不可以直接粘結(jié)金屬（詞條“金屬”由行業(yè)大百科提供），并能夠與堿性的建筑材料發(fā)生反應(yīng)[3]。酸性膠固化時間較長，完全固化時間一般不超過一周，其固化時間與環(huán)境的關(guān)系較大，溫度低，濕度大，施膠厚時則完全固化時間會顯著變長，有時長達至數(shù)個月。酸性硅酮密封膠在凝固過程中會放出少量的乙酸，因此在通風(fēng)狀況較差的，環(huán)境較為潮濕的情況下，粉末噴涂鋁合金窗框表面的硅酮密封膠密封部位一直處于潮濕的酸性環(huán)境，由于墻體整體處于潮濕狀態(tài)，墻體水泥中的可溶性氯鹽向墻體表面緩慢遷移并在水份變化波動較大的墻體表面，特別是室內(nèi)溫差變化最大處的窗框附近富集，因此在粉末噴涂的鋁合金隔熱型材加工的推拉窗框密封膠位置處形成一個強腐蝕性的乙酸濃鹽溶液局部環(huán)境，造成了鋁合金粉末噴涂窗框快速發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕。

　　GB50164-2011關(guān)于混凝土攪拌物中要求在濕環(huán)境下氯離子含量不得超過0.2%，可見本次分析的墻體材料中的氯離子含量過高。這些氯離子可能來源于所用不合格的淡化海砂，也可能來源于建筑施工過程中加入的含氯無機防凍劑，無機防凍劑一般主要由氯化鈉和氯化鈣等組分構(gòu)成。

　　綜上可知鋁合金推拉窗發(fā)生嚴(yán)重腐蝕與以下幾種因素關(guān)系較大：1.首先房屋裝修后未做通風(fēng)干燥處理，室內(nèi)長期處于一個較為潮濕的環(huán)境，同時因室內(nèi)側(cè)晝夜溫差小，而室外溫差較大，窗框位置是室內(nèi)溫差最大的位置，因此氣溫低時，過飽和水蒸氣易在該處結(jié)露，形成了產(chǎn)生鋁合金腐蝕的水介質(zhì)環(huán)境。2.水泥磚中存在含量較高的氯離子，可溶性的氯離子可隨墻體縫隙及物質(zhì)表層水膜產(chǎn)生緩慢遷移，在冷熱交替作用下可溶性鹽被濃縮富集到溫差較大的窗框位置處，導(dǎo)致該處氯離子濃度處于較高的水平。3. 如果硅酮密封膠是酸性的，在濕度較高的前提下膩子中的碳酸鈣與硅酮密封膠中的反應(yīng)產(chǎn)物乙酸可發(fā)生反應(yīng)，如果所用密封膠是中性的則不存在酸堿反應(yīng)這一問題。4.失效粉末噴涂窗料的表面涂層存在不致密缺陷，且當(dāng)存在含氯離子的酸性液體介質(zhì)通過該這些非致密區(qū)域滲入涂層并與鋁合金基體接觸時，鋁合金的腐蝕將不可避免。

　　4.結(jié)論：

　　通過上述分析測試及綜合討論，可知本次分析的推拉窗窗框發(fā)生嚴(yán)重腐蝕失效的直接原因及間接原因如下：

　　1)墻體水泥中含有大量的氯離子及潮濕的室內(nèi)環(huán)境是鋁合金推拉窗窗框產(chǎn)生腐蝕穿孔的直接原因。

　　2)鋁合金推拉窗表面涂層內(nèi)存在非致密缺陷，這是產(chǎn)生腐蝕的另一可能的重要原因。

　　3)安裝窗戶時采用的硅酮密封膠可能是酸性的，這種微環(huán)境是鋁合金推拉窗框腐蝕的重要促進因素。

　　4)氯離子主要來源于墻體中的水泥磚及表面的抹面水泥砂漿。

　　5.建議：

　　1)采用符合國家相關(guān)建筑標(biāo)準(zhǔn)的建筑材料，如采用氯離子含量應(yīng)符合要求的混凝土或砂子，中性硅酮密封膠等;

　　2)密封施工應(yīng)在墻體及表面的抹面砂漿及膩子完全干燥時施工。

　　3)墻體施工過程中當(dāng)環(huán)境溫度過低，必須采用防凍劑時，不應(yīng)選用富含氯化物的防凍劑。

　　參考文獻：

　　1.朱祖芳. 鋁型材表面處理技術(shù)如何滿足建筑業(yè)市場的需要[J].電鍍與涂飾，2000， 19 (1) ：43-46.

　　2.朱祖芳. 建筑鋁型材粉末噴涂的發(fā)展及涂前化學(xué)轉(zhuǎn)化處理現(xiàn)況[J].鋁合金加工，2002， 31 (6) ：31-33.

　　3.華西林，林建偉，盛奇峰，丁逢春. 建筑用硅酮密封膠特點及應(yīng)用生意問題[J].中國建筑與防水,2010,1:7-9

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