盘点港珠澳大桥中用到的防腐技术

盘点港珠澳大桥中用到的防腐技术。

20世纪80年代初，中国香港、澳門和中国大陆的陆地运输慢慢改进。然而，由于灵丁洋、中国香港和珠三角地区西岸的交通有限，到90世纪末，香港特别行政区认为需要建立连接中国香港、珠海和澳門的跨海渠道，充分运用香港和澳门的优势，寻求新的经济增长点。

中国香港珠海澳門立交桥项目于2009年获国务院批准，同年年底开建。九年后，中国香港珠海澳門立交桥全方位全线通车。桥梁主体工程由桥梁工程和岛隧工程组成；桥梁工程总长约35.6公里。岛隧工程由两个面积约10万㎡的人工岛和长约6.7公里的沉管隧道组成；桥梁工程长约28.9公里，其中中国香港段长约6公里，粤港澳主体工程长约22.6公里。

1#为什么要防腐蚀？

珠港澳大桥位于珠三角地区，属于亚热带气候海洋温带季风气候，温度高，湿度高，海盐含量高，受干湿循环、冻融循环、氯离子、硫酸离子等因素影响，混泥土钢筋会发生电化学腐蚀锈蚀，体积膨胀使混泥土开裂，造成混泥土使用期限大大降低。同时，珠港澳大桥的设计和使用期限为120年。防腐蚀措施对于确保其120年的使用期限尤为重要。

混泥土防腐蚀技术主要有哪些？

目前，混凝土结构的防腐蚀措施包括硅烷浸渍、镀层、不锈钢筋、环氧树脂钢筋、管道阴极保护、防锈剂、透水模板等。

2.1硅烷浸渍。

硅烷将硅烷深入混泥土毛孔，疏水毛孔壁，使水和氯化物难以渗透到混泥土中。其优点是工程施工便捷，防腐蚀效果好，更改混泥土外观，具备表面自清洁功能；达到一定使用期限后，手涂相对性简易，但不能涂在湿混泥土表面。

2.2镀层

该方法的原理是在混泥土表面形成隔离层，以减缓混泥土的腐蚀。其优点是工程施工简易，保护效果明显，混泥土外观可根据需要更改。但存在以下缺点：湿表面镀层效果差，后期耐候性易粉化，脱落影响外观，使用期限后难以重新镀层。

2.3不锈钢筋。

在钢筋中加入一定量的耐腐蚀元素（铬、镍、钼等），可显著提高钢筋点蚀临界氯离子浓度，工程施工简易，但成本高。

2.4环氧树脂钢筋。

利用环氧树脂的高化学稳定性，隔离基体和外部环境，有效隔离各种腐蚀和侵蚀，达到减缓钢筋腐蚀的目的。但也存在一些缺陷，如减少钢筋与混泥土之间的握力，控制工程施工过程中镀层完整性的技术要求高，对镀层缺陷敏感，一旦生锈，无法补救。

2.5管道阴极保护。

该方法是停止将钢筋电位极化为阳极反应（即钢筋腐蚀反应）的策略。在所有防腐蚀方法中，保护效果，保护时间长，保护寿命可达50年以上。但该方法成本高，施工技术和后期维护要求高。

2.6阻锈剂。

该方法是利用防锈剂在钢筋表面形成保护膜，不断防止和延缓钢筋浮士德的电化学过程。该方法可提高氯离子的临界浓度，延缓钢筋钝化的发生。但长期保护效果不稳定，容易对混泥土产生不利影响。

2.7透水模板。

透水模板具备透水、透气、保水的功能，可降低混泥土表面的水灰比，提高表面质量。该方法可提高表面混泥土的密实性、表面质量和外观，有助于提高抗氯离子的渗透性。但会增加混泥土的工程施工成本，约20元/平方米。

3#珠港澳大桥防腐蚀措施。

3.1耐候钢亮相国内跨海工程。

中国香港珠海澳門立交桥的地理位置和环境要求使用的金属材料具备严格的耐腐蚀性。耐候钢可通过稳定的锈层防止腐蚀，满足中国香港珠海澳門立交桥120年的设计寿命要求。鉴于耐候钢焊接冶金质量难以控制，焊接腐蚀性能难以保证，燕山大学王青峰研究小组与中铁山桥集团有限公司合作，将耐候钢应用于珠海澳門桥锚箱焊接制造，优化焊接材料和焊接工艺，使焊接冶金质量、接头机械性能和耐腐蚀性能满足设计要求。

3.2先进防腐涂料。

海泥中有各种易腐蚀的因素。通过镀层将海泥与钢管本身隔离，可以大大避免腐蚀。钢管桩位于海泥环境中，打桩过程中的机械损伤和砾石对镀层表面构成很大威胁。此外，在充满腐蚀性介质的海泥中，更难保证120年的使用期限而不显著降低性能。钢管桩采用SEBF镀层，与基体的粘结强度是国内外同类产品的两倍以上，保证了打桩过程中镀层的完整性。同时，镀层在酸碱盐环境中具备优异的化学稳定性和防水防渗能力，大大提高了钢管桩的使用期限。

3.3牺牲阳极阴极保护法。

考虑到保护效果和材料成本，中国香港珠海澳門立交桥选择铝作为牺牲阳极。同时，为了降低工程施工难度和后期维护难度，创造性地放弃了传统的管道阴极保护方法，大胆采用了在海水区安装牺牲阳极保护泥区的新方法，解决了在海泥中更换牺牲阳极成本和工程施工难度的问题。同时，中国科学院金属研究所的研究人员采用钢管内壁安装保护设施的方法，将探头打桩深入近100米的海泥下，实现原位检测，这是海洋工程行业的应用。

3.4硅烷浸渍法。

氯离子渗透作为氯离子的主要来源，会破坏混泥土中的钢筋钝化膜，终造成钢筋腐蚀、结构恶化，影响使用期限。针对这一问题，设计了浸泡硅烷浸渍材料，以提高混泥土的耐腐蚀性。硅酮分子通过硅烷的小分子结构牢固附着在混泥土表面和毛细管上，形成致密的保护层，减少水和氯离子的渗透。同时，硅烷浸渍处理不会改变混泥土的外观，更容易进行后期维护和手涂。