防腐蚀强化措施的适用性研究成果

4.3.4.1　现有标准对不同防腐蚀强化措施适用性规定

现有标准对防腐蚀强化措施的规定有两种形式，以《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ 275—2000）、《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（CCES 01—2004）、《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/T B07-01—2006）等为代表的规范直接列举出几类防腐蚀强化，以《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB 10005—2010）、《铁路混凝土结构耐久性修补及防护》（TB/T 3228—2010）等为代表的标准给出了防腐蚀强化措施的适用环境。

1.现有防腐蚀强化措施的汇总

现有防腐蚀强化措施可分为混凝土表面防护、钢筋防护以及隔离技术等，不同种类防腐蚀强化措施又包括不同类型措施，具体如表4.3-14所示。

表4.3-14　混凝土结构防腐蚀强化措施

2.防腐蚀强化措施的环境适用性

不同防腐蚀强化措施适用于不同的环境条件，设计防腐蚀强化措施时，需要专业人员根据环境条件、工程部位等确定。《铁路混凝土结构耐久性设计规范》给出了不同环境下防腐蚀强化措施适用的环境条件，如表4.3-15所示。

表4.3.15　不同环境下混凝土的防腐蚀强化措施

注：①“√”表示在该环境条件下可以选择该项防腐蚀强化措施。
② 表面涂层包括防腐蚀涂层和防水涂层等。

孙红尧等在“混凝土结构桥梁的防腐蚀设计研究”中研究了适用于不同环境下的防腐蚀强化措施，给出了如表4.3-16所示不同环境下可采用的防腐蚀材料和技术。

表4.3-16　不同环境下可采用的防腐蚀材料和技术

注：① 表示主要是碳化、紫外光辐照、雨水的影响；② 表示酸性环境，主要指由于化工环境或汽车尾气造成的酸雨腐蚀；③ 表示水位变动区（海水），包括潮位涨落、浪溅区；④ 表示土中（含盐）为含盐或硫酸盐碱地土壤；⑤ 表示防护层，包括玻璃钢等覆盖型的材料；⑥ 表示电化学，包括电化学脱盐、阴极保护和电化学沉积等；“√”表示可用，“×”表示不可用。“新建”代表新建工程；“已建”代表维修工程；“涂层钢筋”和“阻锈剂”仅适用于新建工程“电化学”保护中，不同的保护方法适用的环境也可能有差异，其中电化学脱盐仅适用于修补维护工程。

《铁路混凝土结构耐久性修补及防护》（TB/T 3228—2010）按照《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》对混凝土结构防护体系适用环境进行总结，具体如表 4.3-17 所示。标准中对于无机溶胶型渗透结晶涂料涂装不适合于严寒地区水线，主要适用于 C40 以下或存在抗渗性不良的混凝土结构，这与表格中适用于D3/D4环境矛盾。另外，该标准中的水线的意思不明确。

表4.3-17　铁路混凝土结构防护体系环境适用范围

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4.3.4.2　适用于高温高湿海洋环境混凝土结构防腐蚀强化措施的选择

1.海南环岛铁路混凝土桥梁环境作用等级的划分

气候条件：海南西环铁路的位置在北回归线以南，为热带气候，日照时间长、平均气温高、蒸发量大、平均风速大，旱季较长、全年无霜。

夏秋炎热多雨，冬春温暖干旱偶有阵寒。全岛多年平均气温 24.1 °C，北部海口市为23.8 °C，西部东方市为 24.0 °C，南部三亚市 25.5 °C；四季温差变化不大，最低为 1 月份，最高为 7 月份，极端最高气温 41.5 °C，出现于昌江地区；昼夜温差也较小，一般小于 10 °C，最大温差 20 °C。以季风为主，强热带风暴和台风多出现在夏秋季，热带风暴影响本区，台风最大风力在 12 级以上，但较少出现，一般在 12 级以下。年平均风速 3.2m/s，最大风速25.3 m/s。5—11 月均有台风侵袭，尤其 8—9 月最多。台风常伴有雷击、暴雨，全年雷暴多达 130 d。海南岛降雨量充沛，多年平均降雨量为 1 759.8 mm，北部海口市降雨量为1 639 mm，西部东方市降雨量为 950 mm，南部三亚市降雨量为 1 317.9 mm，日最大降雨量达 518 mm（叉河）；一般5—10月为雨季，占全年降雨量80%～90%。11月至次年4月为旱季，降雨量占全年降雨量的10%～20%。海南西环铁路沿线气象资料汇总如表4.3-18。

表4.3-18　海南西环铁路沿线气象特征值

水质条件：海南西环铁路桥梁大部分的河水、沟水和地下潜水的化学类型以Ca2+·Na+和型为主，其次为型，pH值一般较低，多为5.7～7.1，偏酸性，按《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB 10005—2010）判定：全线水质普遍在环境作用类别为化学侵蚀环境时，水中、Mg2＋对混凝土结构无侵蚀性，酸性侵蚀性等级为H1，CO2侵蚀等级为H1～H2，有部分地段如DK148＋210珠碧江特大桥、D1K302＋704抱套河大桥等段受海水影响，水质还有硫酸盐侵蚀H1～H4级、镁盐侵蚀H1～H2级；全线大部分地段水质无氯盐环境作用，仅有部分地段如DK148＋210珠碧江特大桥、D1K302＋704抱套河大桥等段，氯盐环境作用等级为L1～L3级。同时，在局部海水影响地段如 DK148＋210 珠碧江特大桥、D1K302＋704 抱套河大桥有盐类结晶作用Y2～Y3等级。侵蚀离子含量见表4.3-19。

表4.3-19　侵蚀离子含量

续表

《混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术条件》（JT/T 695—2007）中对防护环境进行分类，腐蚀环境分为大气区和浸水区，根据大气相对湿度和大气污染类型将大气腐蚀环境分为弱腐蚀（Ⅰ）、中腐蚀（Ⅱ）、强腐蚀（Ⅲ-1）和强腐蚀（Ⅲ-2）四种。大气腐蚀环境中海洋大气环境下，随湿度、温度的增大，腐蚀加剧。浸水区按照水的类型分为淡水（Ⅰm1）和海水或盐水（Ⅰm2），按照浸水部位的位置和状态分为水下区、水位变动区和浪溅区。根据该标准，海南西环铁路混凝土桥梁结构属于大气区的强腐蚀（Ⅲ-2）以及浸水区的（Ⅰm2）。

2.海南环岛铁路混凝土桥梁防腐蚀强化措施的选择

从环境适应性、施工便捷性、可维修性以及技术经济性等方面考虑，海南西环铁路混凝土桥梁防腐蚀强化措施拟按表4.3-20进行选择。

表4.3-20　高温高湿强腐蚀海洋环境混凝土结构防腐蚀强化措施选择