編者按

經歷9年，粵港澳大橋終于實現全面通車，在實際工程中，為了保證大橋的使用壽命，都使用了哪些防腐蝕技術呢？本文將一一解答。

引言

20世紀80年代初，港、澳以及中國內地之間陸地運輸逐漸完善，但是香港與珠江三角洲西岸地區的交通由于伶仃洋而受限；到90世紀末，受亞洲經濟危機影響，香港特別行政區政府認為有必要建設連接港珠澳三地的跨海通道，發揮港澳優勢尋求新的經濟增長點。

港珠澳大橋工程于2009年被國務院批準，并于同年年底開始動工，歷經9年，港珠澳大橋實現了全面通車。大橋主體工程由兩部分組成，分別為橋梁工程和島隧工程；其中橋梁工程總長度約35.6km，島隧工程由兩個面積各約為10萬㎡的人工島及長約6.7km的沉管隧道組成；橋梁工程長約為28.9km，其中香港段長約6km，粵港澳三地共同建設的主體工程長約22.6km。

1# 為什么要防腐？

港珠澳大橋位于珠江三角洲地區，屬于亞熱帶海洋季風氣候，溫度高，濕度大，海水含鹽量高，受到干濕循環、凍融循環、氯離子、硫酸根離子等因素的影響，混凝土中的鋼筋將會發生電化學腐蝕而生銹，體積發生膨脹從而使混凝土開裂，導致混凝土的使用壽命大大降低。同時港珠澳大橋設計使用壽命為120年，為了保證其120年的使用年限，防腐措施顯得尤為重要。

2# 目前混凝土防腐技術主要有哪些？

目前，混凝土結構附加的防腐措施種類有很多，如硅烷浸漬、涂層、不銹鋼鋼筋、環氧樹脂鋼筋、陰極保護、阻銹劑、透水模板等。

2.1 硅烷浸漬

通過將硅烷深入到混凝土毛細孔中，使毛細孔壁憎水化，使得水分和所攜帶的氯化物難以滲入到混凝土內部。其優點在于施工方便，防腐蝕效果好；不改變混凝土外觀且具有表面自清潔功能；達到一定使用年限后重涂較為簡單；但是該方法存在不能在潮濕混凝土表面施涂的缺點。

2.2 涂層

該方法的原理是通過在混凝土表面形成隔絕層來減緩混凝土腐蝕。其優點在于施工簡便，保護效果較為顯著，且可以根據需要來改變混凝土的外觀。但是其存在如下缺點：在潮濕表面施涂的效果較差，因耐候性原因后期易粉化、脫落而影響外觀，達到使用年限后重新施涂也較為困難。

2.3 不銹鋼鋼筋

通過在鋼筋中添加一定量的耐蝕元素（鉻、鎳、鉬等）可以顯著提高鋼筋的點蝕臨界氯離子濃度且施工簡便；但是該方法存在成本較高的問題。

2.4 環氧樹脂鋼筋

通過利用環氧樹脂的高化學穩定性，隔絕基體與外界環境，有效隔絕各種腐蝕侵害，從而達到減緩鋼筋腐蝕的目的。但是也存在一些不足，如降低鋼筋與混凝土之間的握裹力，施工過程控制涂層完整性的技術要求高，且對涂層缺陷較為敏感，一旦銹蝕開始發生將無法補救等問題。

2.5 陰極保護

該方法是通過使鋼筋電位極化至陽極反應（即鋼筋腐蝕反應）停止的策略。在所有防腐蝕方法中，該方法保護效果最好，保護時間最長，保護年限可達50年以上。但是該方法成本較高，施工技術及后期維護要求高。

2.6 阻銹劑

該方法是通過利用阻銹劑在鋼筋表面形成一層保護膜，持續阻止、延緩鋼筋浮士德電化學過程。這種方法可以提高引起鋼筋銹蝕的氯離子臨界濃度，延緩鋼筋脫鈍發生的時間。但是長期防護效果不穩定，且易對混凝土造成不利影響。

2.7 透水模板

透水模板具有透水、透氣和保水的功能，可以降低混凝土表面水灰比而達到改善表面質量的效果。該方法可以提高表層混凝土密實度，改善混凝土表面質量和外觀，對提高抗氯離子滲透性有輔助作用。但是會增加混凝土的施工成本，約每平方20元左右。

3# 港珠澳大橋中用到的防腐蝕措施

3.1 耐候鋼在國內跨海工程中首次亮相

港珠澳大橋所處的地理位置及環境要求其使用的金屬材料具備苛刻的防腐蝕性能，而耐候鋼可以通過穩定的銹層來防止腐蝕，滿足港珠澳大橋120年設計壽命的要求。針對耐候鋼焊接冶金質量難以控制、焊縫的腐蝕性能難以保證等問題，燕山大學王青峰課題組與中鐵山橋集團有限公司合作，將耐候鋼應用于港珠澳大橋索塔錨固箱的焊接制造，優化了焊接材料、焊接工藝，使焊接冶金質量、接頭力學性能和耐腐蝕性能都達到了設計要求。

3.2 先進防腐涂層

海泥中存在著各種易產生腐蝕的因素，通過采用涂層將海泥與鋼管本身隔絕開來就可以極大避免腐蝕的發生。鋼管樁位于海泥環境中，打樁過程中的機械損傷、泥砂碎石磨劃傷對涂層的表面已經造成相當大的威脅。此外，在充滿腐蝕性介質的海泥中保證120年的使用壽命而不發生明顯性能衰退更是難上加難。鋼管樁采用SEBF涂層，其與基體的粘接強度達到國內外同類產品的一倍以上，保證了打樁過程中鍍層完整性，同時該鍍層在酸堿鹽環境中的化學穩定性都非常出色，抗水防滲能力優異，極大提高了鋼管樁壽命。

3.3 犧牲陽極的陰極保護法

港珠澳大橋考慮到防護效果及材料成本，選用鋁作為犧牲陽極，同時為降低施工難度以及后期維護難度，創造性地摒棄了陰極保護的傳統方法，大膽采用在海水區中安裝犧牲陽極以保護泥下區的新方法，解決了海泥中更換犧牲陽極成本和施工難度過大的問題。同時中科院金屬所研究人員采取鋼管內壁安裝保護設施保護探頭的方法，將探頭隨著打樁深入到近百米的海泥下，實現原位檢測，這是在海洋工程界實現首次應用。

3.4 硅烷浸漬法

海洋作為氯離子的主要來源，氯離子的滲透會使混凝土內部鋼筋鈍化膜破壞并最終導致鋼筋的銹蝕，造成結構劣化，從而影響到使用壽命。針對這一問題，設計采用浸入型硅烷浸漬材料來加強混凝土的抗侵蝕能力。通過硅烷的小分子結構，將有機硅分子牢固地附著在混凝土表面和毛細孔道中，形成一層致密的保護層，減少水分及氯離子的滲透，同時，硅烷浸漬處理不會改變混凝土外觀，且后期的維護和重涂也較為容易。