钢结构与混凝土结构在海洋工程中的耐腐蚀设计

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沿海码头混凝土结构的腐蚀及防护措施综述

作者：孙健 耿秀苹

来源：《城市建设理论研究》2013年第19期

摘要:随着社会经济的发展，许多沿海城市也快速发展起来了，加强沿海码头的防护是很有必要的，本文探索了沿海码头混凝土结构的腐蚀及防护措施。

关键词:沿海码头混凝土结构腐蚀防护措施

中图分类号： TG171 文献标识码： A 文章编号：

近年来，处于沿海及近海地区的混凝土结构, 由于海洋环境中的氯离子对混凝土的侵蚀引起钢筋锈蚀而使结构发生早期损伤, 导致结构耐久性降低。在预期荷载不变的情况下, 结构的安全度和可靠度就会降低, 并可能使结构在达到其设计寿命之前就已经破坏, 造成极大的危害和巨大的损失。

钢筋混凝土结构结合了钢筋与混凝土的优点，已成为最常用的结构形式之一。钢筋腐蚀破坏造成的直接、间接损失之大远远超出人们的意料，在欧美发达国家已构成严重的财政负担。目前广泛应用于沿海及近海地区海港工程中的混凝土结构，由于海水、海风等海洋环境对钢筋混凝土结构的侵蚀，导致海工混凝土结构破坏非常普遍。

我国海洋工程中广泛使用的钢筋混凝土结构因腐蚀引起破坏的情况同样严重。除海洋环境本身属于强腐蚀环境因素外，环境的日益恶化、相关的混凝土结构耐久性规定标准偏低、施工质量不能保证等因素，致使我国混凝土结构大部分在使用 10 年左右即出现较严重的腐蚀破坏，给国家建设和经济发展造成了巨大的损失。因此，如何采取有效的防腐蚀技术措施，防止钢筋混凝土结构过早出现钢筋锈蚀破坏，确保建筑物达到预期的使用寿命是国内外学术界、工程界极为关切的热点。

从材料学科层次上分析，混凝土结构的腐蚀可分为混凝土本身的腐蚀破坏和混凝土中钢筋的腐蚀破坏。

混凝土的腐蚀破坏是由于混凝土直接暴露在自然环境和使用环境中，在各种外部物理、化学作用及材料内部因素的作用下，混凝土内的某些成分发生反应、溶解和膨胀，而降低或失去自身工作能力的性能，引起结构耐久性的失效。混凝土腐蚀破坏的原因主要包括混凝土冻融破坏、碱- 集料反应和碳化。

海洋防腐蚀规范

篇一：海洋石油防腐技术

海洋石油防腐蚀系统工程培训

课程名称：海洋石油防腐系统技术培训

培训组织：康百思技术服务

培训时间：4 天

培训方式：经验分享 + 讲授 + 案例分析 + 资料阅读

篇二：海洋大气钢结构防腐涂料涂装方案2011.6.23

海洋大气钢结构防腐涂料涂装方案

1 涂装方案

根据海洋大气防腐涂料涂装的防腐年限达到20年以上的要求。其中：涂层光泽保持度

＞70％；颜色变化最大值ΔE≤3；锈蚀程度：一般部位达到≤0.50%、焊接部位≤1.00%；底漆干膜中锌含量≥85%，耐盐雾试验达到10000小时以上无明显物理变化；面漆耐磨性小于60mg/1000r，硬度大于2H，柔韧性小于1mm，耐人工所候老化性10000小时后光泽保持度：＞90％、颜色变化：ΔE≤1.0、表面无起泡、粉化现象，太阳辐射吸收系数小于0.45；WZ-1水性无机富锌底漆、H53-01环氧渗透（封闭）底漆、H53-06云铁环氧防锈漆（中间漆）、B03氟碳防腐面漆、BN不含异氰酸酯丙烯酸聚硅氧烷面漆的耐冲击强度大于50cm；整个防腐涂层附着力大于5MPa，耐循环防腐蚀试验5000小时后宽度小于1mm；整个防腐涂料底层涂料、面层涂料要具备良好的相容性、附着力及耐久性等具体要求，应采用性能可靠,附着力强,耐候性好,防腐蚀强,成熟可靠的配套品牌油漆涂料及涂装方案。详见下表：

2 钢结构防腐涂装技术要求、试验方法和检验规则

涂装施工技术要求、试验方法、检验规则等应按《铁路钢桥保护涂装》（TB/T 1527-2004）及《钢结构工程施工质量验收规范》（GB 50205-2001）中的各项基本要求,同时根据防腐年限20年以上要求，制定相应的要求及措施。 2.1 技术要求

1）涂装前钢结构表面除锈等级要求

涂装前，钢结构表面应平整，施工前必须认真清除钢材表面的氧化皮、焊渣、焊疤、灰尘、毛刺、铁锈、油污和水迹等，表面处理应达到GB/T 8923-1988规定的Sa2.5级，对于分段对接处和喷射或抛丸达不到的位置，采用动力工具机械打磨除锈，除锈等级为St3，外观相当于GB/T 8923-1988规定的Asa2.5、Bsa2.5。

