1、 鋼管樁鋼管樁在上海超高層建筑的基礎在上海超高層建筑的基礎 中已有所應用中已有所應用,如如金茂大廈金茂大廈等等.隨著我國隨著我國 經濟的高速發展經濟的高速發展,鋼管樁的應用必將越鋼管樁的應用必將越 來越多來越多.廣大設計施工人員對廣大設計施工人員對鋼管樁鋼管樁的的 性能應該有一些認識性能應該有一些認識.目前大家比較關目前大家比較關 注的問題一是注的問題一是鋼管樁的腐蝕與防腐鋼管樁的腐蝕與防腐問問 題題,二是二是開口鋼管樁的樁端阻力開口鋼管樁的樁端阻力問題問題. 腐蝕的現象與原因腐蝕的現象與原因 鋼鐵受環境的作用而變為氧化鋼鐵受環境的作用而變為氧化 鐵等的現象稱為腐蝕鐵等的現象稱為腐蝕. 鋼管樁

2、工作的環境是海水、淡鋼管樁工作的環境是海水、淡 水、大氣和土等水、大氣和土等,而使鋼管樁發生腐而使鋼管樁發生腐 蝕的就是其中的水和氧蝕的就是其中的水和氧.水和氧與鋼水和氧與鋼 鐵發生反應生成鐵銹鐵發生反應生成鐵銹. 鋼鐵變為鐵銹鋼鐵變為鐵銹的反應是一種電化學電化學 反應反應.也可以說是根據”電池作用電池作用”進行 的反應. 在鋼鐵的表面表面由于種種原因存在無 數非常細小的陽極陽極和陰極陰極,形成了了局部電局部電 池池.在局部電池的陽極上發生生鐵的溶解鐵的溶解,陰 極上發生氧的還原氧的還原,就這樣進行著腐蝕反腐蝕反 應應. 鋼管樁鋼管樁腐蝕的速度腐蝕的速度決定于決定于單 位時間內到達并擴散到鋼表

3、面的 氧的量氧的量.而促使氧增加的主要因素 是水中溶存的氧的濃度、流速、氧的濃度、流速、 混合的程度和溫度等混合的程度和溫度等. 由于腐蝕而在鋼表面形成的鐵鐵 銹銹,在某種程度上成為氧擴散的屏氧擴散的屏 障障,具有抑制氧擴散的作用抑制氧擴散的作用.而這種 已經形成的鐵銹層的保護作用鐵銹層的保護作用,在 大氣中較大,在水中較小. 當水中溶有食鹽等中性鹽溶有食鹽等中性鹽 類類時,腐蝕的機理原則上沒有變 化.但食鹽的存在影響作為氧擴影響作為氧擴 散屏障的鐵銹層的性質散屏障的鐵銹層的性質. 如果鋼的如果鋼的金屬組織、應力金屬組織、應力 和塑性變形的和塑性變形的程度不同程度不同,在水中在水中 的的電位就

4、不同電位就不同.如兩種不同成分如兩種不同成分 鋼的鋼的連接部位連接部位,成為腐蝕電池陽成為腐蝕電池陽 極的一方就會極的一方就會促進腐蝕促進腐蝕.鋼表面鋼表面 的的壓痕也會促進腐蝕壓痕也會促進腐蝕. 在低合金鋼中,合金的元素進入鐵合金的元素進入鐵 銹層中會引起鐵銹層性質的變化銹層中會引起鐵銹層性質的變化,從而從而 影響鋼的耐腐蝕性影響鋼的耐腐蝕性.如在低合金鋼中加 入適量的磷、鉻和銅磷、鉻和銅,則在大氣或海水 中,其耐腐蝕性為普通鋼的耐腐蝕性為普通鋼的23倍倍.而在 淡水或土中則沒有沒有太大的變化變化. 腐蝕的形態腐蝕的形態 構筑物基礎使用的鋼除構筑物基礎使用的鋼除全面腐蝕全面腐蝕外外, 還會發

