通常鋼筋混凝土防腐蝕等級劃分為強(qiáng)腐蝕、中腐蝕、弱腐蝕、微腐蝕4個等級。混凝土及鋼筋混凝土材料埋設(shè)在各種類型的土壤中,都會不同程度地遭受各種侵蝕介質(zhì)的腐蝕損壞。其腐蝕形態(tài)、腐蝕規(guī)律、腐蝕機(jī)理及主要影響因素與土壤類型、土壤理化性質(zhì)及微生物的種類和含量有著直接的關(guān)系。
一、我國主要土壤腐蝕性分類
1、中堿性土壤對混凝土材料的腐蝕
我國中原、華北、東北等地區(qū)的土壤一般為中堿性土壤。中堿性土壤對混凝土材料的腐蝕屬于溶出性腐蝕,屬于弱腐蝕或中等腐蝕。主要影響因素是土壤含水率、土壤透水性及硫酸鹽等腐蝕介質(zhì)的含量。
2、酸性土壤對混凝土材料的腐蝕
我國南方各省的磚紅壤、赤紅壤、紅壤、黃壤等土壤屬酸性土壤類別。酸性土壤對混凝土材料的腐蝕屬分解性腐蝕,屬中等腐蝕。在酸性土壤中進(jìn)行項目時,對地下部分混凝土結(jié)構(gòu),要配制高強(qiáng)高性能混凝土和必要的外防護(hù)措施。特別是在深圳地區(qū)更應(yīng)加強(qiáng)防護(hù)。
3、內(nèi)陸鹽土對混凝土材料的腐蝕
我國新疆、青海、甘肅、內(nèi)蒙等地區(qū)的土壤類別屬內(nèi)陸鹽土。此種土壤對混凝土材料產(chǎn)生極嚴(yán)重的膨脹性腐蝕破壞,屬強(qiáng)腐蝕或極強(qiáng)腐蝕性土壤。在內(nèi)陸鹽土地區(qū),特別是在鹽化內(nèi)陸鹽土、鹽漬內(nèi)陸鹽土地區(qū)進(jìn)行項目時,地下部分必須采取防腐措施,要配制耐腐蝕高性能混凝土,混凝土結(jié)構(gòu)外圍要作防腐蝕隔離層。
4、濱海鹽土對混凝土材料的腐蝕
我國沿海地區(qū)的土壤屬濱海鹽土。濱海鹽土中的鹽分組成主要是氯化物和硫酸鹽。濱海鹽土對混凝土材料的腐蝕,主要是硫酸鹽對混凝土材料的膨脹性破壞,以及氯化物對混凝土中鋼筋的銹蝕。濱海鹽土中含有大量的氯化物,它的存在一方面破壞鋼筋的鈍化膜,從而加速鋼筋的銹蝕;另一方面對硫酸鹽的腐蝕具有抑制作用:氯離子與硬化水泥石中的水化鋁酸鈣反應(yīng)生成氯鋁酸鈣,從而減少了具有膨脹性破壞作用的水化硫鋁酸鈣(鈣礬石)的生成量。
二、抗腐蝕的基本方法概述
1、混凝土原材料處理
水泥：普通水泥或硅酸鹽水泥因其早期強(qiáng)度高、堿度高、碳化慢、品種穩(wěn)定而成為首選品種。水泥強(qiáng)度等級按規(guī)范要求不低于C35(有抗凍要求的不低于C45)。注意應(yīng)避免使用早強(qiáng)水泥(水化速率過快,水化熱大,混凝土收縮裂縫多,且熟料中硅酸二鈣含量比例低,后期強(qiáng)度增長緩慢)。
粗細(xì)骨料：石子可用花崗石或石灰石類級配碎石,但要篩除針狀和片狀顆粒,也可用級配河卵石。不得用活性的骨料以免產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)(我省基本無此問題)。砂應(yīng)使用河砂,不應(yīng)使用海砂(因現(xiàn)有施工人員素質(zhì)和管理水平難以保證海砂沖洗后氯化鈉總含量不得超過干砂質(zhì)量千分之一的防腐蝕要求)。
