“軍港混凝土延壽”有了新技術(shù)
[時(shí)間：2009-08-25 09:51:56] [點(diǎn)擊：21345]
混凝土脫落、鋼筋銹蝕斑駁破損嚴(yán)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(duì)銹蝕的碼頭進(jìn)行檢測(cè)。唐軍務(wù)攝影
新聞導(dǎo)引
2008年12月31日，本報(bào)報(bào)道了海軍工程大學(xué)天津校區(qū)軍港與海防工程系的專(zhuān)家，經(jīng)過(guò)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(guò)專(zhuān)家鑒定的消息。4個(gè)多月過(guò)去了，筆者一直跟蹤采訪該課題組，對(duì)專(zhuān)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(jìn)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(chēng)奇的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一張張圖表展示出的實(shí)驗(yàn)成果，讓人難以想象這些數(shù)據(jù)竟然是從堅(jiān)固的混凝土結(jié)構(gòu)身上“抽”出來(lái)的。在所有該課題組專(zhuān)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(zhǎng)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(shuí)是禍?zhǔn)?/STRONG>
多年來(lái)，在軍港碼頭的使用過(guò)程中，人們時(shí)常發(fā)現(xiàn)：隨著使用強(qiáng)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(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命，便出現(xiàn)過(guò)早剝蝕、損壞，嚴(yán)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(biāo)、不治本，難以從根本上解決碼頭使用耐久性問(wèn)題。
現(xiàn)實(shí)中，一座始建于上世紀(jì)70年代的擴(kuò)岸式高樁梁板碼頭，軍港部門(mén)在幾年前剛對(duì)其進(jìn)行了搶救性大修，然而，沒(méi)過(guò)多久，部分樁、板和管溝梁等，在海浪送來(lái)的“三高”侵蝕下，再次出現(xiàn)剝蝕、裂縫和鋼筋銹蝕等破損問(wèn)題，給艦艇�？柯裣铝藝�(yán)重的安全隱患。
有沒(méi)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(zhuān)門(mén)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(zhuān)家組。不謀而合的是，天津校區(qū)的專(zhuān)家組也對(duì)這個(gè)問(wèn)題產(chǎn)生了興趣，他們迅速開(kāi)始科研立項(xiàng)，當(dāng)年就展開(kāi)了對(duì)這個(gè)問(wèn)題的研究。
而此時(shí)此刻，隨著人類(lèi)對(duì)海洋開(kāi)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(guò)早破壞失效，嚴(yán)重影響工程保障效能這一核心問(wèn)題上。一時(shí)間，延長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命，成為各國(guó)科技界和工程界研究的熱點(diǎn)。
土洋辦法緣何都行不通
上世紀(jì)80年代，國(guó)外就開(kāi)始了電化學(xué)脫鹽技術(shù)脫除混凝土中氯離子問(wèn)題的研究，通過(guò)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(wèn)題，且不必長(zhǎng)期維護(hù)管理。上世紀(jì)90年代初期，世界上先后有20余個(gè)國(guó)家和地區(qū)應(yīng)用了該項(xiàng)技術(shù)。我國(guó)也于90年代初開(kāi)始從事電化學(xué)脫鹽技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究。
但海軍在役軍港碼頭的現(xiàn)實(shí)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(shí)間長(zhǎng)，而且會(huì)對(duì)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(qiáng)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(wèn)題。
鋼筋是解決混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕問(wèn)題的關(guān)鍵，過(guò)去一種通行辦法是采用鋼筋阻銹劑。這是一種經(jīng)濟(jì)、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(zhuān)家們進(jìn)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(hù)層厚度以及混凝土密實(shí)性不同，這類(lèi)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(dá)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(hù)層厚度較大、密實(shí)度較高的我國(guó)軍港鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上，尚無(wú)法應(yīng)用。
放在專(zhuān)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(wú)路，枊暗花明又一村。”專(zhuān)家組分析認(rèn)為，由于長(zhǎng)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(dá)不到設(shè)計(jì)使用壽命而過(guò)早損壞。常規(guī)修補(bǔ)方法由于不能有效清除氯離子，只治標(biāo)，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(shí)環(huán)境、軍事需要的多重影響，也無(wú)法達(dá)到預(yù)期的修復(fù)效果。
靈感起始于相對(duì)的偶然，但絕對(duì)歸結(jié)于苦思冥想的必然。一個(gè)大膽的設(shè)想逐漸在專(zhuān)家組腦海中清晰出來(lái)：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(bǔ)和涂層封閉技術(shù)，可有效解決碼頭結(jié)構(gòu)修補(bǔ)中的氯離子殘留問(wèn)題，極大提高結(jié)構(gòu)使用壽命。通俗地說(shuō)，就像“拔火罐”一樣將造成鋼筋腐蝕的氯離子有效“拔除”，同時(shí)將阻銹基團(tuán)“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(yáng)極，并使陽(yáng)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(yáng)極之間通以直流電流。在電場(chǎng)作用下，外部電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子阻銹基團(tuán)快速向混凝土內(nèi)部遷移，混凝土內(nèi)帶負(fù)電的氯離子向外部“逃逸”。當(dāng)鋼筋混凝土孔隙液中有效阻銹基團(tuán)的含量與氯離子含量達(dá)到一定比例時(shí)，原先腐蝕的鋼筋就會(huì)恢復(fù)鈍態(tài),停止腐蝕。
2008年12月，經(jīng)過(guò)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(guò)了專(zhuān)家鑒定。鑒定委員會(huì)認(rèn)為：該技術(shù)可使碼頭延長(zhǎng)壽命20年以上，可直接用于軍港維修，性?xún)r(jià)比高，且對(duì)碼頭保障功能影響小，具有顯著的軍事效益和推廣價(jià)值。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)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(bǔ)方法，不僅省去每平方米近3000元的維修經(jīng)費(fèi)，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(jì)效益。
(本文來(lái)源：解放軍報(bào) )
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