摘要: 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)橋梁廣泛應(yīng)用在強(qiáng)腐蝕性的海洋環(huán)境中，合理有效的防腐蝕措施對(duì)處于海洋環(huán)境中橋梁的耐久性有重要的影響。根據(jù)不同的環(huán)境區(qū)域和結(jié)構(gòu)部位，可采用不同的防腐蝕措施和方法。常見的防腐蝕措施有混凝土表面涂層、硅烷浸漬、混凝土外加電流陰極保護(hù)、環(huán)氧樹脂涂層鋼筋、熱浸鍍鋅鋼筋、不銹鋼鋼筋、包覆不銹鋼鋼筋、鋼筋阻銹劑、透水模板、疏水化合孔栓物、噴涂聚脲彈性體等。在結(jié)構(gòu)建設(shè)初期采用相應(yīng)的防腐蝕措施，可顯著增加結(jié)構(gòu)耐久性，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞: 鋼筋混凝土 海洋環(huán)境 防腐蝕措施 耐久性

1 前言

一般跨海大橋主要采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，建造于強(qiáng)腐蝕的海洋環(huán)境中，而設(shè)計(jì)上使用壽命一般為100年，因此合理有效的混凝土防腐措施對(duì)處于海洋環(huán)境中的大橋耐久性具有至關(guān)重要的影響，必須十分重視大橋混凝土結(jié)構(gòu)的防腐蝕設(shè)計(jì)。

鋼筋的氧化銹蝕反應(yīng)是導(dǎo)致鋼筋混凝土腐蝕的主要原因，通常情況下鋼筋表面的鈍化膜能阻止銹蝕反應(yīng)的發(fā)生。但是海洋環(huán)境下氯離子會(huì)使鋼筋表面的鈍化膜遭到破壞，在潮濕和有氧的情況下，腐蝕反應(yīng)會(huì)加速發(fā)生。因此通常認(rèn)為氧氣、氯離子以及高濕度的海洋環(huán)境導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)耐久性大為降低。此外，混凝土的碳化也能破壞鈍化膜，同樣會(huì)影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性。根據(jù)20年來耐久性調(diào)查及研究的結(jié)果，中國(guó)的海港工程結(jié)構(gòu)物鋼筋銹蝕破壞大都發(fā)生在最高天文潮位附近，針對(duì)此種情況，JTJ 275—2000《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》將海水環(huán)境混凝土部位劃分為大氣區(qū)、浪濺區(qū)、水位變動(dòng)區(qū)、水下區(qū)以及泥下區(qū)，其中浪濺區(qū)和水位變動(dòng)區(qū)的腐蝕環(huán)境最為惡劣，大氣區(qū)也屬于強(qiáng)腐蝕環(huán)境，水下區(qū)混凝土中鋼筋的腐蝕較緩慢，泥下區(qū)腐蝕速率最小。

為了保證跨海大橋達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命，需對(duì)大橋的關(guān)鍵部位、重要構(gòu)件采取適當(dāng)?shù)耐饧臃栏g措施，其必要性體現(xiàn)在：(1)現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，跨海大橋會(huì)存在材料性能的波動(dòng)和施工質(zhì)量的偏差，項(xiàng)目建設(shè)時(shí)期采取防腐蝕措施可在一定程度上彌補(bǔ)施工中出現(xiàn)的質(zhì)量偏差，提高其安全性。(2)加強(qiáng)防腐蝕措施，保證結(jié)構(gòu)的耐久性。有效的防腐蝕措施，可以顯著減緩結(jié)構(gòu)的老化速度，減少病害，提高對(duì)惡劣環(huán)境的抵抗能力。同時(shí)，使設(shè)計(jì)到設(shè)計(jì)年限之后仍然可以使用成為可能。(3)在結(jié)構(gòu)建設(shè)初期采取了防腐蝕舉措，雖然成本有所增加，但從結(jié)構(gòu)全部壽命時(shí)期來看是非常經(jīng)濟(jì)的。如果建設(shè)初期沒有采取有效的防腐舉措，而是等到結(jié)構(gòu)出現(xiàn)相關(guān)病害后才去加固修補(bǔ)，那么需要的資金將是采取防腐措施的5倍甚至更多。

本文通過收集已建成的橋梁防腐措施案例，對(duì)不同外加防腐蝕措施的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了綜述。

