橋梁的腐蝕與防護(hù)橋梁的腐蝕與防護(hù)1目錄1、橋梁簡介2、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理3、橋梁的腐蝕防護(hù)目錄1、橋梁簡介21、橋梁簡介橋梁是鐵路、公路、管線或渠道跨越河流、海峽、山谷或其他障礙的空中建筑物。即空中的道路，是整個道路系統(tǒng)中的重要節(jié)點(diǎn)。1、橋梁簡介橋梁是鐵路、公路、管線或渠道跨越河流、海31.1、橋梁的起源遠(yuǎn)古時期開始，人類活動的地方就有了橋梁獨(dú)木橋天然石橋1.1、橋梁的起源遠(yuǎn)古時期開始，人類活動的地方就有了橋梁獨(dú)木41.1、橋梁的起源后來，人們會用天然的植物藤蔓和人造的麻繩開始造橋原始索橋的大致結(jié)構(gòu)1.1、橋梁的起源后來，人們會用天然的植物藤蔓和人造的麻繩開51.1、橋梁的起源受到大自然天然結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，加之石料等材料的運(yùn)用技術(shù)提高，人們開始自己造拱橋，梁橋等各種橋梁。1.1、橋梁的起源受到大自然天然結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，加之石料等材料的61.2、橋梁的分類按用途：鐵路橋梁、公路橋梁、公鐵兩用橋梁、立交橋、行人橋按建材：鋼橋、混凝土橋梁、結(jié)合梁橋、混合梁橋、木橋（這里我們知道，建造橋梁的材料主要為鋼筋和混凝土）按結(jié)構(gòu)（最主要的分類方式）：梁橋、拱橋、斜拉橋、懸索橋1.2、橋梁的分類按用途：鐵路橋梁、公路橋梁、公鐵兩用橋梁、71.2、橋梁的分類梁橋：以受彎為主的主梁作為承重構(gòu)件的橋梁。其構(gòu)造簡單，制造、架設(shè)和維修均較方便，廣泛用于中、小跨度橋梁，但在材料利用上不夠經(jīng)濟(jì)1.2、橋梁的分類梁橋：以受彎為主的主梁作為承重構(gòu)件的橋梁。81.2、橋梁的分類拱橋：指的是在豎直平面內(nèi)以拱作為結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁，承重結(jié)構(gòu)主要承受軸向力，沒有彎矩或彎矩很小1.2、橋梁的分類拱橋：指的是在豎直平面內(nèi)以拱作為結(jié)構(gòu)主要承91.2、橋梁的分類斜拉橋：是將主梁用許多拉索直接拉在橋塔上的一種橋梁，是由承壓的塔、受拉的索和承彎的梁體組合起來的一種結(jié)構(gòu)體系。其可使梁體內(nèi)彎矩減小，降低建筑高度，減輕了結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省了材料。1.2、橋梁的分類斜拉橋：是將主梁用許多拉索直接拉在橋塔上的101.2、橋梁的分類懸索橋：指的是以通過索塔懸掛并錨固于橋兩端的纜索（或鋼鏈）作為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁。從纜索垂下許多吊桿，把橋面吊住，在橋面和吊桿之間常設(shè)置加勁梁，同纜索形成組合體系，以減小活載所引起的撓度變形。1.2、橋梁的分類懸索橋：指的是以通過索塔懸掛并錨固于橋兩端112、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理自古至今，人們建造了無數(shù)的橋梁，它們一方面給人類提供方便，另一方面自身也經(jīng)受巨大的損壞，需要進(jìn)行維修，甚至報廢重建。2、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理自古至今，人們建造了無數(shù)的橋梁，122、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理損壞的原因主要?dú)w結(jié)為下列幾點(diǎn)：自然災(zāi)害各類交通事故橋梁材料的腐蝕材料的制作不良2、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理損壞的原因主要?dú)w結(jié)為下列幾點(diǎn)：132、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理日本曾統(tǒng)計過104所懸索斷橋事故，其中有23例與鋼材的質(zhì)量與腐蝕問題有關(guān)事故原因載荷及交通事故自然災(zāi)害腐蝕材料不良其他數(shù)量373519492、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理日本曾統(tǒng)計過104所懸索斷橋事故142、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理橋梁承受著交變載荷,長期暴露在自然環(huán)境中,橋梁的鋼結(jié)構(gòu)及混凝土結(jié)構(gòu)都會受到環(huán)境介質(zhì)的腐蝕。2、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理橋梁承受著交變載荷,長期暴露在自152、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理特別是在一些環(huán)境質(zhì)量惡劣的地區(qū),如大氣污染嚴(yán)重的地區(qū)、水污染嚴(yán)重的地區(qū)以及濱海、海洋環(huán)境中SO2,CO2,Cl-等腐蝕性物質(zhì)含量增大,都會造成橋梁的嚴(yán)重腐蝕,影響橋梁的結(jié)構(gòu)安全性及使用壽命。因此,橋梁的腐蝕與防護(hù)問題已經(jīng)成為橋梁工程及腐蝕與防護(hù)領(lǐng)域的重要研究課題。2、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理特別是在一些環(huán)境質(zhì)量惡劣的地區(qū),162、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理2001年，中國四川省的宜賓小南門金沙江大橋發(fā)生斷裂2、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理2001年，中國四川省的宜賓小南172、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理據(jù)現(xiàn)場勘查人員的報告，發(fā)現(xiàn)坍塌斷裂之處露出一層薄薄的鋼筋網(wǎng)，懸吊的承重鋼管中露出了銹跡斑斑的鋼纜。正是因為吊索鋼絲的銹蝕折斷，造成了橋梁斷成三節(jié)。另據(jù)現(xiàn)場工程人員說，讓人不可思議的是，那承重鋼纜是裝在鋼管中且加了防銹油的，怎么會生銹？

2、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理據(jù)現(xiàn)場勘查人員的報告，發(fā)現(xiàn)坍塌斷182、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理橋梁工程中的腐蝕問題主要是指鋼鐵構(gòu)件和混凝土的腐蝕,其中混凝土的腐蝕又包括混凝土中鋼筋的腐蝕及混凝土材料本身的腐蝕,混凝土中鋼筋的腐蝕與其它鋼鐵構(gòu)件的腐蝕在機(jī)理上是一致的。2、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理橋梁工程中的腐蝕問題主要是指鋼鐵192.1、大氣腐蝕一般情況下，橋梁的橋身，橋面所處的腐蝕環(huán)境是大氣環(huán)境2.1、大氣腐蝕202.1.1、大氣腐蝕的機(jī)理大氣腐蝕是金屬處于表面水膜層下的電化學(xué)腐蝕過程，表面水膜是空氣中水分在金屬表面吸附凝聚而形成的。陰極反應(yīng)（中性堿性水膜中）：O2+H2O+4e4OH—陰極反應(yīng)（弱酸性水膜，酸雨中）：O2+4H++

