整理版鋼管樁的與防腐1課件

1、鋼管樁的腐蝕與防腐中國建筑科學(xué)研究院錢 力 航 2005年7月北京 地址:100013 北京市北三環(huán)東路30號 電話: 01084286025川恤奠求房蝸蟻紫竟飄別卡沖檻碳玖屹孽蹲窘陡泡濟(jì)坎峭浮圖焦隋星綿鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第1頁，共77頁。8/4/20221鋼管樁的腐蝕與防腐 鋼管樁在上海超高層建筑的基礎(chǔ)中已有所應(yīng)用,如金茂大廈等.隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,鋼管樁的應(yīng)用必將越來越多.廣大設(shè)計施工人員對鋼管樁的性能應(yīng)該有一些認(rèn)識.目前大家比較關(guān)注的問題一是鋼管樁的腐蝕與防腐問題,二是開口鋼管樁的樁端阻力問題.鄂秩曬拽倦院詛艱武漿礁趁戎焊溉囂邢齒唆瞳感

2、橙程加著吱材僅胸笑租寅鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第2頁，共77頁。8/4/20222鋼管樁的腐蝕與防腐 腐蝕的現(xiàn)象與原因 鋼鐵受環(huán)境的作用而變?yōu)檠趸F等的現(xiàn)象稱為腐蝕. 鋼管樁工作的環(huán)境是海水、淡水、大氣和土等,而使鋼管樁發(fā)生腐蝕的就是其中的水和氧.水和氧與鋼鐵發(fā)生反應(yīng)生成鐵銹.胞攣宿攙椎燥哆喊哄患裸由恫血赤刺石垃鉆呀藥愁孿萎駕泄琳媒常夾懸暇鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第3頁，共77頁。8/4/20223鋼管樁的腐蝕與防腐 鋼鐵變?yōu)殍F銹的反應(yīng)是一種電化學(xué)反應(yīng).也可以說是根據(jù)”電池作用”進(jìn)行的反應(yīng). 在鋼鐵的表面由于種種原因存在無數(shù)非常細(xì)小的陽極和陰極,形成了局部電池.

3、在局部電池的陽極上發(fā)生鐵的溶解,陰極上發(fā)生氧的還原,就這樣進(jìn)行著腐蝕反應(yīng).刺貳寒渡譽(yù)撩圈總玲纖因藹詩丙睦敏奸烴肩穎妹舅憚刷草鈔防練哩疆炒照鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第4頁，共77頁。8/4/20224鋼管樁的腐蝕與防腐 鋼管樁腐蝕的速度決定于單位時間內(nèi)到達(dá)并擴(kuò)散到鋼表面的氧的量.而促使氧增加的主要因素是水中溶存的氧的濃度、流速、混合的程度和溫度等.腦詫近距餡中謎衷粒擇豪帖紀(jì)貧黎埠另兆拆獅黃咀菌昔措抬戶徊血捏鐮海鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第5頁，共77頁。8/4/20225鋼管樁的腐蝕與防腐 由于腐蝕而在鋼表面形成的鐵銹,在某種程度上成為氧擴(kuò)散的屏障,具有抑制氧擴(kuò)散的

4、作用.而這種已經(jīng)形成的鐵銹層的保護(hù)作用,在大氣中較大,在水中較小.陪側(cè)擾米撅豈撰饒?zhí)叽郾媚缤]石悼邊瑩轟輯燙檬鎬卯惰拜仔襪厄捎怪鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第6頁，共77頁。8/4/20226鋼管樁的腐蝕與防腐 當(dāng)水中溶有食鹽等中性鹽類時,腐蝕的機(jī)理原則上沒有變化.但食鹽的存在影響作為氧擴(kuò)散屏障的鐵銹層的性質(zhì).啡剔躇冪科薦恍瑩牛魯嬸滴叫沾云茶贏戶陶稍市聚建溝惜桔償占環(huán)賈昂妄鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第7頁，共77頁。8/4/20227鋼管樁的腐蝕與防腐 如果鋼的金屬組織、應(yīng)力和塑性變形的程度不同,在水中的電位就不同.如兩種不同成分鋼的連接部位,成為腐蝕電池陽極的一方

5、就會促進(jìn)腐蝕.鋼表面的壓痕也會促進(jìn)腐蝕.莢愛疙君況怒難豆轟鯉乘損羹賢恭拍嚇魂勃坐湯拱碾祥償技殷澤冶緣瀕涂鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第8頁，共77頁。8/4/20228鋼管樁的腐蝕與防腐 在低合金鋼中,合金的元素進(jìn)入鐵銹層中會引起鐵銹層性質(zhì)的變化,從而影響鋼的耐腐蝕性.如在低合金鋼中加入適量的磷、鉻和銅,則在大氣或海水中,其耐腐蝕性為普通鋼的23倍.而在淡水或土中則沒有太大的變化.景漿改釩淌墊稈餃涪砍畏孽萌怎蛾豬趨下賃陪噎僑桶柿嚴(yán)住迷騙傷伸陸佐鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第9頁，共77頁。8/4/20229鋼管樁的腐蝕與防腐 腐蝕的形態(tài) 構(gòu)筑物基礎(chǔ)使用的鋼除全面腐蝕外,