2 外加防腐蝕措施綜合分析

防腐蝕附加措施應(yīng)當(dāng)根據(jù)JTG/T 3310—2019《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，確定結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的設(shè)計(jì)使用年限，劃分工程結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的環(huán)境類別及作用等級(jí)，選定原材料、混凝土和水泥基灌漿材料的性能和耐久性控制指標(biāo)，采用有利于減輕環(huán)境作用效應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和構(gòu)造措施，在此基礎(chǔ)上，再結(jié)合工程本身的特點(diǎn)，明確施加防腐蝕附加措施的關(guān)鍵部位和相對(duì)應(yīng)的防腐蝕方案。

混凝土外加防腐措施主要有兩種：從氯離子入手，減少或阻止其侵入鋼筋，比如在硅烷浸漬、混凝土涂層以及混凝土中摻加疏水化合孔栓物等；從鋼筋本身入手，采用抗腐蝕性好的鋼筋，比如采用不銹鋼材料、熱浸鍍鋅材料制作鋼筋，以及陰極保護(hù)措施等。外加防腐措施能夠有效保護(hù)鋼筋，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)耐久性，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

不同環(huán)境區(qū)域所采用的外加防腐蝕措施不同，這是由區(qū)域?qū)Y(jié)構(gòu)物侵蝕的程度和不同外加防腐蝕措施的特點(diǎn)共同決定的。海洋環(huán)境混凝土結(jié)構(gòu)各區(qū)域可采取的外加防腐蝕措施如表1所示。

2.1 表面涂層

混凝土表面涂層保護(hù)，在混凝土結(jié)構(gòu)中大氣區(qū)、浪濺區(qū)及平均潮位以上的水位變動(dòng)區(qū)具有較好的效果。涂層的使用年限與涂膜厚度有直接的關(guān)系，應(yīng)該根據(jù)要求的保護(hù)年限，設(shè)計(jì)相配套的涂層體系以及涂膜厚度，并綜合考慮涂層黏結(jié)力、耐堿、耐老化性、耐磨損、耐沖擊及抗氯離子滲透性能等方面。

通過暴露實(shí)驗(yàn)，可以充分說明涂層作為混凝土的一個(gè)覆蓋層，能成功地使混凝土與外界腐蝕源隔絕，使混凝土與腐蝕源接觸的時(shí)間延緩。從耐久性的角度來看，這種效果使施加涂層保護(hù)的混凝土壽命延長(zhǎng)的時(shí)間，高于涂層的有效保護(hù)時(shí)間。

涂層的最大特點(diǎn)是使用范圍較為廣泛，造價(jià)低廉，效果明顯，保護(hù)年限一般能達(dá)15～20年，超過保護(hù)年限或出現(xiàn)剝落等缺陷后能通過重新涂裝達(dá)到保護(hù)效果。

表1 海洋環(huán)境混凝土結(jié)構(gòu)各區(qū)域可采取的外加防腐蝕措施

2.2 硅烷浸漬

根據(jù)硅烷系憎水劑特點(diǎn)，采用這種材料浸漬混凝土表面，使混凝土表面憎水話，達(dá)到防腐效果，在海港工程浪濺區(qū)（最高天文潮位以上部分）及大氣區(qū)，效果顯著。通?；炷砻嫣幱诒砀傻臓顟B(tài)，硅烷施工完后6 h內(nèi)保證不被水浸泡才可達(dá)到最理想效果，表面潮濕的水位變動(dòng)區(qū)混凝土盡量不采用硅烷浸漬，防腐的年限應(yīng)不少于15年。

為了克服液體硅烷在豎立表面易流淌導(dǎo)致分布不均等施工不便的缺點(diǎn)，近年來，市場(chǎng)上出現(xiàn)了新型的具有觸變性、不流淌的膏狀硅烷浸漬劑產(chǎn)品，由于它能附著于混凝土表面且不流淌，避免了因流淌而造成的材料損失，能保證有效成分充分滲入密實(shí)的混凝土表面，不僅具有優(yōu)良的保護(hù)性能，也具有顯著的經(jīng)濟(jì)性，近年在工程中的應(yīng)用越來越廣泛。由于硅烷浸漬施工簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、防腐效果長(zhǎng)效，因此近年來在中國(guó)得到廣泛應(yīng)用，已成功地應(yīng)用于各種橋梁、海港工程。試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過硅烷浸漬的試件混凝土內(nèi)部氯離子含量下降明顯，而計(jì)算得到的氯離子擴(kuò)散系數(shù)也比無硅烷浸漬的試件小。這說明硅烷浸漬能成功地使混凝土與外界腐蝕源隔絕，使混凝土與腐蝕源接觸的時(shí)間延緩，使施加硅烷浸漬的混凝土壽命延長(zhǎng)時(shí)間高于硅烷浸漬的有效保護(hù)時(shí)間。

