1、海港碼頭混凝土腐蝕的原因及特殊防腐措施探討    摘要：由于海上水工建筑物處于惡劣環(huán)境和暴露性環(huán)境中，經(jīng)常因鋼筋銹蝕而導致結(jié)構破壞。混凝土的腐蝕直接影響著混凝土使用的耐久性和安全性，所以采取必要防腐措施避免混凝土的腐蝕顯得越來越重要。 關鍵字：海港碼頭；環(huán)境；混凝土；腐蝕；措施 海港碼頭工程所處環(huán)境惡劣，海水、海風、海霧中所含的氯鹽將對混凝土構件造成腐蝕破壞。我國早期的調(diào)查資料表明，處于海洋環(huán)境下的混凝土構件腐蝕破壞嚴重、耐久性問題突出，大多達不到設計壽命，需反復修復或提前重建，經(jīng)濟損失巨大，如果能采取有效措施減緩混凝土構件腐蝕，最大限度延長海港碼頭工程

2、使用壽命，無疑將帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。 一、混凝土腐蝕的原因 引起鋼筋混凝土腐蝕破壞主要是因為：各種原材料挾進混凝土中的氯離子以及海水中的氯離子不斷滲入到鋼筋周圍，當此氯離子含量達到某一臨界值時，鋼筋的鈍化膜開始破壞，喪失對鋼筋的保護作用，從而引起鋼筋銹蝕，削減其有效斷面，并引起膨脹，破壞混凝土保護層，形成惡性循環(huán)，加速結(jié)構的破壞；如果在鋼筋周圍氯離子含量尚低，尚未引起鋼筋銹蝕破壞前，對新建混凝土結(jié)構采取措施，防范這種腐蝕破壞，就起到“事半功倍”的效果。 1、化學方面的腐蝕 在沿海、內(nèi)陸(如鹽橋、鹽堿地)或鹽堿工業(yè)區(qū),混凝土的集料和用水的氯鹽含量較高；而且其工作環(huán)境也受氯鹽的侵蝕,氯鹽

3、對混凝土和鋼材有如下的腐蝕作用： (1)對混凝土的腐蝕：MgCl2與混凝土中的Ca生成CaCl2能溶于水,形成多孔混凝土；海水中的MgSO4與混凝土中的Ca(OH)2生成CaSO4,又與鋁酸鈣生成硫鋁酸鈣水泥桿菌,混凝土膨脹破壞；鹽分子在混凝土毛細管內(nèi)上升,不斷結(jié)晶、聚集,脹裂混凝土。 (2)對鋼筋的腐蝕：氯離子破壞鈍化層；氯離子與鐵構成了腐蝕電極,在鋼筋表面形成特有的坑蝕；氯離子與鐵離子生成FeCl2,再溶于水,轉(zhuǎn)換成Fe(OH)2,釋放出氯離子,周而復始,腐蝕鋼筋,稱為去極化作用。 然而，并非氯離子一到達鋼筋表面就能破壞其鈍化保護膜、引起鋼筋腐蝕的，而是當氯離子的濃度超過引起鋼筋腐蝕的臨界

4、氯離子濃度時才會發(fā)生鋼筋的腐蝕。有研究表明：氯離子臨界濃度與pH值間存在一定的關系，當Cl-/OH->0.6時，鋼筋開始腐蝕。而且，只要少數(shù)的氯離子就可以周而復始的引發(fā)腐蝕，造成惡性循環(huán)。氯離子臨界濃度與pH值之間的關系為：pH=0.83logCl-+K（其中K為常數(shù)）。到目前為止，關于臨界氯離子濃度引起鋼筋腐蝕的觀點已得到許多科學工作者的認可，同時也取得了一些研究成果。 2、物理方面的作用 因水位變動所造成的干濕交替，則會產(chǎn)生鹽類的積累、結(jié)晶以及再結(jié)晶的過程。對于處于潮汐區(qū)部分的混凝土，則又受到海浪、冰凌、泥砂等的沖擊、磨耗作用。 3、環(huán)境濕度的影響 鋼筋腐蝕與環(huán)境濕度有直接關系，在十

