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盐渍土地区道路桥梁承台防腐施工技术研究
作者:  来源: 发布时间:2026-09-21 15:52:08
 盐渍土地区道路桥梁承台防腐施工技术研究
 
摘要:盐渍土地区桥梁承台的腐蚀失效往往并非单一因素所致,而是“氯盐-硫酸盐双重侵蚀、混凝土碳化加速、钢筋锈蚀严重”多因素耦合作用的结果。本文基于川渝盐渍土地区承台工程面临的“高含盐量、高湿度、强渗透性”环境特征,从腐蚀机理分析入手,梳理了复合涂层防护、矿物掺合料改性和阴极保护三种技术路径的协同机制。在此基础上,从混凝土配制、表面处理、涂层施工和阴极保护安装四个环节提出了施工过程控制的关键参数与操作要点,并结合察尔汗盐湖地区和山东惠青黄河公路大桥的工程实践数据,验证了体系化防腐施工方案的有效性。察尔汗盐湖地区通过埋置腐蚀性检测设备实现了对基础构筑物工作状态的长期监测,山东惠青黄河公路大桥防撞护栏采用加强型聚碳硅氧烷防腐涂层后经8年观察状态良好。文章还讨论了盐渍土地区防腐施工质量验收的特殊要求与常见问题。
 
关键词:盐渍土;桥梁承台;防腐施工;复合涂层;阴极保护
 
 
 一、引言
 
盐渍土地区道路桥梁的承台结构处于一个极为特殊的腐蚀环境之中。与一般大气环境或淡水环境不同,盐渍土中的氯离子和硫酸根离子通过毛细作用、渗透作用和电化学作用持续侵蚀混凝土和钢筋,其腐蚀速率远高于普通环境。一项针对盐渍土地区混凝土腐蚀状况的调查分析指出,工程结构与盐渍土或卤水接触部分的腐蚀最为严重,而采取了防腐措施的混凝土结构构件腐蚀较轻。这一对比揭示了一个关键判断:盐渍土地区的腐蚀并非不可控,问题的核心在于防腐措施是否“对症”且“到位”。
 
从腐蚀机理来看,盐渍土中的Cl⁻、SO₄²⁻和Mg²⁺是导致混凝土损伤的主要离子。氯离子通过混凝土孔隙渗透至钢筋表面,当积累浓度超过临界值后破坏钢筋的钝化膜,引发钢筋锈蚀;硫酸根离子与水泥水化产物反应生成钙矾石和石膏,产生体积膨胀导致混凝土开裂。更复杂的是,硫酸根离子在混凝土中的扩散会阻碍氯离子的迁移,镁离子在腐蚀早期起阻碍作用而在后期转为加速作用,多种离子的耦合效应使腐蚀过程远比单一离子侵蚀复杂。川渝盐渍土地区桥梁承台面临的正是“氯盐-硫酸盐双重侵蚀、混凝土碳化加速、钢筋锈蚀严重、耐久性不足”四大核心问题。
 
本文围绕盐渍土地区道路桥梁承台防腐施工这一核心任务,从腐蚀机理分析出发,考察“复合涂层-矿物掺合料改性-阴极保护”三位一体协同防腐技术的内在逻辑,进而从施工过程控制的角度梳理关键环节的操作要点与质量控制标准。
 
 
 二、盐渍土地区承台腐蚀机理与防护策略
 
 (一)多离子耦合侵蚀的作用机制
 
盐渍土对混凝土结构的侵蚀并非单一离子的独立作用,而是多离子耦合的复杂过程。有研究通过混凝土侵蚀性试验发现,普通混凝土在氯离子和硫酸根离子共同作用下的抗氯离子侵蚀性能显著低于单一氯离子作用下的表现。这意味着,硫酸盐的存在会“打开”混凝土的孔隙结构,为氯离子的渗透提供更多通道,从而加剧钢筋锈蚀的风险。
 