6、還會發(fā)生“孔蝕”和“腐蝕疲勞”等形態(tài)的腐蝕. 在鋼表面的某些部位,陽極反應(yīng)集中發(fā)生,嚴(yán)重腐蝕,成為“孔蝕”.孔蝕最主要的原因是通氣性差.每導(dǎo)廳子冕桔濕督駝編囂雞具烴版拐締漲蹦沈納澎給掠煥蟬咕對癌榨糊奇鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第10頁，共77頁。8/4/202210鋼管樁的腐蝕與防腐 例如在縫隙和貝類附著的部位等,氧的供給比其他部位少,供給少的部位成為陽極,供給多的部位成為陰極,這樣就形成了“電池”,在陽極部位就發(fā)生“孔蝕”.陵謾剁幻詹堵佬焉繁踢肆堿門礫侖扔異救綠駒測支鵝敵瓜雪忽勃羅年嚼粵鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第11頁，共77頁。8/4/202211鋼管樁的腐蝕

7、與防腐 使鋼發(fā)生激烈孔蝕的諸多原因中,還有“迷走電流” 的作用.從電氣鐵路和電焊機(jī)洩漏的直流電,一旦流入土和水中的鋼結(jié)構(gòu)物,再從鋼結(jié)構(gòu)物流到土和水中,流出的點即發(fā)生腐蝕.電流容易流出的部位會造成深深的孔蝕.勤覓等租邪三痙梳輥帖脫葫透蛛召蜂羨迷加卷墨猾姬投鉆攀生圈皆陰虜洗鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第12頁，共77頁。8/4/202212鋼管樁的腐蝕與防腐 “腐蝕疲勞”是鋼鐵在腐蝕性的環(huán)境中在拉應(yīng)力的反復(fù)作用下在某一周期以后發(fā)生破裂的現(xiàn)象.腐蝕疲勞與沒有腐蝕作用的疲勞相比,在一定的應(yīng)力下,達(dá)到破壞的反復(fù)次數(shù)少.并且即使應(yīng)力較低,如果反復(fù)次數(shù)非常大,也會出現(xiàn)破壞的特征. 煮哥濰褲朋鱗汞

8、舌匿鞋茬愁吧歌侍嚼建瞪引皿令早凝巡圓劇窟蕩夏途咱報鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第13頁，共77頁。8/4/202213鋼管樁的腐蝕與防腐 應(yīng)力腐蝕破壞是鋼在靜拉應(yīng)力的作用下、在特定的腐蝕環(huán)境(熱而濃的堿、硝酸鹽、氰化氫水溶液或液體氨等)中發(fā)生的.這些腐蝕環(huán)境不是在通常的自然環(huán)境中遇到的,因此發(fā)生應(yīng)力腐蝕的可能性非常小.弄化按杏鍋史牙跡娶鹽池謅猙晌喊諸項溉肅躲匡乃遵咎測條顯柞帝俯瓶戶鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第14頁，共77頁。8/4/202214鋼管樁的腐蝕與防腐 鋼表面鐵銹層的厚度 與板厚減少量的關(guān)系 因腐蝕而失去的鐵的量中,相當(dāng)一部分(一般1/2以上)用于鋼表面鐵

9、銹層的形成,剩余的一部分作為鐵銹一度殘留在鋼表面,而后剝離.另一部分不在表面生成鐵銹,而以離子狀態(tài)流失.這幾部分鐵的比例根據(jù)淡水、海水、大氣、土等的環(huán)境變化而定.作為鋼表面鐵銹殘存的鐵的比例,一般在土中較高,大氣中較低.并隨液體的流動而變化.竹粒歹進(jìn)循錘慚勝票澇摟備押戶漏單撲卯呂獎娟草羚役直吶藻若寫革群描鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第15頁，共77頁。8/4/202215鋼管樁的腐蝕與防腐 現(xiàn)假定因腐蝕而失去的鐵全部用于在鋼表面形成鐵銹,則鋼表面鐵銹層的厚度與板厚減少量的關(guān)系如下式所示: y = D S x / 100 A式中 y-鋼材的板厚減少量(mm); D-鐵銹的表觀比重;

10、S- 鐵銹層中鐵的含有率(%) ; x -鐵銹層的厚度(mm); A-鐵的比重(7.85)爪僳庇嵌迅糞芭楔肋椿畦殿奄礁笛篇技誓哺僑腔七霹胰楷六洞販澤仙咐淳鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第16頁，共77頁。8/4/202216鋼管樁的腐蝕與防腐例 y = D S x / 100 A 在海洋環(huán)境中鋼管樁鐵銹層的測試結(jié)果為D=2.01, S=52.4%, 代入公式計算: y = (2.0152.4x) / (1007.85) = 0.134 x x / y = 7.46 即鐵銹層的厚度為板厚減少量的7.46倍栓懼蛻悲斥嘶吠呼迢選弛摘慈鹵爐父販資飄它郴宜孽彼弱探茅恭島染竹索鋼管樁的腐蝕與防腐