4e2H2O陽極反應(yīng)：FeFe2++2e（或?qū)懗山饘匐x子水化物的形式）2.1.1、大氣腐蝕的機(jī)理大氣腐蝕是金屬處于表面水膜層下的電212.1.1、大氣腐蝕的機(jī)理實(shí)際中，由于腐蝕開始后有銹蝕產(chǎn)物的存在，它對銹層下基體鋼材的離子化起氧化劑的作用，在濕潤大氣下電化學(xué)腐蝕反應(yīng)機(jī)理大致如下：陰極反應(yīng)發(fā)生在Fe3O4/FeOOH界面：6FeOOH+2e→2Fe3O4+2H2O+2OH-陽極反應(yīng)發(fā)生在金屬/Fe3O4界面：FeFe2++2e陰極反應(yīng)實(shí)質(zhì)為銹層內(nèi)Fe3+→Fe2+的銹層還原反應(yīng)。硫化物，鹽霧，酸雨及塵埃顆粒的存在，增強(qiáng)了水膜電解質(zhì)的導(dǎo)電性，加速了大氣腐蝕2.1.1、大氣腐蝕的機(jī)理實(shí)際中，由于腐蝕開始后有銹蝕產(chǎn)物的222.1.2、大氣腐蝕的主要破壞形態(tài)均勻腐蝕縫隙腐蝕應(yīng)力腐蝕2.1.2、大氣腐蝕的主要破壞形態(tài)均勻腐蝕232.1.3、大氣腐蝕的影響因素一、成分大氣的主要成分幾乎是不變的，但不同地域的大氣中還含有一定量的二氧化硫，一氧化碳，硫化氫，鹽霧等物質(zhì)。2.1.3、大氣腐蝕的影響因素一、成分242.1.3、大氣腐蝕的影響因素SO2：（1）SO2→SO3→H2SO4（2）與Fe作用→FeSO4（易溶于水）→H2SO4Cl-：氯離子隨氯化物顆粒沉積在金屬表面的水膜中，同時其也具有吸濕作用，會將大氣中的濕氣吸納與金屬表面，大大增強(qiáng)表面水膜電解質(zhì)導(dǎo)電性。同時，氯離子自身對鋼鐵和混凝土的侵蝕性也非常高。2.1.3、大氣腐蝕的影響因素SO2：252.1.3、大氣腐蝕的影響因素固體塵埃：（1）本身具有腐蝕性（2）本身無腐蝕性，但能吸附腐蝕性物質(zhì)，如碳層會吸收SO2和水氣（3）本身腐蝕性和吸附性都沒有，但會在金屬表面形成縫隙而凝聚水分，形成氧濃差電池。如砂粒2.1.3、大氣腐蝕的影響因素262.1.3、大氣腐蝕的影響因素此外，影響大氣腐蝕的因素還有相對濕度、金屬表面溫度、金屬表面形態(tài)。相對濕度：過高時，氧擴(kuò)散困難；過低時，水膜難以形成；達(dá)到某一臨界值，腐蝕明顯。金屬表面溫度：金屬表面溫度比大氣溫度低時，表面才能凝結(jié)水膜，即結(jié)露。所以氣溫高的地區(qū)和晝夜溫差大的地區(qū)，腐蝕更嚴(yán)重。金屬表面形態(tài)：粗糙的表面吸附性強(qiáng)，更易發(fā)生各種形態(tài)的腐蝕2.1.3、大氣腐蝕的影響因素此外，影響大氣腐蝕的因素還有相272.1、大氣腐蝕設(shè)計防護(hù)方案時，往往根據(jù)環(huán)境條件來確定具體方案：熱帶/亞熱帶/溫帶/寒帶濕和區(qū)/濕熱區(qū)/亞濕區(qū)/亞干燥區(qū)/干燥區(qū)鄉(xiāng)村大氣/工業(yè)大氣/海洋大氣2.1、大氣腐蝕設(shè)計防護(hù)方案時，往往根據(jù)環(huán)境條件來確定具體方282.2、水介質(zhì)腐蝕

一般情況下，橋墩所處的腐蝕環(huán)境之一是水環(huán)境2.2、水介質(zhì)腐蝕一般情況下，橋墩所處的腐蝕環(huán)境之一是水292.2、水介質(zhì)腐蝕海水中，腐蝕機(jī)理如下：陰極反應(yīng)：O2+H2O+4e4OH-陽極反應(yīng)：FeFe2++2e其機(jī)理與大氣腐蝕相同，但與大氣腐蝕不同的是，這種反應(yīng)在海水環(huán)境中是沒有阻滯性的。2.2、水介質(zhì)腐蝕海水中，腐蝕機(jī)理如下：302.2、水介質(zhì)腐蝕海水含鹽量高達(dá)3.20%—3.75%，pH值在7.50—8.60之間，溶有各種雜質(zhì)，電化學(xué)反應(yīng)非?；顫姡磺液Ｋ魉佥^快，易發(fā)生沖刷腐蝕現(xiàn)象，加速腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。所以說，海水腐蝕比大氣腐蝕要更為嚴(yán)重，也需要受到更高的重視。2.2、水介質(zhì)腐蝕海水含鹽量高達(dá)3.20%—3.75%，pH312.3、土壤腐蝕橋墩所處的另一種腐蝕環(huán)境是土壤環(huán)境2.3、土壤腐蝕橋墩所處的另一種腐蝕環(huán)境是土壤環(huán)境322.3.1、土壤腐蝕的特點(diǎn)多相性，多孔性含有多種有機(jī)物和無機(jī)物不均勻性有微生物腐蝕發(fā)生不僅對金屬造成破壞，也會對混凝土造成破壞土壤組成,結(jié)構(gòu),物理化學(xué)的差異,易造成各種不同的宏觀或微觀腐蝕電池，形成局部腐蝕。2.3.1、土壤腐蝕的特點(diǎn)多相性，多孔性332.3.2、金屬的土壤腐蝕陽極過程：陽極：Fe+nH2OFe2+·nH2O+2e堿、中性介質(zhì)：Fe2++2OH—Fe(OH)2氧的作用：2Fe(OH)2+1/2O22Fe(OH)3表面腐蝕產(chǎn)物與粘土結(jié)合,覆蓋在表面，可阻礙腐蝕的陽極過程。2.3.2、金屬的土壤腐蝕陽極過程：342.3.2、金屬的土壤腐蝕陰極過程：陰極：

O2+2H2O+4e4OH—在酸性很強(qiáng)的土壤中會發(fā)生放氫過程；在硫酸鹽還原菌豐富的土壤中，硫酸根的還原反應(yīng)液參與土壤腐蝕的陰極過程：

2H++2e→H2SO42-+4H2O+8e→S2-+8OH-由于氧在土壤中擴(kuò)散速度受到土壤結(jié)構(gòu)，松緊程度，濕度，深度等綜合影響，土壤中陰極過程受氧輸送所控制，陰極過程為主要控制步驟。2.3.2、金屬的土壤腐蝕陰極過程：352.3.3、混凝土的土壤腐蝕混凝土中，對其中包裹鋼筋進(jìn)行保護(hù)的物質(zhì)主要是Ca(OH)2,使混凝土具有強(qiáng)堿性(pH>12.6),使其內(nèi)部鋼筋處于鈍化狀態(tài)。其主要的影響因素有：CO2；Cl-；硫酸鹽2.3.3、混凝土的土壤腐蝕混凝土中，對其中包裹鋼筋進(jìn)行保護(hù)362.3.3、混凝土的土壤腐蝕CO2對混凝土的腐蝕：大氣中的CO2、SO2、NO2,酸雨與酸性水、酸性土等,均能與混凝土直接起反應(yīng),中和混凝土中的堿[Ca(OH)2]CO2+Ca（OH）2→CaCO3+H2O隨著混凝土表面的碳化，堿含量減少，其內(nèi)部的[Ca(OH)2]向表面滲透，引起其強(qiáng)度降低，直至完全破壞。2.3.3、混凝土的土壤腐蝕CO2對混凝土的腐蝕：372.3.3、混凝土的土壤腐蝕Cl-對混凝土的腐蝕：2Cl-+Ca(OH)2

→CaCl2+2OH-破壞混凝土高堿性鋼筋鈍化膜，引起鋼筋銹蝕后體積膨脹，導(dǎo)致其開裂失效。2.3.3、混凝土的土壤腐蝕Cl-對混凝土的腐蝕：382.3.3、混凝土的土壤腐蝕硫酸鹽對混凝土的腐蝕SO42-+Ca（OH）2

→CaSO4·2H2O反應(yīng)后混凝土體積增大數(shù)倍，使其內(nèi)部產(chǎn)生很大的應(yīng)力，導(dǎo)致其強(qiáng)度降低而破壞2.3.3、混凝土的土壤腐蝕硫酸鹽對混凝土的腐蝕392.3.3、混凝土的土壤腐蝕鹽類物質(zhì)除了與Ca(OH)2

發(fā)生反應(yīng)對混凝土造成破壞外，還會發(fā)生膨脹性腐蝕。混凝土結(jié)構(gòu)多孔隙→滲入可溶性鹽類→干濕交替，結(jié)晶析出→晶體體積膨脹→混凝土開裂，疏松，粉化→結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和對鋼筋的保護(hù)作用均受損2022/12/192.3.3、混凝土的土壤腐蝕鹽類物質(zhì)除了與Ca(OH)2發(fā)402.3.3、混凝土的土壤腐蝕補(bǔ)充：混凝土的堿集料反應(yīng)（混凝土的癌癥）在混凝土的硅質(zhì)集料中如果含有堿活性的物質(zhì),如礦物蛋白石等,在潮濕的環(huán)境下，就有可能發(fā)生堿-硅酸反應(yīng),在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大的膨脹應(yīng)力，從而引起混凝土開裂2.3.3、混凝土的土壤腐蝕補(bǔ)充：混凝土的堿集料反應(yīng)（混凝土413、橋梁的腐蝕防護(hù)

