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鋼結構的腐蝕與防護有哪些？
鋼結構的腐蝕與防護 橋梁上鋼結構有鋼管樁\鋼箱梁和鋼制拉索等承重結構,以及鋼圍堰\承臺底板以及螺栓緊固件\焊接結構等. 橋梁上幾乎所有的鋼結構都受到力學和化學的共同作用,這導致腐蝕對鋼結構產生更嚴重的危害. 鋼箱梁\鋼制拉索所處的腐蝕環境主要是海洋大氣區,腐蝕因素主要是汽車尾氣和海水蒸汽,在這一環境中鋼箱梁和鋼制拉索的腐蝕形式以均勻腐蝕和點蝕為主. 由于海洋大氣環境非常潮濕\鋼結構表面的電解質溶液充足,當異種金屬結構相連時鋼結構還較容易發生電偶腐蝕. 德國漢堡的Kohlbrand Estruary橋,由于斜拉索腐蝕嚴重,建成的第三年就更換了全部的斜拉索,耗費資金為原造價的四倍,達6000 萬美元. 要防止斜拉索的腐蝕的主要手段就是要將其與腐蝕環境隔離,防止在斜拉索表面形成電解質的液膜. 目前已有鍍層\化學涂層\套管壓漿法和封閉索等多種防腐手段. 鋼箱梁處于大氣環境中,防腐方法主要采用涂層防護,防腐涂料的性能更大影響著鋼廂梁的使用壽命. 鋼管樁是橋梁基礎的承重結構,且不可更換,是更需要關注的腐蝕防護結構.鋼管樁跨越多種腐蝕區域,腐蝕性更強的是飛濺區,全浸區和海泥區的腐蝕性相對較弱. 但是,這兩個區域的腐蝕因素卻比較復雜,處于全浸區的部分受到海水中溶解的氣體\海水流速\懸浮泥沙\溫度\壓力\海洋動植物\微生物活動\海洋資源開采\漁業作業\遠洋運輸等多種因素的影響,而海泥區影響腐蝕的因素有微生物\含水量\土壤電阻率\離子濃度等. 鋼管樁的防護采用過熱噴涂涂層,挪威1975 年建成的Troms 海濱橋,在鋼樁暴露于浪花飛濺區的部分上噴涂160μm 厚的鋁金屬涂層,然后再涂裝封閉涂料進行防護. 一年后在鋼樁上出現直徑達2-6cm 鼓泡,鼓泡中發現紅銹,且大部分表面出現裂紋. 隨著有機涂層技術的發展和性能的提高,有機涂層開始大規模用于橋梁鋼管樁的防腐. 上世紀90 年代后期,國內防腐界開始在碼頭鋼管樁上應用熔結環氧粉末涂層.該涂料在某種程度上與鋼管形成了化學結合,使其具有良好的防腐性能. 涂層厚度設計為400μm-500μm,經過近20 年的使用,涂層依然處于良好狀態.
除了使用高性能涂層外,陰極保護也是鋼管樁保護的必要手段,由于裸鋼在海水中對陰極保護電流的需求很大,工程中一般采用外加涂層和陰極保護聯合防護的方法對鋼管樁進行防護. 在對鋼管樁進行陰極保護設計時要考慮這種情況,當承臺鋼制底板與鋼管樁之間的絕緣性不好時,鋼制底板也會接收到陰極保護電流,使鋼管樁的保護電流不足,影響極保護的效果.
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