桥梁结构防腐蚀探究.doc

桥梁结构防腐蚀探究 专 业：桥梁与隧道工程 姓 名：喻 江 学 号：121304040013 指导老师：吉伯海 刘 荣 河海大学土木与交通学院 2013年5月2日 目录 一、 有关腐蚀的基本概念 1 1.1 腐蚀的定义 1 1.2 腐蚀的分类 1 1.3 腐蚀介质的类别 1 二、 桥梁结构腐蚀 2 2.1 桥梁结构的腐蚀环境分析 2 2.2 桥梁结构中钢铁材料的腐蚀。 3 2.3 桥梁结构中混凝土材料的腐蚀。 4 三、 桥梁结构防腐蚀 5 3.1 桥梁结构腐蚀防护设计 5 3.2 桥梁结构防腐蚀选材 5 3.3桥梁结构钢铁构件的保护 6 3.4桥梁结构钢筋混凝土的保护 7 四、 结语 9 参考文献： 9 桥梁结构防腐蚀探究 (喻江) (河海大学桥梁与隧道专业研究生) 有关腐蚀的基本概念 1.1 腐蚀的定义 腐蚀：指材料由于环境作用而引起的破化或变质。 金属和合金的腐蚀主要是由于化学或电化学作用引起的破坏，有时还同时伴有机械、物理或生物作用。例如应力腐蚀破裂就是应力和化学物质共同作用的结果。而非金属材料和介质相互作用产生的变质和破坏称为非金属的腐蚀，其腐蚀行为较金属材料更具有多样性，且没有规律性。 1.2 腐蚀的分类 按照腐蚀形态可分为：轻度腐蚀、中度腐蚀和破坏性腐蚀。 1）轻度腐蚀：鼓泡、溶胀、微裂纹（含裂纹）、变色、变薄等； 2）中度腐蚀：脱黏、分成、龟裂、脆化、硬化、变形等； 3）破坏性腐蚀：开裂、粉化、失强、分解、氧化、剥落等。 按照腐蚀机理可分为：物理腐蚀、化学腐蚀、大气老化和环境压力开裂。 1.3 腐蚀介质的类别 腐蚀介质种类繁多，腐蚀能力差别也很大，常见的腐蚀介质类别有大气、土壤、水环境与海水、酸、碱、盐溶液和有机化合物等几大类。 1．大气 金属的大气腐蚀与金属表面附着的一层薄水膜有关，腐蚀的阴极反映是水膜中的溶解和氧的还原。通常金属表面的潮湿程度越大，大气腐蚀速率越高。大气腐蚀的速率也与大气的组成有关，当大气中硫化物、氯化物等悬浮在大气中时，都会促进腐蚀作用。因此，工业地区大气腐蚀最严重，其次是城市和沿海地区，腐蚀最轻的是内陆农村地区。 根据标准JT/T695-2007，大气区的腐蚀分级见表1。 2．海水 海水是含盐量很高的电解质溶液，金属在海水中发生氧去极化腐蚀，氧含量和海水流速等因素对腐蚀速率有影响。由于海水中的氯离子会破坏钝化膜，必须采用涂层或电化学保护等措施。 表1 大气腐蚀环境种类和环境特征 3．土壤 土壤是一种多孔的无机、有机胶质颗粒体系，土壤的孔隙由空气、水和盐类所充满，因此是一种电解质，金属在土壤中的腐蚀通常是氧去极化腐蚀，土壤的含水量和导电性对腐蚀速率有直接的影响。 4．酸、碱、盐及有机化合物 金属在酸、碱、盐和有机化合物溶液中发生化学反应，导致金属向溶液中溶解，使得其本身的物质组成、物理性能和相关适用功能被破坏。酸、碱、盐和有机化合物溶液的浓度、温度对腐蚀速率影响甚大，浓度越大、温度越高，其腐蚀速率越快。 桥梁结构腐蚀 2.1 桥梁结构的腐蚀环境分析 根据前面介绍的关于腐蚀的定义（材料由于环境作用而引起的破化或变质。），随着社会的发展、科学技术的不断更新，这一概念将腐蚀的范畴扩大到所有的材料及所有的环境。 一般情况下，桥梁的桥身、桥面所处的腐蚀环境是大气环境，桥墩所处的腐蚀环境是水（江、河水和、海水）环境。大气环境和水环境都属于自然环境。表面上看，自然环境的腐蚀问题不及工业环境腐蚀那么明显，但这类腐蚀情况十分复杂，影响因素很多，往往随时间的延长而加剧，最后导致材料失效。特别是对于桥梁工程，如果不采取防腐蚀措施或措施不当，极易造成严重的腐蚀，导致桥梁的失效破坏，造成灾难性的事故。 大气的主要成分实际上是不变的，然而某些次要成分的改变往往会影响它的腐蚀性。在大气中，普遍存在的腐蚀成分是氧气（O2）、水蒸气（H2O）和二氧化碳CO2等。O2的含量基本是恒定的，而且是大量的；水分含量从沙漠地区的低湿度到热带区的高湿度之间变动；CO2不是大量变化，但随着气候的改变而发生变化。基于大气污染的情况，大气又可分为工业大气、海洋大气和乡村大气。对于腐蚀来说，大气的污染程度是重要的因素之一。 2.2 桥梁结构中钢铁材料的腐蚀。 1．均匀腐蚀 均匀腐蚀是相对局部腐蚀而言,是指在整个表面上发生均匀减薄的腐蚀。桥梁钢结构、钢护栏在大气、水中的腐蚀基本上属于此类腐蚀。 2．点蚀 点蚀又称小孔腐蚀，其特征是在金属表面的局部地区出现向纵深处发展的腐蚀小孔，而其余地区不腐蚀或腐蚀很轻微。碳钢在含有Cl-等活性阴离子的水中会发生点蚀.如广东某斜拉桥拉索断裂,主要就是由于Cl-点蚀造成的。示意图如下图1。 图1不锈钢在充气含氯离子介质中点腐蚀示意图 3．缝隙腐蚀 金属部件（铆接、