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度的加快,大型鋼結(jié)構(gòu)橋梁不斷涌現(xiàn),鋼橋防腐蝕的重要性日益顯現(xiàn)。防腐蝕是鋼橋從設(shè)計、施工、使用全過程必須優(yōu)先考慮的重要環(huán)節(jié),通過廣泛應(yīng)用各種先進(jìn)有效的防腐蝕方法,完善對鋼橋長效防腐蝕處理,不僅可以節(jié)約大量的橋梁維護(hù)費(fèi)用,延長鋼橋使用壽命,同時也產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。3、橋梁的腐蝕防護(hù)423、橋梁的腐蝕防護(hù)對橋梁進(jìn)行腐蝕防護(hù)，其中最常用的方法有兩種，涂料防護(hù)和陰極防護(hù)3、橋梁的腐蝕防護(hù)對橋梁進(jìn)行腐蝕防護(hù)，其中最常用的方法有兩種433.1、橋梁的涂料防護(hù)

鋼鐵的大敵就是腐蝕，而涂料正是鋼鐵橋梁防腐蝕的最方便有效的方法之一。比如悉尼港口大橋在建設(shè)時的涂裝工作量就相當(dāng)繁重，每道漆約有8000L，涂裝面積相當(dāng)于60個足球場那么大。鋼結(jié)構(gòu)橋梁的表面需要兼具裝飾和防腐蝕兩種功能的涂料。3.1、橋梁的涂料防護(hù)鋼鐵的大敵就是腐蝕，而涂443.1.1、涂料的防腐蝕特點(diǎn)1、屏蔽作用涂料被涂至鋼結(jié)構(gòu)件表面，并形成一定厚度的涂層，直接將鋼鐵與腐蝕環(huán)境隔開，形成一道防腐蝕保護(hù)屏障，推遲腐蝕介質(zhì)與鋼鐵相接觸時間。所有的涂層均具備這一性能。3.1.1、涂料的防腐蝕特點(diǎn)1、屏蔽作用453.1.1、涂料的防腐蝕特點(diǎn)2、鈍化緩蝕作用在涂料家族中，有磷化底漆、鉻酸底漆和各類車間底漆等，它們在工序間起到防銹或增加涂層底漆附著力和鈍化緩蝕作用。其自身防腐效果較弱。3.1.1、涂料的防腐蝕特點(diǎn)2、鈍化緩蝕作用463.1.1、涂料的防腐蝕特點(diǎn)3、陰極保護(hù)作用防腐底漆中添加鋅（鋁）粉形成富鋅涂料，電流由鋅流向鋼鐵，鋅粉首先被腐蝕從而就保護(hù)了鋼鐵。鋅粉在大氣中的腐蝕產(chǎn)物為難溶堿式鹽，它們會添沒涂層中的空隙，也具有保護(hù)作用。3.1.1、涂料的防腐蝕特點(diǎn)3、陰極保護(hù)作用473.1.2、涂料的基本組成成膜物質(zhì)主要基礎(chǔ)物質(zhì)，有天然油脂、天然樹脂、各類合成樹脂等溶劑使涂料保持良好的溶解和稀釋狀態(tài)，由于嚴(yán)格要求控制涂料有機(jī)揮發(fā)物VOC總量，現(xiàn)在發(fā)展純?nèi)苄院退缘榷喾N溶劑。顏料使涂膜呈現(xiàn)一定的色彩，形成一定的厚度，具有一定的功能，主要有紅丹、氧化鐵紅、富鋅涂料中的鋅粉等。助劑改善涂料的施工工藝性能，用量少、效果大，如改善顏料在涂料中的分散性的表面活性劑和防沉淀劑，還有潤濕劑、消泡劑、紫外線吸收劑等。3.1.2、涂料的基本組成成膜物質(zhì)主要基礎(chǔ)物質(zhì)，有天然油脂、483.1.3、常用的防腐蝕涂料油脂涂料醇酸涂料氯化橡膠涂料環(huán)氧涂料丙烯酸樹脂涂料聚氨酯涂料3.1.3、常用的防腐蝕涂料493.1.4、涂料的成膜機(jī)理一、物理干燥1、溶劑的揮發(fā)成膜（1）可逆性（2）溶劑敏感性（3）漆膜成型不依賴溫度，無化學(xué)反應(yīng)（4）熱塑性，高溫變軟

3.1.4、涂料的成膜機(jī)理一、物理干燥503.1.4、涂料的成膜機(jī)理一、物理干燥2、聚合物粒子凝聚成膜（1）一定溫度下具有可逆性（2）對溶劑的敏感性（3）漆膜成型有溫度依賴性（4）熱塑性（5）重涂性能比較好3.1.4、涂料的成膜機(jī)理一、物理干燥513.1.4、涂料的成膜機(jī)理二、化學(xué)固化1、連鎖聚合反應(yīng)成膜

氧化聚合方式引發(fā)劑引發(fā)聚合方式能量引發(fā)聚合形式2、逐步聚合反應(yīng)成膜

縮聚反應(yīng)形式氫轉(zhuǎn)移聚合形式外加交聯(lián)劑固化形式3.1.4、涂料的成膜機(jī)理二、化學(xué)固化523.1.5、常用的防腐蝕涂料的品種車間底漆防銹底漆中間漆面漆封閉漆磷化底漆水性涂料3.1.5、常用的防腐蝕涂料的品種車間底漆533.1.6、涂層的失效與維修涂層老化失效：有機(jī)涂層老化金屬涂層的失效復(fù)合涂層的失效有機(jī)涂層狀態(tài)評定標(biāo)準(zhǔn)ASTM涂層缺陷的評定標(biāo)準(zhǔn)（0-10級）ISO4628標(biāo)準(zhǔn)（涂層缺陷等級和數(shù)量的描述、起泡、銹蝕、開裂、剝落、粉化）GB9277-1988有機(jī)涂層老化評價標(biāo)準(zhǔn)

3.1.6、涂層的失效與維修涂層老化失效：543.1.6、涂層的失效與維修風(fēng)險評估：（1）涂層系統(tǒng)的使用壽命是多少？（2）有否必要全部出去舊涂層？（3）如果僅用最小可能的表面處理，舊涂層會被新圖層咬底嗎？（4）如果使用特殊涂料要使用特殊設(shè)備和技術(shù)嗎？（5）涂料易于施工嗎？3.1.6、涂層的失效與維修風(fēng)險評估：553.1.7、涂層的失效與維修防腐涂層維修施工：一、局部維修二、整體更新三、電弧噴涂封閉涂層更新

世界各國鋼橋防腐蝕涂裝應(yīng)用經(jīng)歷近一百年，從早期的簡單維護(hù)，到現(xiàn)代的長效防腐蝕，涂裝工藝技術(shù)也不斷發(fā)展。防腐涂層使用壽命從3-5年提高到50-100年以上，涂裝對環(huán)境的污染也得到有效的控制。3.1.7、涂層的失效與維修563.1.7、橋梁涂裝系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例3.1.7、橋梁涂裝系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例573.1.7、橋梁涂裝系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例例2美國舊金山的金門大橋涂裝（1）1965年以前底漆：紅丹/亞麻油、醇酸中間層：紅丹、氧化鐵紅/醇酸面漆：鉬橘紅、氧化鐵紅、TiO2/酚醛醇酸（2）1965年以后