5、生還會發生“孔蝕孔蝕”和和“腐蝕疲勞腐蝕疲勞”等等 形態的腐蝕形態的腐蝕. 在鋼表面的某些部位在鋼表面的某些部位,陽極反應集中陽極反應集中 發生發生,嚴重腐蝕嚴重腐蝕,成為成為“孔蝕孔蝕”.孔蝕最孔蝕最 主要的主要的原因原因是是通氣性差通氣性差. 例如在例如在縫隙縫隙和和貝類附著的部貝類附著的部 位位等等,氧的供給氧的供給比其他部位比其他部位少少,供給供給 少的部位少的部位成為成為陽極陽極,供給供給多的部位多的部位 成為成為陰極陰極,這樣就形成了這樣就形成了“電池電池”, 在陽極部位就發生在陽極部位就發生“孔蝕孔蝕”. 使鋼發生激烈使鋼發生激烈孔蝕孔蝕的諸多原因的諸多原因 中中,還有還有“迷走

6、電流迷走電流” 的作用的作用.從從電電 氣鐵路氣鐵路和和電焊機電焊機洩漏的洩漏的直流電直流電,一旦一旦 流入流入土和水中的土和水中的鋼結構鋼結構物物,再從鋼結再從鋼結 構物流到土和水中構物流到土和水中,流出的點流出的點即發生即發生 腐蝕腐蝕.電流容易流出的部位會造成深電流容易流出的部位會造成深 深的孔蝕深的孔蝕. “腐蝕疲勞腐蝕疲勞”是鋼鐵在是鋼鐵在腐蝕性的環腐蝕性的環 境中在拉應力的反復作用境中在拉應力的反復作用下在某一周下在某一周 期以后發生期以后發生破裂的現象破裂的現象.腐蝕疲勞與沒腐蝕疲勞與沒 有腐蝕作用的疲勞相比有腐蝕作用的疲勞相比,在在一定的應力一定的應力 下下,達到破壞的達到破壞

7、的反復次數少反復次數少.并且即使并且即使應應 力較低力較低,如果如果反復次數非常大反復次數非常大,也會出現也會出現 破壞的特征破壞的特征. 應力腐蝕破壞應力腐蝕破壞是鋼在靜拉應力是鋼在靜拉應力 的作用下、在的作用下、在特定的腐蝕環境特定的腐蝕環境(熱而熱而 濃的堿、硝酸鹽、氰化氫水溶液或濃的堿、硝酸鹽、氰化氫水溶液或 液體氨等液體氨等)中發生的中發生的.這些腐蝕環境不這些腐蝕環境不 是在通常的自然環境中遇到的是在通常的自然環境中遇到的,因此因此 發生發生應力腐蝕的可能性非常小應力腐蝕的可能性非常小. 鋼表面鐵銹層的厚度鋼表面鐵銹層的厚度 與與板厚減少量的關系板厚減少量的關系 因腐蝕而失去的因腐

8、蝕而失去的鐵的量鐵的量中中,相當一部分相當一部分 (一般一般1/2以上以上)用于用于鋼表面鐵銹層的形成鋼表面鐵銹層的形成,剩余剩余 的一部分的一部分作為鐵銹一度殘留在鋼表面作為鐵銹一度殘留在鋼表面,而后剝而后剝 離離.另一部分另一部分不在表面生成鐵銹不在表面生成鐵銹,而以而以離子狀離子狀 態流失態流失.這幾部分鐵的這幾部分鐵的比例比例根據淡水、海水、根據淡水、海水、 大氣、土等的大氣、土等的環境變化而定環境變化而定.作為鋼表面鐵銹作為鋼表面鐵銹 殘存的殘存的鐵鐵的比例的比例,一般在一般在土中較高土中較高,大氣中較大氣中較 低低.并并隨液體的流動而變化隨液體的流動而變化. 現假定因腐蝕而失去的鐵

