浅论海洋环境中的钢筋混凝土腐蚀机理与防护方法

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海洋工程中混凝土防腐技术应用

海洋工程中混凝土防腐技术应用

海洋工程中混凝土防腐技术应用混凝土防腐技术在海洋工程中扮演着非常重要的角色,可以有效地保护混凝土结构不受海水等海洋环境的腐蚀。

本文将深入探讨混凝土防腐技术在海洋工程中的应用,并介绍其具体的实现方式和优点。

一、混凝土防腐技术在海洋工程中的应用混凝土防腐技术主要应用于海洋工程中的混凝土结构,如海堤、码头、海洋平台、海洋浮标等。

由于海洋环境中存在海水的腐蚀,混凝土结构很容易受到腐蚀而失去稳定性,进而影响整个海洋工程的安全性。

因此,混凝土防腐技术的应用可以有效地保护混凝土结构的稳定性,延长其使用寿命。

二、混凝土防腐技术的实现方式1. 表面涂层法表面涂层法是一种常用的混凝土防腐技术,其主要原理是利用涂层材料形成一层保护膜,防止海水等海洋环境的侵蚀。

涂层材料可以选择环氧树脂、聚氨酯、氟碳漆等。

这些涂层材料具有很好的耐腐蚀性能,并且可以根据不同的需求进行不同的涂层厚度,达到不同的防腐效果。

2. 混凝土添加剂法混凝土添加剂法是一种通过添加特定化学成分来增强混凝土结构耐腐蚀性的技术,其主要原理是添加一些化学成分,如硅酸盐、钙矾土、防腐剂等,使混凝土表面形成一层抗腐蚀的保护层,从而达到防腐的效果。

这种方法的优点是可以在混凝土制造时直接添加,不需要额外的工艺过程,且成本较低。

3. 防腐混凝土材料法防腐混凝土材料法是一种直接使用防腐混凝土材料来制造混凝土结构的技术,其主要原理是将防腐混凝土材料与水泥等混合后,形成一种具有很好耐腐蚀性能的混凝土。