从电化学角度来看,盐渍土地区承台中的钢筋腐蚀本质上是一个电化学过程。混凝土正常呈高碱性,钢筋表面有钝化膜保护,但在氯离子侵蚀下钝化膜被破坏,钢筋作为阳极发生溶解反应。盐渍土中的高含盐量为这一电化学过程提供了充足的电解质,而高湿度环境则维持了腐蚀电池的持续运转。三个条件——阳极反应、阴极反应和电解质通路——在盐渍土环境中同时具备,腐蚀一旦启动就很难自然停止。
 
 (二)“三位一体”协同防腐的技术逻辑
 
针对多离子耦合侵蚀的特点,单一防护措施难以实现长效保护。川渝盐渍土地区的研究提出了“复合涂层-矿物掺合料改性-阴极保护”三位一体的协同防腐施工技术。这一技术路径的设计逻辑是“分层阻断、多机制协同”。
 
矿物掺合料改性是第一道防线,其作用是在混凝土材料层面提高本体的抗侵蚀能力。在高性能混凝土配合比中掺加活性矿物掺合料和功能性外加剂,可以在减少水泥用量的同时保证力学强度,并提高混凝土的抗渗性能、抗硫酸盐腐蚀性能和抗氯离子渗透性能。其作用机理在于:矿物掺合料的二次水化反应生成C-S-H凝胶,填充混凝土孔隙,降低孔隙率,从而阻断氯离子和硫酸根的渗透通道。复合涂层是第二道防线,在混凝土表面形成一层低渗透性的物理屏障,阻止外部盐分与混凝土直接接触。阴极保护是第三道防线,即使前两道防线出现局部失效,阴极保护也能通过电化学手段抑制钢筋的锈蚀进程。
 
这一“三位一体”框架的核心价值在于协同——每一层防护都针对腐蚀过程中的一个关键环节,三层之间不是简单叠加而是功能互补。矿物掺合料改性降低了混凝土内部的渗透性,使涂层和阴极保护的负担减轻;涂层保护减少了外部盐分的进入量,延长了阴极保护的有效周期;阴极保护则为涂层局部破损区域提供了“兜底”防护。
 
 (三)防腐施工质量控制的特殊要求
 
盐渍土地区的防腐施工质量控制与一般环境下的混凝土施工存在显著差异。根据DB63/T 2091-2022《盐渍土地区公路桥涵防腐蚀技术规范》的要求,防腐施工涉及材料要求、防腐设计、防腐施工及质量验收等多个环节。盐渍土地区基础施工前应检验建筑材料的含盐量、防腐添加剂及防腐涂料的质量,施工过程中应检验防腐添加剂的用法和用量、防腐涂层的施工质量。
 
一个容易被忽视的问题是施工用水和集料的含盐量控制。如果拌合用水或砂石集料中本身含有较高的盐分,即使使用了抗硫酸盐水泥和防腐涂料,混凝土内部的盐分仍会从“内部”侵蚀钢筋。因此,盐渍土地区的防腐施工必须从原材料环节开始进行质量控制,而非仅在涂层施工阶段关注防腐。
 
 
 三、施工过程控制的关键环节
 
 (一)混凝土配制与矿物掺合料的使用
 
矿物掺合料改性的施工控制,核心在于掺合料的品种选择和掺量确定。DB63/T 2149-2023《盐渍土地区桥涵基础施工技术指南》对水泥、集料、矿物掺合料、外加剂等材料提出了具体要求。在实际施工中,大掺量活性矿物掺合料的使用需要解决一个矛盾:掺量过低时抗侵蚀效果不足,掺量过高时混凝土早期强度发展缓慢,影响施工进度。
 
针对这一问题,施工配合比的设计应当基于混凝土耐久性试验验证。DB63/T 2149-2023明确要求进行配合比验证试验,并通过试验确定施工配合比。验证试验的内容包括混凝土的抗氯离子渗透性能(以氯离子扩散系数衡量)、抗硫酸盐侵蚀性能(以干湿循环后的动弹性模量变化衡量)以及力学强度指标。这些试验数据的积累,是“质量探索”在防腐施工中的具体体现——通过试验数据来建立材料性能与防腐效果之间的定量关系,而非依赖经验判断。
 
