海洋环境下结构混凝土防腐研究与应用技术总结

点击数：889发布：2016-10-27　来源: 聚脲防腐_聚脲喷涂_聚脲防水_江苏申正建设工程有限公司

海洋环境下结构混凝土防腐研究与应用技术总结

1、 钢铁厂面临的耐久性问题
在海洋环境下结构混凝土的腐蚀荷载主要由气候和环境介质侵蚀引起。主要表现形式有钢筋锈蚀、冻融循环、盐类侵蚀、溶蚀、碱-集料反应等。
 严重的冻融破环和浮冰的冲击磨损可不予考虑；镁盐、硫酸盐等盐类侵蚀和碱骨料反应破坏则可以通过控制混凝土组分来避免；这样钢筋锈蚀破环就成为最主要的腐蚀荷载。
混凝土中钢筋锈蚀可由两种因素诱发，一是海水中Cl-侵蚀，二是大气中的CO2使混凝土中性化。国内外大量工程调查和科学研究结果表明，海洋环境下导致混凝土结构中钢筋锈蚀破坏的主要因素是Cl-进入混凝土中，并在钢筋表面集聚，促使钢筋产生电化学腐蚀。在曹妃甸钢铁基地周边沿海码头调查中亦证实，海洋环境中混凝土的碳化速度远远低于Cl-渗透速度，中等质量的混凝土自然碳化速度平均为3mm/10年。因此，影响曹妃甸钢铁基地结构混凝土耐久性的首要因素是混凝土的Cl-渗透速度。
2、提高钢铁厂混凝土耐久性的技术措施
国内外相关科研成果和长期工程实践调研显示，当前较为成熟的提高钢筋混凝土工程耐久性的主要技术措施有：
2.1  高性能海工混凝土
其技术途径是采用优质混凝土矿物掺和料和新型防腐阻锈剂防水剂复合，配以与之相适应的水泥和级配良好的粗细骨料，形成低水胶比，低缺陷，高密实、高耐久的混凝土材料。高性能混凝土较高的抗氯离子渗透性为特征,其优异的耐久性和性能价格比已受到国际上研究和工程界的认同。
2.2  提高混凝土保护层厚度
这是提高海洋工程钢筋混凝土使用寿命的最为直接、简单而且经济有效的方法。但是保护层厚度并不能不受限制的任意增加。当保护层厚度过厚时，由于混凝土材料本身的脆性和收缩会导致混凝土保护层出现裂缝反而削弱其对钢筋的保护作用。
2.3  混凝土保护涂层
完好的混凝土保护涂层具有阻绝腐蚀性介质与混凝土接触的特点，从而延长混凝土和钢筋混凝土的使用寿命。然而大部分涂层本身会在环境的作用下老化，逐渐丧失其功效，一般寿命在5～10年，只能作辅助措施。
2.4  涂层钢筋
钢筋表面采用致密材料涂覆，如环氧涂层环氧涂层钢筋在欧美也有一定的应用，其应用效果评价不一。主要不利方面是，表面涂层完整性和施工过程施工质量较难控制。环氧涂层钢筋与混凝土的握裹力降低，使钢筋混凝土结构的整体力学性能有所降低；施工过程中对环氧涂层钢筋的保护要求极其严格，加大了施工难度；另外成本的明显增加也是其推广应用受到制约。考虑到本工程规模大、施工周期短、施工队伍多的实际情况，并考虑投资增加较多的因素，在本工程中一般不采用环氧涂层钢筋。
2.5  阻锈剂
阻锈剂通过提高氯离子促使钢筋腐蚀的临界浓度来稳定钢筋表面的氧化物保护膜，从而延长钢筋混凝土的使用寿命。阻锈剂使用方便，工艺简单，可与混凝土直接拌和使用，成本低，与阴极保护、环氧涂层钢筋、耐腐蚀钢筋相比成本要低得多，不增加混凝土在后期运行过程中无损检测的难度，易于检测。但由于其有效用量较大，作为辅助措施较为适宜。目前在国内销售的国外钢筋阻锈剂产品有氨基醇类、脂肪酸类有机阻锈剂（如西卡的Ferrogard901、903）国内生产的钢筋阻锈剂由单一型（冶建院CGM501（粉剂）、CGM502（液体）；冶建院（洪乃丰）RI-C2（粉剂）和复合型（鞍山鹏程NST（液体）；北京建科院与贵州HF（液体）。
2.6  阴极保护
该方法是通过引入一个外加牺牲阳极或直流电源来抑制钢筋电化学腐蚀反应过程从而延长海工混凝土的使用寿命。但是，由于阴极保护系统的制造、安装和维护费用过于昂贵且稳定性不高，目前在海工钢筋混凝土结构中很少应用。
3、钢铁厂地下混凝土耐久性策略
改善混凝土和钢筋混凝土结构耐久性需采取根本措施和补充措施。根本措施是从材质本身的性能出发，提高混凝土材料本身的耐久性能，即采用高性能混凝土；再找出破坏作用的主次先后,对主因和导因对症施治，并根据具体情况采取除高性能混凝土以外的补充措施。而二者的有机结合就是综合防腐措施。大量研究实践表明，采用高性能混凝土是在恶劣的海洋环境下提高结构耐久性的基本措施，然后根据不同构件和部位，经可能提高钢筋保护层厚度（一般不小于50mm），某些部位还可复合采用保护涂层或阻锈剂等辅助措施，形成以高性能海工混凝土为基础的综合防护策略，有效提高混凝土结构的使用寿命。

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