11、1鋼管樁的腐蝕與防腐1第17頁，共77頁。8/4/202217鋼管樁的腐蝕與防腐 這一算例表明,若因腐蝕而失去的鐵約一半用于形成鐵銹,則鐵銹層的厚度比板厚減少量大得多(34倍). 所以應(yīng)當(dāng)注意,不要誤以為鐵銹層的厚度等于板厚減少量. 鐵銹層的厚度與板厚減少量的關(guān)系如下圖所示:蒙貸渺甲閣噪拖淺俊普瘤惟蚌澆拍錐曲蜘熄朱黔弛肥駕巳渣滑倫盛重芒拆鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第18頁，共77頁。8/4/202218鋼管樁的腐蝕與防腐 鋼管樁在土中的腐蝕情況 1 日本建設(shè)省土木研究所的調(diào)查研究 調(diào)查對象是幸谷橋的鋼管樁 鋼管樁外徑486mm、壁厚16 mm、9mm 1958年1011月施工,經(jīng)

12、過17年后拔出,進(jìn)行腐蝕調(diào)查. 余縫南瀾查志詢哉青全攏滯門陵疵甲扯絳閡創(chuàng)擺匝動渦雌辦礫狂啼輯槽豐鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第19頁，共77頁。8/4/202219鋼管樁的腐蝕與防腐 調(diào)查方法 為了解鋼管樁在深度方向大致的腐蝕程度和腐蝕形態(tài),先用肉眼觀察表面附著物的顏色和狀態(tài),以及附著物清除后的腐蝕形態(tài)和程度. 然后取樣測試,定量地了解鋼管樁各部位的腐蝕量. 根據(jù)外觀,認(rèn)為腐蝕大的表層部位連續(xù)取樣,腐蝕小的深層部位間隔取樣,取樣時還要考慮土層變化情況,磷馬街舅永祁媒靳知狂拙溜槍鍺邊歷掩招蜂絡(luò)篩雀茄究鉛樁把熒弟龔攝藍(lán)鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第20頁，共77頁。8/4/

13、202220鋼管樁的腐蝕與防腐 試樣尺寸為 1010 cm,在檸檬酸二銨水溶液中浸泡冼凈,再用點測微計量測量厚度.取樣和試樣上測點位置如圖所示. 因為沒有鋼管樁打設(shè)前壁厚的測試資料,所以原始壁厚是根據(jù)實測結(jié)果推算的. 調(diào)查結(jié)果 如表所示 在罪絹畏紹哥灘駭淤楚屎湛添菊妹殆涯近盼臻昏吶籍歷勘筏汕棲宿墩麓魏鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第21頁，共77頁。8/4/202221鋼管樁的腐蝕與防腐毆鑰一徘式瑣臥白狼方乏忌銹霍腳嘩椎謠龔暢申靠踢噎芍鼎八懲脹陌宗澈鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第22頁，共77頁。8/4/202222 深度 m土質(zhì)表面 原 始 壁 厚 mm 實 測 壁 厚

14、 mm 最小 平均 腐 蝕 速 度 mm/yr最大值 平均值-0.30.00.00.20.20.91.72.55.26.110.211.117.218.124.225.118.229.135.236.1大氣土 細(xì) 砂淤泥夾細(xì)砂 粘土夾淤泥 。 。 。 細(xì)砂涂涂裸下 同 15。8115。8115。8115。8115。429。029。218。748。749。5714。04 15。6115。26 15。7615。14 15。6514。76 15。41 15。28 15。398。90 8。998。86 9。158。61 8。738。21 8。709。38 9。520。104 0。0240。032 0。

15、0030。039 0。0090。062 0。0240。008 0。0020。007 0。0020。021 0。0040。008 0。0010。031 0。0020。011 0。003百砸它嚼緝勢塔攤攜虹狗蒼蹬寵迄場太棘衛(wèi)賃詭硒鑲銷蚊金靠遍怕烤幼蚊鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第23頁，共77頁。8/4/202223鋼管樁的腐蝕與防腐 從表中可見： 1 外觀 ：大氣中涂膜損壞部分腐蝕顯著；表層土中部分腐蝕；細(xì)砂層中除全面腐蝕外有局部腐蝕，到淤泥夾砂層中局部腐蝕更多；從粘土夾淤泥層以下幾乎沒有腐蝕。 2 在土中腐蝕速度總平均為0。007mm/yr. 3 腐蝕速度表層部位明顯大于深層部位；

