“軍港混凝土延壽”有了新技術(shù)
[時間：2009-08-25 09:51:56] [點擊：21036]
混凝土脫落、鋼筋銹蝕斑駁破損嚴重的碼頭梁板。
修復(fù)后煥然一新的軍港碼頭。
科研人員正在對銹蝕的碼頭進行檢測。唐軍務(wù)攝影
新聞導(dǎo)引
2008年12月31日，本報報道了海軍工程大學(xué)天津校區(qū)軍港與海防工程系的專家，經(jīng)過3年不懈努力研制的軍港混凝土結(jié)構(gòu)延壽成套技術(shù)通過專家鑒定的消息。4個多月過去了，筆者一直跟蹤采訪該課題組，對專家們?nèi)绾螐谋涑良诺幕炷辽砩习纬邦B疾”，從而將一座座瀕于崩毀的碼頭“起死回生”的傳奇經(jīng)歷，有了更深刻的體悟。
創(chuàng)新的魅力，不僅在于化腐朽為神奇，更在于變平凡為不凡。
走進海軍工程大學(xué)天津校區(qū)海洋結(jié)構(gòu)物耐久性研究課題組，一組組令人稱奇的實驗數(shù)據(jù)，一張張圖表展示出的實驗成果，讓人難以想象這些數(shù)據(jù)竟然是從堅固的混凝土結(jié)構(gòu)身上“抽”出來的。在所有該課題組專家們的眼里，冰冷的混凝土變成了“活脫脫”的生命，捕獲他們的“基因密碼”，就是為了讓它們更加長壽，更加“朝氣蓬勃”地服務(wù)于我海軍建設(shè)轉(zhuǎn)型的發(fā)展需要。
頻頻銹蝕誰是禍首
多年來，在軍港碼頭的使用過程中，人們時常發(fā)現(xiàn)：隨著使用強度的不斷加大，處在高溫、高濕、高鹽等惡劣腐蝕環(huán)境條件下的軍港碼頭，還沒有達到設(shè)計使用壽命，便出現(xiàn)過早剝蝕、損壞，嚴重影響了軍港保障效能的正常發(fā)揮，而傳統(tǒng)的修復(fù)方式只治標、不治本，難以從根本上解決碼頭使用耐久性問題。
現(xiàn)實中，一座始建于上世紀70年代的擴岸式高樁梁板碼頭，軍港部門在幾年前剛對其進行了搶救性大修，然而，沒過多久，部分樁、板和管溝梁等，在海浪送來的“三高”侵蝕下，再次出現(xiàn)剝蝕、裂縫和鋼筋銹蝕等破損問題，給艦艇停靠埋下了嚴重的安全隱患。
有沒有一種可從內(nèi)部結(jié)構(gòu)上解決鋼筋混凝土延壽的修復(fù)方式？總后、海后把這一設(shè)想，交給了軍內(nèi)專門研究海洋結(jié)構(gòu)物工程的海軍工程大學(xué)天津校區(qū)的專家組。不謀而合的是，天津校區(qū)的專家組也對這個問題產(chǎn)生了興趣，他們迅速開始科研立項，當年就展開了對這個問題的研究。
而此時此刻，隨著人類對海洋開發(fā)的不斷深入，世界性的海洋結(jié)構(gòu)物工程研究高潮迭起，大家都把目光聚焦在由于海洋環(huán)境中氯離子侵入，引起鋼筋銹蝕而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過早破壞失效，嚴重影響工程保障效能這一核心問題上。一時間，延長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命，成為各國科技界和工程界研究的熱點。
土洋辦法緣何都行不通
上世紀80年代，國外就開始了電化學(xué)脫鹽技術(shù)脫除混凝土中氯離子問題的研究，通過提高混凝土孔隙液的堿度，使已經(jīng)受到活化腐蝕的鋼筋全面恢復(fù)鈍化，較好地解決了鋼筋腐蝕問題，且不必長期維護管理。上世紀90年代初期，世界上先后有20余個國家和地區(qū)應(yīng)用了該項技術(shù)。我國也于90年代初開始從事電化學(xué)脫鹽技術(shù)的開發(fā)研究。
