金屬屋面 有些金屬材料雖具有不易腐蝕的化學(xué)性能，但其物理性能無(wú)法滿足作為建筑構(gòu)件的基本要求，如銅、鋅、錫太軟，鎳、鈦、鉻太硬，甚至有些金屬在通常的環(huán)境中無(wú)法以固體形態(tài)存在。因此金屬的本體防腐，是在兼顧強(qiáng)度、機(jī)械加工性能等物理性質(zhì)和防腐的化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上，包括成本在內(nèi)的一種平衡產(chǎn)物。下面介紹在工業(yè)與民用建筑的金屬屋面上使用的材料。
1.不銹鋼
不銹鋼通常是在鋼鐵中加入了鎳（Ni）鉻（Cr）等金屬合金元素而成，按各種元素的加入量而分為不同的牌號(hào)，適用于不同的使用要求；按其金相組織，又可分為奧氏體和鐵素體兩大類（俗稱不銹鋼、不銹鐵）。
為加強(qiáng)耐大氣腐蝕性，適合在建筑室外使用，可在不銹鋼中增加元素鉻（Cr）和鉬（Mo），就可以大幅度提高耐大氣腐蝕性。Cr+3Mo作為不銹鋼的耐腐蝕性指標(biāo)，稱為點(diǎn)蝕指數(shù)。在相同的點(diǎn)蝕指數(shù)下進(jìn)行比較時(shí)，鐵素體系的耐大氣腐蝕性優(yōu)于奧氏體，并且增加。Cr、Mo含量來(lái)提高耐大氣腐蝕性時(shí)，鐵素體系的成本也優(yōu)越得多。
近年來(lái)，從建筑造型、防滲漏、施工便利等方面考慮，長(zhǎng)尺寸的金屬板屋面越來(lái)越多。為了能夠抑制其隨著溫差而產(chǎn)生的膨脹，希望使用熱膨脹系數(shù)小的屋面金屬材料。鐵素體系熱膨脹小，更適合作為長(zhǎng)尺寸的屋面材料。
但是，由于奧氏體系和鐵素體系不銹鋼有許多特性，特別是鐵素體系延伸率較小，比較脆弱，不適合多次彎折和深沖，所以在加工時(shí)要注意。但是通常金屬屋面板材都是簡(jiǎn)單的彎折加工，鐵素體系的延伸率已足夠。
建筑用金屬板，不僅用在屋面，還包括墻板。在海濱的環(huán)境下，建筑屋檐下的部分墻板，即雨水淋不到的部位比屋頂面更容易被腐蝕，這是受黏附著的海鹽粒子的影響。在這些雨淋不到的部位，即使是22Cr系不銹鋼種也無(wú)法避免生銹。
在這樣的部位，能正常使用而不生銹的產(chǎn)品是30Cr鐵素體系不銹鋼。該鋼種即使用于屋檐橫板和屋檐下面的墻面，長(zhǎng)時(shí)間也不會(huì)生銹。因此這種不銹鋼被稱為-建筑用超級(jí)不銹鋼.。建筑用超級(jí)不銹鋼體系采用的是鐵素體系不銹鋼，含有Cr（25%-33%）、Ni（18%-25%）、Mo（2%-6%）等成分。
2.鋁合金
金屬鋁在防腐上有其獨(dú)到之處：該金屬在空氣中會(huì)迅速形成致密而厚實(shí)的氧化鋁膜，這種氧化鋁膜的迅速形成，阻止了腐蝕的進(jìn)一步侵入。與表面防腐不同的是：這層氧化鋁膜被刮傷破壞后，鋁自身在空氣中可迅速修復(fù)。鋁的氧化膜與鋅、錫、銅的氧化膜相比不但生成迅速，而且要密實(shí)、不易散失。這樣鋁就有好的防腐性能。
但是，鋁表面的氧化鋁膜會(huì)與鹽、堿類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成偏鋁酸鹽，這時(shí)水分子會(huì)直接與金屬鋁反應(yīng)，生成氫氧化鋁，聚集在被破壞的表面。這種條件下，水和鋁的反應(yīng)并不會(huì)受到凝膠狀的氫氧化鋁的阻礙，而是繼續(xù)深入下去。由于這些都發(fā)生在含堿、鹽類雜物臨時(shí)停留的局部，故鋁質(zhì)材料在使用一段時(shí)間后，往往先形成點(diǎn)狀斑痕，斑痕更適合含堿、鹽類雜物臨時(shí)停留，繼而被很快穿透，這就是點(diǎn)蝕作用。這是鋁單純靠氧化鋁膜防腐的致命弱點(diǎn)。