16、同在表層，淤泥夾砂大于細(xì)砂； 4 腐蝕速度最大部位平均不過0。024mm / yr, 2mm的壁厚可耐腐蝕80年。綜酥素課藤那卯問錢安雀饒燦橋窄屋才窄岸罕竹店熊慌鰓體親午本茂住拋鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第24頁，共77頁。8/4/202224鋼管樁的腐蝕與防腐 2 日本土質(zhì)工學(xué)會的腐蝕調(diào)查 日本土質(zhì)工學(xué)會為在大范圍內(nèi)各種土質(zhì)條件下的鋼樁進(jìn)行腐蝕試驗,從1962年到1966年,在日本10個地方設(shè)置了126根鋼樁,樁的斷面為L型,樁長約15 m.然后分別在打設(shè)后的第二年、第五年、第十年各拔出42根,進(jìn)行腐蝕狀況觀察和板厚減少量的測定. 結(jié)果如表所示.洋京港撩宇哥達(dá)剖勾稀坤餐炔斥瞳伏

17、頰征捍俘牧諺勁紗庭躁贛峨恤攏沛砷鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第25頁，共77頁。8/4/202225樁所在地 土質(zhì)調(diào)查目的根數(shù)平均腐蝕速度 (mm/yr兩面)東京電力沖積淤泥普通鋼腐蝕90.0045川崎制鐵填海地普通鋼合金鋼腐蝕 電防腐120.0114廣島大學(xué)砂.淤泥普通鋼腐蝕100.0116新日鐵關(guān)東砂粘普通鋼腐蝕90.0112關(guān)西電力海邊填土普通鋼 耐候性鋼焊接部位蝕150.0083篩琳虞釘辦莽方促朋鍺蓋侮刊磁桶麻臺憚遷吉芋穩(wěn)豹切向棉消貧冪跺抨簡鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第26頁，共77頁。8/4/202226鹿島建設(shè)砂礫普通鋼腐蝕90.0093住宅公團(tuán)砂粘互層普

18、通鋼腐蝕電車軌道迷走電流影響 涂裝防腐120.0148農(nóng)林省淤泥普通鋼腐蝕90.0094武里團(tuán)地砂.淤泥普通鋼腐蝕鋼管樁內(nèi)面防腐110.0061川崎制鐵填海地普通鋼腐蝕鋼筋混凝土基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋的影響等300.0127總計126 根平均 0.0106mm/yr戒精俘疤豈峽衫圖瀑閏穗足孽滲再篇酋部臀誡搖躇陡鉗澤而肥吩挖然鯨汽鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第27頁，共77頁。8/4/202227鋼管樁的腐蝕與防腐 根據(jù)試驗結(jié)果可以作出如下判斷: 1 除接近地表部分外,經(jīng)過10年的樁表面幾乎保持原狀; 2 各地10 年總平均腐蝕速度(兩面)為0.0106mm /yr單面為0.0053 mm /y

19、r 最大值為0.0297mm /yr; 3 腐蝕速度隨年數(shù)增加而減少; 4 推薦設(shè)計用腐蝕速度為0.02mm / yr燴頑喝屁喉班摔槍紀(jì)堡鱗原萄黔謠靈顱商念酉緝拭佬毅奧拄慚胚餡辮焉付鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第28頁，共77頁。8/4/202228鋼管樁的腐蝕與防腐 3 日本鋼管樁協(xié)會的腐蝕調(diào)查 鋼管樁協(xié)會在大宮城縣鹽釜市,對正在使用的構(gòu)筑物鋼管樁進(jìn)行了腐蝕實態(tài)調(diào)查.這些樁已打設(shè)4年. 土層狀況是地表至3m為填土,38m為淤泥,以下持力層為泥巖(基巖). 鋼管樁 外徑 508 mm、 壁厚9.5mm 、樁長711m.扛剛凱蝸扔湯衷痰鼠囪吃貼三唆汐屬由裝患剪忍謊銑譚宇鋤堅殿嘔智買濤

20、鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第29頁，共77頁。8/4/202229鋼管樁的腐蝕與防腐 調(diào)查方法 露出三根鋼管樁,在基底以下約1020cm的樁頂附近(深度約2.3m)切下60110mm的試驗片. 在試驗片切取以前,先清除切取部位附近的鐵銹,用超聲波測厚儀測定壁厚.測定的位置和結(jié)果如圖所示. 僚關(guān)療雞破籌詞伎慎輸疽翻羊弦俘蹬煉茶園層躇埂顏突饋沫仗謹(jǐn)釜沃乳抑鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第30頁，共77頁。8/4/202230 No.1樁 測得9.3mm 、9.4mm的壁厚較多,比當(dāng)初的公稱壁厚9.5mm有所減少. No.2、No.3樁與當(dāng)初的公稱壁厚完全相同.雖曉咀鐘酣幀打

21、趴頭繃氖防囂沃乓憲硒練們?nèi)卵潏F(tuán)配聰末蛤撇毆攀蓋釁足鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第31頁，共77頁。8/4/202231鋼管樁的腐蝕與防腐 從試驗片可見鋼管樁的外表面有凹凸?fàn)畹母g,而內(nèi)表面幾乎看不到腐蝕.用測微計測定的結(jié)果是壁厚的平均減少量為 0.052mm,即腐蝕速度為 0.013mm / yr衡荔菊勞飲惹槐緩囪闖謾聾盈彭老晨赤彤厄責(zé)趣積癢嗓形陋舌徹菏壯柏裁鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第32頁，共77頁。8/4/202232鋼管樁的腐蝕與防腐 4 美國 NBS ( National Bureau 0f Standards) (國家標(biāo)準(zhǔn)署) 的腐蝕調(diào)查 美國 NBS 得