防腐混凝土材料可以选择聚合物复合材料、石墨、石英等。

这种方法的优点是具有很好的耐腐蚀性能,且较为耐久,但是成本较高。

三、混凝土防腐技术的优点1. 提高混凝土结构的稳定性混凝土防腐技术可以有效地保护混凝土结构不受海水等海洋环境的腐蚀,提高混凝土结构的稳定性,延长其使用寿命。

2. 降低维护成本混凝土防腐技术可以减少混凝土结构的腐蚀和损坏,降低了对混凝土结构的维护成本。

3. 提高工程安全性混凝土防腐技术可以提高混凝土结构的稳定性,从而提高整个海洋工程的安全性。

混凝土桥梁钢筋腐蚀原因及防治

混凝土桥梁钢筋腐蚀原因及防治

混凝土桥梁钢筋腐蚀原因及防治混凝土桥梁是现代交通建设中常见的重要结构,它们承载着车辆和行人的重量,因此必须具备足够的强度和耐久性。

然而,随着时间的推移,混凝土桥梁的钢筋可能会受到腐蚀的影响,导致结构损坏甚至崩塌。

本文将详细介绍混凝土桥梁钢筋腐蚀的原因以及防治方法。

一、混凝土桥梁钢筋腐蚀的原因1. 环境因素:混凝土桥梁通常处于恶劣环境中,如海洋气候、工业区域等。

这些环境中存在大量盐分、酸碱物质以及湿度等因素,会导致钢筋表面发生化学反应,从而引起腐蚀。

2. 氯离子侵入:氯离子是最常见的引起混凝土桥梁钢筋腐蚀的原因之一。

氯离子可以通过大气降水、海水、盐雾等途径进入混凝土内部,并与钢筋表面的氧化铁发生反应,形成氯化铁,导致钢筋腐蚀。

3. 氧化物侵入:混凝土桥梁在使用过程中,由于温度变化、湿度等因素的影响,会产生微小的裂缝。

这些裂缝会使得氧化物侵入混凝土内部,进而与钢筋表面的氧化铁发生反应,形成水合物和氧化物,从而引起钢筋腐蚀。

4. 碳化作用:碳酸盐是混凝土中主要的固结相之一,而二氧化碳是大气中常见的成分。

当二氧化碳进入混凝土内部时,会与水和钙离子反应生成碳酸盐,并降低混凝土中的pH值。

这种碱性环境下,钢筋容易发生碳化作用,使得钢筋失去保护层并开始腐蚀。

二、混凝土桥梁钢筋腐蚀的防治方法1. 防止环境因素:在设计和建造混凝土桥梁时,应考虑到周围环境的特点,采取相应的措施来减少环境因素对桥梁的影响。

在海洋气候区域,可以选择耐腐蚀性能较好的材料,如不锈钢或高强度混凝土。

2. 控制氯离子侵入:为了减少氯离子对混凝土桥梁的侵害,可以在混凝土中添加防护剂或使用抗氯化混凝土。

防护剂可以形成一层保护膜,阻止氯离子进入混凝土内部。

还可以通过增加混凝土覆盖层的厚度来降低氯离子侵入的风险。

3. 加强维护和修复:定期检查和维护混凝土桥梁是防治钢筋腐蚀的重要手段之一。

及时修复裂缝和损坏部位,并重新涂刷保护层,可以延长桥梁的使用寿命并防止进一步腐蚀。

混凝土中钢筋腐蚀原因和应对措施

混凝土中钢筋腐蚀原因和应对措施

混凝土中钢筋腐蚀原因和应对措施
混凝土是一种常见的建筑材料,而钢筋是混凝土中常用的加强材料。

然而,由于受到环境中氧气、水分、盐分等因素的影响,钢筋容易发生腐蚀现象,引起混凝土结构的破坏。

本文将介绍混凝土中钢筋腐蚀的原因及应对措施。

一、混凝土中钢筋腐蚀原因
1. 环境因素
混凝土结构在使用过程中,往往会受到大气中的氧气、水分、盐分等环境因素的影响,这些因素会导致钢筋表面发生腐蚀,从而使钢筋的机械性能降低。

2. 锅炉水和海水
锅炉水和海水中含有各种化学物质,如氯离子、硫酸盐离子等,这些物质对钢筋具有腐蚀作用,容易引起钢筋的腐蚀。

3. 氯盐渗透
当混凝土中存在裂缝或孔洞时,水分会通过这些孔洞渗透到钢筋表面,从而导致氯盐离子的渗透,引起钢筋的腐蚀。

二、混凝土中钢筋腐蚀应对措施
1. 钢筋防腐处理
在混凝土结构中使用钢筋时,可以对钢筋进行防腐处理,如涂刷防锈漆等,从而减少钢筋的腐蚀。

2. 混凝土质量控制
混凝土中含有的氯离子、硫酸盐离子等对钢筋的腐蚀作用很大,
因此可以通过控制混凝土中的化学物质含量,从而减少钢筋的腐蚀。

3. 加强结构维护
定期对混凝土结构进行维护和检查,及时处理发现的裂缝和损坏,从而减少水分渗透到钢筋表面,减少钢筋的腐蚀。

4. 使用防水材料
在混凝土结构中使用防水材料,可以减少水分渗透到钢筋表面,从而减少钢筋的腐蚀。

总之,对于混凝土中钢筋腐蚀问题,必须采取有效的应对措施才能够保证混凝土结构的安全性和持久性。

海洋环境下建筑钢结构腐蚀原因及防治方法

海洋环境下建筑钢结构腐蚀原因及防治方法

海洋环境下建筑钢结构腐蚀原因及防治方法1. 摘要本文档主要分析了海洋环境下建筑钢结构腐蚀的原因,并提出了相应的防治方法。

在海洋环境中,钢结构建筑面临着更为严峻的腐蚀挑战,这主要是由于海水中的盐分、湿度以及氧气等引起的。

本文档旨在提供一份全面的指南,以帮助工程师和建筑师了解和防止海洋环境下的钢结构腐蚀问题。

2. 腐蚀原因分析2.1 盐分的影响海洋环境中,盐分是导致钢结构腐蚀的主要原因之一。

盐分能够增加钢铁表面的电化学活性,形成原电池,从而加速腐蚀过程。

2.2 湿度海洋环境通常伴随着高湿度,钢铁在潮湿的环境中更容易腐蚀。

湿度能够提供钢铁腐蚀所需的水分,加速腐蚀过程。

2.3 氧气海洋环境中的氧气是钢结构腐蚀的另一个关键因素。

氧气能够参与钢铁表面的电化学反应,从而加速腐蚀。

2.4 微生物海洋环境中的微生物也可能导致钢结构腐蚀。

例如,铁细菌能够利用钢铁表面的铁元素进行代谢,从而导致钢铁的腐蚀。

3. 防治方法针对上述腐蚀原因,我们可以采取以下防治方法:3.1 涂层保护涂层保护是一种常见的防腐方法,可以通过在钢铁表面涂覆一层防护材料,如涂料、油脂或者塑料,来隔绝钢铁与海洋环境的直接接触,从而防止腐蚀。