硅烷的成本與涂層相當(dāng)，但其噴涂后不影響混凝土外觀，不會(huì)發(fā)生像涂層那樣經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間暴露出現(xiàn)剝落、褪色等影響外觀的情況，因此更適合使用在對(duì)外觀要求高的區(qū)域。

2.3 混凝土外加電流陰極保護(hù)

外加電流陰極保護(hù)是一種非常有效的鋼筋保護(hù)技術(shù)，陰極保護(hù)對(duì)鋼筋可能發(fā)生的孔蝕等局部腐蝕具有很好的防護(hù)作用，這點(diǎn)是涂層、硅烷等外加防腐措施無法比擬的。鋼筋混凝土外加電流陰極保護(hù)技術(shù)已在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家得到了廣泛的應(yīng)用，中國(guó)杭州灣跨海大橋及在建的青島海灣大橋也應(yīng)用了該項(xiàng)技術(shù)。

外加電流陰極保護(hù)的保護(hù)效果優(yōu)異，并具有防止點(diǎn)蝕、孔蝕等局部腐蝕發(fā)生的特性。但另一方面，其施工難度大，前期與后期維護(hù)的資金投入較高，對(duì)大型混凝土結(jié)構(gòu)而言，全面采用外加電流陰極保護(hù)并不現(xiàn)實(shí)。但對(duì)完整性要求較高的重要結(jié)構(gòu)（如大橋通航孔的承臺(tái)、墩身部分），可以在其浪濺區(qū)及水位變動(dòng)區(qū)使用。

2.4 環(huán)氧樹脂涂層鋼筋

環(huán)氧樹脂涂層鋼筋利用環(huán)氧樹脂把鋼筋與外界環(huán)境隔絕，以達(dá)到防腐蝕的目的。環(huán)氧樹脂不與酸、堿等反應(yīng)，具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，在鋼筋表面形成了阻隔鋼筋與水、氧及侵蝕介質(zhì)接觸的屏障。理論上講，在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)使用環(huán)氧樹脂涂層鋼筋能保護(hù)鋼筋不受侵蝕。

由于增加了涂層，此種方法增加了材料成本。環(huán)氧涂層鋼筋每噸加工費(fèi)為2 000～3 000元。另外經(jīng)過環(huán)氧涂層處理的鋼筋，其黏結(jié)錨固強(qiáng)度比無涂層鋼筋要低10%～20%，需要增加錨固長(zhǎng)度，也造成成本的增加。環(huán)氧樹脂涂層鋼筋比普通鋼筋的原材料成本大約高一倍。

此外環(huán)氧樹脂鋼筋的抗腐蝕能力對(duì)環(huán)氧涂層的完整性依賴性較大，在鋼筋涂層缺陷處，腐蝕會(huì)快速發(fā)展，使涂層失去保護(hù)效果。因此在鋼筋加工和施工過程中要注意對(duì)涂層的保護(hù)。

雖然自從20世紀(jì)70年代起，環(huán)氧涂層鋼筋在北美就開始使用。但環(huán)氧鋼筋使用中所出現(xiàn)的問題，在一定程度上阻礙了其應(yīng)用：(1)環(huán)氧涂層鋼筋對(duì)缺陷敏感，缺陷處易發(fā)生點(diǎn)腐或孔蝕。(2)不易與陰極保護(hù)措施聯(lián)用，當(dāng)鋼筋受到腐蝕后，除了更換鋼筋外沒有其他辦法。(3)環(huán)氧涂層易在施工中被破壞，增加了施工的難度以及不安全性。(4)環(huán)氧涂層的使用有一定的期限（如20年），沒有很好的措施使其繼續(xù)使用。因此對(duì)于設(shè)計(jì)100年以上的混凝土結(jié)構(gòu)，環(huán)氧涂層鋼筋的使用受限。