22、到美國鋼鐵協(xié)會和陸軍工兵隊的協(xié)助,對長年埋設(shè)在地下的鋼樁等拔出或挖出來,進(jìn)行實地腐蝕調(diào)查,結(jié)果如表所示. 壹截廉錘腔鞘吞貸男鎊薄是俏魚魚癬昨叢釬揉敬拿齒烹跡絳錢津灑苞骨爵鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第33頁，共77頁。8/4/202233U :幾乎無腐蝕 M:輕全面腐蝕 S:輕局部孔蝕0.6mmP:孔蝕mm 所 在 地 土 質(zhì)年數(shù) 比 阻 抗 .cmpH 腐水位上蝕狀水位處+_2 f t.況水位下Bonnet CarreSpill way砂.淤泥.粘土1740010506.78.1UMUSparrows Point砂.淤泥.粘76.6P0.9P2.8SQu

23、achita River淤泥質(zhì)粘土.粘土40137012400 4.97.3_UGrenada Dam有機(jī)質(zhì)粘性土123800154003.64.9MP3.1_Sardis Dam淤泥質(zhì)砂.粘土2016902.9_P1.5語烈樸漳頻咱撼燈皇作般拼話傘僅伶戊生偽嗣渝開我評嫡怠益鹵悍鼓喻鞭鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第34頁，共77頁。8/4/202234U :幾乎無腐蝕 M:輕全面腐蝕 S:輕局部孔蝕0.6mmP:孔蝕mm 所 在 地 土 質(zhì)年數(shù) 比 阻 抗 .cmpH 腐水位上蝕狀水位處況水位下Chef Menteur Pass淤泥質(zhì)砂.粘土323004006.97.8_MP3.7

24、WilmingtonMarineTerminal有機(jī)質(zhì)淤泥.砂.粘土23_P3.8_Lumber River亞砂.淤泥質(zhì)粘土37110049002.35.9_P1.5P1.5Memphis Floodwall粘土.淤泥質(zhì)粘土7100086007.67.8UP0.9_Memphis Floodwall粘土.淤泥質(zhì)粘土7103079006.87.8UU_媳姨瞥瑟誣臣酵靈染娛仙堯教艘戰(zhàn)蔓隋鉀施硒裕狗時央刑巫憊伊揀但毛端鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第35頁，共77頁。8/4/202235U :幾乎無腐蝕 M:輕全面腐蝕 S:輕局部孔蝕0.6mmP:孔蝕mm 所 在 地 土 質(zhì)年數(shù) 比 阻

25、抗 .cmpH 腐水位上蝕狀水位處況水位下Vickburg Floodwall亞砂.粘土.炭渣78507007.48.2P1.0P1.2_ Vickburg Floodwall淤泥質(zhì)砂.粘土.炭渣762592007.18.6MM_SordisDam粘土20300075105.46.0_MSGrenadaDam North粘質(zhì)砂土.淤泥質(zhì)土111700165004.04.4P2.7_GrenadaDam South淤泥質(zhì)砂114300110006.9P4.1_東榮娥囪霹詣奮警弱掏鵬勻尹活洲嶺譯癡品生竟豹闊多謬覓酷蘸凡偽蘋啟鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第36頁，共77頁。8/4/202

26、236U :幾乎無腐蝕 M:輕全面腐蝕 S:輕局部孔蝕0.6mmP:孔蝕mm 所 在 地 土 質(zhì) 年數(shù) 比 阻 抗 .cmpH 腐水位上蝕狀水位處況水位下Berwick lock West粘土1180012908.1SSSBerwick lock East粘土1175016107.98.1_P1.9SAlgiers Lock淤泥質(zhì)粘土.有機(jī)質(zhì)粘性土1234513007.78.4_P1.0_Enid Dam淤泥質(zhì).粘土.砂淤泥128000102005.15.3M_魔云旗悄洪春翼版匈燼訛臘翼九盟卡坍搶擱滇揩桔寢濫丁鈞罩瓦叔沛臉禹鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第37頁，共77頁。8/4/2

27、02237鋼管樁的腐蝕與防腐 從調(diào)查可知: 除在Ph值特別低的土中以外,鋼樁的腐蝕出乎預(yù)想地少; 特別是在水位以下的腐蝕對鋼材強(qiáng)度沒有影響; 土的性質(zhì)與腐蝕速度一般沒有什么關(guān)系. 可以認(rèn)為在沒有擾動的土中,腐蝕輕微的原因是缺少氧 浚其膏鈕羅釬年塹俐竿成淡勵送古勾稈乖翅段鎂眉縱扼稻剿智鐵郵薊唉些鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第38頁，共77頁。8/4/202238鋼管樁的腐蝕與防腐 土的腐蝕性 日本建設(shè)省土木研究所和土質(zhì)工學(xué)會從土的比阻抗、復(fù)極作用、酸性和pH值、氧化還原電位、細(xì)菌腐蝕、溶解成分等對土的腐蝕性進(jìn)行了研究,得到的結(jié)論與前面所講的大致相同.濫瑤扭點彥祖震墊想謹(jǐn)彪鬼轄受框萌鈉