金屬鋁必須添加硅、鎂、錳等一些元素，用以提高強(qiáng)度，使之成為建筑用鋁合金材料。這種鋁合金材料用在建筑外表面，點(diǎn)蝕作用的影響仍然很大。少量的積灰在雨水的參與下生成鹽、堿類附在表面，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后使其形成點(diǎn)狀斑，這些斑痕更容易積灰，斑痕進(jìn)一步加深，直至金屬屋面板被腐蝕穿透。
對(duì)鋁合金板的弱點(diǎn)，通過(guò)提高鋁合金中鎂、錳、硅等的含量或增加一些鈦、鉻、鎳等其他金屬元素，來(lái)提高鋁合金的抗點(diǎn)蝕能力，但這些作法同時(shí)會(huì)影響鋁表面致密的氧化鋁膜，成本也會(huì)大大提高。因此，鋁合金中鋁與其他金屬元素在氧化鋁膜的生成效果和抗點(diǎn)蝕作用之間，有一個(gè)相互制約的平衡問(wèn)題。增加鉻、鎳等貴重金屬又失去了鋁合金的重量輕、價(jià)格低廉的目標(biāo)。
也有生產(chǎn)廠商用鈍化處理的手段來(lái)增強(qiáng)氧化鋁膜或用鋅化鋁復(fù)合陽(yáng)極保護(hù)鋁合金基材。這些手段由于不能再生和修復(fù)，只能保護(hù)一段時(shí)間。
受金屬表面保護(hù)思路的啟發(fā)，發(fā)明了預(yù)輥涂鋁合金板彩色有機(jī)涂層。一方面可以給建筑物帶來(lái)色澤美觀的需要，同時(shí)也起到保護(hù)鋁合金氧化膜的作用。由于鋁合金本身很難大面積被腐蝕，點(diǎn)蝕作用的弱點(diǎn)又被彩色有機(jī)涂層所掩蓋。故彩色有機(jī)涂層的鋁合金板有著比彩涂鋼板更長(zhǎng)的使用壽命。
3.銅合金板
金屬銅在金屬活動(dòng)性的排序中，僅次于汞、銀、鉑、金，它在一般的自然環(huán)境中，顯得很穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生腐蝕，銅雖然在空氣中也會(huì)自動(dòng)生成氧化銅膜，但銅并不像鋁那樣靠生成氧化膜來(lái)保護(hù)內(nèi)部不受侵蝕，故即使在鹽類污物的聚集處發(fā)生氧化（銅綠），也不會(huì)加速滲透，發(fā)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象。
建筑上使用的金屬銅都是青銅（銅、錫合金）或黃銅（銅、鋅合金）材料。由于銅本身就有優(yōu)越的防腐性能，同時(shí)又有美觀的自然色彩，雖然價(jià)格較貴，但常被一些建筑裝飾性要求高的屋面所采用。
4.鈦鋅板
實(shí)際上即鋅板，是在鋅中添加少量的銅、鈦而生成的合金板。鋅在空氣中也可迅速形成致密的氧化鋅膜，雖然不如氧化鋁膜穩(wěn)定，但是鋅板在除去氧化鋅膜后，仍然很穩(wěn)定，不會(huì)被腐蝕。不像除去氧化鋁膜后的鋁，會(huì)與水迅速發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因此，金屬鋅也不會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕。
在鋅板中加入銅后，提高了鋅板的抗拉強(qiáng)度和硬度，添加了/-.b的鈦可進(jìn)一步加強(qiáng)其本體防腐能力。鈦鋅合金板的密度為7.18g/cm3、縱向膨脹系數(shù)為22.0*10（-6次方）/cm（cm.℃）（比鋼板的縱向膨脹系數(shù)大了近1倍））。鈦鋅合金板除保持鋅的優(yōu)異加工性能外，又有一定強(qiáng)度，始終保持鋅特有的花紋似的金屬光澤，因此從機(jī)械加工性能、防腐能力以及美觀性而言，鈦鋅合金板優(yōu)于不銹鋼板、鋁合金板和銅板。