但海軍在役軍港碼頭的現(xiàn)實環(huán)境中，由于混凝土結(jié)構(gòu)中氯鹽含量非常高，如果單純采取較大電流密度或較大通電量，不但修復(fù)時間長，而且會對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞性影響，比如降低鋼筋與混凝土附著強度，誘發(fā)堿集料反應(yīng)等等。顯然，單純采用電化學(xué)分解技術(shù)難以根本解決問題。
鋼筋是解決混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕問題的關(guān)鍵，過去一種通行辦法是采用鋼筋阻銹劑。這是一種經(jīng)濟、有效的鋼筋防腐蝕措施。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)維修中，采用滲透遷移型阻銹劑防止鋼筋腐蝕。然而，專家們進一步研究發(fā)現(xiàn)，這種阻銹劑也存在缺陷，由于混凝土保護層厚度以及混凝土密實性不同，這類阻銹劑在混凝土中滲透深度有很大的差異，很多情況下，阻銹劑并不能達到鋼筋表面，因而起不到應(yīng)有的阻銹效果，因此目前在混凝土保護層厚度較大、密實度較高的我國軍港鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上，尚無法應(yīng)用。
放在專家組面前的兩條路，似乎都被堵死了。
嫁接整合也是創(chuàng)新
有道是：“山窮水復(fù)疑無路，枊暗花明又一村。”專家組分析認為，由于長期處于海洋環(huán)境中，大量氯離子侵入混凝土結(jié)構(gòu)激活了鋼筋的銹蝕基因，導(dǎo)致碼頭達不到設(shè)計使用壽命而過早損壞。常規(guī)修補方法由于不能有效清除氯離子，只治標，不治本。電化學(xué)脫鹽技術(shù)和鋼筋阻銹劑技術(shù)因受到現(xiàn)實環(huán)境、軍事需要的多重影響，也無法達到預(yù)期的修復(fù)效果。
靈感起始于相對的偶然，但絕對歸結(jié)于苦思冥想的必然。一個大膽的設(shè)想逐漸在專家組腦海中清晰出來：利用電化學(xué)脫鹽技術(shù)和遷移型阻銹劑相結(jié)合的電滲阻銹修復(fù)技術(shù)，結(jié)合常規(guī)修補和涂層封閉技術(shù)，可有效解決碼頭結(jié)構(gòu)修補中的氯離子殘留問題，極大提高結(jié)構(gòu)使用壽命。通俗地說，就像“拔火罐”一樣將造成鋼筋腐蝕的氯離子有效“拔除”，同時將阻銹基團“針灸式”地植入混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，從根本上抑制了銹蝕。
在混凝土表面鋪設(shè)陽極，并使陽極處于含有一定濃度阻銹劑的堿性電解質(zhì)中，鋼筋作為陰極，與陽極之間通以直流電流。在電場作用下，外部電解質(zhì)溶液中的陽離子阻銹基團快速向混凝土內(nèi)部遷移，混凝土內(nèi)帶負電的氯離子向外部“逃逸”。當鋼筋混凝土孔隙液中有效阻銹基團的含量與氯離子含量達到一定比例時，原先腐蝕的鋼筋就會恢復(fù)鈍態(tài),停止腐蝕。
2008年12月，經(jīng)過3年的不懈努力，“軍港混凝土結(jié)構(gòu)延壽成套技術(shù)”通過了專家鑒定。鑒定委員會認為：該技術(shù)可使碼頭延長壽命20年以上，可直接用于軍港維修，性價比高，且對碼頭保障功能影響小，具有顯著的軍事效益和推廣價值。經(jīng)現(xiàn)場實驗測算，使用該技術(shù)每平方米僅需300元左右，相比傳統(tǒng)的拆除上部結(jié)構(gòu)重建的修補方法，不僅省去每平方米近3000元的維修經(jīng)費，而且可使碼頭保障功能在維修期間不喪失，具有較大的軍事經(jīng)濟效益。
(本文來源：解放軍報 )
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