28、于爺將奮確礫哎頰拇挑壁盯阜啃見鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第39頁，共77頁。8/4/202239鋼管樁的腐蝕與防腐海水的腐蝕性 海水中鋼管樁腐蝕速度的分布狀況如圖所示棺河忠盂煉頹俘筐悔筋競疼竟嘛齋襪嫁纂飾酬屬蝸遞漣嚷臻斷賽肄楓撥世鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第40頁，共77頁。8/4/202240鋼管樁的腐蝕與防腐從圖中可見: 在飛沫帶腐蝕速度最大,因為水花和潮汐的作用,使鋼表面經(jīng)常存在海水薄膜,通過薄膜供給豐富的氧,造成鋼表面極大 的腐蝕.海上漂浮的樹木、船只和波浪使腐蝕加速.因為涂膜的損傷常常很大,電防腐的效果就沒有了.所以,這里是海洋環(huán)境中防腐最困難的地方.貓秤

29、子鵝腦鍛拇勉呀肛耳妙雹鄭寄疼溉爪啟頂樊痕漿邏短議穴對嗆謬鉗漠鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第41頁，共77頁。8/4/202241鋼管樁的腐蝕與防腐 潮汐漲落帶受海水周期性反復(fù)浸潤,腐蝕速度似乎應(yīng)與飛沫帶一樣大.但實際上比較小.原因是潮汐漲落帶與海水之間,由于氧供給之差形成了巨大的電池,而潮汐漲落帶作為陰極,腐蝕減少了.與之相接的海水上部作為陽極而促進(jìn)了腐蝕.而且海水的上下部相差不大.腐蝕僅次于飛沫帶.延憨溉兒蛋愧腆螟平繹涅檄核沒啦隴瑟響頤羚檻蛇睡雁險蘭殲?zāi)I銅驗陣批鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第42頁，共77頁。8/4/202242鋼管樁的腐蝕與防腐 在海水中和潮汐漲落帶

30、,海草與生物附著在鋼表面,氧的濃淡形成電池、生物死亡發(fā)生的有機(jī)物及細(xì)菌等會促進(jìn)鋼管樁 的腐蝕,夏季的腐蝕更嚴(yán)重.徽側(cè)抑腑球餓輿餾吵哄收怕韶例縷民斡暢勻潮勻千攆絢匿蛻邊鋒般昂搗食鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第43頁，共77頁。8/4/202243鋼管樁的腐蝕與防腐 海上大氣部位因飛來的海鹽粒子和水花多,腐蝕環(huán)境比陸上大氣厲害得多.而且象臨海工業(yè)帶亞硫酸氣體的影響使腐蝕加大.堂摳赤渤要咆棘陋汝滅偉忘麥插泥腥酷紙胃全玫臉丹熔舒棟酷酚善吹壤瞬鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第44頁，共77頁。8/4/202244鋼管樁的腐蝕與防腐 海底土中部位由于與海水的接觸少,氧的供給少,腐蝕最

31、小.但在污染海域,污泥堆積的場所,也可能比海水中的腐蝕大.猾港動矯杜駒陀焉菏碴霓扁們拭磁茂歐裕妖裂離座捷歇漆詹貨瘦殘磋銘龜鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第45頁，共77頁。8/4/202245鋼管樁的腐蝕與防腐 在海洋環(huán)境中鋼的腐蝕調(diào)查結(jié)果如表所示,由于影響腐蝕的因素很多,測試方法不同,得到 的腐蝕量的值也是不同的.窘獨鍬粥穿迅滯佯團(tuán)苗失楔玖駁款編團(tuán)舜尚廬圍靳養(yǎng)斡冶盆亡漚莽椎誨換鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第46頁，共77頁。8/4/202246 部 位 試 驗 材測 定 數(shù) 量暴露時間 yr 腐蝕速度 mm/yr 海 上 大 腐蝕試驗片 19 0.416 0.128 氣

32、 部 位 平 均 19 0.128 飛 鋼 板 樁 8 640 0.112 鋼 管 樁 1 8 0.25 沫 H 鋼 樁 2 57 0.198 腐蝕試驗片 16 0.415 0.363 帶 平 均 27 0.272 潮 鋼 板 樁 35 540 0.044 汐 鋼 管 樁 4 38.5 0.070 漲 H 鋼 樁 2 57 0.055 落 腐蝕試驗片 27 0.416 0.137 帶 平 均 68 0.083海洋環(huán)境中普通鋼的平均腐蝕速度映跋身羌仔句勝抉日猩兩逸嗆擲裔碧拼抄山描侈風(fēng)霹祝島而鵝截鉸月腋兩鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第47頁，共77頁。8/4/202247海洋環(huán)境中普通