3.2 阴极保护阴极保护是一种通过施加外部电流,使钢铁表面成为电解质溶液中的阴极,从而减缓腐蚀速度的方法。

3.3 合金设计选择合适的合金材料,能够提高钢结构的耐腐蚀性能。

例如,不锈钢和镀锌钢等材料具有较好的耐腐蚀性。

3.4 结构优化通过优化钢结构的设计,减少结构的暴露面积,可以降低腐蚀的风险。

4. 结论海洋环境下的建筑钢结构面临着严峻的腐蚀挑战。

通过了解腐蚀原因,并采取有效的防治方法,我们可以显著提高钢结构建筑的使用寿命和安全性。

本文档提供了一份全面的指南,以帮助工程师和建筑师应对海洋环境下的钢结构腐蚀问题。

海洋环境下混凝土防腐技术应用探讨

海洋环境下混凝土防腐技术应用探讨

海洋环境下混凝土防腐技术应用探讨随着海洋工程的不断发展,混凝土结构在海洋环境下的使用越来越普遍。

然而,海洋环境的盐腐蚀、水侵蚀和微生物侵蚀等因素会对混凝土结构造成严重的损害,进而影响其使用寿命和安全性能。

因此,如何保护海洋环境下的混凝土结构,防止其发生腐蚀和损伤,成为了海洋工程领域的热点问题。

本文将探讨海洋环境下混凝土防腐技术的应用。

一、海洋环境下混凝土防腐的必要性海洋环境对混凝土结构的侵蚀主要表现为以下几个方面:1、盐腐蚀海洋环境中的海盐水含有大量的氯离子,这些氯离子会渗入混凝土内部,与钢筋发生化学反应,形成氧化物,导致钢筋锈蚀,从而破坏混凝土结构的强度和耐久性能。

2、水侵蚀海洋环境下的海水对混凝土结构的水侵蚀也是非常严重的。

海水中含有大量的盐分和其他化学物质,这些物质渗入混凝土内部,导致混凝土的物理和化学性能发生变化,从而影响混凝土结构的使用寿命。

3、微生物侵蚀海洋环境中的微生物也会对混凝土结构造成危害。

微生物会通过吸附和胶合等作用附着在混凝土表面,形成生物膜,从而加速混凝土的侵蚀和破坏。

综上所述,海洋环境下混凝土结构的防腐非常必要,只有采取有效的措施,才能保证混凝土结构的安全性和使用寿命。

二、海洋环境下混凝土防腐技术1、防护层技术防护层技术是防止海洋环境下混凝土结构腐蚀的一种常用方法。

防护层可以防止海水渗入混凝土内部,减少氯离子的侵蚀,从而保护混凝土结构。

常用的防护层材料有聚合物、沥青、蜡等。

2、环氧涂料技术环氧涂料技术是一种常用的混凝土防腐技术。

环氧涂料可以形成一层坚固的保护层,防止海水渗入混凝土内部,减少氯离子的侵蚀。

同时,环氧涂料还可以增加混凝土的硬度和耐久性。

3、电化学防护技术电化学防护技术是一种有效的混凝土防腐技术。

该技术利用外加电流的方式,使钢筋表面形成一层保护膜,从而减少钢筋的腐蚀。

同时,电化学防护技术还可以改善混凝土的物理和化学性能,提高混凝土的耐久性。

4、纳米技术纳米技术是一种新兴的混凝土防腐技术。

浅谈海洋环境中钢筋混凝土桥梁的防腐技术

浅谈海洋环境中钢筋混凝土桥梁的防腐技术

浅谈海洋环境中钢筋混凝土桥梁的防腐技术摘要:社会发展的需求与技术的进步,使得公路桥梁的建设由内陆水环境延伸为沿海甚至跨海环境,在新环境的要求下,钢筋混凝土桥梁的防腐技术日趋重要。