9、全部用于在鋼表面 形成鐵銹,則鋼表面鐵銹層的厚度與板厚減少量的鐵銹層的厚度與板厚減少量的 關系關系如下式所示: y = D S x / 100 A 式中 y-鋼材的板厚減少量(mm); D-鐵銹的表觀比重; S- 鐵銹層中鐵的含有率(%) ; x -鐵銹層的厚度(mm); A-鐵的比重(7.85) 例 y = D S x / 100 A 在海洋環境中鋼管樁鐵銹層的測試結 果為D=2.01, S=52.4%, 代入公式計算: y = (2.0152.4x) / (1007.85) = 0.134 x x / y = 7.46 即鐵銹層的厚度為板厚減少量的7.46倍 這一算例表明,若因腐蝕而失去的

10、鐵約一半用失去的鐵約一半用 于形成鐵銹于形成鐵銹,則鐵銹層的厚度比板厚減少量大得多則鐵銹層的厚度比板厚減少量大得多 (34倍倍). 所以應當注意應當注意,不要誤以為鐵銹層的厚度等于不要誤以為鐵銹層的厚度等于 板厚減少量板厚減少量. 鐵銹層的厚度與板厚減少量的關系鐵銹層的厚度與板厚減少量的關系如下圖所示如下圖所示: 鋼管樁在土中的腐蝕情況鋼管樁在土中的腐蝕情況 1 日本建設省土木研究所的調查研究日本建設省土木研究所的調查研究 調查對象調查對象是幸谷橋幸谷橋的的鋼管樁鋼管樁 鋼管樁鋼管樁外徑486mm、壁厚16 mm、9mm 1958年1011月施工,經過17年后拔出,進行 腐蝕調查. 調查方法調

11、查方法 為了解鋼管樁在深度方向大致的腐蝕程度 和腐蝕形態,先用肉眼觀察表面附著物的顏色先用肉眼觀察表面附著物的顏色 和狀態和狀態,以及以及附著物清除后的腐蝕形態和程度附著物清除后的腐蝕形態和程度. 然后取樣測試取樣測試,定量地了解鋼管樁各部位 的腐蝕量. 根據外觀,認為腐蝕大的表層部位連續取 樣,腐蝕小的深層部位間隔取樣,取樣時還要 考慮土層變化情況, 試樣尺寸為 1010 cm,在檸檬酸二銨水 溶液中浸泡冼凈,再用點測微計量點測微計量測量厚度.取 樣和試樣上測點位置如圖所示. 因為沒有鋼管樁打設前壁厚的測試資料, 所以原始壁厚是根據實測結果推算的原始壁厚是根據實測結果推算的. 調查結果調查結

12、果 如表所示如表所示 深度 m 土質 表 面 原 始 壁 厚 mm 實 測 壁 厚 mm 最小 平均 腐 蝕 速 度 mm/yr 最大值 平均值 -0.30.0 0.00.2 0.20.9 1.72.5 5.26.1 10.211.1 17.218.1 24.225.1 18.229.1 35.236.1 大氣 土 細 砂 淤泥夾細砂 粘土夾淤泥 。 。 。 細砂 涂 涂 裸 下 同 15。81 15。81 15。81 15。81 15。42 9。02 9。21 8。74 8。74 9。57 14。04 15。61 15。26 15。76 15。14 15。65 14。76 15。41 15。

13、28 15。39 8。90 8。99 8。86 9。15 8。61 8。73 8。21 8。70 9。38 9。52 0。104 0。024 0。032 0。003 0。039 0。009 0。062 0。024 0。008 0。002 0。007 0。002 0。021 0。004 0。008 0。001 0。031 0。002 0。011 0。003 從表中可見：從表中可見： 1 外觀外觀 ：大氣中涂膜損壞部分腐蝕顯著； 表層土中部分腐蝕；細砂層中除全面腐蝕外 有局部腐蝕，到淤泥夾砂層中局部腐蝕更多； 從粘土夾淤泥層以下幾乎沒有腐蝕從粘土夾淤泥層以下幾乎沒有腐蝕。 2 在土中腐蝕速度總平均

