海洋環(huán)境腐蝕原因
志盛威華 金工
在海洋環(huán)境下工作，鋼筋、混凝土等各種材料都會遭受不同程度的腐蝕。
以混凝土為例，海洋中的各種鹽類對混凝土結(jié)構(gòu)物都有破壞作用。海水中所含的SO42－、Mg2+、Cl－等離子分別以可溶的硫酸鹽、鎂鹽和氯離子的形態(tài)存在，對混凝土結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生組合的侵蝕破壞，其中氯離子的侵蝕破壞作用是導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物失效的主要原因。
在海洋環(huán)境下的各種建筑，同時會接觸到大量的水、氧、氯離子等，首先鋼筋會被氧化在鋼筋表面形成一層氧化物的鈍化膜，鋼筋的腐蝕情況會下降，但是當(dāng)鈍化膜和海水中的氯離子接觸后，氯離子能穿過鋼筋表面的鈍化膜，使鈍化膜破壞，從而使得含氧的海水能達(dá)到鋼筋的表面，使得腐蝕能夠繼續(xù)行進(jìn)深入。
其主要化學(xué)反應(yīng)如下：
Fe2++2Cl-+2H2O→Fe(OH)2+2HCl
4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3
鋼筋的銹蝕產(chǎn)生的化合物附著于底材上，相較于未腐蝕之前更加疏松、膨脹，在胡凝土內(nèi)部產(chǎn)生一定的膨脹應(yīng)力，造成混凝土保護(hù)層的斷裂、脫落。
腐蝕區(qū)域劃分：
海洋環(huán)境按照其腐蝕情況可以分成五大區(qū)，即海上大氣區(qū)、全浸區(qū)、潮差區(qū)、飛濺區(qū)和海底土壤區(qū)五部分：
- 海上大氣區(qū)：一般是指高出海平面2米以上的部分，波浪打不到，潮水也無法淹沒的地方。它的腐蝕因素雖然與內(nèi)陸的大氣腐蝕因素比較類似，但是由于海上的濕度通常高于大陸，因此它的腐蝕環(huán)境就要比一般的大氣腐蝕嚴(yán)重些。
- 全浸區(qū)：這部分的腐蝕受到海中溶解氧氣，鹽濃度，流速，水溫，海生物，pH值和流砂的影響，它又可分為三個區(qū)域：①淺海區(qū)：為自海面至海平面下50米處，因溶解氧氣濃度較高，故腐蝕較嚴(yán)重。②中等深度區(qū)：為海平面下50～200米處，腐蝕程度中等。③深海區(qū)：為海平面下200米以上，因溶解氧氣濃度較低，故程度較小。
- 潮差區(qū)：即在漲潮時浸在水下，在落潮時在水線上的地區(qū)。從理論上說，海水平面由于氧氣的供應(yīng)不均勻，在水面上下造成了氧氣濃差，水線上下形成大型的氧氣濃差電池?？諝庵胁糠盅鯕夤?yīng)充分，故為陰極保護(hù)，腐蝕較小；恰好浸在海水線下的部分為陽極，腐蝕極其嚴(yán)重。但因海浪和風(fēng)的沖擊，干濕邊界瞬即變化，因此總的來說，從海平面到海平面往下大約1米的地方也是腐蝕比較嚴(yán)重的地區(qū)之一。
- 飛濺區(qū)：一般指高出海平面0～2米的部分，常常會受到海水波浪飛沫沖擊的地區(qū)。由于在飛濺區(qū)，氧氣的供給十分的充足，氧氣的去極化作用促進(jìn)了鋼的腐蝕，同時，浪花的沖擊有力地破壞了保護(hù)膜，故此處是腐蝕嚴(yán)重的部分。碳鋼的平均腐蝕速度可達(dá)500微米/年，約為全浸區(qū)的5倍。
- 海底土壤區(qū)：受到細(xì)菌腐蝕及污染的土壤堆積腐蝕，腐蝕情況比較和緩。
控制保護(hù)措施
如何從嚴(yán)峻的環(huán)境下保護(hù)“自己”，無非是兩個方面，增強自己的實力和增加外援。
海洋環(huán)境下的各種建筑也是如此，從基材和外部保護(hù)材料兩方面著手：
從基材方面：
1. 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工工藝，控制混凝土變形裂縫；
2. 應(yīng)用高性能混凝土，抑制氯離子的滲透擴散；
3.采用高質(zhì)量鋼筋，減緩腐蝕的進(jìn)程。
外部保護(hù)材料：
采用特殊環(huán)境的耐腐蝕材料c5級防腐涂料，外加保護(hù)的一些方法。通常外表直接裸露的鋼結(jié)構(gòu)會刷上一層漆，海水下會采用電化學(xué)保護(hù)等?？傮w來說有些復(fù)雜，效果也并不會特別好，普通的漆刷在裸露的鋼結(jié)構(gòu)上，很快連同鋼結(jié)構(gòu)會一起腐蝕脫落。同時兼具刷漆的便捷性和有效的防腐蝕性能的可以參考志盛威華的711c5級防腐涂料。