本文准备探讨海洋环境中钢筋混凝土桥梁的防腐技术。

关键词:海洋环境;钢筋混凝土;桥梁;防腐;在沿海地区,钢筋混凝土桥梁长期处于海水、海风等自然环境的影响中,遭受腐蚀破坏的程度特别严重。

据工业发达国家报道,钢筋混凝土在海洋环境中的浪溅区及海洋大气区内,使用寿命大幅缩短,结构大量返修,造成的损失往往能达到总投资的40%。

所以,海洋环境中钢筋混凝土的耐久性问题引人注目,越来越得到工程界的重视。

以下将探讨海洋环境中钢筋混凝土的老化和相对应的防护机理及防腐技术。

一、钢筋混凝土桥梁性能老化钢筋混凝土结构是一种钢筋和混凝土复合的材料结构,结构的各项性能不仅取决于钢筋和混凝土各自的物理力学性能,也与钢筋与混凝土的协调工作能力有关。

一般而言,钢筋混凝土结构中,钢筋的腐蚀机理主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀,混凝土的腐蚀机理主要为碳化。

在海水中,甚至在海潮影响区域的大气环境中,都存在着大量的氯离子,氯离子极易诱发钢筋混凝土中的钢筋发生电化学腐蚀,而且发生腐蚀的时间远远早于混凝土碳化引起的钢筋锈蚀。

这种电化学腐蚀的速度快且易产生点腐蚀,不仅严重削弱钢筋截面,而且容易导致应力集中,尤其对于以承受疲劳和冲击荷载为主的桥梁结构,危害更为严重,主要表现在两个方面。

(一)结构承载力降低钢筋混凝土结构材料的劣化是一个缓慢的、渐进的过程,但最后造成的结构破坏形式却可能是突然的和脆性的。

对于钢筋混凝土梁而言,一般将其设计为具有一定延性的适筋梁,钢筋与混凝土之间具有有效的粘结作用,二者协调变形。

但是,对于腐蚀后的钢筋混凝土结构,当钢筋锈蚀到一定程度,混凝土保护层开裂甚至脱落以及钢筋与混凝土界面上生成的疏松的锈蚀层都会影响钢筋与混凝土之间的粘结性能。

当锈蚀量较大时,粘结性能的退化已不能在钢筋与混凝土之间建立起足够的粘结应力,钢筋的强度得不到充分发挥,承载能力下降。

海港码头钢筋混凝土建筑物的腐蚀和防护


用” 。混凝 土经碳 化后 , 使钢 筋 附近 的 p 值逐 渐 H 降低 , 混凝 土对钢筋 的碱 性保 护作用 逐渐消逝 , 使 钢筋 易 于 氧 化 而 锈 蚀 。 在 有 氧 情 况 下 , p 当 H 值≤1 O时 , 钢筋锈 蚀 缓 慢 , p 值 <5时 , 当 H 钢筋
即锈蚀加 速 。钢筋 锈 蚀 后 , 由于 锈层 的膨 胀 所产 生 的 内力 超过保 护 层 的抵抗 力 时 , 凝 土表 面 即 混
1 3 钢筋 的腐蚀 机 理 . 混凝 土 中的钢 筋 腐 蚀 是一 种 电化 学 过程 , 与 混凝 土 中液体介 质 的不均 匀性 和钢筋表 面本身的
不 均 匀 性 而 引 起 的 阴极 区 和 阳极 区 有 关 。 通 常 制
1 1 海水 对海 港钢筋 混凝 土建 筑物 的侵蚀 .
海水对 钢筋 混凝 土的破 坏 主要有 化学和物 理 2方 面因 素 。① 化 学 因素 。海 水 中 含 有 大 量 的
石 灰 和水 化铝 酸 三钙 发 生 化 学反 应 形 成石 膏 , 石 膏 在混凝 土孔 隙 中结 晶 、 体积膨 胀 , 使砼 破坏 。石
膏 与混凝 土 中的水 化 铝 酸 钙发 生 作 用 , 成 多个 形
结 晶体 的水 化 铝 硫 酸 钙 , 积 增 大 为原 来 的 2 5 体 .
使用 寿命 , 至影 响到港 口正 常营运 和投 资效益 。 甚
据 调 研 和 报 道 , 内 一 些 沿 海 港 口 和 河 口 潮 汐 港 国
倍 , 砼 的破 坏作 用 巨 大 。镁 离 子 可使 氢 氧化 钙 对
转化氢 氧化 镁 , 使混凝 土强度 降低 ; 物理 因素 。 ② 反复地 干燥 和湿 润 、 浪 和砂 粒 的 冲刷 及 附着 生 波

