編者按

經(jīng)歷9年，粵港澳大橋終于實(shí)現(xiàn)全面通車，在實(shí)際工程中，為了保證大橋的使用壽命，都使用了哪些防腐蝕技術(shù)呢？本文將一一解答。

引言

20世紀(jì)80年代初，港、澳以及中國(guó)內(nèi)地之間陸地運(yùn)輸逐漸完善，但是香港與珠江三角洲西岸地區(qū)的交通由于伶仃洋而受限；到90世紀(jì)末，受亞洲經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響，香港特別行政區(qū)政府認(rèn)為有必要建設(shè)連接港珠澳三地的跨海通道，發(fā)揮港澳優(yōu)勢(shì)尋求新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

港珠澳大橋工程于2009年被國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，并于同年年底開始動(dòng)工，歷經(jīng)9年，港珠澳大橋?qū)崿F(xiàn)了全面通車。大橋主體工程由兩部分組成，分別為橋梁工程和島隧工程；其中橋梁工程總長(zhǎng)度約35.6km，島隧工程由兩個(gè)面積各約為10萬㎡的人工島及長(zhǎng)約6.7km的沉管隧道組成；橋梁工程長(zhǎng)約為28.9km，其中香港段長(zhǎng)約6km，粵港澳三地共同建設(shè)的主體工程長(zhǎng)約22.6km。

1# 為什么要防腐？

港珠澳大橋位于珠江三角洲地區(qū)，屬于亞熱帶海洋季風(fēng)氣候，溫度高，濕度大，海水含鹽量高，受到干濕循環(huán)、凍融循環(huán)、氯離子、硫酸根離子等因素的影響，混凝土中的鋼筋將會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕而生銹，體積發(fā)生膨脹從而使混凝土開裂，導(dǎo)致混凝土的使用壽命大大降低。同時(shí)港珠澳大橋設(shè)計(jì)使用壽命為120年，為了保證其120年的使用年限，防腐措施顯得尤為重要。

2# 目前混凝土防腐技術(shù)主要有哪些？

目前，混凝土結(jié)構(gòu)附加的防腐措施種類有很多，如硅烷浸漬、涂層、不銹鋼鋼筋、環(huán)氧樹脂鋼筋、陰極保護(hù)、阻銹劑、透水模板等。

2.1 硅烷浸漬

通過將硅烷深入到混凝土毛細(xì)孔中，使毛細(xì)孔壁憎水化，使得水分和所攜帶的氯化物難以滲入到混凝土內(nèi)部。其優(yōu)點(diǎn)在于施工方便，防腐蝕效果好；不改變混凝土外觀且具有表面自清潔功能；達(dá)到一定使用年限后重涂較為簡(jiǎn)單；但是該方法存在不能在潮濕混凝土表面施涂的缺點(diǎn)。

2.2 涂層

該方法的原理是通過在混凝土表面形成隔絕層來減緩混凝土腐蝕。其優(yōu)點(diǎn)在于施工簡(jiǎn)便，保護(hù)效果較為顯著，且可以根據(jù)需要來改變混凝土的外觀。但是其存在如下缺點(diǎn)：在潮濕表面施涂的效果較差，因耐候性原因后期易粉化、脫落而影響外觀，達(dá)到使用年限后重新施涂也較為困難。

2.3 不銹鋼鋼筋

通過在鋼筋中添加一定量的耐蝕元素（鉻、鎳、鉬等）可以顯著提高鋼筋的點(diǎn)蝕臨界氯離子濃度且施工簡(jiǎn)便；但是該方法存在成本較高的問題。

2.4 環(huán)氧樹脂鋼筋

通過利用環(huán)氧樹脂的高化學(xué)穩(wěn)定性，隔絕基體與外界環(huán)境，有效隔絕各種腐蝕侵害，從而達(dá)到減緩鋼筋腐蝕的目的。但是也存在一些不足，如降低鋼筋與混凝土之間的握裹力，施工過程控制涂層完整性的技術(shù)要求高，且對(duì)涂層缺陷較為敏感，一旦銹蝕開始發(fā)生將無法補(bǔ)救等問題。

2.5 陰極保護(hù)

該方法是通過使鋼筋電位極化至陽(yáng)極反應(yīng)（即鋼筋腐蝕反應(yīng)）停止的策略。在所有防腐蝕方法中，該方法保護(hù)效果最好，保護(hù)時(shí)間最長(zhǎng)，保護(hù)年限可達(dá)50年以上。但是該方法成本較高，施工技術(shù)及后期維護(hù)要求高。

