湛江港铁矿石码头混凝土结构防腐蚀措施探讨.pdf

湛江港铁矿石码头混凝土结构防腐蚀措施探讨 黄君哲1 张宝兰1 曾志文1 廖荣国1岑文杰1陈华新2何华平2 。(1广州四航．72程技术研究院中港集团建筑材料重点试验室，广东广州510230； 2中港四航局三公司，广东湛江524027) 摘要本文从提高海工混凝土结构耐久性的基本措施出发，探讨了高性能混凝土和混凝土 表面有机涂层的抗氯离子渗透性能，介绍了湛江港铁矿石码头混凝土结构50a设计 使用寿命采取的防腐蚀措施及应用情况。 关键词 高性能混凝土涂层混凝土构件氯离子 防腐蚀使用寿命 1前言 众所周知，海洋环境中的钢筋混凝土结构如港口码头、跨海大桥、海洋平台、近海岸结构等 由于Cl一入侵混凝土，结构过早破坏的现象非常严重，造成的直接和间接损失巨大。为此，世 界各国对于氯盐环境中如何提高钢筋混凝土结构使用寿命的课题进行了大量的研究，对提高 混凝土耐久性的各种防腐蚀措施的研究、应用和评估也做了大量的工作¨“]。 目前国内外对于氯盐环境中建造长达50a以上的重要海工混凝土结构，对浪溅区的混凝 土构件，普遍采用高性能混凝土。 因高性能混凝土具有较为良好的孔结构，具有较强的抵抗各种有害介质如C1一、s暖一、 c02、H20、02等对混凝土人侵的能力，特别是有较强的抗cl一渗透性能，具有高强度，高工作 性，高体积稳定性，成为世界各国作为提高海工混凝土结构使用寿命的主要措施之一。如果配 制高性能混凝土从原材料选择、配合比设计、搅拌、运输、浇筑、养护、温控、保护层垫块等各环 节的控制技术保证措施得当，则按照现有的材料和技术，可配制出满足50a使用寿命的海工高 性能混凝土。 但是，目前结构设计向大跨度、大型化、大体积方向发展，加上如材料选择不当，配合比不 合理、施工控制不足等因素极易造成混凝土收缩裂缝，或者构件由于超载引起混凝土受拉区出 现大于允许裂缝宽度，以及施工过程中混凝土保护层小于实际设计值时，则可导致混凝土结构 使用寿命显著缩短。 因此，如需要建造达到50a以上使用寿命的海工混凝土建筑物，普遍采用高性能混凝土与 混凝土表面有机涂层、涂覆浸入型涂料(如硅烷)、环氧涂层钢筋、钢筋阻锈剂、阴极保护等结合 组成联合防腐蚀系统。其中混凝土表面有机涂层用于海洋环境中混凝土结构抗氯盐腐蚀的研 究与应用已有近十几年的历史，因其防腐蚀效果显著、设计和施工经验成熟、成本较低等特点 248 黄君哲等·湛江港铁矿石码头混凝土结构防腐蚀措施探讨 而被广泛采用。 2码头防腐蚀措施 湛江港20万吨级铁矿石码头，位于北回归线以南，年平均气温23．5℃，年最高气温 37．3。C，年最低气温5．1℃，年平均相对湿度为83．6％，海水含盐量随季节变化，变化范围为 23．3—30．2∥L。 码头设计为高桩梁板式结构，全长330m，宽34m，设计使用寿命为50a。为了保证码头结 构能够达到50a以上的使用寿命设计要求，经过对各种防腐蚀措施的试验结果、应用效果的比 较，确定本工程采用C50高性能混凝土(HPC)和混凝土表面有机涂层联合的防腐蚀措施。 高性能混凝土近年来在我国承建的重要海港工程、跨海大桥等工程上已得到广泛应用，如 盐田国际集装箱码头二期、三期工程、巴基斯坦瓜达尔深水港码头、上海东海大桥、上海洋山深 水港码头、大连港25万吨矿石专用码头、大连港30万吨原油码头、某海军防波堤等项目，目前 应用的高性能混凝土数量约达到35万m3。 高性能混凝土中掺加的优质活性掺合料(粉煤灰、硅灰、矿粉等)与水泥水化产物ca(OH)， 发生的火山灰反应，进一步改善混凝土的凝胶孔结构和凝胶与骨料的界面结构，从而提高了混 凝土的强度和抗渗透性能。表1列出了普通混凝土与高性能混凝土的强度和抗氯离子渗透性 能试验结果。从表1可见，在相同水胶比的情况下，掺加粉煤灰、矿粉的HPC的早期强度会偏 低，长期强度则基本接近普通混凝土；在混凝土耐久性方面，掺加了优质掺合料的HPC90d龄 期电通量仅为普通混凝土的18％一39％，90d龄期的HPC扩散系数仅为普通混凝土的13％～ 48％。因此，HPC具有很强的抵抗氯离子向混凝土内部渗透的性能，在海工混凝土结构中应用 HPC可明显延长结构的使用寿命。 表1混凝土的抗压强度和抗氯离子渗透性能 混凝土表面有机涂层在我国的研究与应用始于20世纪80年代初期。作为提高我国海港