浅谈风电项目钢筋混凝土防腐蚀等级划分、地域划分及对应措施方法

 通常钢筋混凝土防腐蚀等级划分为强腐蚀、中腐蚀、弱腐蚀、微腐蚀4个等级。混凝土及钢筋混凝土材料埋设在各种类型的土壤中,都会不同程度地遭受各种侵蚀介质的腐蚀损坏。其腐蚀形态、腐蚀规律、腐蚀机理及主要影响因素与土壤类型、土壤理化性质及微生物的种类和含量有着直接的关系。

一、我国主要土壤腐蚀性分类

1、中碱性土壤对混凝土材料的腐蚀

我国中原、华北、东北等地区的土壤一般为中碱性土壤。中碱性土壤对混凝土材料的腐蚀属于溶出性腐蚀,属于弱腐蚀或中等腐蚀。主要影响因素是土壤含水率、土壤透水性及硫酸盐等腐蚀介质的含量。

2、酸性土壤对混凝土材料的腐蚀

我国南方各省的砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤等土壤属酸性土壤类别。酸性土壤对混凝土材料的腐蚀属分解性腐蚀,属中等腐蚀。在酸性土壤中进行项目时,对地下部分混凝土结构,要配制高强高性能混凝土和必要的外防护措施。特别是在深圳地区更应加强防护。

3、内陆盐土对混凝土材料的腐蚀

我国新疆、青海、甘肃、内蒙等地区的土壤类别属内陆盐土。此种土壤对混凝土材料产生极严重的膨胀性腐蚀破坏,属强腐蚀或极强腐蚀性土壤。在内陆盐土地区,特别是在盐化内陆盐土、盐渍内陆盐土地区进行项目时,地下部分必须采取防腐措施,要配制耐腐蚀高性能混凝土,混凝土结构外围要作防腐蚀隔离层。

4、滨海盐土对混凝土材料的腐蚀

我国沿海地区的土壤属滨海盐土。滨海盐土中的盐分组成主要是氯化物和硫酸盐。滨海盐土对混凝土材料的腐蚀,主要是硫酸盐对混凝土材料的膨胀性破坏,以及氯化物对混凝土中钢筋的锈蚀。滨海盐土中含有大量的氯化物,它的存在一方面破坏钢筋的钝化膜,从而加速钢筋的锈蚀;另一方面对硫酸盐的腐蚀具有抑制作用:氯离子与硬化水泥石中的水化铝酸钙反应生成氯铝酸钙,从而减少了具有膨胀性破坏作用的水化硫铝酸钙(钙矾石)的生成量。

二、抗腐蚀的基本方法概述

1、混凝土原材料处理

水泥：普通水泥或硅酸盐水泥因其早期强度高、碱度高、碳化慢、品种稳定而成为首选品种。水泥强度等级按规范要求不低于C35(有抗冻要求的不低于C45)。注意应避免使用早强水泥(水化速率过快,水化热大,混凝土收缩裂缝多,且熟料中硅酸二钙含量比例低,后期强度增长缓慢)。

粗细骨料：石子可用花岗石或石灰石类级配碎石,但要筛除针状和片状颗粒,也可用级配河卵石。不得用活性的骨料以免产生碱骨料反应(我省基本无此问题)。砂应使用河砂,不应使用海砂(因现有施工人员素质和管理水平难以保证海砂冲洗后氯化钠总含量不得超过干砂质量千分之一的防腐蚀要求)。

外加剂：适量的外加剂可提高混凝土密实性和耐腐蚀能力。常用的外加剂有钢筋阻锈剂、引气剂、混凝土减水剂等。要注意的是,外加剂化学组成中的氯盐可能使混凝土结构中的钢筋钝化膜破坏而带来隐患,故应事先检测其氯盐含量。

2、控制混凝土的水灰比和水泥用量

最大水灰比是保证水泥充分水化及混凝土和易性的用水量。理论上硅酸盐水泥水化结合水仅需水泥质量的23%左右,但为了维持孔隙中供水畅通以保证水化反应,同时保证施工时的和易性(也可加入减水剂来实现)往往需要达到最大水灰比的用水量。用水量如再多则自由水蒸发加剧,混凝土裂缝快速增加,不利于防腐蚀。