環(huán)氧樹脂涂層鋼筋在北美曾被廣泛使用，后來有跡象顯示環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的抗腐蝕性能不佳。俄勒岡州交通部門的一份研究報(bào)告中指出，在水位變動(dòng)區(qū)的一條環(huán)氧樹脂涂層鋼筋混凝土梁使用9年后發(fā)生了腐蝕，而且發(fā)現(xiàn)涂層從鋼筋上剝落，因此報(bào)告中不建議繼續(xù)使用環(huán)氧樹脂涂層鋼筋。在一些國(guó)家和地區(qū)，比如加拿大的安大略省，環(huán)氧鋼筋是被當(dāng)?shù)氐慕煌ú块T禁用的。環(huán)氧涂層鋼筋成本較高，對(duì)運(yùn)輸、存放和施工要求高，最重要的是其長(zhǎng)期耐久性仍存在爭(zhēng)議。

2.5 熱浸鍍鋅鋼筋

熱浸鍍鋅鋼筋是將鋼筋浸入熔融鋅中保持一段時(shí)間后取出，使鋼筋表面獲得金屬鋅鍍層的一種方法。經(jīng)過熱浸鍍鋅處理的鋼筋具有良好的抗腐蝕性，在歐洲已經(jīng)被廣泛采用，被認(rèn)為是鋼筋防腐蝕較為有效的方法。

研究表明使用熱浸鍍鋅鋼筋做成的鋼筋混凝土試件，其臨界氯離子濃度（鋼筋出現(xiàn)腐蝕時(shí)，鋼筋表面氯離子的含量，與前面提到的Zn鈍化膜破壞的臨界的氯離子濃度不同）達(dá)到0.17%～2.7%（占水泥質(zhì)量百分比）。在腐蝕更為強(qiáng)烈的地方也可達(dá)到0.10%～0.65%，是采用普通鋼筋制備的鋼筋混凝土試樣的2.6～3.0倍。熱浸鍍鋅鋼筋對(duì)保護(hù)層的缺陷敏感程度比環(huán)氧涂層鋼筋要小。熱浸鍍鋅鋼筋與普通鋼筋相比，其屈服強(qiáng)度有所增加，而拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率變化不明顯。就整體性能而言，鋼筋在鍍鋅前后性能變化很小，基本上不受影響。另外，有研究指出在高強(qiáng)度的混凝土中，熱浸鍍鋅對(duì)用在梁中的套接接頭以及用在梁柱結(jié)合處的鉤筋的有不利影響，其結(jié)合強(qiáng)度分別下降14%～25%和6%～17%。因此為提高其結(jié)合強(qiáng)度，應(yīng)該使用橫向鋼筋對(duì)套接接頭和鉤筋加以固定。在普通強(qiáng)度的混凝土中，熱浸鍍鋅對(duì)結(jié)合強(qiáng)度的影響可以忽略。

熱浸鍍鋅鋼筋在運(yùn)輸、施工過程中不像環(huán)氧樹脂涂層鋼筋那樣嚴(yán)格要求，不增加施工的成本。熱浸鍍鋅鋼筋的成本每噸大約在5 000～7 000元。熱浸鍍鋅鋼筋的使用同樣有一定的期限，其表層鍍鋅會(huì)慢慢消蝕。另外采用熱浸鍍鋅鋼筋，對(duì)鋼筋與混凝土的結(jié)合強(qiáng)度有一定的影響，特別是在高強(qiáng)度混凝土中，因此采用熱浸鍍鋅鋼筋需要對(duì)鋼筋設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。

2.6 不銹鋼鋼筋

不銹鋼筋不是指單一的某種特定的材料，而是指含鉻量最少為12%的一系列的抗腐蝕鋼筋。根據(jù)鋼筋組成的不同，應(yīng)用中需要摻入不同的合金（如鎳、鉬、鈦以及其他），以提供不同的力學(xué)性能、抗腐蝕性能、可焊性能以及其他性能。常用的不銹鋼筋包括奧氏體鋼、鐵素體鋼、馬氏體鋼、雙相鋼和沉淀硬化型鋼。