海洋工程结构物的设计与施工技术

海洋工程是指建设在海洋、沿海以及深海的物流、能源、交通、水利等综合利用的工程。

海洋工程结构物的设计与施工技术是海洋工程的重要组成部分。本文将从海洋工程结构物的分类、设计与施工技术等方面进行介绍。

一、 海洋工程结构物的分类

海洋工程结构物包括以下几类：

1. 海上及浅海平台

2. 海上油轮

3. 海上塔式风力发电设施

4. 海上桥梁

5. 海底隧道

6. 海上天然气输送管道

7. 海上石油输送管道

二、 海洋工程结构物的设计

海洋工程结构物的设计要考虑到以下几方面的因素： 1. 环境因素

海洋环境复杂多变，设计时必须考虑海洋的气候、波浪、潮汐、风速等自然因素。同时也要考虑海底的地质构造、海水的化学成份以及海洋生态环境等多个因素。

2. 结构强度

海洋工程结构物在使用过程中要承受巨大的海浪、风力等各种力的作用，结构强度的设计十分重要。

3. 材料选择

海洋结构物的材料选择要考虑到海洋环境的腐蚀、侵蚀等问题。同时，由于海面氧气含量较低，钢材、混凝土等耐蚀性材料的选择也是至关重要的。

4. 渗透防水措施

海洋结构物在使用过程中会受到海水渗透对结构的侵蚀，设计防水措施是重要的一环。

三、 海洋工程结构物的施工技术

海洋工程结构物施工的难度极大，施工环境极易受自然因素影响，而且要求施工质量极高。

1. 海上施工技术 海洋结构物的海上施工技术是一项特殊的技术。在现代化海上施工中，通过使用现代化工程船和钢结构起重机、水下焊接技术等现代化技术来提高施工效率和质量。

2. 海底施工技术

海底施工技术又可分为两部分，一是地面施工，包括预制吊放、吊装和安装等工序。另一部分是水下施工，包括沉管、钻孔、水下焊接、水下切割等工艺。

3. 安全施工

安全施工是海洋工程的基础，要进行全面的考虑，明确所属岛屿之间的强制防瞬时强风伸缩式罩体、吹扫方式等技术安装方法，防范岩屑等重要问题。

四、 海洋工程结构物的维护与检测

在海洋大气环境下，由于日照时间长、大气湿度大、大气中的盐粒和盐雾较多，平台采用普通涂料容易使得钢结构大气区表面的涂料出现失光、变色、粉化、龟裂等现象，降低涂料对钢结构的防腐效果。国际上对海上平台等钢结构的防腐蚀保护，主要采用具有较好耐大气老化、耐盐雾、耐潮湿的高性能防腐涂料对平台大气区进行保护，均需要长效保护15年至20年。

锌盾冷喷锌用于钢结构防腐保护的锌盾冷喷锌是由纯度高于99.996%以原子化提炼的锌粉（干膜中锌含量高于96%）、挥发性溶剂和有机树脂三部分配制而成的单组分的系列产品。它不含任何铅、镉等重金属成分，溶剂中不含甲苯、二甲苯、一氯甲烷或甲乙酮等有机溶剂，具备环保功能，由于含锌量高，锌盾冷喷锌干膜含有96%以上的锌，足以为钢结构材料提供较好的阴极保护。当锌盾冷喷锌被氧化时，会在锌盾冷喷锌表面缓慢产生一层锌盐层来提供屏障保护。同时，锌盾冷喷锌中的黏结剂能提供一层附加的屏障保护，从而减缓锌的氧化。锌盾的复合防腐性能，有效地结合了锌层的镀锌性质和有机涂料的屏障保护，对钢铁的防锈效果优异。

在防护性能方面锌盾冷喷锌涂层具有优良的柔韧性和很强的抗机械磨损性能，锌盾涂层与钢结构表面具有机械结合和化学结合优良的附着力，即使受到磨损破坏，锌盾也不会剥落。锌盾涂层具备易于重涂维修的优点，使用锌盾冷喷锌涂层可用于替代热浸锌、热喷锌防护；已经应用于热喷锌、热镀锌的钢结构还可应用锌盾作为长期保护。对于使用热镀锌不方便的结构和使用热镀锌容易引起变形的结构，使用锌盾保护就更具有优势。

据介绍，以前，由于国产海上平台防腐蚀涂料存在有效期较短、抗老化性能差等缺点，国内均采用国外品牌的高性能涂料。开发具有自主知识产权、预期寿命15年以上的长效环保防腐体系，已经成为国内海上平台大气区防腐涂层体系的发展趋势。常规应用的富锌涂料也有同地利用阴极保护和屏障保护的特点，但实用富锌涂料因含锌量低、阴极保护作用不强，与普通涂料一样以屏障保护作用为主，防腐蚀性不如锌盾冷喷锌。锌盾冷喷锌耐盐雾4000小时不起泡不开裂不剥落，耐紫外线老化3000小时光泽保持率在80%以上，达到国际知名品牌同类产品的水平，能够克服海洋平台大气区涂层有效期短、抗老化性能差的缺点。目前，该产品已在大港石化公司炼化装置及配套设施改建工程中得到大范围使用。大港石化公司紧邻渤海湾，其所处大气环境属于高含盐海洋大气环境，按ISO12944-2腐蚀环境分类，属最高腐蚀级别的C5-M.现场应用表明，锌盾冷喷锌防腐涂料施工方法简单、遮盖力强、流平性好、光泽度高，没有出现起泡、针孔等涂层弊病，使用效果良好。