山东省水利勘测设计院 山东济南 250013
摘要：针对东浪暖挡潮闸工程处于海水、淡水交互环境这一特点，对挡潮闸工程钢筋混凝土结构防腐蚀措施进行了分析研究，提出了在提高混凝土自身耐久性的基础上采用聚脲涂料作为外防腐涂层的辅助防腐措施。
关键词：挡潮闸；混凝土结构防腐；防腐涂层
1概述
东浪暖挡潮闸工程位于山东省威海南海新区，处于黄垒河入海口，是黄垒河地下水库工程最下游一级的地表拦蓄建筑物，主要功能为蓄水、挡潮。东浪暖挡潮闸工程建筑物级别为3级，闸孔总净宽252.0m，共21孔，每孔净宽12.0m。本工程处于海水、淡水交互环境，场区环境水对普通混凝土具有结晶型硫酸盐型强腐蚀性。工程环境条件对挡潮闸钢筋混凝土结构防腐提出了较高的要求。
2钢筋混凝土结构腐蚀的原因分析
东浪暖挡潮闸位于黄垒河入海口处，受海水潮汐作用以及沿河海水回灌附近地下水影响，其区域地下水类型较为复杂，矿化度分布区间为350.9～19312.4mg/L。地下水对混凝土具有硫酸盐型强腐蚀性，对混凝土结构中钢筋具强腐蚀性，对钢结构具强腐蚀性；场区河水类型主要为CL-SO4-Na-Ca-Mg型，河水对混凝土具有硫酸盐型强腐蚀性，对混凝土结构中钢筋具强腐蚀性，对钢结构具强腐蚀性。工程环境腐蚀类型主要为硫酸盐腐蚀和氯盐腐蚀。
硫酸盐对混凝土的化学腐蚀是两种化学反应的结果：一是硫酸盐与混凝土中的水化铝酸钙反应形成硫铝酸钙；二是硫酸盐与混凝土中的氢氧化钙结合形成硫酸钙，两反应均会造成体积膨胀，使混凝土开裂。当含有镁离子时，还能和氢氧化钙反应生成疏松且无胶凝性的氢氧化镁，降低混凝土的密实性和强度从而加剧腐蚀。如果酸性溶液到达钢筋表面，还会引起钢筋锈蚀。
氯化物腐蚀主要通过氯离子发生作用，水溶氯离子通过扩散、渗透和吸附等途径从混凝土构件表面向内部迁移，渗入到钢筋表面后，使得该处的pH值大幅降低，破坏钢筋表面在高碱性环境下形成的钝化膜，暴露的钢筋与尚完好的钝化膜之间产生电位差形成腐蚀电池， CL-与 Fe 2+ 发生阳极反应，使腐蚀电池不断发生，同时CL-的导电作用进一步加速电化学腐蚀速率。
3混凝土结构外防腐的必要性
通过对工程附近类似环境的桥梁、水闸等建筑物的调查了解，未采取防腐措施的建筑物，多数达不到设计使用年限，有的在建成后10～15年就出现了较严重的混凝土剥蚀、钢筋锈蚀等情况，甚至有的不足5年就需要修复加固。
混凝土的密实性是其抵抗环境中水、气以及溶解于水中的有害物质侵入混凝土的第一道防线，直接影响了混凝土的抗渗、抗碳化、抗钢筋锈蚀等耐久性能。高质量的混凝土和适当的保护层厚度是提高混凝土耐久性的首要原则。
东浪暖挡潮闸铺盖、闸室、消力池、翼墙等结构处于海水浪溅区，排架、机架桥、交通桥等上部结构处于重度盐雾区，环境类别均为五类。本工程设计混凝土强度等级C35，抗冻等级F150，钢筋保护层厚度60mm，采用海工水泥，施工过程中对骨料及混凝土拌和用水进行严格控制。通过提高混凝土强度等级、增加保护层厚度、采用抗侵蚀水泥等措施，加强混凝土自身密实性和抗侵蚀能力。
但是，由于混凝土材料的多孔性和施工易产生表面细微裂缝等问题很难彻底解决，特别在较严重的腐蚀环境中，单靠提高混凝土密实性不足以实现长久的保护，还应该采取附加的防腐蚀措施。