混凝土在海洋环境下的应用探究

混凝土在海洋环境下的应用探究混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施建设的材料,但在海洋环境下的使用却面临着一些挑战。

本文将探究混凝土在海洋环境下的应用,并介绍一些解决方案以及优化材料的方法。

一、海洋环境对混凝土的影响混凝土在海洋环境下面临着多种影响,其中最主要的是海水的侵蚀和氯离子的渗透。

海水中的氯离子会渗透到混凝土中,与钢筋发生反应,导致钢筋锈蚀,从而破坏混凝土的强度和耐久性。

此外,海洋环境还会对混凝土的物理性能造成影响。

海水中的盐分会导致混凝土膨胀和收缩,从而使其变形,影响其结构的稳定性和耐久性。

海水中的浪涌和潮汐也会对混凝土结构造成冲击和振动,导致其疲劳和损坏。

二、混凝土在海洋环境下的应用1. 海岸防护海岸防护是混凝土在海洋环境下的主要应用之一。

混凝土防波堤、海堤和海岸护坡等结构可以有效地抵御海浪的冲击和侵蚀,保护海岸线的稳定。

2. 海洋建筑混凝土在海洋建筑中的应用也十分广泛。

例如,混凝土平台、码头、船坞、海上风电塔等结构可以为海洋工业和交通提供支持和保护。

3. 海洋资源开发混凝土在海洋资源开发中也有重要的应用。

例如,混凝土海底油井、海底管道和海底隧道等结构可以为海洋资源的开发和利用提供支持和保护。

三、优化混凝土材料的方法为了在海洋环境下提高混凝土结构的耐久性和稳定性,需要进行一系列的材料优化措施。

1. 添加防护剂添加防护剂可以有效地防止海水中的氯离子渗透到混凝土中,从而减少钢筋锈蚀的风险。

防护剂还可以减少混凝土膨胀和收缩,提高其耐久性。

2. 使用高性能混凝土高性能混凝土具有更高的强度和耐久性,可以更好地抵御海水的侵蚀和氯离子的渗透。

使用高性能混凝土可以延长混凝土结构的使用寿命,并减少维护成本。

3. 添加纤维增强剂添加纤维增强剂可以提高混凝土的韧性和抗裂性,从而增强其抵御海浪冲击和振动的能力。

4. 优化设计优化混凝土结构的设计,如合理设置混凝土厚度、采用合适的钢筋布置等,可以减少混凝土结构的变形和破坏,提高其稳定性和耐久性。

海水中氯离子对建筑物钢筋的腐蚀机理研究

海水中氯离子对建筑物钢筋的腐蚀机理研究摘要:钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的最主要因素,应当采取积极有效的防护措施改善混凝土中的钢筋锈蚀问题。

尤其现阶段,临海建筑物增多,海水中盐分总量大约在3%,且富含氯离子,这些离子对混凝土结构有很强的腐蚀作用。

氯离子对钢筋的锈蚀危害性不容忽视。

氯离子侵蚀会加剧钢筋锈蚀,导致钢筋混凝土构件承载力下降。

全面了解氯离子侵蚀机理对整个结构的安全性和耐久性意义深远。

关键词:钢筋混凝土;氯离子;腐蚀机理;预防措施引言在影响建筑结构抗力衰减的众多因素中,钢筋锈蚀是导致混凝土结构性能退化的最主要原因之一,尤其是海边城市建筑物,受海水中氯离子影响最为突出。