不銹鋼中的鉻使鐵表面形成穩(wěn)定、具有高鈍化性的氧化鉻薄層。因此不銹鋼具有良好的抗腐蝕性，在惡劣的環(huán)境中具有很強(qiáng)的實(shí)用性，在許多國(guó)家中其使用量在不斷增長(zhǎng)。

不銹鋼鋼筋除了有抗腐蝕能力高的優(yōu)點(diǎn)外還具有以下特點(diǎn)：(1)具有自我修復(fù)功能。氧化鉻薄層除具有高抗腐蝕性外，還具有快速自我修復(fù)的能力，因此不銹鋼表面在受到損傷后能很快地恢復(fù)鈍化，其抗腐蝕性不受表面缺陷或意外損傷的影響。(2)在高溫和低溫下具有良好的力學(xué)性能。(3)可以減小混凝土保護(hù)層厚度。(4)強(qiáng)度、可焊性和塑性高，方便安裝。不銹鋼鋼筋的機(jī)械性能不亞于普通的鋼筋，因此采用不銹鋼鋼筋代替普通鋼筋并不需要對(duì)原有設(shè)計(jì)進(jìn)行更改。不銹鋼鋼筋的裁剪、彎曲和處理方法與普通鋼筋一樣，并不需要增加額外的措施。

研究表明不銹鋼鋼筋與普通鋼筋電耦合所產(chǎn)生的腐蝕電流基本可以忽略。因此可混合采用不銹鋼與普通鋼筋，如在混凝土結(jié)構(gòu)表面的鋼筋采用不銹鋼鋼筋，內(nèi)層鋼筋采用普通鋼筋，可在達(dá)到抗腐蝕的要求的情況下，降低成本。

2.7 包覆不銹鋼鋼筋

包覆不銹鋼鋼筋即在碳鋼外表面包覆一層不銹鋼。典型的不銹鋼包覆層大概厚0.9～1.8 mm，可以作為包覆用的不銹鋼材料有304、316或2205等。因?yàn)槠洳讳P鋼包覆層厚，而且材質(zhì)為不銹鋼，因此相對(duì)于涂層鋼筋具有更好的耐蝕性和抗點(diǎn)蝕性，且更不容易遭受外力破壞。不銹鋼包覆鋼筋具有與不銹鋼鋼筋基本相同的耐蝕性，另外，不銹鋼包覆層對(duì)小孔等缺陷敏感性基本可忽略。

包覆不銹鋼鋼筋的成本約為不銹鋼的1/3。包覆不銹鋼鋼筋目前的應(yīng)用不廣泛，其實(shí)際效果還需進(jìn)一步考察。包覆不銹鋼鋼筋的應(yīng)用，應(yīng)主要考慮不銹鋼與內(nèi)部鋼芯的結(jié)合力，防止不銹鋼與內(nèi)部鋼芯發(fā)生脫落，通常易發(fā)生脫落的部位在鋼筋的肋。

2.8 鋼筋阻銹劑

鋼筋阻銹劑能夠減少或阻止混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕，阻銹劑被加在混凝土中，對(duì)混凝土其他性能沒有影響。理想的阻銹劑應(yīng)該有十分受人肯定的阻銹能力，對(duì)新拌的或硬化后的混凝土性能無不良影響。

根據(jù)JTJ 275—2000《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，可在浪濺區(qū)和水位變動(dòng)區(qū)腐蝕較嚴(yán)重區(qū)域使用鋼筋阻銹劑。阻銹劑性能指標(biāo)和使用應(yīng)符合JT/T 537—2004《鋼筋混凝土阻銹劑》和YB/T 9231—1998《鋼筋阻銹劑使用技術(shù)規(guī)程》。對(duì)于阻銹劑的阻銹能力以及其加入混凝土后對(duì)混凝土性能的影響，《鋼筋阻銹劑使用技術(shù)規(guī)程》有明確的規(guī)定。

