盐碱地区基础防腐蚀处理分析

1、盐碱地区基础防腐蚀处理分析摘要针对部分输电线路所处的特殊腐蚀环境，根据实际工程研究成果和实践经验，本文分析了基础的腐蚀破坏机理，进行必要的防腐蚀方案的研究和论证，提出切实有效的防腐蚀方案和对策。关键字盐碱地区防腐蚀涂层钢筋阻锈剂阴极保护隔离层一、盐碱腐蚀危害性和防腐处理的必要性国内外存在着广泛的氯盐环境：海洋环境、大量使用道路防冰盐、盐湖地域等。这些地区往往是基础建设的重点投资区（如我国沿海开发区属海洋环境、西部大开发中的石油基地多为盐碱地、青海盐湖的开发等），因此“盐害”是一个特别突出的问题，甚至对于一些国家，“盐害”已经成为影响基础设施耐久性的关键因素。对于输电线路工程，盐碱地区的地基土和

2、地下水主要对铁塔基础、铁塔和接地极造成腐蚀。盐碱环境下由于基础钢筋的腐蚀使钢筋面积减少，钢筋和混凝土之间的结合强度下降；腐蚀产物的积聚，在混凝土内部引起内应力，达到一定程度，导致混凝土保护层顺筋开裂；混凝土表层含盐量增大，孔隙中的盐结晶产生膨胀应力，导致混凝土表面剥落；硫酸盐对水泥石的侵蚀使水泥石中的氢氧化钙及水化铝酸钙发生化学反应，生成石膏和硫铝酸钙，产生体积膨胀，使混凝土成为一种易碎的、甚至松散的状态，导致混凝土崩解；碱骨料与含有活性成分的骨料发生化学反应，导致混凝土破坏，使结构丧失承载能力。为了阻止或减少腐蚀，保证输电线路的长期安全、稳定地运行，应根据线路的不同腐蚀环境，对基础采取相应的

3、防腐处理。二、腐蚀破坏的原因和机理钢筋混凝土结构在含有大量盐类的土壤及水溶液中，造成结构物破坏的原因主要有：导致混凝土胀裂破坏的钢筋电化学腐蚀、盐溶液结晶膨胀导致混凝土破坏的盐风化和混凝土的化学腐蚀等，详述如下：1.钢筋电化学腐蚀。新拌的混凝土是高碱性的，当钢筋处于这种碱性条件下，钢筋表面会形成一层具有保护性的氧化铁薄膜，使钢筋钝化而不腐蚀。当钢筋混凝土结构处于含氯离子的介质中时，氯离子能通过混凝土相互连通的毛细管及各种微裂缝到达钢筋表面，钢筋周围混凝土中氯离子含量达到一定浓度时，钢筋表面的氧化铁保护膜就会被破坏，此时在水和氧气的存在下，钢筋就会发生电化学腐蚀，其腐蚀产物的体积是基体铁的24

4、倍，腐蚀产物的积累在混凝土中造成过大的内应力，导致混凝土保护层顺筋开裂剥落而破坏。2.盐风化。盐风化是由于混凝土表面盐溶液结晶膨胀导致混凝土破坏的一种现象。处于含盐量高的环境中的混凝土结构，当表面暴露于空气中时，渗入到混凝土内部的含盐水会通过毛细作用向暴露面移动，在暴露面蒸发，使盐集聚在这一区域，混凝土表层的含盐量增大，孔隙中的盐结晶，产生膨胀应力，导致混凝土表面剥落。3.硫酸盐腐蚀。硫酸盐对水泥石有显著的侵蚀作用，它能与水泥石中的氢氧化钙及水化铝酸钙发生化学反应，生成石膏和硫铝酸钙，产生体积膨胀，使混凝土成为一种易碎的，甚至松散的状态。硫酸盐侵蚀的速度随其浓度的增加而加快，当水溶液中SO4的

5、含量达到1g/L，土壤中SO4的含量达到2g/L时，对混凝土侵蚀作用就非常严重。4.碱骨料反应。碱骨料反应（简称AAR）是指来自混凝土原材料中的水泥或环境中的碱性物质（Na2O 或K2O 等）与骨料中碱活性矿物成分发生化学反应，造成混凝土体积膨胀，甚至开裂。由于骨料的广泛分布，混凝土如发生碱骨料反应，破坏将是整体性的。混凝土因碱骨料反应产生的裂缝，同样会有利于海水中的氯离子和氧向其内部侵入，加速钢筋锈蚀破坏，进而导致混凝土工程使用寿命显著缩短，严重的可使混凝土完全丧失使用功能。由于碱骨料反应造成的破坏范围大，又难以阻止其继续发展，且不易修复，因此，被称为混凝土的癌症。三、工程中常用的防腐措施和