氯离子的侵入能够导致混凝土构件中的钢筋脱钝,引起钢筋锈蚀,致使钢筋混凝土结构或构筑物的服役性能退化乃至失效破坏,成为影响钢筋钢筋混凝土耐久性的最主要因素。

一旦结构不能满足正常使用的要求,最终会影响整个结构的安全。

其中,氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀是最普遍的原因。

所以,全面了解氯离子对混凝土结构的侵蚀机理尤为必要。

1氯离子对钢筋的侵蚀影响氯离子侵蚀会引发钢筋锈蚀、锈蚀层及锈胀.在严重的情况下还会导致保护层脱落,从而引起混凝土构件及结构整体性能退化。

氯离子对钢筋的锈蚀影响主要体现在以下几个方面。

(1)作为去钝化剂,破坏钢筋表面的保护性钝化膜破坏混凝土中钢筋钝化膜主要有两种方式:氯离子侵蚀和混凝土碳化。

一般来讲,氯离子是极强的阳极活化剂.很低的浓度就可以破坏钝化膜,是混凝土过早锈蚀的主要原因。

混凝土碳化会降低溶液碱度,但由于其进展较为缓慢,所引起的钢筋锈蚀远不如前者普遍。

氯离子去钝化机理主要有以下三种理论:1)吸附理论。

氯离子吸附于钢筋表面,促进金属离子的水化.因而使其更易溶解。

2)氧化膜理论。

钢筋在碱性介质中生成氧化膜,氯离子则可以分解氧化膜使之更易穿透。

3)过度络合物理论。

氯离子和氢氧离子与铁离子发生反应,形成易溶的FeC1:(绿锈)和水,从而进一步分解为Fe(OH):(褐锈),带出更多的铁离子,最终的结果是钢筋表面生成了FeO(铁锈)。

海洋环境钢筋混凝土桥梁腐蚀机理及防腐措施

海洋环境钢筋混凝土桥梁腐蚀机理及防腐措施赵本栋;林辉;邬晓光【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2014(33)9【摘要】The corrosion of structure in the marine environment includes two aspects of concrete and reinforcement, whose mutual influence would have serious consequences. In order to reduce or avoid the bridge damage, viable anticorrosion measures must be taken. In view of the corrosion factors, the anticorrosion measures which refer to material, design and construction were put forward in this paper.%海洋环境中的结构腐蚀包括混凝土和钢筋两方面,相互影响会产生严重的后果。

为了减少或避免桥梁损伤,必须采取切实可行的防腐措施。

论文针对腐蚀因素,提出结构材料及设计施工等多方面的防腐措施。

【总页数】2页(P87-88)【作者】赵本栋;林辉;邬晓光【作者单位】长安大学公路学院,西安710064;宁德沈海复线宁连高速公路有限公司,宁德352100;长安大学公路学院,西安710064【正文语种】中文【中图分类】TU37【相关文献】1.海洋环境下天线腐蚀机理与防腐技术研究 [J], 刘钢;郭琦;黄英;刘敏2.海洋环境下不锈钢管道腐蚀机理分析及防腐研究 [J], 于林科;郑解良;罗小勇;路世康3.海洋环境钢筋混凝土腐蚀机理和防腐涂料研究进展 [J], 田惠文;李伟华;宗成中;侯保荣4.基于宁波某海警码头浅析钢筋混凝土在海洋环境中的腐蚀机理及防腐技术 [J], 张恩槐5.海洋环境下热喷涂锌、铝及其合金涂层防腐蚀机理研究概况 [J], 李言涛;侯保荣因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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浅论海洋环境中的钢筋混凝土腐蚀机理与防护方法
作者:陈帮伟金威贤
来源:《新农村》2011年第06期
摘要:由于舟山地处海洋气候环境中,就海洋环境中海水腐蚀和海洋中各种不同腐蚀介质对钢筋混凝土的腐蚀机理与防护方法作了介绍。

从舟山沿海港口实际的施工角度出法,提出相应的控制措施和保护措施(包括表面涂层、引入外加剂等防腐技术),并在海洋混凝土工程结构中成功应用。

关键词:海水钢筋混凝土腐蚀防护
一、问题的提出
随着社会的发展,各种沿海建筑物日益增多,如舟山近期的港口建设、防波(浪)堤、码头、船厂、海塘、桥梁等工程。

这些混凝土结构由于长期处于海水、海风等自然环境中,混凝土遭受破坏的程度特别严重。

由于海洋的特殊性,因此其耐久性问题更引人关注,已越来越引起工程界的重视。

同时,在施工中也证明了素混凝土及钢筋混凝土在海洋环境中的浪溅区及海洋大气区,其腐蚀亦是相当严重的。

然而,由于设计、施工和选材不当,以及碳化作用、环境污染、外力的冲撞、微生物腐蚀等物理、化学作用,大量混凝土构筑物不能达到预期寿命而破坏。

本文对混凝土在舟山海水环境下的腐蚀规律、特点及使用寿命等进行了实践建筑物和施工证实。

通过海水对混凝土腐蚀的实际施工情况和腐蚀防治措施进行了分析对照。

并对混凝土腐蚀的实际情况和腐蚀防治措施作了资料分析和总结,提出了相应的建议和结论,并对舟山海域海水混凝土腐蚀案例的分析,论证了提高海工混凝土防腐性能的措施[1]。