底漆:水性無機(jī)富鋅，含新粉及少量紅丹中間漆：磷化底漆WP-1面漆：鉬橘紅/氯酸共聚體3.1.7、橋梁涂裝系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例例2美國舊金山的金門大橋涂583.2、橋梁的陰極防護(hù)法混凝土中鋼筋的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕，腐蝕過程就是鐵失去電子成為鐵離子的過程。電化學(xué)方法的基本原理：1、陰極保護(hù)，鋼筋極化達(dá)到負(fù)電位；2、電化學(xué)脫氯，低于腐蝕閥值；3、電化學(xué)再堿化，恢復(fù)堿度，鈍化陰極保護(hù)就是將足夠量的電子輸送到鋼筋表面，強(qiáng)制是鋼筋成為陰極，阻止鋼筋釋放電子，從而抑制鋼筋的腐蝕。常用有強(qiáng)制電流和犧牲陽極兩種方式。3.2、橋梁的陰極防護(hù)法混凝土中鋼筋的腐蝕屬于593.2.1、陰極保護(hù)準(zhǔn)則對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)陰極保護(hù)效果的評判，主要依據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN12696:2000和美國腐蝕工程師協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)NACESP0290-2007中規(guī)定的保護(hù)電位準(zhǔn)則和極化衰減準(zhǔn)則。

EN12696:2000規(guī)定：任何具有代表性點(diǎn)的瞬時斷電電位應(yīng)負(fù)于-720mV，為避免“氫脆”發(fā)生，普通鋼筋不應(yīng)負(fù)于-1100mV，預(yù)應(yīng)力鋼筋不應(yīng)負(fù)于-900mV；切斷陰極保護(hù)電流24h內(nèi)，極化衰減不小于100mV，斷電超過24h后，極化衰減應(yīng)不小于150mV。3.2.1、陰極保護(hù)準(zhǔn)則對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)陰極603.2.2、陰極保護(hù)條件必須具備的條件：（1）鋼筋的電連續(xù)性，保證陰極保護(hù)時都能成為陰極，避免雜散電流腐蝕；（2）混凝土表面狀況：安裝陽極前，通過噴砂或其他適當(dāng)方法去除高阻抗覆蓋層，避免阻礙電流。（3）避免陰極和陽極之間短路：保證陰陽極之間有一定的混凝土保護(hù)層；將露于混凝土表面的綁扎鐵絲等所有金屬件出去或向內(nèi)彎折埋設(shè)于修補(bǔ)砂漿中，避免陰極保護(hù)系統(tǒng)失效。3.2.2、陰極保護(hù)條件必須具備的條件：613.2.2、陰極保護(hù)條件必須具備的條件：（4）混凝土破損和鑿除：破損面積之和小于結(jié)構(gòu)物總面積的50%；破損的混凝土保護(hù)層均須鑿除，清楚露出的鋼筋上的銹層。（5）局部修補(bǔ)：必須是離子導(dǎo)電材料；導(dǎo)電率與原混凝土處于同一數(shù)量級；修補(bǔ)前，對擬用修補(bǔ)材料的電阻率和機(jī)械性能進(jìn)行綜合評定；不應(yīng)含有任何會增加電阻率的成分，影響電流的流入。（6）堿骨料反應(yīng)：堿性物質(zhì)與活性成分反應(yīng)，引起混凝土內(nèi)部自膨脹應(yīng)力而開裂的現(xiàn)象，謹(jǐn)慎。3.2.2、陰極保護(hù)條件必須具備的條件：623.2.3、我國杭州灣跨海大橋3.2.3、我國杭州灣跨海大橋63一、工程簡介杭州灣跨海大橋全長36km，其中海上部分橋梁長32km。設(shè)計使用壽命100年，總投資118億元。2008年建成后，杭州灣大橋?qū)⒊蔀槭澜缟献铋L、工程量最大的世界第一跨海大橋。杭州灣大橋南航道橋的主塔采用鋼筋混凝土外加電流陰極防護(hù)系統(tǒng)。保護(hù)區(qū)域為：南航道橋索塔+10.2m標(biāo)高以下塔柱、塔座和承臺（承臺底面只保護(hù)沿其周邊0.5m范圍），保護(hù)范圍的表面積為3115.2m2。3.2.3、我國杭州灣跨海大橋一、工程簡介3.2.3、我國杭州灣跨海大橋64

3.2.3、我國杭州灣跨海大橋3.2.3、我國杭州灣跨海大橋65二、外加電流陰極防護(hù)系統(tǒng)的組成外加陰極防護(hù)系統(tǒng)主要有以下幾個部分組成：（1）陽極材料：采用Savcor的LIDASP100活性鈦網(wǎng)，其設(shè)計使用壽命為100年。（2）參比電極：采用BorinStelth銀/氯化銀（Ag/AgCl）和Savcor鈦參比電極；Ag/AgCl參比電極設(shè)計壽命20年，Savcor鈦參比電極設(shè)計壽命100年。（3）墊條：用作隔離條在陰極與鋼筋之間起隔離作用，一般采用混凝土墊塊。（4）電纜線：采取符合相關(guān)規(guī)定電纜（5）其他：接線箱采取增強(qiáng)纖維材料3.2.3、我國杭州灣跨海大橋二、外加電流陰極防護(hù)系統(tǒng)的組成3.2.3、我國杭州灣跨海大橋66三、安裝1、鋼筋綁扎及陽極鈦網(wǎng)、導(dǎo)電條安裝在承臺（塔座）每一澆筑層鋼筋綁扎過程中或完成后，開始進(jìn)行陰極鋼筋的電連續(xù)性檢測，確保所有鋼筋是電連續(xù)的，不連續(xù)處可增焊幾個鋼筋接頭。然后使用電纜綁帶固定隔離墊塊，在墊塊外側(cè)安裝陽極鈦網(wǎng)，鈦網(wǎng)在固定時要注意到，大約30cm左右使用塑料夾固定，塑料夾和綁帶交替使用，陽極網(wǎng)帶的搭接長度不小于5cm，用點(diǎn)焊機(jī)焊接。再安裝鈦導(dǎo)電帶，鈦導(dǎo)電帶與陽極網(wǎng)帶焊接固定，此時還要將正極接頭焊接在鈦導(dǎo)電條上。3.2.3、我國杭州灣跨海大橋三、安裝3.2.3、我國杭州灣跨海大橋672、參比電極安裝陽極及鋼筋接頭安裝完成后，開始進(jìn)行參比電極安裝。參比電極安裝比較簡單，即：按照設(shè)計圖紙確定參比電極安裝位置，使用塑料電纜綁帶將參比電極安裝在鋼筋上的水泥墊塊上。3、安裝過程中的測試在外加陰極防護(hù)系統(tǒng)安裝過程中，還要按照要求進(jìn)行各種測試，其測試內(nèi)容包括以下六部分：鋼筋的電連續(xù)性測試，陽極區(qū)電連續(xù)性測試，鋼筋和陽極區(qū)之間電路短路的測試，鋼筋陰極電纜間的電連續(xù)性的測試，參比電極現(xiàn)場測試，陽極區(qū)之間的電絕緣測試。3.2.3、我國杭州灣跨海大橋2、參比電極安裝3.2.3、我國杭州灣跨海大橋684、安裝注意事項（1）陽極網(wǎng)帶、導(dǎo)電帶應(yīng)安裝在水泥墊塊條外側(cè)，用塑料電纜線綁帶固定，再將墊塊與導(dǎo)電條一起用電纜綁帶固定在鋼筋上，綁帶的間距應(yīng)滿足混凝土澆注強(qiáng)度要求。（2）所有陽極網(wǎng)帶均要與鋼筋絕緣，在施工和混凝土澆筑過程中要進(jìn)行不間斷監(jiān)視以保證電絕緣。（3）陽極網(wǎng)帶與導(dǎo)電條之間要進(jìn)行點(diǎn)焊，焊點(diǎn)三個以上，焊接質(zhì)量要保證，以免施工中出現(xiàn)松動、脫落。（4）所有參比電極應(yīng)安裝在混凝土覆蓋層里面，并在混凝土外表面與第一層鋼筋之間，其任何部位不得與鋼筋相接觸，保證參比電極的接觸區(qū)域應(yīng)完全被混凝土材料包裹。3.2.3、我國杭州灣跨海大橋4、安裝注意事項3.2.3、我國杭州灣跨海大橋69在不同環(huán)境中全世界的大量結(jié)構(gòu)使用的經(jīng)驗表明，即使侵蝕條件仍存在，陰極保護(hù)在防止鋼筋腐蝕上仍是十分有效的。已經(jīng)記錄了許多陰極保護(hù)成功應(yīng)用的實(shí)例，包括隧道、橋、構(gòu)件、地基、陽臺、停車坪。越來越多的防止碳化腐蝕的結(jié)構(gòu)開始使用陰極保護(hù)，特別是挪威和荷蘭。