 (二)表面处理与涂层施工
 
涂层施工是盐渍土地区承台防腐中最直观的环节,但其质量控制的关键不在涂层本身,而在涂层与混凝土之间的界面。根据JT/T 695-2026《公路桥梁混凝土结构防腐涂装》的要求,防腐涂装体系通常包括封闭底涂层、中间涂层和面涂层。底涂层的作用是对混凝土表面进行封闭并提供光顺表面,这一环节的质量直接决定了后续涂层能否有效附着。
 
承台作为埋入盐渍土中的结构,其表面处理面临特殊的困难。承台混凝土表面在拆模后可能存在蜂窝、麻面或细微裂缝,如果直接涂装而不进行修补,涂层就可能在这些缺陷处出现“架桥”现象——涂层覆盖在孔隙上方但未渗入孔隙内部,形成局部空腔,成为腐蚀的起始点。因此,在涂层施工前需要对混凝土表面进行充分的清理和修补,确保表面平整、无松动颗粒、无油污。
 
在盐渍土环境中,施工环境的温湿度控制同样关键。盐渍土地区通常具有高湿度特征,如果混凝土表面含水率过高,涂层与基层之间的附着力会受到显著影响。施工前需要确认混凝土表面含水率满足涂料产品的要求,必要时采取通风或加热措施加速表面干燥。
 
 (三)阴极保护的安装与调试
 
阴极保护在盐渍土地区承台防腐中的应用以牺牲阳极法为主。盐渍土地区土壤电阻率低、氯离子浓度超标,采用牺牲阳极法经济性更优。锌合金阳极按梅花形布置,间距控制在1至1.5米,搭配导电填包料降低接触电阻,单阳极保护半径约1米,设计寿命与桥梁基础同步。
 
阴极保护施工的关键控制点包括:阳极的埋设位置和间距、填包料的密实度、阳极与钢筋之间的电连接可靠性。如果阳极埋设位置的土壤电阻率不均匀,可能导致部分区域保护电流不足而另一些区域过保护——过保护会导致钢筋表面析氢,反而损伤混凝土与钢筋的粘结。
 
 (四)施工质量验收的特殊要求
 
盐渍土地区防腐施工的质量验收,不能仅依赖外观检查,还需要通过现场检测和取样试验来验证防腐措施的实际效果。甘肃省地方标准DB62/T 5117-2025明确规定了盐渍土地区公路勘察、设计、施工、构造物基础防腐、质量检测与验收和养护维修的相关技术要求。检验的重点包括:矿物掺合料掺量的电子计量控制(误差控制在±0.5%以内)、涂层干膜厚度的逐点测量、涂层附着力的划格法检测、以及阴极保护系统的电位测试。
 
在“质量与认证”的视角下,盐渍土地区防腐施工的质量验收需要建立“材料认证—过程记录—成品检测”三级控制体系。材料认证要求对进场的防腐材料提供出厂检测报告和第三方认证;过程记录要求对施工关键参数(如涂层厚度、涂装间隔时间、环境温湿度)进行实时记录;成品检测则通过现场取样和实验室分析验证防腐体系的整体性能。
 
 
 四、工程实践与效果分析
 
 (一)察尔汗盐湖地区的耐久性监测实践
 
察尔汗盐湖地区公路桥梁涵洞基础型式及耐久性研究提出了在内部埋置检测腐蚀性的试验设备的技术方案,实现对基础构筑物工作状态的长期监测。这一做法的工程价值在于:它将防腐从“被动防护”推进到“主动监测”——通过在结构内部预置传感器,实时获取钢筋锈蚀状态的信息,使维护决策有了数据支撑。这项成果被认为达到国际先进水平。
 
监测数据的积累,对于盐渍土地区防腐技术标准的完善具有基础性意义。DB63/T 2091-2022中将盐渍土环境类别、作用等级及环境指标纳入规范附录,正是基于长期监测和试验数据的系统化总结。
 
 (二)山东惠青黄河公路大桥的涂层实践
 
山东惠青黄河公路大桥水泥混凝土防撞护栏的病害处理提供了一个长期跟踪的案例。该项目针对护栏病害制定了加强型聚碳硅氧烷防腐涂层加固施工总体方案,采用了RBS高弹性高分子防腐防水涂料和SHJS聚碳硅氧烷防腐涂料。通过对防腐基层的特殊处理和对防腐涂层的加厚,使防腐涂层质量更为可靠。护栏加固维修后,经过8年的连续观察,护栏状态良好,达到了维修方案的预期效果。8年的时间跨度在防腐涂层的效果验证中具有重要意义——它覆盖了涂层从初期固化到中期性能稳定的完整过程。
 