采用混凝土外防腐涂层是提高混凝土耐久性一种简便、经济、有效的辅助性保护措施。对混凝土表面增设防腐涂层，封闭细微的裂缝和孔洞，降低外界的水、CO2 、Cl- 、酸性液体的渗透速率，就可以防止或延缓腐蚀的发生。
4混凝土结构外防腐涂料的分类
现在国内外的海港码头、跨海大桥以及沿海钢筋混凝土结构常用的涂料主要有环氧涂料、聚氨酯涂料、丙烯酸酯涂料、有机硅树脂涂料、聚脲涂料等。
（1）环氧涂料。环氧树脂涂料具有高附着力、高强度、固化方便和优异的防腐性能。缺点是环氧树脂分子中含有醚键，在紫外线照射下易降解断链，所以涂膜的户外耐候性差，易失光和粉化。
（2）聚氨酯涂料。包括丙烯酸聚氨酯、醇酸聚氨酯、环氧聚氨酯等。涂层的透水性和透气性小，防腐蚀性能优良；可以在低温潮湿的环境下固化；有良好的水解稳定性、耐生物污损性和耐温性。缺点是涂膜易变黄、粉化褪色；固化反应慢；附着力相对较小。
（3）丙烯酸酯涂料。聚丙烯酸树脂具有很好的耐化学品性、耐候性、耐碱性和保光保色性。缺点是低温易变脆、高温变黏失强，耐污染性差。
（4）有机硅树脂涂料。有机硅化合物中应用最广的是以硅氧键为骨架组成的聚硅氧烷。优点是耐温度变化、良好的成膜性、保色性优异。缺点是涂料有挥发性，不便施工，且成本较高。
（5）聚脲涂料。聚脲是由异氰酸酯与氨基化合物反应生成的。优点是高强度、高弹性、适应潮湿环境、耐腐蚀性、抗冲刷、抗紫外线。最突出的特点是快速固化性，可在任意形状表面快速完成固化。缺点是由于固化快，采用喷涂工艺时附着力不理想，常需采用界面剂处理结合刮涂工艺施工。
5防腐涂层方案的确定
防腐涂层方案的选择，要根据挡潮闸工程所处的腐蚀环境，还要充分考虑本工程的特点。挡潮闸汛期行洪时，流速较大，对闸室、消力池及翼墙的冲刷较重，要求涂料具有良好抗冲刷性能；排架、机架桥等构件涂层需要小面积施工，且构件表面突变、折角、阴角较多，对涂层固化速度和施工便捷性有较高要求；另外挡潮闸紧邻南海新区旅游度假区，对建筑物外观要求较高，需要表面涂层有良好耐光照性能，长期使用不粉化、不变黄。因此，结合工程实际考虑，本工程要求涂层抗冲磨、固化快、易施工、抗紫外线。
设计提出采用“界面剂+单组分涂刷聚脲面层”的方案。设计使用年限不少于20年。涂层施工前，要求混凝土的龄期不少于28d并验收合格，并要求在混凝土表面取10m2的实验区进行涂装试验。
6防腐涂层施工技术要求
（1）基面处理：对混凝土基面进行打磨，将混凝土表面的浮尘杂物及松散颗粒打磨干净，然后用大功率吹风机将表面吹净。（2）专用界面剂涂刷：在涂刷界面剂前对基面再次进行除尘清理，确保基面干净无灰尘。使用滚筒或排刷将专用界面剂均匀的涂刷在基面上，要求涂刷均匀，无漏涂、无堆积。界面剂涂刷完成后，应采取措施防止灰尘污染表面。（3）单组分聚脲面层：涂装方法宜采用手工刮涂，上道涂层表干后再进行下道涂刷，两次涂刷聚脲作业面之间的搭接宽度不小于50mm。（4）检测：实行全过程质量检查，主要检查涂刷厚度和粘结强度，每涂刷200m2进行一次检查，确保施工质量。
7结语
采用混凝土外防腐涂层是提高混凝土耐久性一种简便、经济、有效的辅助性保护措施。目前市面上防腐涂料种类较多，各有特点。根据工程实际需要，选择合适的产品种类和施工工艺，才能充分起到防腐效果。