經(jīng)驗和研究結(jié)果表明，活性鈦系統(tǒng)服役壽命超過25年（Poider等其他人，2002）。相信在不久的將來，陰極保護(hù)與陰極防護(hù)的應(yīng)用將更加廣泛，同樣將有更過新的材料引進(jìn)，犧牲陽極系統(tǒng)將得到進(jìn)一步發(fā)展。3.2.5、期望在不同環(huán)境中全世界的大量結(jié)構(gòu)使用的經(jīng)驗表明，即703.3、科學(xué)設(shè)計和施工

為了更好地防止鋼結(jié)構(gòu)腐蝕而延長使用壽命,從設(shè)計到施工、使用都要采取積極的防護(hù)措施,排除產(chǎn)生腐蝕的根源。在搞好施工設(shè)備的配套以及提高施工人員的技術(shù)水平的同時,尤其施工過程中必須注意制訂嚴(yán)格的質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)施工技術(shù)規(guī)范,優(yōu)化施工方法,加強(qiáng)施工工序的控制管理,強(qiáng)化質(zhì)量檢測和質(zhì)量管理。3.3、科學(xué)設(shè)計和施工713.4、強(qiáng)化使用過程中的監(jiān)測、維護(hù)與管理

加強(qiáng)使用過程中的監(jiān)測、維護(hù)與管理,通過采用檢測儀器設(shè)備對橋梁定期進(jìn)行全面檢測。對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行銹蝕檢測,發(fā)現(xiàn)鋼梁存在銹蝕現(xiàn)象,應(yīng)及時采取補(bǔ)涂措施,保持完好的涂膜和防腐蝕能力,確保橋梁正常運(yùn)行。3.4、強(qiáng)化使用過程中的監(jiān)測、維護(hù)與管理72參考資料葛燕朱錫昶李巖.《橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕：耐腐蝕鋼筋及陰極保護(hù)》北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.8HansBohni.《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕》北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.3龐啟財.《橋梁防腐蝕涂裝和維修保養(yǎng)》北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.7任必年.《公路鋼橋腐蝕與防護(hù)》北京：人民交通出版社，2002.11任小云，李建三.《橋梁工程中的腐蝕問題》中山大學(xué)學(xué)報論叢，2002.6，22卷第3期參考資料葛燕朱錫昶李巖.《橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕：耐腐73ThankyouThankyou741、字體安裝與設(shè)置如果您對PPT模板中的字體風(fēng)格不滿意，可進(jìn)行批量替換，一次性更改各頁面字體。在“開始”選項卡中，點(diǎn)擊“替換”按鈕右側(cè)箭頭，選擇“替換字體”。（如下圖）在圖“替換”下拉列表中選擇要更改字體。（如下圖）在“替換為”下拉列表中選擇替換字體。點(diǎn)擊“替換”按鈕，完成。752、替換模板中的圖片模板中的圖片展示頁面，您可以根據(jù)需要替換這些圖片，下面介紹兩種替換方法。方法一：更改圖片選中模版中的圖片（有些圖片與其他對象進(jìn)行了組合，選擇時一定要選中圖片本身，而不是組合）。單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“更改圖片”，選擇要替換的圖片。（如下圖）注意：為防止替換圖片發(fā)生變形，請使用與原圖長寬比例相同的圖片。751、字體安裝與設(shè)置如果您對PPT模板中的字體風(fēng)格不滿意，可進(jìn)75贈送精美圖標(biāo)贈送精美圖標(biāo)76橋梁的腐蝕與防護(hù)橋梁的腐蝕與防護(hù)77目錄1、橋梁簡介2、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理3、橋梁的腐蝕防護(hù)目錄1、橋梁簡介781、橋梁簡介橋梁是鐵路、公路、管線或渠道跨越河流、海峽、山谷或其他障礙的空中建筑物。即空中的道路，是整個道路系統(tǒng)中的重要節(jié)點(diǎn)。1、橋梁簡介橋梁是鐵路、公路、管線或渠道跨越河流、海791.1、橋梁的起源遠(yuǎn)古時期開始，人類活動的地方就有了橋梁獨(dú)木橋天然石橋1.1、橋梁的起源遠(yuǎn)古時期開始，人類活動的地方就有了橋梁獨(dú)木801.1、橋梁的起源后來，人們會用天然的植物藤蔓和人造的麻繩開始造橋原始索橋的大致結(jié)構(gòu)1.1、橋梁的起源后來，人們會用天然的植物藤蔓和人造的麻繩開811.1、橋梁的起源受到大自然天然結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，加之石料等材料的運(yùn)用技術(shù)提高，人們開始自己造拱橋，梁橋等各種橋梁。1.1、橋梁的起源受到大自然天然結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，加之石料等材料的821.2、橋梁的分類按用途：鐵路橋梁、公路橋梁、公鐵兩用橋梁、立交橋、行人橋按建材：鋼橋、混凝土橋梁、結(jié)合梁橋、混合梁橋、木橋（這里我們知道，建造橋梁的材料主要為鋼筋和混凝土）按結(jié)構(gòu)（最主要的分類方式）：梁橋、拱橋、斜拉橋、懸索橋1.2、橋梁的分類按用途：鐵路橋梁、公路橋梁、公鐵兩用橋梁、831.2、橋梁的分類梁橋：以受彎為主的主梁作為承重構(gòu)件的橋梁。其構(gòu)造簡單，制造、架設(shè)和維修均較方便，廣泛用于中、小跨度橋梁，但在材料利用上不夠經(jīng)濟(jì)1.2、橋梁的分類梁橋：以受彎為主的主梁作為承重構(gòu)件的橋梁。841.2、橋梁的分類拱橋：指的是在豎直平面內(nèi)以拱作為結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁，承重結(jié)構(gòu)主要承受軸向力，沒有彎矩或彎矩很小1.2、橋梁的分類拱橋：指的是在豎直平面內(nèi)以拱作為結(jié)構(gòu)主要承851.2、橋梁的分類斜拉橋：是將主梁用許多拉索直接拉在橋塔上的一種橋梁，是由承壓的塔、受拉的索和承彎的梁體組合起來的一種結(jié)構(gòu)體系。其可使梁體內(nèi)彎矩減小，降低建筑高度，減輕了結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省了材料。1.2、橋梁的分類斜拉橋：是將主梁用許多拉索直接拉在橋塔上的861.2、橋梁的分類懸索橋：指的是以通過索塔懸掛并錨固于橋兩端的纜索（或鋼鏈）作為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁。從纜索垂下許多吊桿，把橋面吊住，在橋面和吊桿之間常設(shè)置加勁梁，同纜索形成組合體系，以減小活載所引起的撓度變形。1.2、橋梁的分類懸索橋：指的是以通過索塔懸掛并錨固于橋兩端872、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理自古至今，人們建造了無數(shù)的橋梁，它們一方面給人類提供方便，另一方面自身也經(jīng)受巨大的損壞，需要進(jìn)行維修，甚至報廢重建。2、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理自古至今，人們建造了無數(shù)的橋梁，882、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理損壞的原因主要?dú)w結(jié)為下列幾點(diǎn)：自然災(zāi)害各類交通事故橋梁材料的腐蝕材料的制作不良2、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理損壞的原因主要?dú)w結(jié)為下列幾點(diǎn)：892、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理日本曾統(tǒng)計過104所懸索斷橋事故，其中有23例與鋼材的質(zhì)量與腐蝕問題有關(guān)事故原因載荷及交通事故自然災(zāi)害腐蝕材料不良其他數(shù)量373519492、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理日本曾統(tǒng)計過104所懸索斷橋事故902、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理橋梁承受著交變載荷,長期暴露在自然環(huán)境中,橋梁的鋼結(jié)構(gòu)及混凝土結(jié)構(gòu)都會受到環(huán)境介質(zhì)的腐蝕。2、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理橋梁承受著交變載荷,長期暴露在自912、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理特別是在一些環(huán)境質(zhì)量惡劣的地區(qū),如大氣污染嚴(yán)重的地區(qū)、水污染嚴(yán)重的地區(qū)以及濱海、海洋環(huán)境中SO2,CO2,Cl-等腐蝕性物質(zhì)含量增大,都會造成橋梁的嚴(yán)重腐蝕,影響橋梁的結(jié)構(gòu)安全性及使用壽命。因此,橋梁的腐蝕與防護(hù)問題已經(jīng)成為橋梁工程及腐蝕與防護(hù)領(lǐng)域的重要研究課題。2、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理特別是在一些環(huán)境質(zhì)量惡劣的地區(qū),922、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理2001年，中國四川省的宜賓小南門金沙江大橋發(fā)生斷裂2、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理2001年，中國四川省的宜賓小南932、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理據(jù)現(xiàn)場勘查人員的報告，發(fā)現(xiàn)坍塌斷裂之處露出一層薄薄的鋼筋網(wǎng)，懸吊的承重鋼管中露出了銹跡斑斑的鋼纜。正是因為吊索鋼絲的銹蝕折斷，造成了橋梁斷成三節(jié)。另據(jù)現(xiàn)場工程人員說，讓人不可思議的是，那承重鋼纜是裝在鋼管中且加了防銹油的，怎么會生銹？

