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深中通道通車(chē),新型涂層技術(shù)助力百年防腐

2024-07-11 13:51閱讀數(shù):224

6月30日,歷時(shí)7年建設(shè)的深圳至中山跨江通道(簡(jiǎn)稱(chēng)“深中通道”)正式通車(chē)試運(yùn)營(yíng)。中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所(簡(jiǎn)稱(chēng)“寧波材料所”)聯(lián)合企業(yè)研發(fā)的大尺寸高強(qiáng)度鋼護(hù)筒,及其表面高耐久性防護(hù)涂層一體化制造技術(shù),為深中通道工程提供了可滿足百年服役壽命的綜合防護(hù)解決方案。

這座粵港澳大灣區(qū)核心樞紐工程集“橋、島、隧、水下互通”于一體,全長(zhǎng)約24公里,由于深中通道面臨頻發(fā)的臺(tái)風(fēng)、高鹽高濕的苛刻環(huán)境、復(fù)雜的海底情況等,是當(dāng)前世界上綜合建設(shè)難度最高的跨海集群工程之一。

采用鋼筋混凝土的海洋工程設(shè)施在服役過(guò)程中,由于鋼筋混凝土中存在縫隙或空隙,當(dāng)受到鹽水或酸雨等侵蝕時(shí)會(huì)引起鋼筋混凝土的鋼筋銹蝕。銹蝕產(chǎn)生的氧化鐵皮體積膨脹幾十倍,導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂、保護(hù)層剝落,使鋼筋直接暴露在大氣、水及其腐蝕介質(zhì)中,腐蝕速度加快,海工設(shè)施往往未達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限就提前破壞,甚至?xí)a(chǎn)生災(zāi)難性事故。

而鋼護(hù)筒面臨沿海環(huán)境高溫高鹽、飽和氧氣、強(qiáng)紫外線、潮濕海風(fēng)、浪花拍打和泥沙沖蝕等多因素耦合損傷環(huán)境下極其嚴(yán)重的損傷問(wèn)題。因而,鋼筋和鋼護(hù)筒性能的穩(wěn)定性直接關(guān)系到海工設(shè)施的服役壽命。

為此,寧波材料所海洋關(guān)鍵材料國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室薛群基院士和王立平研究員,帶領(lǐng)苛刻環(huán)境材料耦合損傷與延壽團(tuán)隊(duì),聯(lián)合寧波科鑫腐蝕控制工程有限公司,研制了二維納米材料增強(qiáng)高耐久性熔融結(jié)合環(huán)氧涂層鋼筋技術(shù),在工程設(shè)計(jì)階段采用自身有防腐能力的鋼筋,將傳統(tǒng)的被動(dòng)維修改變?yōu)橹鲃?dòng)防范。

環(huán)氧鋼筋涂層具有干縮小、延性大,優(yōu)異的可彎性、涂層附著性及粘結(jié)強(qiáng)度,更是可以有效抵抗除冰劑、鹽、海水、酸雨、化學(xué)品以及混凝土助劑對(duì)鋼筋的腐蝕,使鋼筋抗腐蝕壽命大大延長(zhǎng)。

雙方聯(lián)合研發(fā)的大尺寸高強(qiáng)度鋼護(hù)筒,及其表面高耐久性防護(hù)涂層一體化制造技術(shù),擁有抗腐蝕性和耐久性能好、熱膨脹系數(shù)與混凝土相近等優(yōu)點(diǎn),有效破解了海洋工程用鋼護(hù)筒耐磨耐劃傷效果差、維修成本高等技術(shù)瓶頸,滿足了現(xiàn)代海工結(jié)構(gòu)向大尺寸、重載、高強(qiáng)與在惡劣條件下工作的重大發(fā)展需求,解決了塌孔影響施工進(jìn)度及安全的工程技術(shù)難題。

深中大橋的鋼護(hù)筒、承臺(tái)和墩身結(jié)構(gòu),采用了雙方聯(lián)合研發(fā)的高耐久性熔融結(jié)合環(huán)氧防腐涂層和環(huán)氧鋼筋材料,其中鋼護(hù)筒1529根(最小外徑Φ1020*10 mm,最大外徑Φ3344*22 mm),內(nèi)防腐面積162973平方米,外防腐面積237830平方米,環(huán)氧鋼筋2萬(wàn)噸。大幅提升了相關(guān)結(jié)構(gòu)的防腐、耐磨等性能,為深中通道工程提供了可滿足百年服役壽命的綜合防護(hù)解決方案。

(來(lái)源:寧波市科技局)

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