3、严格保证混凝土保护层的厚度

强腐蚀：梁、柱等条形构件混凝土保护层厚度不少于40mm，基础、外墙、结构底板构件混凝土保护层厚度不少于50mm。

中、弱腐蚀：梁、柱等条形构件混凝土保护层厚度不少于35mm，基础、外墙、结构底板构件混凝土保护层厚度不少于50mm。

4、加强混凝土的养护

为防止混凝土水份蒸发过快造成干缩裂缝以及混凝土水化过程温差较大造成温度裂缝,应保证水化过程适宜的温、湿度。故应加强混凝土成型后养护,特别是早期养护。

5、钢筋与混凝土的表面防护

强腐蚀性：1）环氧沥青或聚氨酯沥青涂层，厚度不少于500μm。2）聚合物水泥砂浆，厚度不少于10mm。3）树脂玻璃鳞片涂层，厚度不少于300μm。

中腐蚀性：1）涂刷2遍沥青冷底子油，沥青胶泥涂层，厚度不少于500μm。2）聚合物水泥砂浆，厚度不少于5mm。3）环氧沥青或聚氨酯沥青涂层，厚度不少300μm。

弱腐蚀性：1）表面可不做处理。2）涂刷2遍沥青冷底子油，沥青胶泥涂层，厚度不少于300μm。3）涂刷2遍聚合物水泥浆。

6、混凝土垫层处理措施

强腐蚀性：1）采用沥青混凝土，垫层厚度不少于120mm。2）采用聚合物水泥混凝土，垫层厚度不少于120mm。

中腐蚀性：1）采用沥青混凝土，垫层厚度不少于100mm。2）采用碎石灌注沥青处理，垫层厚度不少于150mm。

弱腐蚀性：选用混凝土等级不低于C20，垫层厚度不少于100mm。

7、混凝土基础梁表面处理措施

强腐蚀性：1）环氧沥青、聚氨酯沥青贴玻璃布，厚度不少于1mm。2）树脂玻璃鳞片涂层，厚度不少于500μm。3）涂刷聚合物水泥砂浆，厚度不少于15mm。

中腐蚀性：1）涂刷环氧沥青或聚氨酯沥青，厚度不少于500μm。2）涂刷聚合物水泥砂浆，厚度不少于10mm。3）涂刷树脂玻璃鳞片涂层，厚度不少于300μm。

弱腐蚀性：1）涂刷环氧树脂沥青涂层，或聚氨酯沥青涂层，厚度不少于300μm。2）涂刷聚合物水泥砂浆，厚度不少于5mm。3）涂刷2遍聚合物水泥浆。

三、桩基础抗腐蚀处理措施详述

桩基础环境钢筋混凝土腐蚀通常为硫酸盐腐蚀、氯离子腐蚀、PH腐蚀。强腐蚀环境下宜选用预制钢筋混凝土桩，中、弱腐蚀环境下宜选用混凝土灌注桩。

1、预制钢筋混凝土桩

硫酸盐腐蚀：1）采用抗硫酸盐或硅酸盐水泥施工。2）添加适当抗硫酸盐外加剂。3）增加桩身混凝土腐蚀量，强腐蚀环境下不少于30mm，中等环境下不少于20mm。4）强腐蚀环境下，表面涂刷不少于500μm防腐蚀涂层；中等腐蚀环境下涂刷不少于300μm防腐蚀涂层。

氯离子腐蚀：1）加入钢筋阻锈剂、矿物掺和料。2）强腐蚀环境下，表面涂刷不少于500μm防腐蚀涂层；中等腐蚀环境下涂刷不少于300μm防腐蚀涂层。

PH腐蚀：1）增加桩身混凝土腐蚀量，强腐蚀环境下不少于30mm，中等环境下不少于20mm。2）强腐蚀环境下，表面涂刷不少于500μm防腐蚀涂层。中等腐蚀环境下涂刷不少于300μm防腐蚀涂层。

2、钢筋混凝土灌注桩

硫酸盐腐蚀：1）采用抗硫酸盐或硅酸盐水泥施工。2）掺入矿物掺合料。3）增加桩身混凝土腐蚀量，中等腐蚀环境下不少于40mm，弱环境下不少于20mm。

氯离子腐蚀：1）掺入钢筋阻锈剂。2）掺入矿物掺合料。

PH腐蚀：1）增加桩身混凝土腐蚀量，中等腐蚀环境下不少于40mm，弱环境下不少于20mm。

四、升压站砌体结构抗腐蚀处理措施详述

腐蚀条件下，升压站附属建筑若选择砖砌体结构，其材料建议选用烧结普通砖、烧结多孔砖，强度等级可选用MU30、MU25、MU20。若选用砌块砌体结构，其材料建议选用混凝土小型空心砌块，强度等级可选用MU15、MU20。但在强、中等腐蚀条件下，基础不宜选择砖基础。砌体墙面用1:2水泥砂浆抹面处理，后根据防腐等级进行面层防护。

腐蚀条件砌体结构表面处理措施：

强腐蚀环境下：涂刷不少于160μm防腐涂层（保护层使用年限10~15年）；涂刷不少于120μm防腐涂层（保护层使用年限5~10年）；涂刷不少于80μm防腐涂层（保护层使用年限2~5年）。

中腐蚀环境下：涂刷不少于120μm防腐涂层（保护层使用年限10~15年）；涂刷不少于80μm防腐涂层（保护层使用年限5~10年）；聚合物水泥浆2遍（保护层使用年限2~5年）。

弱腐蚀环境下：涂刷不少于80μm防腐涂层（保护层使用年限10~15年）；聚合物水泥浆2遍（保护层使用年限5~10年）；可不做表面防护处理（2~5年）。