2、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理據(jù)現(xiàn)場勘查人員的報告，發(fā)現(xiàn)坍塌斷942、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理橋梁工程中的腐蝕問題主要是指鋼鐵構(gòu)件和混凝土的腐蝕,其中混凝土的腐蝕又包括混凝土中鋼筋的腐蝕及混凝土材料本身的腐蝕,混凝土中鋼筋的腐蝕與其它鋼鐵構(gòu)件的腐蝕在機(jī)理上是一致的。2、橋梁的腐蝕環(huán)境和腐蝕機(jī)理橋梁工程中的腐蝕問題主要是指鋼鐵952.1、大氣腐蝕一般情況下，橋梁的橋身，橋面所處的腐蝕環(huán)境是大氣環(huán)境2.1、大氣腐蝕962.1.1、大氣腐蝕的機(jī)理大氣腐蝕是金屬處于表面水膜層下的電化學(xué)腐蝕過程，表面水膜是空氣中水分在金屬表面吸附凝聚而形成的。陰極反應(yīng)（中性堿性水膜中）：O2+H2O+4e4OH—陰極反應(yīng)（弱酸性水膜，酸雨中）：O2+4H++

4e2H2O陽極反應(yīng)：FeFe2++2e（或?qū)懗山饘匐x子水化物的形式）2.1.1、大氣腐蝕的機(jī)理大氣腐蝕是金屬處于表面水膜層下的電972.1.1、大氣腐蝕的機(jī)理實(shí)際中，由于腐蝕開始后有銹蝕產(chǎn)物的存在，它對銹層下基體鋼材的離子化起氧化劑的作用，在濕潤大氣下電化學(xué)腐蝕反應(yīng)機(jī)理大致如下：陰極反應(yīng)發(fā)生在Fe3O4/FeOOH界面：6FeOOH+2e→2Fe3O4+2H2O+2OH-陽極反應(yīng)發(fā)生在金屬/Fe3O4界面：FeFe2++2e陰極反應(yīng)實(shí)質(zhì)為銹層內(nèi)Fe3+→Fe2+的銹層還原反應(yīng)。硫化物，鹽霧，酸雨及塵埃顆粒的存在，增強(qiáng)了水膜電解質(zhì)的導(dǎo)電性，加速了大氣腐蝕2.1.1、大氣腐蝕的機(jī)理實(shí)際中，由于腐蝕開始后有銹蝕產(chǎn)物的982.1.2、大氣腐蝕的主要破壞形態(tài)均勻腐蝕縫隙腐蝕應(yīng)力腐蝕2.1.2、大氣腐蝕的主要破壞形態(tài)均勻腐蝕992.1.3、大氣腐蝕的影響因素一、成分大氣的主要成分幾乎是不變的，但不同地域的大氣中還含有一定量的二氧化硫，一氧化碳，硫化氫，鹽霧等物質(zhì)。2.1.3、大氣腐蝕的影響因素一、成分1002.1.3、大氣腐蝕的影響因素SO2：（1）SO2→SO3→H2SO4（2）與Fe作用→FeSO4（易溶于水）→H2SO4Cl-：氯離子隨氯化物顆粒沉積在金屬表面的水膜中，同時其也具有吸濕作用，會將大氣中的濕氣吸納與金屬表面，大大增強(qiáng)表面水膜電解質(zhì)導(dǎo)電性。同時，氯離子自身對鋼鐵和混凝土的侵蝕性也非常高。2.1.3、大氣腐蝕的影響因素SO2：1012.1.3、大氣腐蝕的影響因素固體塵埃：（1）本身具有腐蝕性（2）本身無腐蝕性，但能吸附腐蝕性物質(zhì)，如碳層會吸收SO2和水氣（3）本身腐蝕性和吸附性都沒有，但會在金屬表面形成縫隙而凝聚水分，形成氧濃差電池。如砂粒2.1.3、大氣腐蝕的影響因素1022.1.3、大氣腐蝕的影響因素此外，影響大氣腐蝕的因素還有相對濕度、金屬表面溫度、金屬表面形態(tài)。相對濕度：過高時，氧擴(kuò)散困難；過低時，水膜難以形成；達(dá)到某一臨界值，腐蝕明顯。金屬表面溫度：金屬表面溫度比大氣溫度低時，表面才能凝結(jié)水膜，即結(jié)露。所以氣溫高的地區(qū)和晝夜溫差大的地區(qū)，腐蝕更嚴(yán)重。金屬表面形態(tài)：粗糙的表面吸附性強(qiáng)，更易發(fā)生各種形態(tài)的腐蝕2.1.3、大氣腐蝕的影響因素此外，影響大氣腐蝕的因素還有相1032.1、大氣腐蝕設(shè)計防護(hù)方案時，往往根據(jù)環(huán)境條件來確定具體方案：熱帶/亞熱帶/溫帶/寒帶濕和區(qū)/濕熱區(qū)/亞濕區(qū)/亞干燥區(qū)/干燥區(qū)鄉(xiāng)村大氣/工業(yè)大氣/海洋大氣2.1、大氣腐蝕設(shè)計防護(hù)方案時，往往根據(jù)環(huán)境條件來確定具體方1042.2、水介質(zhì)腐蝕

一般情況下，橋墩所處的腐蝕環(huán)境之一是水環(huán)境2.2、水介質(zhì)腐蝕一般情況下，橋墩所處的腐蝕環(huán)境之一是水1052.2、水介質(zhì)腐蝕海水中，腐蝕機(jī)理如下：陰極反應(yīng)：O2+H2O+4e4OH-陽極反應(yīng)：FeFe2++2e其機(jī)理與大氣腐蝕相同，但與大氣腐蝕不同的是，這種反應(yīng)在海水環(huán)境中是沒有阻滯性的。2.2、水介質(zhì)腐蝕海水中，腐蝕機(jī)理如下：1062.2、水介質(zhì)腐蝕海水含鹽量高達(dá)3.20%—3.75%，pH值在7.50—8.60之間，溶有各種雜質(zhì)，電化學(xué)反應(yīng)非常活潑；且海水流速較快，易發(fā)生沖刷腐蝕現(xiàn)象，加速腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。所以說，海水腐蝕比大氣腐蝕要更為嚴(yán)重，也需要受到更高的重視。2.2、水介質(zhì)腐蝕海水含鹽量高達(dá)3.20%—3.75%，pH1072.3、土壤腐蝕橋墩所處的另一種腐蝕環(huán)境是土壤環(huán)境2.3、土壤腐蝕橋墩所處的另一種腐蝕環(huán)境是土壤環(huán)境1082.3.1、土壤腐蝕的特點(diǎn)多相性，多孔性含有多種有機(jī)物和無機(jī)物不均勻性有微生物腐蝕發(fā)生不僅對金屬造成破壞，也會對混凝土造成破壞土壤組成,結(jié)構(gòu),物理化學(xué)的差異,易造成各種不同的宏觀或微觀腐蝕電池，形成局部腐蝕。2.3.1、土壤腐蝕的特點(diǎn)多相性，多孔性1092.3.2、金屬的土壤腐蝕陽極過程：陽極：Fe+nH2OFe2+·nH2O+2e堿、中性介質(zhì)：Fe2++2OH—Fe(OH)2氧的作用：2Fe(OH)2+1/2O22Fe(OH)3表面腐蝕產(chǎn)物與粘土結(jié)合,覆蓋在表面，可阻礙腐蝕的陽極過程。2.3.2、金屬的土壤腐蝕陽極過程：1102.3.2、金屬的土壤腐蝕陰極過程：陰極：

