橋梁結(jié)構(gòu)防腐蝕探究PPT

橋梁結(jié)構(gòu)防腐蝕探究

專業(yè)：橋梁與隧道工程講解人：喻江2023年1月6日1主要內(nèi)容第1章有關(guān)腐蝕的基本概念第2章橋梁結(jié)構(gòu)腐蝕第3章橋梁結(jié)構(gòu)防腐蝕第4章結(jié)語2023年1月6日2趙州橋2023年1月6日3洛陽橋2023年1月6日4盧溝橋2023年1月6日5湘子橋2023年1月6日6武漢長江大橋2023年1月6日7南京長江大橋2023年1月6日8九江長江大橋2023年1月6日9朝天門長江大橋2023年1月6日10東海大橋2023年1月6日11杭州灣跨海大橋2023年1月6日12舟山跨海大橋2023年1月6日13膠州灣跨海大橋2023年1月6日14第1章有關(guān)腐蝕的基本概念

1、腐蝕的定義指材料由于環(huán)境作用而引起的破化或變質(zhì)。2、腐蝕的分類輕度腐蝕：鼓泡、溶脹、微裂紋（含裂紋）、變色、變薄等；中度腐蝕：脫黏、分成、龜裂、脆化、硬化、變形等；破壞性腐蝕：開裂、粉化、失強、分解、氧化、剝落等。腐蝕形態(tài)機腐蝕理物理腐蝕、化學(xué)腐蝕、大氣老化和環(huán)境壓力開裂。2023年1月6日153、腐蝕介質(zhì)類別2023年1月6日16大氣腐蝕環(huán)境種類和環(huán)境特征表大氣腐蝕成因主要是大氣濕度、溫度，以及硫化物、氯化物等。2023年1月6日17

海水是含鹽量很高的電解質(zhì)溶液，金屬在海水中發(fā)生氧去極化腐蝕

。氧含量和海水流速等因素對腐蝕速率有影響。海水腐蝕土壤腐蝕

土壤是一種多孔的無機、有機膠質(zhì)顆粒體系，土壤的孔隙由空氣、水和鹽類所充滿，因此是一種電解質(zhì)，金屬在土壤中的腐蝕通常是氧去極化腐蝕。土壤的含水量和導(dǎo)電性對腐蝕速率有直接的影響。酸、堿、鹽及有機化合物腐蝕

金屬在酸、堿、鹽和有機化合物溶液中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致金屬向溶液中溶解，使得其本身的物質(zhì)組成、物理性能和相關(guān)適用功能被破壞。濃度、溫度對腐蝕速率影響甚大。2023年1月6日18第2章橋梁結(jié)構(gòu)腐蝕

1、橋梁結(jié)構(gòu)的腐蝕環(huán)境

隨著社會的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的不斷更新，這一概念將腐蝕的范疇擴大到所有的材料及所有的環(huán)境。

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；

橋墩所處的腐蝕環(huán)境是水（江、河水和、海水）環(huán)境。大氣環(huán)境和水環(huán)境都屬于自然環(huán)境。

自然環(huán)境的腐蝕問題雖不那么明顯，但這類腐蝕情況十分復(fù)雜，往往隨時間的延長而加劇，最后導(dǎo)致材料失效。特別是對于橋梁工程，如果不采取防腐蝕措施或措施不當，極易造成嚴重的腐蝕，導(dǎo)致橋梁的失效破壞，造成災(zāi)難性的事故。2023年1月6日19

2、鋼鐵材料的腐蝕均勻腐蝕：相對局部腐蝕而言,是指在整個表面上發(fā)生均勻減薄的腐蝕。橋梁鋼結(jié)構(gòu)、鋼護欄在大氣、水中的腐蝕基本上屬于此類腐蝕?？p隙腐蝕：由于金屬與金屬或金屬與非金屬之間形成特別小的縫隙，使縫隙內(nèi)介質(zhì)處于滯留狀態(tài)，引起縫隙內(nèi)金屬的加速腐蝕。2023年1月6日20點腐蝕：其特征是在金屬表面的局