外加劑：適量的外加劑可提高混凝土密實(shí)性和耐腐蝕能力。常用的外加劑有鋼筋阻銹劑、引氣劑、混凝土減水劑等。要注意的是,外加劑化學(xué)組成中的氯鹽可能使混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋鈍化膜破壞而帶來隱患,故應(yīng)事先檢測其氯鹽含量。
2、控制混凝土的水灰比和水泥用量
最大水灰比是保證水泥充分水化及混凝土和易性的用水量。理論上硅酸鹽水泥水化結(jié)合水僅需水泥質(zhì)量的23%左右,但為了維持孔隙中供水暢通以保證水化反應(yīng),同時保證施工時的和易性(也可加入減水劑來實(shí)現(xiàn))往往需要達(dá)到最大水灰比的用水量。用水量如再多則自由水蒸發(fā)加劇,混凝土裂縫快速增加,不利于防腐蝕。
3、嚴(yán)格保證混凝土保護(hù)層的厚度
強(qiáng)腐蝕：梁、柱等條形構(gòu)件混凝土保護(hù)層厚度不少于40mm，基礎(chǔ)、外墻、結(jié)構(gòu)底板構(gòu)件混凝土保護(hù)層厚度不少于50mm。
中、弱腐蝕：梁、柱等條形構(gòu)件混凝土保護(hù)層厚度不少于35mm，基礎(chǔ)、外墻、結(jié)構(gòu)底板構(gòu)件混凝土保護(hù)層厚度不少于50mm。
4、加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)
為防止混凝土水份蒸發(fā)過快造成干縮裂縫以及混凝土水化過程溫差較大造成溫度裂縫,應(yīng)保證水化過程適宜的溫、濕度。故應(yīng)加強(qiáng)混凝土成型后養(yǎng)護(hù),特別是早期養(yǎng)護(hù)。
5、鋼筋與混凝土的表面防護(hù)
強(qiáng)腐蝕性：1）環(huán)氧瀝青或聚氨酯瀝青涂層，厚度不少于500μm。2）聚合物水泥砂漿，厚度不少于10mm。3）樹脂玻璃鱗片涂層，厚度不少于300μm。
中腐蝕性：1）涂刷2遍瀝青冷底子油，瀝青膠泥涂層，厚度不少于500μm。2）聚合物水泥砂漿，厚度不少于5mm。3）環(huán)氧瀝青或聚氨酯瀝青涂層，厚度不少300μm。
弱腐蝕性：1）表面可不做處理。2）涂刷2遍瀝青冷底子油，瀝青膠泥涂層，厚度不少于300μm。3）涂刷2遍聚合物水泥漿。
6、混凝土墊層處理措施
強(qiáng)腐蝕性：1）采用瀝青混凝土，墊層厚度不少于120mm。2）采用聚合物水泥混凝土，墊層厚度不少于120mm。
中腐蝕性：1）采用瀝青混凝土，墊層厚度不少于100mm。2）采用碎石灌注瀝青處理，墊層厚度不少于150mm。
弱腐蝕性：選用混凝土等級不低于C20，墊層厚度不少于100mm。
7、混凝土基礎(chǔ)梁表面處理措施
強(qiáng)腐蝕性：1）環(huán)氧瀝青、聚氨酯瀝青貼玻璃布，厚度不少于1mm。2）樹脂玻璃鱗片涂層，厚度不少于500μm。3）涂刷聚合物水泥砂漿，厚度不少于15mm。
中腐蝕性：1）涂刷環(huán)氧瀝青或聚氨酯瀝青，厚度不少于500μm。2）涂刷聚合物水泥砂漿，厚度不少于10mm。3）涂刷樹脂玻璃鱗片涂層，厚度不少于300μm。
弱腐蝕性：1）涂刷環(huán)氧樹脂瀝青涂層，或聚氨酯瀝青涂層，厚度不少于300μm。2）涂刷聚合物水泥砂漿，厚度不少于5mm。3）涂刷2遍聚合物水泥漿。