O2+2H2O+4e4OH—在酸性很強(qiáng)的土壤中會發(fā)生放氫過程；在硫酸鹽還原菌豐富的土壤中，硫酸根的還原反應(yīng)液參與土壤腐蝕的陰極過程：

2H++2e→H2SO42-+4H2O+8e→S2-+8OH-由于氧在土壤中擴(kuò)散速度受到土壤結(jié)構(gòu)，松緊程度，濕度，深度等綜合影響，土壤中陰極過程受氧輸送所控制，陰極過程為主要控制步驟。2.3.2、金屬的土壤腐蝕陰極過程：1112.3.3、混凝土的土壤腐蝕混凝土中，對其中包裹鋼筋進(jìn)行保護(hù)的物質(zhì)主要是Ca(OH)2,使混凝土具有強(qiáng)堿性(pH>12.6),使其內(nèi)部鋼筋處于鈍化狀態(tài)。其主要的影響因素有：CO2；Cl-；硫酸鹽2.3.3、混凝土的土壤腐蝕混凝土中，對其中包裹鋼筋進(jìn)行保護(hù)1122.3.3、混凝土的土壤腐蝕CO2對混凝土的腐蝕：大氣中的CO2、SO2、NO2,酸雨與酸性水、酸性土等,均能與混凝土直接起反應(yīng),中和混凝土中的堿[Ca(OH)2]CO2+Ca（OH）2→CaCO3+H2O隨著混凝土表面的碳化，堿含量減少，其內(nèi)部的[Ca(OH)2]向表面滲透，引起其強(qiáng)度降低，直至完全破壞。2.3.3、混凝土的土壤腐蝕CO2對混凝土的腐蝕：1132.3.3、混凝土的土壤腐蝕Cl-對混凝土的腐蝕：2Cl-+Ca(OH)2

→CaCl2+2OH-破壞混凝土高堿性鋼筋鈍化膜，引起鋼筋銹蝕后體積膨脹，導(dǎo)致其開裂失效。2.3.3、混凝土的土壤腐蝕Cl-對混凝土的腐蝕：1142.3.3、混凝土的土壤腐蝕硫酸鹽對混凝土的腐蝕SO42-+Ca（OH）2

→CaSO4·2H2O反應(yīng)后混凝土體積增大數(shù)倍，使其內(nèi)部產(chǎn)生很大的應(yīng)力，導(dǎo)致其強(qiáng)度降低而破壞2.3.3、混凝土的土壤腐蝕硫酸鹽對混凝土的腐蝕1152.3.3、混凝土的土壤腐蝕鹽類物質(zhì)除了與Ca(OH)2

發(fā)生反應(yīng)對混凝土造成破壞外，還會發(fā)生膨脹性腐蝕。混凝土結(jié)構(gòu)多孔隙→滲入可溶性鹽類→干濕交替，結(jié)晶析出→晶體體積膨脹→混凝土開裂，疏松，粉化→結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和對鋼筋的保護(hù)作用均受損2022/12/192.3.3、混凝土的土壤腐蝕鹽類物質(zhì)除了與Ca(OH)2發(fā)1162.3.3、混凝土的土壤腐蝕補(bǔ)充：混凝土的堿集料反應(yīng)（混凝土的癌癥）在混凝土的硅質(zhì)集料中如果含有堿活性的物質(zhì),如礦物蛋白石等,在潮濕的環(huán)境下，就有可能發(fā)生堿-硅酸反應(yīng),在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大的膨脹應(yīng)力，從而引起混凝土開裂2.3.3、混凝土的土壤腐蝕補(bǔ)充：混凝土的堿集料反應(yīng)（混凝土1173、橋梁的腐蝕防護(hù)

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度的加快,大型鋼結(jié)構(gòu)橋梁不斷涌現(xiàn),鋼橋防腐蝕的重要性日益顯現(xiàn)。防腐蝕是鋼橋從設(shè)計、施工、使用全過程必須優(yōu)先考慮的重要環(huán)節(jié),通過廣泛應(yīng)用各種先進(jìn)有效的防腐蝕方法,完善對鋼橋長效防腐蝕處理,不僅可以節(jié)約大量的橋梁維護(hù)費(fèi)用,延長鋼橋使用壽命,同時也產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。3、橋梁的腐蝕防護(hù)1183、橋梁的腐蝕防護(hù)對橋梁進(jìn)行腐蝕防護(hù)，其中最常用的方法有兩種，涂料防護(hù)和陰極防護(hù)3、橋梁的腐蝕防護(hù)對橋梁進(jìn)行腐蝕防護(hù)，其中最常用的方法有兩種1193.1、橋梁的涂料防護(hù)

鋼鐵的大敵就是腐蝕，而涂料正是鋼鐵橋梁防腐蝕的最方便有效的方法之一。比如悉尼港口大橋在建設(shè)時的涂裝工作量就相當(dāng)繁重，每道漆約有8000L，涂裝面積相當(dāng)于60個足球場那么大。鋼結(jié)構(gòu)橋梁的表面需要兼具裝飾和防腐蝕兩種功能的涂料。3.1、橋梁的涂料防護(hù)鋼鐵的大敵就是腐蝕，而涂1203.1.1、涂料的防腐蝕特點(diǎn)1、屏蔽作用涂料被涂至鋼結(jié)構(gòu)件表面，并形成一定厚度的涂層，直接將鋼鐵與腐蝕環(huán)境隔開，形成一道防腐蝕保護(hù)屏障，推遲腐蝕介質(zhì)與鋼鐵相接觸時間。所有的涂層均具備這一性能。3.1.1、涂料的防腐蝕特點(diǎn)1、屏蔽作用1213.1.1、涂料的防腐蝕特點(diǎn)2、鈍化緩蝕作用在涂料家族中，有磷化底漆、鉻酸底漆和各類車間底漆等，它們在工序間起到防銹或增加涂層底漆附著力和鈍化緩蝕作用。其自身防腐效果較弱。3.1.1、涂料的防腐蝕特點(diǎn)2、鈍化緩蝕作用1223.1.1、涂料的防腐蝕特點(diǎn)3、陰極保護(hù)作用防腐底漆中添加鋅（鋁）粉形成富鋅涂料，電流由鋅流向鋼鐵，鋅粉首先被腐蝕從而就保護(hù)了鋼鐵。鋅粉在大氣中的腐蝕產(chǎn)物為難溶堿式鹽，它們會添沒涂層中的空隙，也具有保護(hù)作用。3.1.1、涂料的防腐蝕特點(diǎn)3、陰極保護(hù)作用1233.1.2、涂料的基本組成成膜物質(zhì)主要基礎(chǔ)物質(zhì)，有天然油脂、天然樹脂、各類合成樹脂等溶劑使涂料保持良好的溶解和稀釋狀態(tài)，由于嚴(yán)格要求控制涂料有機(jī)揮發(fā)物VOC總量，現(xiàn)在發(fā)展純?nèi)苄院退缘榷喾N溶劑。顏料使涂膜呈現(xiàn)一定的色彩，形成一定的厚度，具有一定的功能，主要有紅丹、氧化鐵紅、富鋅涂料中的鋅粉等。助劑改善涂料的施工工藝性能，用量少、效果大，如改善顏料在涂料中的分散性的表面活性劑和防沉淀劑，還有潤濕劑、消泡劑、紫外線吸收劑等。3.1.2、涂料的基本組成成膜物質(zhì)主要基礎(chǔ)物質(zhì)，有天然油脂、1243.1.3、常用的防腐蝕涂料油脂涂料醇酸涂料氯化橡膠涂料環(huán)氧涂料丙烯酸樹脂涂料聚氨酯涂料3.1.3、常用的防腐蝕涂料1253.1.4、涂料的成膜機(jī)理一、物理干燥1、溶劑的揮發(fā)成膜（1）可逆性（2）溶劑敏感性（3）漆膜成型不依賴溫度，無化學(xué)反應(yīng)（4）熱塑性，高溫變軟