阻銹劑使用單價(jià)按每立方混凝土計(jì)算。每方混凝土使用的阻銹劑單價(jià)在100～200元左右，具體價(jià)格與阻銹劑的品牌、用量有關(guān)。摻入型阻銹劑是在混凝土拌合的時(shí)候加進(jìn)去的?，F(xiàn)在海洋工程混凝土大多采用高性能混凝土。在高性能混凝土中，由于氯離子滲透速度被大大地減緩，在氯離子從混凝土表面滲透到鋼筋表面的相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，實(shí)際上并不需要阻銹劑起任何阻銹作用。當(dāng)鋼筋面臨腐蝕危險(xiǎn)時(shí)，阻銹劑能否起到應(yīng)有的阻銹效果，仍需實(shí)際工程或暴露實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。而且，阻銹劑作用的對(duì)象為鋼筋，但實(shí)際應(yīng)用中需要對(duì)整個(gè)混凝土摻入阻銹劑，這勢(shì)必造成大量的浪費(fèi)。另一方面，阻銹劑作為一種混凝土外加劑，其使用必會(huì)對(duì)混凝土性能有一定的影響，使用摻入阻銹劑時(shí)可能需要對(duì)混凝土設(shè)計(jì)進(jìn)行更改。

2.9 透水模板

混凝土的耐久性是決定結(jié)構(gòu)物的性能與使用壽命的關(guān)鍵因素。而混凝土的表層，由于與周圍環(huán)境直接接觸，因此更需要做到密實(shí)，才能抵抗各種腐蝕、磨損等的侵害。然而在混凝土施工過程中，多余的水會(huì)從內(nèi)部向表面遷移，而施工過程中使用的模板一般都是透水性較差的材料，造成混凝土表層的水灰比增大。最后導(dǎo)致混凝土表層不密實(shí)，使表面產(chǎn)生砂斑等缺陷。另外在澆注混凝土過程中產(chǎn)生的氣泡也會(huì)逐漸遷移到混凝土表面，更增加了混凝土表層結(jié)構(gòu)的缺陷。透水模板又叫框內(nèi)水工編織布，并非實(shí)質(zhì)意義上的模板，而是指附著于模板內(nèi)側(cè)的塑料或是合成纖維編織布，它具有透水、透氣和保水功能，但不能透過水泥等固態(tài)顆粒。目前，透水模板所用材料及結(jié)構(gòu)各有特點(diǎn)：透水模板由聚乙烯、聚丙烯以及其他合成纖維等材料制成；各種透水模板結(jié)構(gòu)不盡相同，但大都可分為表面層、中間層和粘附層。表面層主要起到透水、透氣和阻隔混凝土中固體顆粒的作用；中間層是水、氣排走的通道；粘附層將透水模板貼在模板上。透水模板的工作原理如圖1所示。澆注混凝土過程中，遷移到混凝土表層的水分與氣泡可以輕易地通過透水模板排出。因此透水模板一方面可以有效減少構(gòu)體表層混凝土的氣泡，同時(shí)有助于混凝土表層的水分排出，顯著降低混凝土表層水灰比，使混凝土的表層更加密實(shí)。此外，在養(yǎng)護(hù)混凝土階段，保存在透水模板與模板間的水又可以回流到混凝土表面。因此透水模板還能起到保水的作用。透水模板使用效果與特點(diǎn)如圖2所示。

圖1 透水模板的工作原理

圖2 透水模板的效果

透水模板主要應(yīng)用于以下工程：市政道路、橋梁、鐵路混凝土結(jié)構(gòu)，隧道、堤壩、輸水涵洞等防水擋水結(jié)構(gòu)，碼頭等海工混凝土結(jié)構(gòu)。這些混凝土結(jié)構(gòu)都處在較為惡劣的環(huán)境中，對(duì)混凝土的耐久性有較高的要求。在國(guó)外，工程中采用透水模板越來越多，主要用來進(jìn)一步提高混凝土的耐久性和改善混凝土表面質(zhì)量。

中交四航局承建的深圳鹽田港集裝箱碼頭是中國(guó)首次采用透水模板的工程。透水模板用在所有的碼頭臨水面以提高碼頭的外觀和耐久性，根據(jù)以前的資料調(diào)查其實(shí)際使用效果。調(diào)查結(jié)果表明，鹽田港三期工程實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)使用透水模板后，混凝土構(gòu)件表面平整度好，致密均勻，色調(diào)一致，無砂線、砂斑、蜂窩孔、大氣孔等缺陷。驗(yàn)收6#、7#泊位時(shí)，碼頭的外觀均獲得95分以上的高分；現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)取樣耐久性檢測(cè)合格率100%，獲得業(yè)主、監(jiān)理一致好評(píng)。