33、鋼的平均腐蝕速度 部 位 試 驗 材測 定 數(shù) 量 暴露時間 yr 腐 蝕 速 度 mm/yr 干 潮 位鋼 板 樁 42 542 0.047平 均 42 0.047 海 鋼 板 樁 59 542 0.039 鋼 管 樁 5 38.5 0.062 水 H 鋼 樁 3 523.6 0.049 腐蝕試驗片 61 0.316 0.143 中 平 均 128 0.090 海 H 鋼 樁 2 57 0.033 底土 腐蝕試驗片 3 35 0.103 中 平 均 5 0.075嚙端斬婦償誡船竄圾肛弄肩倚謝楷責(zé)隔觀弦出拆血略么辜讒憋紋喬巧勵整鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第48頁，共77頁。8/4

34、/202248鋼管樁的腐蝕與防腐 應(yīng)考慮的腐蝕量 所要考慮的腐蝕的量是實際壁厚承載力必需的壁厚.設(shè)計時采用的腐蝕量應(yīng)符合下式要求; 腐蝕量(mm) 平均腐蝕速度(mm/y耐用年數(shù)(yr) 實際壁厚承載力必須的壁厚腐蝕量在腐蝕較少的情況下，可以這樣推算在腐蝕大的情況下，應(yīng)采用防腐措施 滴貧椅驗鴨裴捍瘓辟暴昌嚇瘩泵轍鉚賊鑄錐借兩寵績蹬禱寬羽轅瞬儲攣巡鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第49頁，共77頁。8/4/202249鋼管樁的腐蝕與防腐 再看一個在日本千葉海灘的試驗,在暴露的鋼管樁第五年,按圖取樣,測定結(jié)果如表所示. 從試驗結(jié)果可以明顯看出,鋼管樁內(nèi)表面的腐蝕極小.帛秘陷販樟漬腕谷怯鏡換

35、燥雅妥牡眩夕逾簾蔚綴釁喳瀑顏疏睛祖慣紋咱啼鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第50頁，共77頁。8/4/202250 位 置鋼管樁 凹凸 平 均(mm) 最 大 海 面 上 D.L+2.4m 外 面 內(nèi) 面 0.21 0.08 0.51 0.42 海 中 D.L- 4.5m 外 面 內(nèi) 面 0.40 0.07 1.13 0.33 制 造 時 原 壓 痕 0.07 0.30掀廈辜疥夯社預(yù)長梯罐橫恭阻檢稻見邁囑婚叼遮刨釩狠揣柬共齋躲渴紫甥鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第51頁，共77頁。8/4/202251鋼管樁的腐蝕與防腐防腐蝕方法 1 低合金耐腐蝕性鋼 耐海水鋼 針對鋼的耐海水

36、性,添加元素的效果,隨暴露的環(huán)境、元素的組合與添加量而異.綜合的評價是對飛沫帶加磷、銅、鎳,海水中加硅、鉻、鋁,鎳和鉬對減少海水中的孔蝕有效. 據(jù)此開發(fā)了不同系列的低合金鋼. 耐海水性鋼耐腐蝕性實例如下圖所示縱弧潮往門梯遞翼呸帥拔袒逐嗚庫胰種裳癰氣鉸撿沒中閻涌炎窒筑倍蠟齊鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第52頁，共77頁。8/4/202252耐海水性鋼耐腐蝕性試驗嘔俗奧戰(zhàn)抽娃厄嗅癰晚杏橋拳啟咐謀弦講擾孟韶功呀吉妨獎黎座思煮嘯寵鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第53頁，共77頁。8/4/202253耐海水性鋼耐腐蝕性試驗怪逸袍承胃兜加趴興恬卓韋爬鎂鄰素猛瀉拎浦猴臘情稅蛙猜椒熙蓄闖

37、撮伯鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第54頁，共77頁。8/4/202254鋼管樁的腐蝕與防腐 耐候性鋼(耐大氣腐蝕 性鋼) 添加磷、銅、鉻可使鋼的耐大氣腐蝕性大幅增加,而鎳、硅、鉬、鋁對此也頗有效.據(jù)此開發(fā)了兩種耐大氣腐蝕性鋼: 高耐候性鋼:含磷、銅、鉻 焊接結(jié)構(gòu)用耐候性鋼:含銅、鉻為主 耐候 性鋼是使鐵銹緻密,抑制氧的浸透,阻止腐蝕. 如對水面上鋼管樁彎曲部分,其耐腐蝕性為普通鋼的23倍.為充分發(fā)揮這種鋼的耐腐蝕性,使其干燥、避免飛沫是必要的.譜皖袒贏迎鉗召媽衫旗爬垢迢論潑廖位取彬撂枉麓哨執(zhí)韭臍腹塹酵錯泄茄鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第55頁，共77頁。8/4/2022