三、樁基礎(chǔ)抗腐蝕處理措施詳述
樁基礎(chǔ)環(huán)境鋼筋混凝土腐蝕通常為硫酸鹽腐蝕、氯離子腐蝕、PH腐蝕。強(qiáng)腐蝕環(huán)境下宜選用預(yù)制鋼筋混凝土樁，中、弱腐蝕環(huán)境下宜選用混凝土灌注樁。
1、預(yù)制鋼筋混凝土樁
硫酸鹽腐蝕：1）采用抗硫酸鹽或硅酸鹽水泥施工。2）添加適當(dāng)抗硫酸鹽外加劑。3）增加樁身混凝土腐蝕量，強(qiáng)腐蝕環(huán)境下不少于30mm，中等環(huán)境下不少于20mm。4）強(qiáng)腐蝕環(huán)境下，表面涂刷不少于500μm防腐蝕涂層；中等腐蝕環(huán)境下涂刷不少于300μm防腐蝕涂層。
氯離子腐蝕：1）加入鋼筋阻銹劑、礦物摻和料。2）強(qiáng)腐蝕環(huán)境下，表面涂刷不少于500μm防腐蝕涂層；中等腐蝕環(huán)境下涂刷不少于300μm防腐蝕涂層。
PH腐蝕：1）增加樁身混凝土腐蝕量，強(qiáng)腐蝕環(huán)境下不少于30mm，中等環(huán)境下不少于20mm。2）強(qiáng)腐蝕環(huán)境下，表面涂刷不少于500μm防腐蝕涂層。中等腐蝕環(huán)境下涂刷不少于300μm防腐蝕涂層。
2、鋼筋混凝土灌注樁
硫酸鹽腐蝕：1）采用抗硫酸鹽或硅酸鹽水泥施工。2）摻入礦物摻合料。3）增加樁身混凝土腐蝕量，中等腐蝕環(huán)境下不少于40mm，弱環(huán)境下不少于20mm。
氯離子腐蝕：1）摻入鋼筋阻銹劑。2）摻入礦物摻合料。
PH腐蝕：1）增加樁身混凝土腐蝕量，中等腐蝕環(huán)境下不少于40mm，弱環(huán)境下不少于20mm。
四、升壓站砌體結(jié)構(gòu)抗腐蝕處理措施詳述
腐蝕條件下，升壓站附屬建筑若選擇磚砌體結(jié)構(gòu)，其材料建議選用燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚，強(qiáng)度等級可選用MU30、MU25、MU20。若選用砌塊砌體結(jié)構(gòu)，其材料建議選用混凝土小型空心砌塊，強(qiáng)度等級可選用MU15、MU20。但在強(qiáng)、中等腐蝕條件下，基礎(chǔ)不宜選擇磚基礎(chǔ)。砌體墻面用1:2水泥砂漿抹面處理，后根據(jù)防腐等級進(jìn)行面層防護(hù)。
腐蝕條件砌體結(jié)構(gòu)表面處理措施：
強(qiáng)腐蝕環(huán)境下：涂刷不少于160μm防腐涂層（保護(hù)層使用年限10~15年）；涂刷不少于120μm防腐涂層（保護(hù)層使用年限5~10年）；涂刷不少于80μm防腐涂層（保護(hù)層使用年限2~5年）。
中腐蝕環(huán)境下：涂刷不少于120μm防腐涂層（保護(hù)層使用年限10~15年）；涂刷不少于80μm防腐涂層（保護(hù)層使用年限5~10年）；聚合物水泥漿2遍（保護(hù)層使用年限2~5年）。
弱腐蝕環(huán)境下：涂刷不少于80μm防腐涂層（保護(hù)層使用年限10~15年）；聚合物水泥漿2遍（保護(hù)層使用年限5~10年）；可不做表面防護(hù)處理（2~5年）。