2.6 阻銹劑

該方法是通過利用阻銹劑在鋼筋表面形成一層保護(hù)膜，持續(xù)阻止、延緩鋼筋浮士德電化學(xué)過程。這種方法可以提高引起鋼筋銹蝕的氯離子臨界濃度，延緩鋼筋脫鈍發(fā)生的時(shí)間。但是長(zhǎng)期防護(hù)效果不穩(wěn)定，且易對(duì)混凝土造成不利影響。

2.7 透水模板

透水模板具有透水、透氣和保水的功能，可以降低混凝土表面水灰比而達(dá)到改善表面質(zhì)量的效果。該方法可以提高表層混凝土密實(shí)度，改善混凝土表面質(zhì)量和外觀，對(duì)提高抗氯離子滲透性有輔助作用。但是會(huì)增加混凝土的施工成本，約每平方20元左右。

3# 港珠澳大橋中用到的防腐蝕措施

3.1 耐候鋼在國(guó)內(nèi)跨海工程中首次亮相

港珠澳大橋所處的地理位置及環(huán)境要求其使用的金屬材料具備苛刻的防腐蝕性能，而耐候鋼可以通過穩(wěn)定的銹層來防止腐蝕，滿足港珠澳大橋120年設(shè)計(jì)壽命的要求。針對(duì)耐候鋼焊接冶金質(zhì)量難以控制、焊縫的腐蝕性能難以保證等問題，燕山大學(xué)王青峰課題組與中鐵山橋集團(tuán)有限公司合作，將耐候鋼應(yīng)用于港珠澳大橋索塔錨固箱的焊接制造，優(yōu)化了焊接材料、焊接工藝，使焊接冶金質(zhì)量、接頭力學(xué)性能和耐腐蝕性能都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

3.2 先進(jìn)防腐涂層

海泥中存在著各種易產(chǎn)生腐蝕的因素，通過采用涂層將海泥與鋼管本身隔絕開來就可以極大避免腐蝕的發(fā)生。鋼管樁位于海泥環(huán)境中，打樁過程中的機(jī)械損傷、泥砂碎石磨劃傷對(duì)涂層的表面已經(jīng)造成相當(dāng)大的威脅。此外，在充滿腐蝕性介質(zhì)的海泥中保證120年的使用壽命而不發(fā)生明顯性能衰退更是難上加難。鋼管樁采用SEBF涂層，其與基體的粘接強(qiáng)度達(dá)到國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的一倍以上，保證了打樁過程中鍍層完整性，同時(shí)該鍍層在酸堿鹽環(huán)境中的化學(xué)穩(wěn)定性都非常出色，抗水防滲能力優(yōu)異，極大提高了鋼管樁壽命。

3.3 犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法

港珠澳大橋考慮到防護(hù)效果及材料成本，選用鋁作為犧牲陽(yáng)極，同時(shí)為降低施工難度以及后期維護(hù)難度，創(chuàng)造性地摒棄了陰極保護(hù)的傳統(tǒng)方法，大膽采用在海水區(qū)中安裝犧牲陽(yáng)極以保護(hù)泥下區(qū)的新方法，解決了海泥中更換犧牲陽(yáng)極成本和施工難度過大的問題。同時(shí)中科院金屬所研究人員采取鋼管內(nèi)壁安裝保護(hù)設(shè)施保護(hù)探頭的方法，將探頭隨著打樁深入到近百米的海泥下，實(shí)現(xiàn)原位檢測(cè)，這是在海洋工程界實(shí)現(xiàn)首次應(yīng)用。

3.4 硅烷浸漬法

海洋作為氯離子的主要來源，氯離子的滲透會(huì)使混凝土內(nèi)部鋼筋鈍化膜破壞并最終導(dǎo)致鋼筋的銹蝕，造成結(jié)構(gòu)劣化，從而影響到使用壽命。針對(duì)這一問題，設(shè)計(jì)采用浸入型硅烷浸漬材料來加強(qiáng)混凝土的抗侵蝕能力。通過硅烷的小分子結(jié)構(gòu)，將有機(jī)硅分子牢固地附著在混凝土表面和毛細(xì)孔道中，形成一層致密的保護(hù)層，減少水分及氯離子的滲透，同時(shí)，硅烷浸漬處理不會(huì)改變混凝土外觀，且后期的維護(hù)和重涂也較為容易。