另外，該工程采用透水模板的另一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是透水模板既能排水，顯著提高混凝土表層早期強(qiáng)度，又能適當(dāng)保水，改善混凝土脫模前的養(yǎng)護(hù)條件。從而提高混凝土表層抗裂性能，有利于防止或控制各種原因造成的早期裂縫。經(jīng)嚴(yán)格檢查發(fā)現(xiàn)，凡是采用透水模板澆筑的混凝土構(gòu)件，均未發(fā)現(xiàn)各種原因造成的裂紋。

國(guó)內(nèi)的青島海灣大橋，在預(yù)制的承臺(tái)和墩上均采用了透水模板，現(xiàn)場(chǎng)使用均取到了比較滿意的效果。

2.1 0 疏水化合孔栓物

疏水化合孔栓物作為一種添加劑，能夠使混凝土的吸水率和透水率顯著降低，減少氯離子滲透，是一種較好的防水方法。疏水化合孔栓物的作用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：改變混凝土和毛細(xì)孔表面張力，達(dá)到防水的效果；堵塞毛細(xì)孔，起到“塞子”的作用，從而阻止水的流通。由于摻加疏水化合孔栓物的混凝土結(jié)構(gòu)具有防水、防潮、抗?jié)B的效果，因此在海洋環(huán)境中呈現(xiàn)出較好的防腐蝕效果。

如果采用疏水化合孔栓物，每立方混凝土增加180～400元成本。疏水化合孔栓物能有效地阻止氯離子滲透到鋼筋表面，提高混凝土的耐久性。而且使用方便，只需按量添加到混凝土中就可以，但其對(duì)混凝土本身的要求較高。疏水化合孔栓物可作為一種有效的外加防腐蝕措施被加以應(yīng)用。當(dāng)然，使用時(shí)還要綜合考慮其經(jīng)濟(jì)效益。

2.1 1 噴涂聚脲彈性體

聚脲彈性體通過半預(yù)聚物（由異氰酸酯與聚醚多元醇生成）、氨基聚醚與液體胺類擴(kuò)鏈劑在65℃的溫度下反應(yīng)生成，是一種近年來新發(fā)展的環(huán)保無污染的涂裝技術(shù)。

噴涂聚脲彈性體因其優(yōu)異物理性能和施工性能，被稱為萬(wàn)能涂裝技術(shù)，在諸多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。美國(guó)三藩市San Mateo大橋采用此種技術(shù)進(jìn)行了拓寬工程，是采用聚脲規(guī)模最大的案例。美國(guó)華盛頓州Pasco橋在出現(xiàn)老化和病害后，采用此種方法進(jìn)行了加固，加固過程中橋梁沒有被停止使用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。美國(guó)肯塔基州和賓夕法尼亞州也采用這種方法加固了數(shù)十座橋梁。津京城際高鐵使用了聚脲防護(hù)層，厚度為2 mm。美國(guó)波士頓地鐵隧道采用聚脲彈性體技術(shù)進(jìn)行防護(hù)，北卡羅萊納州高速公路隧道在使用了近50年后也采用這種方法進(jìn)行修復(fù)。廣州地鐵隧道于2004年完成了聚脲彈性體防護(hù)。

噴涂聚脲彈性體材料及施工的成本約為150元/m2，海洋環(huán)境下使用時(shí)間不少于20年。噴涂聚脲彈性體是一種有效的防水措施。且由于其彈性好，噴涂以后即使混凝土出現(xiàn)裂縫也能保持良好的防水性。但其施工設(shè)備、施工方法復(fù)雜，施工時(shí)必須嚴(yán)格控制，否則聚脲涂層容易剝落。對(duì)防水性能要求高的部位，可采用該方法來增加耐久性和防水性。

3 結(jié)論

初期施加外加防腐蝕措施可以對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)起到安全預(yù)防的作用，并能進(jìn)一步增加結(jié)構(gòu)的安全性。在確定了混凝土結(jié)構(gòu)需施加外加防腐蝕措施的關(guān)鍵部分，并在分析不同外加防腐蝕措施的技術(shù)要求、特點(diǎn)以及成本的基礎(chǔ)上，結(jié)合跨海大橋的特點(diǎn)，對(duì)大橋不同部位需采用的外加防腐蝕措施提出針對(duì)性的設(shè)計(jì)意見，最終達(dá)到滿足跨海大橋設(shè)計(jì)使用壽命要求。

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