二、混凝土的腐蚀机理和防护
海水的腐蚀是导致混凝土保护层破裂乃至整个钢筋混凝土结构破坏的最主要原因之一。

由于海工建筑混凝土构筑物在海水长期浸泡过程中,结构周围受到不同程度不同环境的物理、化学、生物、电化等影响,使混凝土内的某些成分发生反应、溶解、膨胀,从而造成混凝土构筑物的破坏。

根据腐蚀程度的不同可分为4个区域:①水下区(最低潮位下);②水位变动区(最低潮位与最高潮位);③浪溅区(冲撞和风浪);④大气区[2]。

1.水下区
水下区混凝土由于缺氧阴极反应困难而腐蚀相对较轻。

处于间接暴露环境的结构部位,结构周围长期浸泡海水中[3],也遭受空气中的氯盐粒子和大气湿度的腐蚀,混凝土密实度和保护层厚度在阻止氯离子侵入和延迟腐蚀开始发生破坏在时间上起着重要的作用,因此选用材料
和施工是重要原则。

施工中严格控制混凝土浇注时的水灰比,也是控制混凝土孔隙率最有效的技术措施,加入适量减水剂、膨胀剂可提高混凝土的抗蚀能力,抗渗性能,对海水的抗蚀能力有明显的效果。

2.水位变动区
舟山属亚热带南缘、东北风盛行区,受季风影响冬冷夏热,气候变化多复杂,年平均气温为15.8℃,海区全年盐度一般在10.00‰~35.00‰之间变化,属强混合型海区,海洋环境特征明显使混凝土腐蚀速度加快,加之每日2次潮汐作用使得潮差区和变动区受到2次冻晒融循环,更有助于腐蚀反应的发生。

因此,可采取的保护措施:①施工中增加保护层是防止钢筋锈蚀的第1道屏障,必须有足够的厚度,海工混凝土应该适当加大其保护层厚度(规范规定一般在50 mm以上);②将钢筋表面预先实施一层不腐蚀或耐腐蚀的涂镀层来阻挡或隔离氯离子的侵蚀,是最为直接的技术措施,涂镀层钢筋目前主要有环氧涂层钢筋和热镀锌钢筋2种。

以2008年舟山大衢渔港引桥施工为例,用环氧涂层钢筋表面采用致密材料涂覆,并制定了相应的规范条款。

施工工艺相对复杂,施工难度大,加上环氧涂层钢筋的保护要求极其严格。

但是保护涂层具有阻绝腐蚀性介质与混凝土接触的特点,从而延长了混凝土和钢筋混凝土的使用寿命,作为辅助措施较为适宜。

3.浪溅区
浪溅区是腐蚀最为严重的区域,这是因为结构物在高潮时被海浪溅湿,低潮时水分蒸发,混凝土表层孔隙液中的氯离子浓度增高,并不断向混凝土内扩散,使钢筋周围孔隙液的氯离子浓度较容易增大到破坏钢筋钝化膜的临界浓度,同时又处于含盐、雾、潮湿大气中,混凝土具有足够湿度,这就具备了钢筋腐蚀所必需的条件。

因此,掺入少量外加剂如引气剂、膨胀剂、减水剂、防水剂粉煤灰和矿渣等外加剂,来阻止或延缓金属和电解质界面的电化学反应来阻止金属腐蚀的方法,可以显著改善混凝土的抗渗和耐久性。

同时,可增加钢筋保护层厚度,根据结构情况,适当增加钢筋保护层厚度,以延缓氯化物到达钢筋表面的时间[4]。

2003年舟山虾峙渔港防浪堤外侧戗台浪溅区钢筋混凝土实验证明,在施工中水灰比用0.60,增加保护层,内掺占水泥用量2%左右的亚硝酸钠和粉煤灰,就显示出优良的长期阻锈效果。

7a过去了防浪堤外侧戗台浪溅区钢筋混凝土完整无损,经海浪冲击只有少量的表面被腐蚀而形成麻面或蜂窝状。

从而说明,因浪溅区潮湿环境中CO2浓度高且持久作用时间长,碳化直到混凝土的表面,使钢筋附近的混凝土的碱度有所下降,混凝土表面被腐蚀的现象,已碳化的混凝土表面受海水中二氧化碳的作用变成可溶性的碳酸氢钙,经海浪冲击而随水冲定的原因。