14、總平均為0。007mm/yr. 3 腐蝕速度表層部位表層部位明顯大于深層部位深層部位； 同在表層，淤泥夾砂淤泥夾砂大于細砂細砂； 4 腐蝕速度最大最大部位平均不過0。024mm / yr, 2mm的壁厚可耐腐蝕耐腐蝕80年。年。 2 日本土質工學會的腐蝕調查日本土質工學會的腐蝕調查 日本土質工學會日本土質工學會為在大范圍內各種土質為在大范圍內各種土質 條件下的條件下的鋼樁鋼樁進行腐蝕試驗進行腐蝕試驗,從從1962年到年到 1966年年,在日本在日本10個地方個地方設置了設置了126根鋼樁根鋼樁, 樁的樁的斷面為斷面為L型型,樁長約樁長約15 m.然后分別在打然后分別在打 設后的第設后的第二二年

15、、第年、第五五年、第年、第十年十年各拔出各拔出42 根根,進行進行腐蝕狀況觀察和板厚減少量的測定腐蝕狀況觀察和板厚減少量的測定. 結果如表所示結果如表所示. 樁所在地 土質調查目的根數平均腐蝕速度 (mm/yr兩面) 東京電力沖積淤泥 普通鋼腐蝕90.0045 川崎制鐵填海地普通鋼合金鋼 腐蝕 電防腐 120.0114 廣島大學砂.淤泥普通鋼腐蝕100.0116 新日鐵關東砂粘 普通鋼腐蝕90.0112 關西電力海邊填土 普通鋼 耐候性 鋼焊接部位蝕 150.0083 鹿島建設 砂礫普通鋼腐蝕90.0093 住宅公團 砂粘互層 普通鋼腐蝕電車軌道迷 走電流影響 涂裝防腐 12 0.0148 農

16、林省淤泥普通鋼腐蝕90.0094 武里團地 砂.淤泥普通鋼腐蝕鋼管樁內 面防腐 11 0.0061 川崎制鐵 填海地 普通鋼腐蝕鋼筋混凝土 基礎內鋼筋的影響等 300.0127 總計總計126 根根平均平均 0.0106mm/yr 根據試驗結果可以作出如下判斷根據試驗結果可以作出如下判斷: 1 除接近地表部分外,經過10年的樁表面幾 乎保持原狀; 2 各地10 年總平均腐蝕速度腐蝕速度(兩面兩面)為 0.0106mm /yr單面為0.0053 mm /yr 最大值最大值為0.0297mm /yr; 3 腐蝕速度隨年數增加而減少; 4 推薦設計用腐蝕速度為推薦設計用腐蝕速度為0.02mm / y

17、r 3 日本鋼管樁協會的腐蝕調查日本鋼管樁協會的腐蝕調查 鋼管樁協會在大宮城縣鹽釜市,對 正在使用的構筑物鋼管樁進行了腐蝕 實態調查.這些樁已打設4年. 土層狀況是地表至3m為填土,38m 為淤泥,以下持力層為泥巖(基巖). 鋼管樁 外徑 508 mm、 壁厚 9.5mm 、樁長711m. 調查方法調查方法 露出三根鋼管樁露出三根鋼管樁,在基底以下約在基底以下約 1020cm的樁頂附近的樁頂附近(深度約深度約2.3m)切下切下 60110mm110mm的試驗片的試驗片. . 在試驗片切取以前在試驗片切取以前, ,先清除切取部位先清除切取部位 附近的鐵銹附近的鐵銹, ,用超聲波測厚儀測定壁厚用超

