海工混凝土怕“腐蚀”？解决问题还得从这几个方面入手

在海洋环境中的混凝土结构，如跨海大桥、码头、海上风电基础、海底隧道等，因长期暴露在高盐、高湿、氯离子侵蚀等恶劣环境下，混凝土结构极易发生腐蚀破坏。一旦混凝土结构耐久性不足，不仅会增加维修成本，还可能威胁工程安全。因此，采取有效的防腐措施至关重要。

海工混凝土的腐蚀机理

氯离子侵蚀

海水中含有大量的氯离子，它们能渗透进入混凝土内部，破坏钢筋表面的钝化膜，导致钢筋锈蚀。锈蚀产物的体积膨胀会造成混凝土开裂、剥落，进一步加速腐蚀进程。

碳化作用

大气中的二氧化碳与混凝土中的氢氧化钙发生反应，生成碳酸钙，从而降低了混凝土的碱性，使钢筋失去保护而产生锈蚀。

硫酸盐侵蚀

海水中的硫酸根离子会与水泥水化产物反应，生成膨胀性物质（如钙矾石），导致混凝土开裂、造成混凝土强度下降。

冻融循环

在寒冷海域，混凝土孔隙中的水分反复冻融，产生膨胀应力，使混凝土表面剥落，造成混凝土内部结构疏松。

海工混凝土的防腐措施

为了提高海工混凝土的耐久性，通常采取以下防腐措施：

优化混凝土配合比

• 降低水胶比 ，减少孔隙率，提高密实度。

• 掺入矿物掺合料 （如粉煤灰、矿渣、硅灰），改善混凝土微观结构，减少氯离子渗透。

• 使用抗硫酸盐水泥 ，提高抗化学侵蚀能力。

钢筋防腐技术

• 环氧涂层钢筋 ：在钢筋表面涂覆环氧树脂，以隔离氯离子和水分。

• 不锈钢钢筋 ：耐腐蚀性强，但成本较高，只适用于关键部位。

混凝土表面防护

• 硅烷浸渍 ：在混凝土表面喷涂硅烷，形成憎水层，阻止水分和氯离子侵入。

• 防腐涂层 （如环氧树脂、聚氨酯）：形成物理屏障，减少环境侵蚀。

• 纤维增强复合材料（FRP）包裹 ：用于修复已腐蚀的混凝土结构，提高混凝土结构的抗拉强度。

结构设计优化

• 增加混凝土保护层厚度，延缓氯离子渗透至钢筋的时间。

• 优化排水设计，减少海水滞留和盐分积聚。

防腐措施对工程使用寿命的影响

合理的防腐措施能显著延长海工混凝土结构的使用寿命，具体影响如下：

延缓钢筋锈蚀，减少结构破坏

• 采用低水胶比混凝土+矿物掺合料，可使氯离子渗透速率降低50%以上，钢筋锈蚀时间推迟20~30年。

• 环氧涂层钢筋或阴极保护可延长结构寿命至80~100年，远超普通混凝土（通常仅30~50年）。

降低维护成本

• 表面防护（如硅烷浸渍）可减少5~10年内的维护需求，长期节省维修费用。

• 不锈钢钢筋虽初期成本高，但可减少全寿命周期的更换和修复费用。

提升工程安全性

• 冻融和硫酸盐侵蚀的防护措施可避免混凝土剥落，保障结构稳定性。

• 优化后的混凝土配合比和防腐设计，可使跨海大桥、海上平台等关键工程的设计寿命得到提升。

结论

海工混凝土的腐蚀问题直接影响工程的安全性和经济性。通过优化混凝土配合比、采用钢筋防腐技术、表面防护和结构设计优化，可显著提高耐久性，延长使用寿命至100年以上。未来，随着新型防腐材料（如石墨烯涂层、自修复混凝土）的发展，海工混凝土的防腐技术将更加高效、经济，为海洋工程建设提供更强保障。

来源：网络