5、分潮濕的環(huán)境中，其空氣相對溫度接近于100%時，混凝土孔隙充滿水分，阻礙了空氣中氧氣向鋼筋表面擴散，二氧化碳也難以透入，使鋼筋難以腐蝕。當相對濕度低于60%時，在鋼筋表面難以形成水膜，鋼筋幾乎不生銹，碳化也難以深入。而空氣濕度在80%左右時，有利于碳化作用，混凝中鋼筋銹蝕發(fā)展很快。由于環(huán)境濕度往往隨氣候和生產(chǎn)情況而變化，因而混凝土也會隨之變化會碳化，鋼筋會腐蝕。 4、微生物腐蝕 硫桿菌能將硫、硫化硫酸鹽、亞硫酸鹽等氧化成硫酸鹽，最終轉(zhuǎn)化成對混凝土有強腐蝕性的硫酸；硫酸鹽還原菌能將硫酸鹽還原為強腐蝕性硫化氫，但高PH值、高密實度及不易滲透的混凝土對其是免疫的。另外，流水、波浪侵襲力的磨損與沖刷，

6、加強了腐蝕介質(zhì)的滲透力量，對于碼頭等構筑物又常會受到船舶沖擊，荷載作用下結(jié)構的應力狀態(tài)給腐蝕破壞創(chuàng)造了方便的條件。 二、混凝土防腐措施的規(guī)定 海港碼頭工程混凝土結(jié)構防腐蝕耐久性設計，要求結(jié)構在其設計使用年限內(nèi)，不會超越預定的失效概率，或支付過高的維修費用，亦不會出現(xiàn)難以接受的外觀形狀。 海港碼頭工程混凝土結(jié)構防腐蝕是系統(tǒng)工程，必須在勘察、規(guī)劃、設計、施工、使用等各個階段就所涉及的防腐蝕問題，進行細致的了解、分析和處理，各部門應通力合作共同完成。混凝土結(jié)構良好的抗腐蝕耐久性能的獲得，除結(jié)構的合理、選形和構造外，最主要的是混凝土質(zhì)量的保證，這是基礎工作，否則其它特殊防腐蝕措施也難以得到良好的效果。

7、但應鼓勵基礎工作和特殊防腐蝕措施的優(yōu)化組合運用，從而起到多方面多階段的防護作用，使結(jié)構壽命達到更高的概率。 另外，海港碼頭工程混凝土除直接受到氯離子滲透作用外，也會因加載、溫度、徐變、收縮等引起的變形和裂縫促使腐蝕的加速和結(jié)構壽命的縮短。因此，在設計中必須限制過寬的裂縫和過大的拉應力。 三、混凝土特殊防腐措施應用 混凝土表面涂層是海港工程混凝土結(jié)構耐久性特殊防護措施之一，海港碼頭混凝土防腐涂層施工必需符合海港工程混凝土結(jié)構防腐蝕技術規(guī)范（JTJ2752000）規(guī)定。該標準對海港碼頭工程混凝土結(jié)構防腐蝕涂層體系及涂層性能提出了比較具體的要求。標準推薦了環(huán)氧涂料、聚氨酯涂料、丙烯酸涂料、氯化橡膠涂