部地區(qū)出現(xiàn)向縱深處發(fā)展的腐蝕小孔。而其余地區(qū)不腐蝕或腐蝕很輕微。2023年1月6日21腐蝕疲勞：由于金屬材料在交變應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)共同作用下產(chǎn)生的腐蝕。腐蝕過程中，交變應(yīng)力和腐蝕相互促進，加速了裂紋的擴展。應(yīng)力腐蝕：指金屬材料在固定拉應(yīng)力和特定介質(zhì)的共同作用下所引起的腐蝕破裂。應(yīng)力腐蝕斷裂之前往往沒有先兆，因此常常容易造成災(zāi)難性的事故?？砂l(fā)生應(yīng)力腐蝕鋼材如下。鋼材腐蝕介質(zhì)低碳鋼熱硝酸鹽溶液、碳酸鹽溶液、過氧化氫碳鋼和低合金鋼氫氧化鈉、三氯化鐵溶液、氫氰酸、沸騰氯化鎂溶液、海水高強度鋼蒸餾水、濕大氣、氯化物溶液、硫化氫奧氏體不銹鋼氯化物溶液、高溫高壓含氧高純水、海水、二氯乙烷、水溶液2023年1月6日223、混凝土材料的腐蝕原理圖如下：2023年1月6日23橋梁結(jié)構(gòu)防腐蝕探究

水泥水化產(chǎn)生部分Ca(OH)2,使混凝土具有強堿性(pH>12.6),在軟水中或環(huán)境中存在Cl-、Mg2+、NH4+等離子的條件下,混凝土往往會發(fā)生分解類腐蝕。

這種破壞主要是由硫酸及硫酸鹽以及NaCl等鹽類引起的，當鹽份深入到混凝土內(nèi)部，在干濕交替情況下，水分揮發(fā)，鹽類結(jié)晶析出，晶體體積膨脹導(dǎo)致混凝土開裂、疏松、粉化。分解類腐蝕膨脹性腐蝕2023年1月6日24酸化腐蝕堿-集料腐蝕

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也能與混凝土中的其它成分起作用而發(fā)生腐蝕。

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、玉髓等，就有可能發(fā)生堿-硅酸反應(yīng)，形成體積膨脹的硅膠，使混凝土受到破壞。2023年1月6日25第3章橋梁結(jié)構(gòu)防腐蝕

歷史上，橋梁的腐蝕與防護問題并沒有引起人們的足夠重視，直到橋梁建成后的使用過程中，由于腐蝕所造成的損害日益顯露出來，人們也為此付出了昂貴的代價——巨額的維修費用以及釀成橋梁失效、倒塌的慘劇，人們對橋梁腐蝕問題的認識與重視程度才逐步加強。在四川發(fā)生的橋梁倒塌事故中，腐蝕破壞就是一個非常重要的因素。2023年1月6日261、橋梁結(jié)構(gòu)腐蝕防護設(shè)計

防腐蝕設(shè)計是腐蝕與防護研究中一個非常重要的課題。大量實驗與實踐證明，許多腐蝕問題是可以通過周密、科學(xué)的防腐蝕設(shè)計來減少和避免的。防護設(shè)計內(nèi)容防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計防腐蝕強度設(shè)計防腐蝕工藝設(shè)計防腐蝕措施的選擇防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計、防腐蝕強度設(shè)計和防腐蝕工藝設(shè)計需要結(jié)合實際情況來考慮。2023年1月6日272、橋梁結(jié)構(gòu)防腐蝕選材橋梁結(jié)構(gòu)防腐蝕探究正確合理選材是防腐蝕設(shè)計中重要的環(huán)節(jié)。選材原則材料的耐蝕性能要滿足橋梁使用環(huán)境的要求；材料的物理機械性能和加工性能要滿足橋梁的設(shè)計與施工要求；選材時力求最好的經(jīng)濟效益和社會效益。2023年1月6日28即耐大氣腐蝕鋼，在鋼中加入一定量的鉻、鎳、鈦等合金元素，可制成

不銹鋼。通過加入某些合金元素，可以提高鋼材的耐銹蝕能力。耐候鋼：金屬覆蓋：非金屬覆蓋：納米技術(shù)：鍍或噴鍍的方法覆蓋在鋼材表面，提高鋼材的耐腐蝕能力。薄壁鋼材可采用熱浸鍍鋅(白鐵皮)、鍍錫(馬口鐵)、鍍銅、鍍鉻或鍍鋅后加涂塑料涂層等措施。鋼結(jié)構(gòu)防止銹蝕通常采用表面刷漆、噴涂涂料、搪瓷、塑料等方法。在無機防腐涂層或表面處理層的情況下，使用某些特殊方法，可以使覆蓋層呈現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)，從而帶來一系列膜層性質(zhì)的變化，可以導(dǎo)致性能的大幅度提高。A鋼鐵構(gòu)件的選材