6、办法工程中常用防腐措施和方法包括涂层保护法、在混凝土中掺入钢筋阻锈剂、阴极保护措施、采用高性能混凝土和聚合物混凝土、在混凝土周围包覆或涂覆一层防腐隔离层等。对于输电线路工程，无法改变所接触的腐蚀环境，在这种情况下，应该根据结构的不同部位，考虑保护年限、施工、维护管理、安全要求及技术经济效益等因素，选用相应的防腐蚀措施。在同一结构上，即可采用单一的防腐措施，亦可联合采用多种防腐蚀措施。本文针对几种适合线路工程的防腐蚀措施进行分析如下：1.涂层保护。由于大多数涂料均为石油化工衍生物，分子易于断裂，因而防腐蚀寿命有限。优质配套涂料的寿命大约在5年10 年之间，重防腐涂料一般可使用15 年或20 年以

7、上。输电线路的铁塔基础长期埋藏在盐碱土壤中，后期维修和修补的难度十分大，涂层的寿命难以满足结构使用寿命的要求，另外针对基础结构，涂料施工难以实现，特别是基础底面部分和各面的结合部位，并且基础回填时容易破坏涂层，所以涂层防腐针对基础而言，效果不好。2.钢筋阻锈剂。受氯离子为主的气态、固态介质作用的钢筋混凝土构件，可以在混凝土中掺入钢筋阻锈剂，以阻止或减缓的钢筋锈蚀。在混凝土中掺入钢筋阻锈剂，施工方便，造价不高，效果良好，所以工程中广泛采用。3.阴极保护措施。外加电流的阴极保护，运行维护工作量大，还需要外加电源，所以不适合输电线路工程，对于盐碱腐蚀严重的塔位，基础和接地极可以采用牺牲阳极的阴极保护

8、措施，不需要外加电源，适合线路工程，并且防腐效果好。4.高性能混凝土。目前高性能混凝土已广泛应用于离岸结构、水工结构、大跨度桥梁、高层建筑、高速公路路面等各个行业。高性能混凝土已被列入国家行业标准海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范JTJ2752000 作为基本的防腐蚀措施，并正被多个重要工程所采用，我院设计的500kV 黄骅电厂沧东线路和220kV 黄骅电厂临海线路工程也采用这种防腐工艺，该工艺造价较低，施工方便，防腐效果优良，对于防治钢筋和混凝土腐蚀是一种合理可行的措施。5.聚合物混凝土。聚合物混凝土常用于制作化学工厂的污水管道、耐腐蚀地坪和框架结构，海工建筑物以及使用在腐蚀性土壤中的管、桩和

9、设备基础等，但是材料价格很高，丙烯酸共聚乳液混凝土比普通混凝土增加费用1800 元/m3，丙烯酸共聚乳液砂浆比普通砂浆增加费用4000 元/m3，所以，如果基础混凝土全部采用聚合物混凝土，则费用会大幅度增加，非常不经济，一般用于腐蚀严重的铁塔基础的表面隔离层和底板的垫层。6.隔离层。主要采用浆砌块石、阴极保护的钢板护套、聚合物混凝土等材料制成防腐隔离层，还可以采用有机涂覆层等措施。浆砌块石防腐效果较差，且对施工要求较高，主要用于盐池、坑塘等低洼处；阴极保护的钢板护套主要结合灌注桩基础适用，材料耗量大，费用高，施工难度大，并需结合牺牲阳极使用，所以在输电线路工程中应限制使用。四、盐碱地区基础设计

10、和施工的要求根据以上分析，盐碱地区的基础设计时，宜采用高强度等级混凝土，水泥宜采用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和抗硫酸盐硅酸盐水泥，水泥的熟料中铝酸三钙含量不大于5；对钢结构有腐蚀的宜加大各类基础主筋混凝土净保护层，掺入钢筋阻锈剂，尽量采用刚性基础，减少钢筋用量，避免钢筋腐蚀。施工时对制作混凝土的拌和水、水泥、粗细骨料以及外加剂等材料中有可能带进混凝土中的氯离子含量严加控制，以尽量减少混凝土拌和物中氯离子总含量，基础混凝土中严禁掺入氯盐。混凝土拌和物应搅拌均匀，在浇筑过程中，应控制混凝土的均匀性和密实性，做到振捣充分，不应出现露筋、空洞、冷缝、夹渣、松顶等现象，特别对构件棱角处，应采取有效措施，使接缝严密，防止在混凝土振捣过程中出现漏浆。混凝土拌和物水灰比不大于0.55。每立方混凝土中水泥用量不少于360kg。