海工混凝土结构的腐蚀机理与防腐措施

蔡海信

摘要：由于受到海水以及潮湿自然环境的影响和干扰，海工混凝土结构时常会出现腐蚀性破坏问题，在此过程当中海水当中的氯离子会侵蚀到混凝土钢筋表面，致使混凝土钢筋表面的钝化防护膜失去应有作用，在腐蚀过程当中会产生极为复杂的电化学腐蚀状况，而遭到腐蚀的海工混凝土结构都会失去原有的刚度和韧性，其使用寿命严重降低。为了有效规避海水以及潮湿空气对海工混凝土结构带来的腐蚀作用，本文全面探究了海工混凝土结构的腐蚀机理，并提出了几项合理有效的防腐措施，以期为广大海工混凝土结构防护人员提供参考和借鉴。

关键词：海工混凝土结构;腐蚀机理;防腐措施;

引言：开展海洋事业是推动我国社会主义经济持续发展的主要动力之一，所以我国海工工程项目的建设速度也在不断加快。现代化海空工程项目通常会运用钢筋混凝土结构进行建设工作，将其作为主要的构筑材料结构。而我国海洋面积极为庞大，海工事业的建设规模也在不断扩大，各大海港工程在实际建设期间，其结构建设的稳定性和安全性受到了广大行业内部人员的强烈关注。以往已经正式投入运行的海工工程项目，已经被海水严重腐蚀。因此，在未来的海工工程项目建设期间，必须要交钢筋混凝土结构防腐工作作为重点内容进行关注，避免腐蚀问题对设施的安全性造成侵扰和威胁。

1 海工混凝土结构的腐蚀机理

1.1 混凝土腐蚀破坏及腐蚀现状分析

在海工工程项目长期运行的过程当中，其结构外部的混凝土钢筋材料会在环境的作用下发生物理反应和化学反应，对其材料表面产生极大的腐蚀，使其耐久性以及力学性都会出现严重的下降。而在混凝土被腐蚀破坏的过程当中，其内部钢筋也会逐渐暴露在空气当中，当钢筋的锈胀力过大时就会出现开裂问题，一旦钢筋材料开裂就会严重威胁到海工工程的稳定性和安全性。在对国外数据资料查阅研究的过程当中发现，英国当前的混凝土桥梁近半成都遭受了严重腐蚀，并需要系统性修复。而在美国的60万架桥梁当中，超过半数的桥梁都出现了钢筋腐蚀破坏问题。无独有偶，我国大多数海工桥梁也受到了严重的腐蚀和破坏，甚至存在多架危桥，这些混凝土结构腐蚀问题所产生的直接和间接经济损失甚至超出了几十亿，同时对于设施应用的人民群众也会产生人身安全威胁。

1.2 跨海桥梁混凝土腐蚀机理研究

在海洋环境当中的混凝土钢筋结构设施，由于其混凝土材料外表长时间暴露在空气当中，受到潮湿环境影响，海浪冲击作用，水下化学物质等因素的侵蚀，都会出现不同程度的腐蚀问题。详细来说，海洋环境下的钢筋混凝土结构，其受到腐蚀的主要因素往往有以下几点，分别是镁盐侵蚀、碳化侵蚀、钢筋锈蚀、酸性气体侵蚀、硫酸盐侵蚀等类型，在这当中较为常见的侵蚀原因就是钢筋锈蚀问题。在该种腐蚀力的作用下，极易诱发严重的损坏或者破坏问题。再加上近些年来，我国自然环境污染问题愈发强烈，越来越多的地区都会出现酸雨天气。在酸雨天气长时间的作用下，钢筋混凝土结构的表面侵蚀问题会愈发明显。而盐类侵蚀过于巨大，会造成混凝土体积出现膨胀和破坏问题，为后续的维修工作带来极大的难度。而混凝土结构当中的钢筋材料，遭到锈蚀，通常是由于海水当中的氯离子侵蚀导致的。据有关资料表明，即使是混凝土碳化深度极低，但如果周围环境的氯离子含量过大，其内部的钢筋材料也会被严重腐蚀。该种状况的发生与氯离子半径小，活性大以及穿透力强有直接关系。氯离子对钢筋的腐蚀作用其实是一种极为复杂的化学过程，在日常设施运行的过程当中，氯离子通常会在极小的范围当中对钝化膜进行破坏，而其他大面积钝化膜较为完好的钢筋材料也会形成腐蚀电位，使其锈蚀问题不断加快，诱发钢筋膨胀问题的发生。一旦钢筋材料出现又是问题，铁锈的锈蚀体积便会膨胀到原有的两倍。由此可见，氯离子锈蚀海工混凝土结构腐蚀问题当中的重要因素，相关技术人员要在桥梁设计初期就要针对氯离子渗透进行有效防范。

