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防腐涂料

钢结构桥梁的腐蚀控制 1

时间:2010-07-04 11:30:33 来源:网络 作者:聪聪 点击:

 
前言 
    我国是一个人口众多、地域辽阔、海岸线很长并拥有大大小小许许多多河流的大国,因而拥有各种类型的桥梁也特别多,例如,竹排桥、木板桥、砖砌桥、石板桥、水泥桥、大型钢铁混凝土桥、铁索桥、吊桥、钢结构桥等数以万计。从性能与作用区分,桥还可分为人行桥、公路桥、过街天桥、铁路桥、过江大桥、海湾大桥、悬索桥、海运码头引桥等。我国拥有世界上最早最多的砖砌拱桥、石砌拱桥,但钢结构桥梁却少得可怜,只有兰州黄河第一桥,天津、上海市区的解放桥,大渡河上钢索桥等屈指可数的几座,解放后,1953年原苏联援助建设了第一座钢铁公路两用的武汉长江大桥,揭开了我国钢结构大桥的建设史,1978年改革开放以后迎来了我国桥梁建设的蓬勃发展的新时代。以长江为例,目前已建成21座长江大桥,正在兴建11座,仅三峡水库区就有34座桥梁即将完工,这些桥梁几乎都是钢结构桥梁。最长的一条,将是投资53亿元,北起杨州,南接镇江丹徒,全长35.66公里的润杨长江大桥,这是一座大型钢结构悬索桥,居中国第一,世界第三,润杨长江大桥的建设标志着我国已进入世界建桥的先进行列。我国正在迅速兴建高速公路,北京至上海的高速公路长为1262公里,共有980座公路桥。北京地区的桥就有1000座,其中就有设计精美的立交桥近200座。目前我国高速公路已达1.6万公里(世界第三),大约已有近万座公路桥,我国大型公路桥、精美立交桥的建设事实标志着我国的桥梁水平已处于世界先进水平。在这种令人鼓舞的新形势下,作为腐蚀防护科技工作者需要认真考虑的是:我国所建设的这些桥梁的防护水平是否也处于世界先进水平?是否能预防这些桥梁免遭环境条件的侵蚀,确保安全、可靠地运行,确保长寿命的使用?美国是世界上拥有高速公路最长的国家,据美国1984年报道,钢铁混凝土桥梁57.5万座,一半以上出现钢筋腐蚀破坏,40%承载力不足,需要修复和加固。 
     腐蚀在世界各国、各行各业造成过重大损失,飞机坠毁,钢铁桥梁突然断塌、混凝土工程出现渗漏溶蚀、裂缝、钢筋断裂,输电塔杆倒塌,水轮机叶轮出现空泡腐蚀、腐蚀损伤、停电维修以至有的电厂突然停电,引起用电工厂成片停产。按美国官方指定的部门调查,美国腐蚀损失1975年为$700亿(占GNP4.2%),1986年为$1260亿,1995年达$3000亿。 
    我国地处四个地带六个区:热带湿热区;亚热带亚湿热区;亚热带干热区;温带温和区等,长江以南相对湿度超过80%的时间在200天以上;我国是一个发展中国家,环境治理还很有限,相当广阔的区域SO2污染严重,还下着酸雨,pH值在5~6之间;地球上海洋面积为361×106平方千米,我国海岸线长达一万多公里,沿海五千多个大小岛屿,海水和海洋大气中的Cl-离子弥漫在一些地区;我国水深200米以内的大陆架占世界大陆架 总面积的23%,这些事实说明,我国要建设的桥梁很多,而周围环境又比较苛刻。 
    再说具体地区环境,以三峡为例,三峡的大气环境是属于南温带和亚热带过渡地带的气候,夏热、冬暖,年平均气温21~22℃,极端高温达到过43.5℃(在丰都县),年平均湿度多超过70%。RH大于80%的天数在200天以上,年降雨多大120~130天,pH=5.5~6.0(酸雨),空气污染含有SO2、Cl、NH3、CO2等,其特点是高温、高湿、风小、雾多、雨多。长江水质污染,pH达8.8~9.1,偏碱性,含有大量泥砂。 
这样的环境对我国各地钢结构桥梁的建设会产生什么样的影响?要采取什么措施预防这些影响? 
    在周围环境作用下,材料的退化和变质是一种自然现象,包括金属的腐蚀和非金属的老化。在相对湿度较低时金属的腐蚀速率非常缓慢,到达临界相对湿度时,腐蚀速度突然加大,这一临界值随金属种类、金属表面状态和潮湿空气中所含污染程度而有所不同,一般来说,金属的临界相对湿度在70%左右,如图1-3-1、图1-3-2所示,铁、锌、铜的临界值均在70%左右,而这些潮湿空气(在金属表面上形成水膜)一旦含有SO2,Cl2等污染物时,腐蚀速度呈几十倍上百倍地增加。 
    CO2、H2S、NH3等污染物也促进腐蚀,CO2遇水溶解后生成H2CO3促进了金属的腐蚀(但也有人认为,CO2的存在使铜和铁的腐蚀都各有下降);H2S溶入水膜后,使水膜酸化、导电度上升,阳极去极化容易,所以潮湿空气中含少量H2S也强烈加速腐蚀,NH3的溶入水膜,使其pH显著上升,含13%~25%NH3时,pH可达9~10,显著加速铜的腐蚀。 
    温度升高,显著加速化学或电化学反应,加速腐蚀。 
在环境侵蚀同时,存在静应力(使用应力和残余应力),某些合金会引起应力腐蚀,存在循环应力,绝大部分材料会引起腐蚀疲劳。某些钢出现应力腐蚀开裂的应力源包括残余应力、装配应力和使用应力。据统计,有些合金其引起应力腐蚀开裂的比例分别为40%、25%、25%,可见,要谨慎设计使用应力,处理好装配应力和残余应力,才能有效地避免应力腐蚀开裂。 

关键词: 防腐涂料
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