對于主要承重受力構(gòu)件，如橫梁、主纜、吊索和拉索等構(gòu)件，應(yīng)首先考慮其物理、機械性能，同時要注意其所處環(huán)境介質(zhì)的特點；對于不承重的鋼鐵構(gòu)件，如欄桿、燈桿等附屬構(gòu)件，對其物理、機械性能的要求則可適當放寬。2023年1月6日29B鋼筋混凝土的選材

從防腐蝕的角度出發(fā)，要提高混凝土自身的防護能力，包括選擇優(yōu)質(zhì)水泥、增加水泥用量、降低水灰比、使用優(yōu)良密實劑及摻合劑等。

混凝土中的鋼筋可以考慮選用環(huán)氧涂層鋼筋、耐蝕鋼筋不銹鋼鋼筋，及鍍鋅鋼筋等特種鋼筋。其中，環(huán)氧涂層鋼筋由于具有極高的防腐蝕性能而發(fā)展迅速，連續(xù)完整的環(huán)氧涂層能有效地隔離滲入到混凝土內(nèi)的有害離子與鋼筋的直接接觸，保護鋼筋不受腐蝕。2023年1月6日30C鋼鐵構(gòu)件的保護①重防腐油漆涂裝防腐作用機理屏蔽作用:油漆涂層將鋼鐵與腐蝕環(huán)境機械隔離開；鈍化緩蝕作用:油漆涂裝體系中,第一道車間底漆對鋼鐵有鈍化

緩蝕作用,增加油漆層附著力,防腐作用很微弱；陰極保護作用:防腐底漆中如添加鋅粉,對鋼鐵提供陰極保護。②熱浸鍍鋅防腐

鋼橋的護攔、扶梯及拼裝式小型鋼橋梁采用熱浸鍍鋅防腐，熱浸鋅防腐工藝需要將工件浸入熔融的金屬鋅鍍槽中,不能到現(xiàn)場進行熱浸鋅防腐,只能在固定的工廠施工,再次,熱浸鋅鍍層碰傷后,自身無法進行修復(fù)。因此采用熱浸鋅方法對鋼橋全面防腐有很大的局限性。2023年1月6日31③熱噴涂防腐

熱噴涂技術(shù)是利用熱源對金屬、非金屬、陶瓷等噴涂材料進行加熱,將熔融的粒子霧化、噴射并沉積到基材表面上,形成特殊表面涂層的方法。熱噴涂分類2023年1月6日32D鋼筋混凝土的保護①陰極保護

根據(jù)陰極保護的原理，采用外加電流或犧牲陽極的方法，使混凝土內(nèi)的鋼筋受到保護。陰極保護（犧牲陽極保護）原理如下圖所示。2023年1月6日33②涂層體系保護設(shè)計

涂層可以把混凝土結(jié)構(gòu)與外界腐蝕環(huán)境隔絕,對于保護混凝土本身、保持堿度和防止腐蝕介質(zhì)的滲透是十分有效的。涂層體系性能要求混凝土基面具有很好的相容性；具有優(yōu)異的屏蔽性能；較好的適應(yīng)混凝土的形變性能；涂層自身對腐蝕環(huán)境具有耐受性。2023年1月6日34不同腐蝕環(huán)境下的典型涂層配套體系如右表。2023年1月6日35③混凝土中添加緩蝕劑

在混凝土中添加緩蝕劑，能夠抑制或減緩混凝土中鋼筋的腐蝕程度，使用方便，效果也較好，被認為是鋼筋混凝土的一種長效防腐蝕措施。2023年1月6日36第4章結(jié)語

隨著一座座大型、特大型橋梁的問世以及環(huán)境狀況的惡化,橋梁的腐蝕問題日趨嚴重。

美國1998年因鋼筋腐蝕的橋梁修復(fù)費用為1550億美元,是這些橋梁初建費的4倍。除了經(jīng)濟上的損失以外,更重要的是腐蝕給