编者按

经历9年，粤港澳大桥终于实现全面通车，在实际工程中，为了保证大桥的使用寿命，都使用了哪些防腐蚀技术呢？本文将一一解答。

引言

20世纪80年代初，港、澳以及中国内地之间陆地运输逐渐完善，但是香港与珠江三角洲西岸地区的交通由于伶仃洋而受限；到90世纪末，受亚洲经济危机影响，香港特别行政区政府认为有必要建设连接港珠澳三地的跨海通道，发挥港澳优势寻求新的经济增长点。

港珠澳大桥工程于2009年被国务院批准，并于同年年底开始动工，历经9年，港珠澳大桥实现了全面通车。大桥主体工程由两部分组成，分别为桥梁工程和岛隧工程；其中桥梁工程总长度约35.6km，岛隧工程由两个面积各约为10万㎡的人工岛及长约6.7km的沉管隧道组成；桥梁工程长约为28.9km，其中香港段长约6km，粤港澳三地共同建设的主体工程长约22.6km。

1# 为什么要防腐？

港珠澳大桥位于珠江三角洲地区，属于亚热带海洋季风气候，温度高，湿度大，海水含盐量高，受到干湿循环、冻融循环、氯离子、硫酸根离子等因素的影响，混凝土中的钢筋将会发生电化学腐蚀而生锈，体积发生膨胀从而使混凝土开裂，导致混凝土的使用寿命大大降低。同时港珠澳大桥设计使用寿命为120年，为了保证其120年的使用年限，防腐措施显得尤为重要。

2# 目前混凝土防腐技术主要有哪些？

目前，混凝土结构附加的防腐措施种类有很多，如硅烷浸渍、涂层、不锈钢钢筋、环氧树脂钢筋、阴极保护、阻锈剂、透水模板等。

2.1 硅烷浸渍

通过将硅烷深入到混凝土毛细孔中，使毛细孔壁憎水化，使得水分和所携带的氯化物难以渗入到混凝土内部。其优点在于施工方便，防腐蚀效果好；不改变混凝土外观且具有表面自清洁功能；达到一定使用年限后重涂较为简单；但是该方法存在不能在潮湿混凝土表面施涂的缺点。

2.2 涂层

该方法的原理是通过在混凝土表面形成隔绝层来减缓混凝土腐蚀。其优点在于施工简便，保护效果较为显著，且可以根据需要来改变混凝土的外观。但是其存在如下缺点：在潮湿表面施涂的效果较差，因耐候性原因后期易粉化、脱落而影响外观，达到使用年限后重新施涂也较为困难。

2.3 不锈钢钢筋

通过在钢筋中添加一定量的耐蚀元素（铬、镍、钼等）可以显著提高钢筋的点蚀临界氯离子浓度且施工简便；但是该方法存在成本较高的问题。

2.4 环氧树脂钢筋

通过利用环氧树脂的高化学稳定性，隔绝基体与外界环境，有效隔绝各种腐蚀侵害，从而达到减缓钢筋腐蚀的目的。但是也存在一些不足，如降低钢筋与混凝土之间的握裹力，施工过程控制涂层完整性的技术要求高，且对涂层缺陷较为敏感，一旦锈蚀开始发生将无法补救等问题。

2.5 阴极保护

该方法是通过使钢筋电位极化至阳极反应（即钢筋腐蚀反应）停止的策略。在所有防腐蚀方法中，该方法保护效果最好，保护时间最长，保护年限可达50年以上。但是该方法成本较高，施工技术及后期维护要求高。

2.6 阻锈剂

该方法是通过利用阻锈剂在钢筋表面形成一层保护膜，持续阻止、延缓钢筋浮士德电化学过程。这种方法可以提高引起钢筋锈蚀的氯离子临界浓度，延缓钢筋脱钝发生的时间。但是长期防护效果不稳定，且易对混凝土造成不利影响。

2.7 透水模板

透水模板具有透水、透气和保水的功能，可以降低混凝土表面水灰比而达到改善表面质量的效果。该方法可以提高表层混凝土密实度，改善混凝土表面质量和外观，对提高抗氯离子渗透性有辅助作用。但是会增加混凝土的施工成本，约每平方20元左右。

3# 港珠澳大桥中用到的防腐蚀措施

3.1 耐候钢在国内跨海工程中首次亮相

港珠澳大桥所处的地理位置及环境要求其使用的金属材料具备苛刻的防腐蚀性能，而耐候钢可以通过稳定的锈层来防止腐蚀，满足港珠澳大桥120年设计寿命的要求。针对耐候钢焊接冶金质量难以控制、焊缝的腐蚀性能难以保证等问题，燕山大学王青峰课题组与中铁山桥集团有限公司合作，将耐候钢应用于港珠澳大桥索塔锚固箱的焊接制造，优化了焊接材料、焊接工艺，使焊接冶金质量、接头力学性能和耐腐蚀性能都达到了设计要求。

3.2 先进防腐涂层

海泥中存在着各种易产生腐蚀的因素，通过采用涂层将海泥与钢管本身隔绝开来就可以极大避免腐蚀的发生。钢管桩位于海泥环境中，打桩过程中的机械损伤、泥砂碎石磨划伤对涂层的表面已经造成相当大的威胁。此外，在充满腐蚀性介质的海泥中保证120年的使用寿命而不发生明显性能衰退更是难上加难。钢管桩采用SEBF涂层，其与基体的粘接强度达到国内外同类产品的一倍以上，保证了打桩过程中镀层完整性，同时该镀层在酸碱盐环境中的化学稳定性都非常出色，抗水防渗能力优异，极大提高了钢管桩寿命。

3.3 牺牲阳极的阴极保护法

港珠澳大桥考虑到防护效果及材料成本，选用铝作为牺牲阳极，同时为降低施工难度以及后期维护难度，创造性地摒弃了阴极保护的传统方法，大胆采用在海水区中安装牺牲阳极以保护泥下区的新方法，解决了海泥中更换牺牲阳极成本和施工难度过大的问题。同时中科院金属所研究人员采取钢管内壁安装保护设施保护探头的方法，将探头随着打桩深入到近百米的海泥下，实现原位检测，这是在海洋工程界实现首次应用。

3.4 硅烷浸渍法

海洋作为氯离子的主要来源，氯离子的渗透会使混凝土内部钢筋钝化膜破坏并最终导致钢筋的锈蚀，造成结构劣化，从而影响到使用寿命。针对这一问题，设计采用浸入型硅烷浸渍材料来加强混凝土的抗侵蚀能力。通过硅烷的小分子结构，将有机硅分子牢固地附着在混凝土表面和毛细孔道中，形成一层致密的保护层，减少水分及氯离子的渗透，同时，硅烷浸渍处理不会改变混凝土外观，且后期的维护和重涂也较为容易。