18、聲波測厚儀測定壁厚. . 測定的位置和結果如圖所示測定的位置和結果如圖所示. . No.1No.1樁樁 測測 得得9.3mm 9.3mm 、 9.4mm9.4mm的壁厚的壁厚 較多較多, ,比比當初當初 的的公稱壁厚公稱壁厚 9.5mm9.5mm有所減有所減 少少. . No.2No.2、 No.3No.3樁樁與當初與當初 的的公稱壁厚完公稱壁厚完 全相同全相同. . 從試驗片可見鋼管樁的外表鋼管樁的外表 面有凹凸狀的腐蝕面有凹凸狀的腐蝕,而內表面幾乎而內表面幾乎 看不到腐蝕看不到腐蝕.用測微計測定的結果 是壁厚的平均減少量為 0.052mm, 即腐蝕速度為腐蝕速度為 0.013mm / yr

19、 4 美國美國 NBS ( National Bureau 0f Standards) (國家標準署) 的腐蝕調查的腐蝕調查 美國美國 NBS 得到美國鋼鐵協會美國鋼鐵協會 和陸軍工兵隊陸軍工兵隊的協助,對長年埋設在 地下的鋼樁鋼樁等拔出或挖出來,進行實進行實 地腐蝕調查地腐蝕調查,結果如表所示. 所 在 地 土 質 年 數 比 阻 抗 .cm pH 腐腐 水位上 蝕狀蝕狀 水位處 +_2 f t. 況況 水位下 Bonnet Carre Spill way 砂.淤泥. 粘土 1740010506.7 8.1 UMU Sparrows Point 砂.淤泥. 粘土7

20、6.6 P0.9P2.8S Quachita River 淤泥質粘 土.粘土 40137012400 4.9 7.3 _U Grenada Dam 有機質粘 性土 12380015400 3.6 4.9 MP3.1 _ Sardis Dam淤泥質砂. 粘土 2016902.9 _P1.5 所 在 地 土 質 年 數 比比 阻阻 抗抗 .cm.cm pH 腐腐 水位上 蝕狀蝕狀 水位處 況況 水位下 Chef Menteur Pass 淤泥質砂. 粘土 32 300 400 6.9 7.8 _MP3.7 Wilmington MarineTerminal 有機質淤 泥.砂.粘 土 23 _P3.

21、8_ Lumber River 亞砂.淤 泥質粘土 37 1100 4900 2.3 5.9 _P1.5 P1.5 Memphis Floodwall 粘土.淤 泥質粘土 7 1000 8600 7.6 7.8 UP0.9 _ Memphis Floodwall 粘土.淤 泥質粘土 7 1030 7900 6.87. 8 UU_ 所 在 地 土 質 年 數 比 阻 抗 .cm pH 腐腐 水位上 蝕狀蝕狀 水位處 況況 水位下 Vickburg Floodwall 亞砂.粘土. 炭渣 7 8507007.4 8.2 P1.0P1.2_ Vickburg Floodwall 淤泥質砂. 粘土.炭

22、渣 7 62592007.1 8.6 MM_ Sordis Dam 粘土 2030007510 5.4 6.0 _MS Grenada Dam North 粘質砂土. 淤泥質土 11 17001650 0 4.0 4.4 P2.7_ Grenada Dam South 淤泥質砂 11 4300 11000 6.9 P4.1_ 所 在 地 土 質 年 數 比 阻 抗 .cm pH 腐腐 水位上 蝕狀蝕狀 水位處 況況 水位下 Berwick lock West 粘土 1180012908.1 SSS Berwick lock East 粘土 1175016107.9 8.1 _P1.9S Alg

23、iers Lock 淤泥質粘 土.有機質 粘性土 1234513007.7 8.4 _P1.0_ Enid Dam 淤泥質.粘土. 砂淤泥 128000102 00 5.1 5.3 M_ 從調查可知從調查可知: 除在除在Ph值特別低的土中以外值特別低的土中以外,鋼樁鋼樁 的腐蝕出乎預想地少的腐蝕出乎預想地少; 特別是在水位以下的腐蝕對鋼材強特別是在水位以下的腐蝕對鋼材強 度沒有影響度沒有影響; 土的性質與腐蝕速度一般沒有什么土的性質與腐蝕速度一般沒有什么 關系關系. 可以認為在沒有擾動的土中可以認為在沒有擾動的土中,腐蝕腐蝕 輕微的原因是缺少氧輕微的原因是缺少氧 土的腐蝕性土的腐蝕性 日本建設