 (三)省级工法与QC成果的质量管理经验
 
山东公司东营国家盐碱地项目获得6项省市级QC成果,其中东营市认证的4项成果分别有效提升了现浇混凝土构件中钢筋的保护效果、增强了盐碱环境下混凝土结构的耐腐蚀性能,以及实现了电气预埋管道系统的高水平全过程保护。这些QC成果的意义不仅在于具体技术指标的提升,更在于它们展示了在盐渍土地区施工中“质量管理前置化”的可行路径——通过QC小组活动在施工前识别质量风险点,制定针对性的控制措施。
 
 
 五、施工中的常见问题与对策
 
在盐渍土地区承台防腐施工中,几个反复出现的问题值得特别关注。
 
第一,涂层局部破损后的修复困难。 承台在施工过程中可能因机械碰撞或模板拆除导致涂层局部破损,而盐渍土环境中的涂层修复窗口极为有限——一旦承台回填后,破损部位就难以直接接触。应对策略是在回填前进行涂层全面检查和修补,并在设计阶段预留局部修复的操作空间。
 
第二,矿物掺合料掺量的施工偏差。 矿物掺合料的掺量对混凝土抗侵蚀性能的影响是线性的——掺量偏离设计值10%,抗氯离子渗透性能可能下降20%以上。施工中需要采用电子计量秤控制掺量,误差不超过±0.5%,并通过拌合均匀性检测确保掺合料在混凝土中均匀分布。
 
第三,盐渍土回填对防腐层的潜在损伤。 承台回填时使用的土料如果本身就是盐渍土,回填后的盐分迁移会持续作用于承台表面的防腐层。DB63/T 2091-2022的应对方案是在混凝土垫层上平铺聚乙烯土工膜,面积能够包裹承台的外露面。这一做法通过在承台与盐渍土之间插入隔离层,阻断了盐分从回填土向承台表面的迁移通道。
 
 
 六、结语
 
盐渍土地区道路桥梁承台防腐施工的核心逻辑,可以概括为“材料改性阻断渗透通道,涂层防护隔绝外部侵蚀,阴极保护兜底电化学腐蚀”。三者的协同不是简单的“多一道防线多一份保障”,而是针对腐蚀过程不同环节的功能互补。矿物掺合料改性从混凝土内部降低渗透性,使外部防护措施的有效性得以延长;涂层在混凝土表面形成物理屏障,减少了阴极保护的负担;阴极保护则为涂层局部失效区域提供了持续的电化学保护。
 
从“质量探索”的视角来看,盐渍土地区防腐施工的质量控制需要从“结果验收”转向“过程控制”。防腐效果的评价周期通常以年计,等到验收时才发现问题已经为时过晚。将质量控制的前置化——从原材料检验到施工参数记录再到监测设备的预置——是确保防腐体系长效运行的必要条件。从“质量与认证”的视角来看,第三方检测机构在防腐材料性能验证和施工质量检测中扮演着越来越重要的角色,广西质检院等机构已具备防腐材料全项型式检验能力,为工程提供从材料到施工的全链条质量认证服务。
 
未来盐渍土地区防腐施工技术的改进方向,一是建立基于监测数据的维护决策模型,使防腐维护从“定期翻新”转向“按需修复”;二是开发适用于盐渍土环境的水性防腐涂料,在保证防腐性能的前提下降低施工过程中的VOCs排放,实现防腐施工的绿色化转型。
 
 
参考文献:
 
[1] 盐渍土地区道路桥梁承台防腐施工技术研究[J]. 建设机械技术与管理,2026(3):179-181.
 
[2] DB63/T 2091-2022 盐渍土地区公路桥涵防腐蚀技术规范[S].
 
[3] DB63/T 2149-2023 盐渍土地区桥涵基础施工技术指南[S].