4.大气区
气候变化,间接性的变化。

例冰冻是末受保护的混凝土开裂和剥落最常见的一个原因,混凝土由于经常地或周期性地与海水接触,海水的溅湿或吸收海域大气温度大气中含有盐分的水气,有助于腐蚀反应的发生。

遭受空气中的氯盐粒子和大气湿度的腐蚀。

混凝土表面加上水性涂层隔离氯盐渗入混凝土中,该措施是在混凝土表面涂覆一层涂料,形成一层隔离层能够有效阻避免钢筋周围的氯离子浓度达到其临界状态。

同时在含氯盐的混凝土中,表面涂层还可阻隔氧气、水分、二氧化碳等有害介质渗透进入混凝土中,提高混凝土电阻率,降低钢筋的腐蚀速度,防止混凝土碳化。

常见的封闭防腐涂料包括:环氧树脂封闭底液,厚浆环氧漆、丙烯酸漆、环氧煤沥青、氯化橡胶涂料[5]。

以2007年岱山泥螺山海堤(受海潮影响很大)施工为例,在海堤外侧大气区要安放的13 800多只的扭王块中,安放前采取了在混凝土表面涂装防腐涂层的方法来防止混凝土腐蚀。


装防腐区域大多在上部结构,用环氧树脂复合涂层主要是为了防止大气区对扭王块腐蚀,这是一种在海堤施工中采取的主要防护措施。

这种环氧树脂复合涂层对不同的涂层厚度、不同的腐蚀时间、不同的介质腐蚀行为,具有较大的阻抗值和较低的腐蚀电流密度,同时对有较长的空气中的氯盐粒子和大气湿度的腐蚀具有很好的防腐蚀能力。

增加涂层与混凝土的附着力,还起到增加涂层封闭性和抗渗透性作用。

不过新的混凝土工件一般不宜马上涂装,表面处理和清
洁至少要放置3个星期的保养期,使其固化,水分蒸发至6%以下,碱性降低至pH 为9以下
才能施工涂装。

综上所述,对3个施工的实践证明,得到了效果显著并解决了困境。

要切实解决混凝土结构或钢筋混凝土结构的腐蚀问题,除了应继续重视混凝土中钢筋的腐蚀机理及防护措施外,也要加强对混凝土的腐蚀及其防护方法技术的进一步学习,不断提高高新技术,对结构设计、材料设计、施工技术、养护和使用等方面予以综合应用,达到标本兼治、长期耐用。

三、结语
由上述分析可见,大多数的物理、化学破坏都是由于外来介质渗入混凝土基体而发生的,因此在海洋环境中混凝土结构表面涂覆涂料,掺入引气剂、内掺钢筋阻锈剂、镀锌钢筋都是一种经济、易行的方案。

而内掺钢筋阻锈剂、采用涂(镀)层钢筋和表面涂层方案均有防腐蚀效果及其耐久性不足等局限性。

因此,各种防腐蚀技术措施各有特点,适用场合有异,必须针对实际情况,采用多技术措施并举,联合施治的方式,方能最大限度的实现科学合理、经济耐久的防腐蚀耐久性设计。

参考文献:
[1] 金威贤: 金属材料实海冲刷腐蚀检测[J].《中国腐蚀与防护学报》,2008,12(6):6-9.
[2] 张炜:海洋环境中混凝土劣化的五个因素[J].《港工技术与管理》.1995年4期 >> 1995(4):42-45.
[3] 朱相荣:(金属材料长周期海水腐蚀规律研究)《中国腐蚀与防护学报》2005-6第25卷第三期26-28.
[4] 张文忠:马文田,石国彬,等. 海洋环境混凝土结构中钢筋的腐蚀机理和防护实践[J]. 《华南理工大学学报》1999年第27卷第11期 92-96.
[5] 陈晓佳, 庄勇. 海洋混凝土结构防腐. 《港口水工建筑物的损害和预防》1998(12):42-43.
作者简介:陈帮伟(1963-),男,专科,水利工程师,主要从事水利工程技术管理。

金威贤(1965-),男,大学本科,教授级高级工程师,钢铁研究总院舟山海洋腐蚀研究所长,研究材料自然环境腐蚀与防护。

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