海洋工程高抗蚀筋材研究进展

• 作者: 秦芳诚 亓海全 孟征兵 陈平 黄玉鸿
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 工学
• 关键词: 海工钢筋 不锈钢 低合金化 组织性能 耐蚀机理
• 年，卷（期）: 2022,（6）
• 所属期刊栏目: 金属与金属基复合材料|METALS AND METAL MATRIX COMPOSITES
• 页码范围: 154-160
• 页数: 7页
• 分类号: TG331|TG142
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/cldb.20060137

摘要

随着国家海洋强国建设和"向海经济"发展战略的实施,北部湾、南海区域和东盟沿海重大海洋工程建设进入高速发展阶段.海工钢筋混凝土作为海洋建设的重要基础材料,在近海岸港口码头、跨海桥梁、海底隧道、人工岛屿以及海上钻井平台等领域已有广泛应用,为海工筋材的开发提供了极大的市场推动力.由于处于高温、高湿、高盐雾等复杂的海洋环境,海工筋材普遍存在锈蚀、涂料脱落、开裂以及功能性快速失效等突出问题,其耐蚀性直接关系到混凝土和海洋工程结构的耐久性与服役寿命,以上问题对传统海洋工程材料也提出了新挑战.因此,迫切需要开展提高海工筋材耐蚀性的研究.近年来国内外学者在海工钢筋锈蚀行为和结构耐久性方面开展了大量有益研究,取得了丰硕成果.普通低碳钢筋以大面积整体均匀腐蚀为主,耐蚀能力有限,会降低钢筋握裹力,诱发混凝土结构锈胀开裂和剥落;不锈钢筋临界Cl-浓度高,以局部点蚀为主,锈蚀速率低,但Cr、Ni总含量高达20％,前期成本较高;涂/镀层钢筋可以防止混凝土及其外围环境中侵蚀介质对钢筋的锈蚀,但随着混凝土强度提高和保护层厚度加大,开裂倾向也增加;低合金化钢筋的耐Cl-腐蚀能力较强,具有双层钝化膜结构,Cr和Ni增大了其钝化区间,锈层稳定性高,其腐蚀速率远低于普通低碳钢筋.因此,具有高抗蚀性的合金化海工筋材在向海港口码头、跨海大桥等重大工程中的应用不断加大.本文综述了海洋工程用钢筋材料的研究进展,从钢筋特点、组织结构、耐蚀行为与性能以及耐蚀机理等方面着重进行阐述,并阐明了海洋腐蚀条件下钢筋锈蚀组织变化规律,揭示了低合金化钢筋材料的耐蚀机理,指出高抗蚀筋材耐蚀性研究中存在的问题,最后提出低合金化海工筋材体系开发的必要性及其耐蚀性研究的重点,以期为高抗蚀钢筋的研发及推广应用提供理论依据.