3.1.4、涂料的成膜機(jī)理一、物理干燥1263.1.4、涂料的成膜機(jī)理一、物理干燥2、聚合物粒子凝聚成膜（1）一定溫度下具有可逆性（2）對溶劑的敏感性（3）漆膜成型有溫度依賴性（4）熱塑性（5）重涂性能比較好3.1.4、涂料的成膜機(jī)理一、物理干燥1273.1.4、涂料的成膜機(jī)理二、化學(xué)固化1、連鎖聚合反應(yīng)成膜

氧化聚合方式引發(fā)劑引發(fā)聚合方式能量引發(fā)聚合形式2、逐步聚合反應(yīng)成膜

縮聚反應(yīng)形式氫轉(zhuǎn)移聚合形式外加交聯(lián)劑固化形式3.1.4、涂料的成膜機(jī)理二、化學(xué)固化1283.1.5、常用的防腐蝕涂料的品種車間底漆防銹底漆中間漆面漆封閉漆磷化底漆水性涂料3.1.5、常用的防腐蝕涂料的品種車間底漆1293.1.6、涂層的失效與維修涂層老化失效：有機(jī)涂層老化金屬涂層的失效復(fù)合涂層的失效有機(jī)涂層狀態(tài)評定標(biāo)準(zhǔn)ASTM涂層缺陷的評定標(biāo)準(zhǔn)（0-10級）ISO4628標(biāo)準(zhǔn)（涂層缺陷等級和數(shù)量的描述、起泡、銹蝕、開裂、剝落、粉化）GB9277-1988有機(jī)涂層老化評價標(biāo)準(zhǔn)

3.1.6、涂層的失效與維修涂層老化失效：1303.1.6、涂層的失效與維修風(fēng)險評估：（1）涂層系統(tǒng)的使用壽命是多少？（2）有否必要全部出去舊涂層？（3）如果僅用最小可能的表面處理，舊涂層會被新圖層咬底嗎？（4）如果使用特殊涂料要使用特殊設(shè)備和技術(shù)嗎？（5）涂料易于施工嗎？3.1.6、涂層的失效與維修風(fēng)險評估：1313.1.7、涂層的失效與維修防腐涂層維修施工：一、局部維修二、整體更新三、電弧噴涂封閉涂層更新

世界各國鋼橋防腐蝕涂裝應(yīng)用經(jīng)歷近一百年，從早期的簡單維護(hù)，到現(xiàn)代的長效防腐蝕，涂裝工藝技術(shù)也不斷發(fā)展。防腐涂層使用壽命從3-5年提高到50-100年以上，涂裝對環(huán)境的污染也得到有效的控制。3.1.7、涂層的失效與維修1323.1.7、橋梁涂裝系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例3.1.7、橋梁涂裝系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例1333.1.7、橋梁涂裝系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例例2美國舊金山的金門大橋涂裝（1）1965年以前底漆：紅丹/亞麻油、醇酸中間層：紅丹、氧化鐵紅/醇酸面漆：鉬橘紅、氧化鐵紅、TiO2/酚醛醇酸（2）1965年以后

底漆:水性無機(jī)富鋅，含新粉及少量紅丹中間漆：磷化底漆WP-1面漆：鉬橘紅/氯酸共聚體3.1.7、橋梁涂裝系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例例2美國舊金山的金門大橋涂1343.2、橋梁的陰極防護(hù)法混凝土中鋼筋的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕，腐蝕過程就是鐵失去電子成為鐵離子的過程。電化學(xué)方法的基本原理：1、陰極保護(hù)，鋼筋極化達(dá)到負(fù)電位；2、電化學(xué)脫氯，低于腐蝕閥值；3、電化學(xué)再堿化，恢復(fù)堿度，鈍化陰極保護(hù)就是將足夠量的電子輸送到鋼筋表面，強(qiáng)制是鋼筋成為陰極，阻止鋼筋釋放電子，從而抑制鋼筋的腐蝕。常用有強(qiáng)制電流和犧牲陽極兩種方式。3.2、橋梁的陰極防護(hù)法混凝土中鋼筋的腐蝕屬于1353.2.1、陰極保護(hù)準(zhǔn)則對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)陰極保護(hù)效果的評判，主要依據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN12696:2000和美國腐蝕工程師協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)NACESP0290-2007中規(guī)定的保護(hù)電位準(zhǔn)則和極化衰減準(zhǔn)則。

EN12696:2000規(guī)定：任何具有代表性點(diǎn)的瞬時斷電電位應(yīng)負(fù)于-720mV，為避免“氫脆”發(fā)生，普通鋼筋不應(yīng)負(fù)于-1100mV，預(yù)應(yīng)力鋼筋不應(yīng)負(fù)于-900mV；切斷陰極保護(hù)電流24h內(nèi)，極化衰減不小于100mV，斷電超過24h后，極化衰減應(yīng)不小于150mV。3.2.1、陰極保護(hù)準(zhǔn)則對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)陰極1363.2.2、陰極保護(hù)條件必須具備的條件：（1）鋼筋的電連續(xù)性，保證陰極保護(hù)時都能成為陰極，避免雜散電流腐蝕；（2）混凝土表面狀況：安裝陽極前，通過噴砂或其他適當(dāng)方法去除高阻抗覆蓋層，避免阻礙電流。（3）避免陰極和陽極之間短路：保證陰陽極之間有一定的混凝土保護(hù)層；將露于混凝土表面的綁扎鐵絲等所有金屬件出去或向內(nèi)彎折埋設(shè)于修補(bǔ)砂漿中，避免陰極保護(hù)系統(tǒng)失效。3.2.2、陰極保護(hù)條件必須具備的條件：1373.2.2、陰極保護(hù)條件必須具備的條件：（4）混凝土破損和鑿除：破損面積之和小于結(jié)構(gòu)物總面積的50%；破損的混凝土保護(hù)層均須鑿除，清楚露出的鋼筋上的銹層。（5）局部修補(bǔ)：必須是離子導(dǎo)電材料；導(dǎo)電率與原混凝土處于同一數(shù)量級；修補(bǔ)前，對擬用修補(bǔ)材料的電阻率和機(jī)械性能進(jìn)行綜合評定；不應(yīng)含有任何會增加電阻率的成分，影響電流的流入。（6）堿骨料反應(yīng)：堿性物質(zhì)與活性成分反應(yīng)，引起混凝土內(nèi)部自膨脹應(yīng)力而開裂的現(xiàn)象，謹(jǐn)慎。3.2.2、陰極保護(hù)條件必須具備的條件：1383.2.3、我國杭州灣跨海大橋3.2.3、我國杭州灣跨海大橋139一、工程簡介杭州灣跨海大橋全長36km，其中海上部分橋梁長32km。設(shè)計使用壽命100年，總投資118億元。2008年建成后，杭州灣大橋?qū)⒊蔀槭澜缟献铋L、工程量最大的世界第一跨海大橋。杭州灣大橋南航道橋的主塔采用鋼筋混凝土外加電流陰極防護(hù)系統(tǒng)。保護(hù)區(qū)域為：南航道橋索塔+10.2m標(biāo)高以下塔柱、塔座和承臺（承臺底面只保護(hù)沿其周邊0.5m范圍），保護(hù)范圍的表面積為3115.2m2。3.2.3、我國杭州灣跨海大橋一、工程簡介3.2.3、我國杭州灣跨海大橋140

3.2.3、我國杭州灣跨海大橋3.2.3、我國杭州灣跨海大橋141二、外加電流陰極防護(hù)系統(tǒng)的組成外加陰極防護(hù)系統(tǒng)主要有以下幾個部分組成：（1）陽極材料：采用Savcor的LIDASP100活性鈦網(wǎng)，其設(shè)計使用壽命為100年。（2）參比電極：采用BorinStelth銀/氯化銀（Ag/AgCl）和Savcor鈦參比電極；Ag/AgCl參比電極設(shè)