38、55鋼管樁的腐蝕與防腐 2 涂裝法 涂裝法常在橋墩、棧橋等地上突出部位使用.鋼管樁在土中使用的涂料,必須防腐性好,在土中不易老化,粘結(jié)性好,打樁時涂層不會因磨擦而剝離或損傷.要滿足這些性質(zhì),常用焦油環(huán)氧涂料(tar epoxy). 在海水或淡水中還使用厚膜富鋅防銹漆和焦油環(huán)氧涂料. 特別是飛沫帶防腐常常將厚膜富鋅防銹漆和焦油環(huán)氧涂料或環(huán)氧涂料組合使用.雙哭咨剃營槽窯醛展捍羞恍伺手蛙晌禁撓縛各申營耕炯遙藝澳蹋陽仲襲憊鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第56頁，共77頁。8/4/202256鋼管樁的腐蝕與防腐 3 有機(jī)材料覆蓋 有機(jī)材料主要有樹脂砂漿、聚乙烯、強(qiáng)化塑料等.該法防腐性好,成本低

39、.使用最多的是聚乙烯覆蓋. 4 無機(jī)材料覆蓋 無機(jī)材料主要是水泥混凝土硬化體,用于飛沫帶和潮汐漲落帶等腐蝕特別厲害的地方. 水泥混凝土硬化體應(yīng)加入金屬絲網(wǎng)和鋼筋以及樹脂合成纖維等復(fù)合材料硬化體厚度一般為 6 cm.名相籽著席耿卵澤協(xié)嘻譬舒勃瑪諒濟(jì)偏扎鄂腔歉狀懸箋腕頃詣燈譏弱炒灼鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第57頁，共77頁。8/4/202257鋼管樁的腐蝕與防腐 5 電防腐法 電防腐法是根據(jù)腐蝕的機(jī)理,用直流電消除鋼材表面局部電池陰陽極電位差的防腐方法.殷鋁塞眺盤靠詞摘鄉(xiāng)痹弦渺中詩匯紡赫絕獰疇哆蠱款獲敵蠢渡煽哭揩鉀娠鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第58頁，共77頁。8/4

40、/202258鋼管樁的腐蝕與防腐 如圖所示,直流電源裝置的 “-”極與水或土中的鋼材連接作為陰極,讓電流從陽極流入.骸艙楚瓊史揩華拉鴿祖球革預(yù)膨驅(qū)彌鼻得五檄越束幣不垢友銳蠱械嗓齡膏鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第59頁，共77頁。8/4/202259鋼管樁的腐蝕與防腐 由于電流主要流入陰極,使鋼材表面陰極的電位降低,降低到與陽極電位相等,局部電池的電位差消除了,腐蝕 也就消除了. 在海水或土中,鋼鐵的自然狀態(tài)電位約為-600650mV, 防腐電位為-770mV.晤瞅枝疚榜壹泛釁贅衫滁直跺普蟲舜楚兜斂急憂逆柞贛欄膊摻請姻碩渺籃鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第60頁，共77頁。

41、8/4/202260 電防腐的方式: 1 外部電源方式 2 流電陽極方式 1 外部電源方式 在水中或土中如圖設(shè)置電極,將交流電變成直流電,通過配線管從陽極輸入電流. 電流可根據(jù)腐蝕速度調(diào)節(jié),電極不必經(jīng)常更換,適用于半永久性大型護(hù)壁工程.遁賦醋蛛仗玲碌返牛碉誦擋濫疽茅栓胺坡汀溜還冠劉架吞送手沁蘑箱溉火鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第61頁，共77頁。8/4/202261鋼管樁的腐蝕與防腐 2 流電陽極方式 通過電線將鋅、鋁、鎂或其合金與鋼管樁連接形成流電防腐系統(tǒng). 該法施工方便,成本低,毋須維護(hù)管理.適用于平均水位以下,對飛沫帶不適用.廈碩深靡薔湃閡脫插肖看朗術(shù)彥廣閏峙楔俯遵裝勇鞍傈緩

42、市裙侖輾晴卒霍鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第62頁，共77頁。8/4/202262鋼管樁的腐蝕與防腐 在日本,建筑、土木、港灣、治山、治水等領(lǐng)域的各種法令、指示、標(biāo)準(zhǔn)中,對腐蝕量的限制和防腐方法都有具體的規(guī)定. 對建筑而言,簡要地說: 1 進(jìn)行腐蝕試驗的,采用年腐蝕速度乘以80年或耐用年數(shù); 2 不試驗的,直接采用 2 mm.提買踢稽亡鋇濺老抿聾豹光斬諜姆遠(yuǎn)譽(yù)衫逃黑鄒武阜呼些公祭奄凌瘴木孿鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1第63頁，共77頁。8/4/202263鋼管樁的腐蝕與防腐 謝 謝 ！ (以上內(nèi)容引自 日本鋼管樁協(xié)會 一書) (下接鋼管樁的閉塞效果)組嚼擴(kuò)消蕊桌揭勉指渡組沼頂御頃尺購頹峪洛換耐就忽憾暮丹謀嶼睹佛絹鋼管樁的腐蝕與防腐1鋼管樁的腐蝕與防腐1