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鋼樁作為海港碼頭的重要結(jié)構(gòu),其在嚴(yán)酷的海洋環(huán)境下的防腐蝕日益受到重視。對于長使用壽命海港碼頭鋼樁,推薦鋼樁水上部分采用重防腐涂層,水下采用涂層和陰極保護的防腐技術(shù)。
海港碼頭多采用鋼板樁或鋼管樁結(jié)構(gòu),嚴(yán)酷的海水環(huán)境對鋼樁的腐蝕非常劇烈,選材不當(dāng)設(shè)計不合理、不采取保護措施往往使得碼頭過早地需要維護加固,甚至報廢。國內(nèi)外鋼樁的防腐措施主要有腐蝕裕量法、耐腐蝕鋼材、涂層防腐、陰極保護、涂層和陰極保護聯(lián)合防腐等方法。
腐蝕裕量法
海港碼頭多采用鋼樁的年腐蝕速率,對整個鋼樁增加壁厚來達到設(shè)計使用年限。該方法不能降低腐蝕量,腐蝕會造成大量的剛才損失。該方法國內(nèi)鋼樁碼頭基本上都會采用,以增加其安全系數(shù)。腐蝕裕量法解決不了因局部腐蝕所帶來的危害。該方法一般作為輔助手段,而不單獨作為防腐措施使用。
腐蝕鋼材
在制作鋼樁的鋼材內(nèi)添加其他元素可以提高鋼樁的耐海水腐蝕性能。由于海水環(huán)境的變化幅度要比大氣環(huán)境大。因此,這種環(huán)境變化也直接影響到在鋼樁內(nèi)的鋼材添加元素變化。對海水環(huán)境的不同區(qū)段,飛濺帶的有效添加元素是P、Cu、Ni,海水部分是SI、Cr、Al。此外,Ni、Mo等元素在海水中亦具有降低腐蝕的作用。耐海水鋼較普通碳鋼于上述區(qū)域的耐腐蝕性可提高2—3倍;在海水全進去則沒有上述區(qū)域明顯。應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境研制耐海水鋼,研發(fā)成本較高。耐腐蝕鋼材價格昂貴,防腐效果隨海洋環(huán)境差別較大,防腐蝕效果難以保證,一般不推薦單獨的防腐措施。
涂層防腐
涂層防腐是措施包括有機涂層、無極覆蓋層、環(huán)氧玻璃鋼護套和金屬涂層等方法。對于鋼樁大氣區(qū)和浪濺區(qū),由于可進行維修,因而是較為有效的方法,但對于男已維修的鋼樁水下區(qū)段的防腐效果不佳。涂裝好的鋼樁在吊運打樁等施工過程會造成局部破損或剝落,在海水介質(zhì)發(fā)生快速的局部腐蝕,容易穿孔,影響到鋼樁的使用安全。
1、有機涂層防腐
有機涂層防腐一般采用無溶劑涂料或高分子固體涂料,必須能抵抗海洋大氣、海浪飛濺以及海水浸泡和海泥的腐蝕,涂料應(yīng)具有良好的附著性、耐海水浸泡、耐磨損、耐沖擊和耐干濕交替性能。水下區(qū)可采用高固體份雙分環(huán)氧涂料,分兩道涂裝。水下區(qū)涂層一般與陰極保護配套使用,第一道底涂層可采用耐電位性好的含鋅粉或鋁粉型漆。潮差區(qū)因腐蝕環(huán)境惡劣,推薦使用玻璃鱗片涂料,主要包括環(huán)氧玻璃鱗片涂料和不飽和聚酯玻璃鱗片涂料。對于用于鋼管樁保護的聚脲涂料,有點事質(zhì)地致密涂層一次性成型整體性好,有彈性,施工基本不受陰天、高濕、低溫等天氣條件影響;缺點是對基材表面的濕潤性不好,基材與涂層之間容易粘合不佳,耐陰極剝離性能較差。
2、無機覆蓋層防腐
無機覆蓋層是采用水泥砂漿等硬化物涂覆鋼筋表面,這種方法一般多用于地表面附近或海水飛濺帶燈嚴(yán)重腐蝕處。
在鋼樁上涂覆水泥砂漿的方法有:打入前事先噴涂水泥砂漿,后打入;打入后在鋼樁周圍支設(shè)模板再澆灌水泥砂漿。
陰極保護
陰極保護包括犧牲陽極和外加電流保護。陰極保護是一種有效的方法,能防止因各種鋼表面不均所引起的局部腐蝕和通常的全面腐蝕,可提高鋼樁與海于海水中的疲勞極限,對新建或已建工程的鋼樁都適用。陰極保護防腐的適用范圍是在水平
面以下,保護電位為-0.85—-1.2V(飽和硫酸銅電極)。
涂層加陰極保護
涂層與陰極保護匹配使用,可互相補充,保護效果更佳。帶有涂層的鋼表面,所需保護電流小,保護電位趨于均勻。若是外加電流陰極保護,可能會因一時儀器失控或其他原因所引起的局部過保護,導(dǎo)致涂層鼓包,開裂,腐蝕加劇。