24、省土木研究所日本建設省土木研究所和土質工學會土質工學會 從土的從土的比阻抗比阻抗、復極作用復極作用、酸性和酸性和pH值值、 氧化還原電位氧化還原電位、細菌腐蝕細菌腐蝕、溶解成分溶解成分等對等對 土的腐蝕性進行了研究土的腐蝕性進行了研究,得到的得到的結論與前面結論與前面 所講的大致相同所講的大致相同. 海水的腐蝕性海水的腐蝕性 海水中鋼海水中鋼 管樁腐蝕速管樁腐蝕速 度的分布狀度的分布狀 況如圖所示況如圖所示 從圖中可見: 在飛沫帶腐蝕速度最大在飛沫帶腐蝕速度最大, 因為水花和潮汐的作用,使鋼 表面經常存在海水薄膜,通過 薄膜供給豐富的氧,造成鋼表 面極大 的腐蝕.海上漂浮的 樹木、船只和波浪使

25、腐蝕加 速.因為涂膜的損傷常常很大, 電防腐的效果就沒有了.所以, 這里是海洋環境中防腐最困 難的地方. 潮汐漲落帶潮汐漲落帶受海水周 期性反復浸潤,腐蝕速度似 乎應與飛沫帶一樣大.但實實 際上比較小際上比較小.原因是潮汐漲 落帶與海水之間,由于氧供 給之差形成了巨大的電池, 而潮汐漲落帶作為陰極,腐 蝕減少了.與之相接的與之相接的海水海水 上部上部作為陽極而促進了腐作為陽極而促進了腐 蝕蝕.而且而且海水的上下部相差海水的上下部相差 不大不大.腐蝕僅次于飛沫帶腐蝕僅次于飛沫帶. 在在海水中海水中和和潮汐漲落潮汐漲落 帶帶,海草與生物附著在鋼表海草與生物附著在鋼表 面面,氧的濃淡形成電池、生氧的

26、濃淡形成電池、生 物死亡發生的有機物及細物死亡發生的有機物及細 菌等會促進鋼管樁菌等會促進鋼管樁 的腐蝕的腐蝕, 夏季的腐蝕更嚴重夏季的腐蝕更嚴重. 海上大氣部位海上大氣部位因飛來的 海鹽粒子和水花多,腐蝕環境 比陸上大氣厲害得多.而且象 臨海工業帶亞硫酸氣體的影 響使腐蝕加大. 海底土中部位海底土中部位由于 與海水的接觸少,氧的供 給少,腐蝕最小腐蝕最小.但在污染 海域,污泥堆積的場所,也 可能比海水中的腐蝕大. 在海洋環境中鋼的腐蝕調查結在海洋環境中鋼的腐蝕調查結 果如表所示果如表所示,由于影響腐蝕的因素很由于影響腐蝕的因素很 多多,測試方法不同測試方法不同,得到得到 的腐蝕量的的腐蝕量的

27、 值也是不同的值也是不同的. 部部 位位 試試 驗驗 材材測測 定定 數數 量量暴露時間暴露時間 yr 腐蝕速度腐蝕速度 mm/yr 海海 上上 大大 腐蝕試驗片腐蝕試驗片 19 0.416 0.128 氣氣 部部 位位 平平 均均 19 0.128 飛飛 鋼鋼 板板 樁樁 8 640 0.112 鋼鋼 管管 樁樁 1 8 0.25 沫沫 H 鋼鋼 樁樁 2 57 0.198 腐蝕試驗片腐蝕試驗片 16 0.415 0.363 帶帶 平平 均均 27 0.272 潮潮 鋼鋼 板板 樁樁 35 540 0.044 汐汐 鋼鋼 管管 樁樁 4 38.5 0.070 漲漲 H 鋼鋼 樁樁 2 57