8、料、乙烯類涂料、環(huán)氧焦油涂料、聚氨酯焦油涂料等適宜的配套涂層體系，規(guī)定了10年和20年的防腐壽命涂層體系，10年與20年壽命的涂層配套體系基本相同，防腐壽命的區(qū)別主要在于涂層體系漆膜厚薄的差異。 涂層配套體系主要有兩種，類型一為：環(huán)氧樹脂封閉清漆環(huán)氧厚漿涂料氯化橡膠涂料（或丙烯酸聚氨酯涂料、有機硅耐候涂料），采用高固體份的環(huán)氧厚漿涂料便于厚膜施工，采用耐候面漆抵御紫外線的破壞作用，保護底涂層。氯化橡膠涂料具有優(yōu)異的耐水性能，丙烯酸聚氨酯涂料、有機硅涂料具有更優(yōu)異的耐候性能，此類型還有一個特點就是色彩豐富。類型二為：環(huán)氧樹脂封閉清漆+環(huán)氧（或聚氨酯）焦油涂料，該類型涂料綜合性能好，缺點是色彩單一

9、。 表濕區(qū)可采用與表干區(qū)相同的配套體系，為增加屏蔽效果適當增加了涂層厚度，主要采用環(huán)氧封閉清漆環(huán)氧煤焦油涂料。該配套把環(huán)氧樹脂優(yōu)異的力學性能和煤瀝青優(yōu)異的耐水性相結(jié)合，賦予了該類涂料優(yōu)異的綜合性能，再加上價格上的優(yōu)勢，使其特別適用于浸水環(huán)境條件下高性價比的防腐。 四、實例分析 1、工程概況 某油料碼頭工程位于珠江口出海口。本碼頭為新建一座5000噸級成品油泊位2個，泊位總長度為320米和接岸引橋一座長度為301.4米。結(jié)構形式為：碼頭為高樁梁板式結(jié)構，碼頭排架間距7.8m，聯(lián)系橋排架間距7.0、7.5、9.25m；引橋排架間距7.5m等。高樁梁板式結(jié)構，碼頭和引橋部分樁基設計采用f700PHC

10、管樁261根，近岸段4排采用f800鉆孔灌注樁8根，碼頭上部結(jié)構設有樁帽、攔油坎、護輪坎、水平撐、系纜墩、集污池、橫梁、靠船構件、p板及碼頭面等。 2、砼面防腐涂層施工 根據(jù)設計圖紙，碼頭、引橋浪濺區(qū)外露部分需要進行防腐涂層。對構件表面首先清除浮塵雜物，對構件外表面氣泡用環(huán)氧樹脂砂漿填補，人工用砂紙摩擦吹干，保持結(jié)構基面干凈光滑。 用環(huán)氧樹脂封閉底層涂裝、滾涂混凝土防腐漆、亞光聚氨酯磁漆面漆涂裝，待第一遍涂完810小時才可涂第二遍。涂布需均勻，以免出現(xiàn)局剖面有明顯色差。一次調(diào)料不能過多，一人每次調(diào)料一桶。滾涂（涂層厚度50微米），面涂完成后將有關施工材料、工具搬離現(xiàn)場，嚴密封閉保護完成飾面。漆

11、膜完全固化需7天時間進行搬運、安裝等施工。構件某些部位在路上地面不能作業(yè)外，待構件安裝后，采用槽鋼制作成吊橋配合交通船在水上涂裝作業(yè)。 3、涂裝質(zhì)量控制及效果 該碼頭的特殊防腐措施在混凝土驗收合格后進行，其涂裝工藝、質(zhì)量控制、檢查、驗收及維修均符合海港工程混凝土結(jié)構防腐蝕技術規(guī)范（JTJ275-2000）規(guī)定：涂裝過程中對涂裝道數(shù)和涂膜厚度按設計和規(guī)范要求進行；涂裝后進行外觀目視檢查，涂層表面均勻、無氣泡和裂縫等缺陷；涂裝7天后，進行干膜厚度測定，符合設計要求。經(jīng)驗收評定，其質(zhì)量符合水運工程質(zhì)量檢驗標準（JTS257-2008），涂裝質(zhì)量合格。 五、結(jié)語 隨著科學技術的不斷進步，結(jié)構的可靠性（安全性、適用性、耐久性）已經(jīng)受到人們的普遍關注，因此，環(huán)氧涂層鋼筋在防腐混凝土工程中的應用前景廣闊，我們要重視