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“军港混凝土延寿”有了新技术
[时间:2009-08-25 09:51:56] [点击:5989] 

混凝土脱落、钢筋锈蚀斑驳破损?#29616;?#30340;码头梁板。

修复后焕然一新的军港码头。

科研人员正在对锈蚀的码头进行检测。唐军务摄影

     新闻导引
  2008年12月31日,本报报道了海军工程大学天津校区军港与海防工程系的专家,经过3年不懈努力研制的军港混凝土结构延寿?#21830;?#25216;术通过专家鉴定的消息。4个多月过去了,笔者一?#22791;?#36394;采访该课题组,对专家们如何从冰冷沉寂的混凝土身上拔除“顽疾?#20445;?#20174;而将一座座濒于崩毁的码头“起死回生”的传奇经历,有了更深刻的体悟。

  创新的魅力,不仅在于化腐朽为神奇,更在于变平凡为不凡。
  走进海军工程大学天津校区海洋结构物耐久性研究课题组,一组组令人?#30772;?#30340;实验数据,一张张图表展示出的实验成果,让人难以想象这些数据竟然是从坚固的混凝土结构身上“抽”出来的。在所有该课题组专家们的眼里,冰冷的混凝土变成了“活脱脱”的生命,捕获他们的“基因密码?#20445;?#23601;是为了让它们更加长寿,更加“朝气蓬勃”地服务于我海军建设转型的发展需要。
  频频锈蚀谁是祸首
  多年来,在军港码头的使用过程?#26657;?#20154;们时常发现:随着使?#20204;?#24230;的不断加大,处在高温、高湿、高盐等恶劣腐蚀环?#31243;?#20214;下的军港码头,还没有达到设计使用寿命,便出现过早剥蚀、损坏,?#29616;?#24433;响?#21496;?#28207;保障效能的正常发挥,而传统的修复方式只治标、不治本,难以从根本上解决码头使用耐久性问题。
  现实?#26657;?#19968;座始建于上世纪70年代的扩岸式高桩梁板码头,军港部门在几年前刚对其进行了抢救性大修,然而,没过多久,部分桩、板和管沟梁等,在海浪送来的“三高”侵蚀下,再次出现剥蚀、裂缝和钢筋锈蚀等破损问题,给舰艇停靠埋下了?#29616;?#30340;安全隐患。
  有没有一种可从内部结构上解决钢筋混凝土延寿的修复方式?总后、海后把这一设想,交给?#21496;?#20869;专门研究海洋结构物工程的海军工程大学天津校区的专家组。不谋而合的是,天津校区的专家组也对这个问题产生了兴趣,他们迅速开始科研立项,当年就展开了对这个问题的研究。
  而此时此刻,随着人类对海洋开发的不断深入,世界性的海洋结构物工程研究高潮迭起,大家都把目光聚焦在由于海洋环境?#26032;?#31163;子侵入,引起钢筋锈蚀而导致结构过早破坏失效,?#29616;?#24433;响工程保障效能这一核心问题上。一时间,延长钢筋混凝土结构的使用寿命,成为各国科技界和工程界研究的热点。
  土洋办法缘何都行不通
  上世纪80年代,国外就开始了电化学脱盐技术脱除混凝土?#26032;?#31163;子问题的研究,通过提高混凝土孔隙液的碱度,使已经受到活化腐蚀的钢筋全面恢复钝化,较好地解决了钢筋腐蚀问题,且不必长期维护管理。上世纪90年代初期,世界上先后有20余个国家和地区应用了该项技术。我国也于90年代初开始从事电化学脱盐技术的开发研究。
  但海军在役军港码头的现实环境?#26657;?#30001;于混凝土结构?#26032;?#30416;含量非常高,如果单纯采取较大电流密?#28982;?#36739;大通电量,不但修复时间长,而?#19968;?#23545;混凝土结构产生破坏性影响,比如降低钢筋与混凝土附着强度,诱发碱集料?#20174;?#31561;等。显然,单纯采用电化学分解技术难以根本解决问题。
  钢筋是解决混凝土结构腐蚀问题的关键,过去一种通行办法是采用钢筋阻锈剂。这是一种经济、有效的钢筋防腐蚀措施。在钢筋混凝土结构维修?#26657;?#37319;用渗透迁移型阻锈剂防止钢筋腐蚀。然而,专家们进一步研究发现,这种阻锈剂也存在缺陷,由于混凝土保护层厚度以及混凝土密实性不同,这类阻锈剂在混凝土中渗透深度有很大的差异,很多情况下,阻锈剂并不能达到钢筋表面,因而起不到应有的阻锈效果,因此目前在混凝土保护层厚度较大、密实度较高的我国军港钢筋混凝土结构上,尚无法应用。
  放在专家组面前的两条路,似乎都被堵死了。
  嫁?#35825;?#21512;也是创新
  有道是:“山穷水复疑无路,枊暗花明又一村。”专家组?#27835;?#35748;为,由于长期处于海洋环境?#26657;?#22823;量氯离子侵入混凝土结构激活了钢筋的锈蚀基因,导致码头达不到设计使用寿命而过早损坏。常规修补方法由于不能有效清除氯离子,只治标,不治本。电化学脱盐技术和钢筋阻锈剂技术因受到现实环?#22330;?#20891;事需要的多重影响,也无法达到预期的修复效果。
  灵感起始于相对的偶然,但绝对归结于苦思冥想的必然。一个大胆的设想逐渐在专家组脑海中清晰出来:利用电化学脱盐技术和迁移型阻锈?#26009;?#32467;合的电渗阻锈修复技术,结合常规修补和涂层封闭技术,可有效解决码头结构修补中的氯离子残留问题,极大提高结构使用寿命。通俗地说,就像“?#20301;?#32592;”一样将造成钢筋腐蚀的氯离子有效“拔除?#20445;?#21516;时将阻锈基团“针灸式”地植入混凝土结构内部,从根本上抑制了锈蚀。
  在混凝土表面铺设阳极,并使阳极处于含有一定浓度阻锈剂的碱性电解质?#26657;?#38050;筋作为阴极,与阳极之间通以直流电流。在电场作用下,外部电解质溶液中的阳离子阻锈基团快速向混凝土内部迁移,混凝土内带负电的氯离子向外部“逃逸”。?#22791;?#31563;混凝土孔隙液中有效阻锈基团的含量与氯离子含量达到一定比例时,原先腐蚀的钢筋就会恢复钝态,停止腐蚀。
  2008年12月,经过3年的不懈努力,“军港混凝土结构延寿?#21830;?#25216;术”通过了专家鉴定。鉴定委员会认为:该技术可使码头延长寿命20年以上,可直接用于军港维修,性价比高,且对码头保障功能影响小,具有显著的军事效益和推广价值。经现场实验测算,使用该技术?#31185;?#26041;米仅需300元左右,相比传统的拆除上部结构重建的修补方法,不仅省去?#31185;?#26041;米近3000元的维修经费,而且可使码头保障功能在维修期间不丧失,具有较大的军事经济效益。
   (本文来源:解放军报 )

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