28、0.055 落落 腐蝕試驗片腐蝕試驗片 27 0.416 0.137 帶帶 平平 均均 68 0.083 部部 位位 試試 驗驗 材材測測 定定 數數 量量 暴露時間暴露時間 yr 腐腐 蝕蝕 速速 度度 mm/yr 干干 潮潮 位位鋼鋼 板板 樁樁 42 542 0.047 平平 均均 42 0.047 海海 鋼鋼 板板 樁樁 59 542 0.039 鋼鋼 管管 樁樁 5 38.5 0.062 水水 H 鋼鋼 樁樁 3 523.6 0.049 腐蝕試驗片腐蝕試驗片 61 0.316 0.143 中中 平平 均均 128 0.090 海海 H 鋼鋼 樁樁 2 57 0.033 底土底土 腐蝕

29、試驗片腐蝕試驗片 3 35 0.103 中中 平平 均均 5 0.075 應考慮的腐蝕量應考慮的腐蝕量 所要考慮的所要考慮的腐蝕的量腐蝕的量是是實際壁厚實際壁厚承載力必需承載力必需 的壁厚的壁厚.設計時采用的腐蝕量應符合下式要求設計時采用的腐蝕量應符合下式要求; 腐蝕量腐蝕量(mm) 平均腐蝕速度平均腐蝕速度( (mm/y/y耐用年數耐用年數(yr) (yr) 實際壁厚實際壁厚承載力必須的壁厚承載力必須的壁厚腐蝕量腐蝕量 在腐蝕較少的情況下，可以這樣推算在腐蝕在腐蝕較少的情況下，可以這樣推算在腐蝕 大的情況下，應采用大的情況下，應采用防腐措施防腐措施 再看一個在再看一個在日本千葉海灘日本千葉海

30、灘的試驗的試驗, 在在暴露的鋼管樁第五年暴露的鋼管樁第五年,按圖取樣按圖取樣,測測 定結果如表所示定結果如表所示. 從試驗結果可以明顯看出從試驗結果可以明顯看出,鋼管鋼管 樁內表面的腐蝕極小樁內表面的腐蝕極小. 位位 置置鋼管樁鋼管樁 凹凸凹凸 平平 均均 (mm) 最最 大大 海海 面面 上上 D.L+2.4m 外外 面面 內內 面面 0.21 0.08 0.51 0.42 海海 中中 D.L- 4.5m 外外 面面 內內 面面 0.40 0.07 1.13 0.33 制制 造造 時時 原原 壓壓 痕痕 0.07 0.30 防腐蝕方法防腐蝕方法 1 低合金耐腐蝕性鋼低合金耐腐蝕性鋼 耐海水鋼

31、耐海水鋼 針對鋼的耐海水性針對鋼的耐海水性,添加元素的效果添加元素的效果,隨暴隨暴 露的環境、元素的組合與添加量而異露的環境、元素的組合與添加量而異.綜合的綜合的 評價評價是對是對飛沫帶飛沫帶加加磷、銅、鎳磷、銅、鎳,海水中海水中加加硅、硅、 鉻、鋁鉻、鋁,鎳和鉬鎳和鉬對對減少海水中的孔蝕減少海水中的孔蝕有效有效. 據此開發了不同系列的低合金鋼據此開發了不同系列的低合金鋼. 耐海水性鋼耐海水性鋼耐腐蝕性耐腐蝕性實例如下圖所示實例如下圖所示 耐候性鋼耐候性鋼(耐大氣腐蝕耐大氣腐蝕 性鋼性鋼) 添加添加磷、銅、鉻磷、銅、鉻可使鋼的耐大氣腐蝕性可使鋼的耐大氣腐蝕性 大幅增加大幅增加,而而鎳、硅、鉬、