2海工混凝土结构的有效防腐措施分析

随着我国海工建筑设施腐蚀问题不断加剧，相关管理人员也逐步认识到腐蚀问题的危害性。而当前海工混凝土结构预防腐蚀措施当中，应用较为频繁的方法通常会有以下几项。第一，根据海工建筑项目建设区域的具体状况，对工程开展结构设计、形式设计，规划设计进行全面统筹，规避锈蚀通道状况的产生。第二，尽最大可能选取抗渗性以及抗腐蚀性较强的混凝土材料，让混凝土建筑结构外表的稳定性更强。第三，根据施工区域自然环境的特点，合理的增加混凝土保护层的厚度，避免钢筋材料出现外漏问题。第四，针对原有施工工艺进行优化和完善，提升海工工程项目施工期间的技术水平。第五，采用各种各类的辅助措施，使混凝土结构外表的防腐能力逐步提升。

2.1结构方面的抗腐蚀措施

从海工工程建设结构角度出发，采取防腐蚀问题的预防手段，能够为后续防腐工作的顺利开展奠定良好基础。从海工工程结构角度入手现场工作人员尽可能要选取跨幅度较大的桥梁进行规划和设置，通过减少桥梁与海水接触面积以及接触次数的方法提升结构的防腐蚀能力。其次，还要针对结构形式进行优化和完善，让各个结构构件的横截面能够呈现出平顺简单的形态，尽可能避免出现棱角位置，规避应力过于集中的问题，减少混凝土结构表面的裂缝数量。至于浪溅区范围内的结构部位，技术人员必须要将混凝土的裂缝宽度控制在0.1毫米范围当中。设置支座和预应力锚固设备在应力过于集中的位置，也可采用强化措施提升混凝土的抗拉性能。另外，在日常设施维护工作的过程当中，需要技术人员及时对混凝土裂缝问题进行监管和修补，必要时要将损坏构件维修和更换。

2.2优化混凝土材料性能

从材料的角度入手提升混凝土结构的整体抗腐蚀性能。在此过程当中，技术人员要将工作重点放在提高混凝土结构耐久性上，这就需要建设企业选取优质的混凝土材料进行施工作业。具体来说，混凝土材料要具备较强的抗震性，并且要兼顾高密度效果。如果对其成本支出限制较高需要应用普通混凝土，那么技术人员就要注重水灰比的实际调配，浪溅区域混凝土结构的水灰比要在0.4~0.5之间。至于混凝土抗裂性能以及抗氯离子侵蚀措施方面，技术人员就要从胶凝材料掺合比例内容进行调整和优化。技术人员可通过参加大比例粉煤灰或者磨细矿粉渣的方式，有效降低凝胶材料在早期应用以及后期运行的水化热效应强度，同时也能保障混凝土抗裂性能得到提升。

2.3增加钢筋混凝土保护层厚度

不断增加钢筋混凝土保护层的厚度，能够有效预防钢筋材料被侵害和腐蚀。相比于内陆钢筋混凝土结构施工工作，海工混凝土结构的防护层明显更大。但由于海水环境因素对钢筋混凝土结构腐蚀过于强烈，所以要在海工混凝土结构防护层之上再度增加，适当的增加防护厚度，对其耐久性和寿命延长都有着极大的促进作用。需要技术人员注意的是，防护层厚度也不能扩大，混凝土材料的本身具有一定的脆性和开裂性。对于浪溅区和潮差区域，混凝土钢筋保护层厚度要超出8公分，而在大气区当中保护层厚度也要在5公分和8公分之间。

3总结

海工混凝土结构跨海桥梁的建设和应用为我国经济建设起到了巨大的推动作用，但钢筋混凝土结构锈蚀问题要引起广大社会以及各个部门的关注。一旦钢筋混凝土结构出现严重侵蚀问题，就会引发海工设施出现损坏状况，无法为行驶车辆以及广大人民提供安全保护作用。为了改善这一问题，相关技术人员要根据侵蚀破坏的各类因素以及实际构建环境的影响，作出科学的设计和规划，选取较为恰当的防腐措施，真正的保障海工混凝土结构以及桥梁混凝土结构避免受到外界的腐蚀和破坏，为我国社会主义经济可持续发展贡献力量。

参考文献

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