32、鋁鎳、硅、鉬、鋁對此也頗有效對此也頗有效.據據 此開發了兩種耐大氣腐蝕性鋼此開發了兩種耐大氣腐蝕性鋼: 高耐候性鋼高耐候性鋼:含磷、銅、鉻含磷、銅、鉻 焊接結構用耐候性鋼焊接結構用耐候性鋼:含銅、鉻為主含銅、鉻為主 耐候耐候 性鋼性鋼是使鐵銹緻密是使鐵銹緻密,抑制氧的浸透抑制氧的浸透, 阻止腐蝕阻止腐蝕. 如對水面上鋼管樁彎曲部分如對水面上鋼管樁彎曲部分,其其耐耐 腐蝕性腐蝕性為為普通鋼的普通鋼的23倍倍.為充分發揮這種鋼為充分發揮這種鋼 的耐腐蝕性的耐腐蝕性,使其干燥、避免飛沫是必要的使其干燥、避免飛沫是必要的. 2 涂裝法涂裝法 涂裝法常在橋墩、棧橋等地上突出部位涂裝法常在橋墩、棧橋等地上

33、突出部位 使用使用.鋼管樁在土中使用的涂料鋼管樁在土中使用的涂料,必須必須防腐性防腐性 好好,在土中在土中不易老化不易老化,粘結性好粘結性好,打樁時涂層不打樁時涂層不 會因磨擦而剝離或損傷會因磨擦而剝離或損傷.要滿足這些性質要滿足這些性質,常常 用用焦油環氧涂料焦油環氧涂料(tar epoxy). 在在海水海水或或淡水淡水中還使用中還使用厚膜富鋅防銹漆厚膜富鋅防銹漆 和和焦油環氧涂料焦油環氧涂料. 特別是特別是飛沫帶飛沫帶防腐常常將防腐常常將 厚膜富鋅防銹漆厚膜富鋅防銹漆和和焦油環氧涂料焦油環氧涂料或或環氧涂料環氧涂料 組合使用組合使用. 3 有機材料覆蓋有機材料覆蓋 有機材料主要有有機材料主

34、要有樹脂砂漿、聚乙烯、強樹脂砂漿、聚乙烯、強 化塑料化塑料等等.該法該法防腐性好防腐性好,成本低成本低.使用最多的使用最多的 是聚乙烯覆蓋是聚乙烯覆蓋. 4 無機材料覆蓋無機材料覆蓋 無機材料主要是無機材料主要是水泥混凝土硬化體水泥混凝土硬化體,用于用于 飛沫帶飛沫帶和和潮汐漲落帶潮汐漲落帶等腐蝕特別厲害的地方等腐蝕特別厲害的地方. 水泥混凝土硬化體應加入水泥混凝土硬化體應加入金屬絲網金屬絲網和和鋼鋼 筋筋以及以及樹脂合成纖維樹脂合成纖維等復合材料硬化體等復合材料硬化體厚厚 度度一般為一般為 6 cm. 5 電防腐法電防腐法 電防腐法是電防腐法是 根據腐蝕的機根據腐蝕的機 理理,用直流電消用直

35、流電消 除鋼材表面局除鋼材表面局 部電池陰陽極部電池陰陽極 電位差的防腐電位差的防腐 方法方法. 如圖所示如圖所示, 直流電源裝直流電源裝 置的置的 “- -” 極與水或土極與水或土 中的鋼材連中的鋼材連 接作為接作為陰極陰極, , 讓電流從讓電流從陽陽 極流入極流入. . 由于電流主要流入陰極由于電流主要流入陰極,使鋼材表面使鋼材表面 陰極的電位降低陰極的電位降低,降低到與陽極電位相等降低到與陽極電位相等, 局部電池的電位差消除了局部電池的電位差消除了,腐蝕腐蝕 也就消除也就消除 了了. 在海水或土中在海水或土中,鋼鐵的鋼鐵的自然狀態電位自然狀態電位 約為約為-600650mV, 防腐電位為防腐電位為-770mV. 1 外部