淺談高壓輸電線路基礎(chǔ)的防腐措施

黃歡歡

摘 要：當(dāng)前我國逐步完善輸電線路建設(shè)，加強(qiáng)輸電網(wǎng)絡(luò)管理，但防輸電線路基礎(chǔ)防腐問題仍然是影響輸電線路使用壽命的突出問題。長期服役于自然環(huán)境中的輸電桿塔基礎(chǔ)的防腐蝕性能，是保證輸電線路安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵要素之一。因此，有必要研究高壓輸電線路的防腐措施，以提高輸電線路的防腐性能，保障輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行。鑒于此，本文對高壓輸電線路基礎(chǔ)的防腐措施進(jìn)行探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路;腐蝕種類;防腐措施

1 基礎(chǔ)防腐機(jī)理

鋼筋混凝土基礎(chǔ)埋置于地下，接觸到的腐蝕性介質(zhì)主要是腐蝕性水和污染土。如果地下水對砼具有腐蝕性，輸電線路基礎(chǔ)必須采取必要的防腐措施。

鋼筋混凝土的腐蝕分為兩部分;一部分是混凝土的腐蝕，另一部分是鋼筋的腐蝕。

混凝土受腐蝕的類型有結(jié)晶類腐蝕，分解類腐蝕及結(jié)晶分解復(fù)合類腐蝕。結(jié)晶類腐蝕指水或土中某些鹽類浸入混凝土的毛細(xì)孔中，經(jīng)干濕交替作用鹽溶液濃縮至飽和，當(dāng)溫度下降時析出鹽晶體，晶體不斷積累膨脹或與混凝土中某些成分相結(jié)合生成新的結(jié)晶物質(zhì)膨脹，致使混凝土破壞。分解類腐蝕指水或土中的鹽類與混凝土的 化學(xué)成分反應(yīng)生成易溶鹽，被溶解或被水帶走，從而使混凝土分解破壞。結(jié)晶分解復(fù)合類腐蝕指水或土中的鹽類對混凝土既有結(jié)晶破壞又有分解破壞。

水或土對鋼筋的腐蝕主要為電化學(xué)腐蝕和酸類的腐蝕。電化學(xué)腐蝕是指鋼鐵表面各部位受不同的物理或化學(xué)條件作用，形成電位差產(chǎn)生腐蝕電流，使鋼鐵被氧化導(dǎo)致 銹蝕破壞。酸類的腐蝕是指水、土中的酸類對鋼鐵的化學(xué)溶蝕居多，它是因與電介質(zhì)接觸的金屬表面形成大量短路微電池的作用而引起的。

當(dāng)鋼筋所處環(huán)境中含有氯離子等雜質(zhì)時，會大為加快上述電化學(xué)腐蝕的速度，其作用原因為：①破壞金屬鈍化膜：當(dāng)混凝土中存在氯離子等有害雜質(zhì)時，可使混凝土 局部的PH值降低，造成鈍化膜的局部破壞，電化學(xué)腐蝕可以進(jìn)行;②導(dǎo)電作用：腐蝕微電池的要素之一是要有離子通路，氯離子和硫酸根離子的存在，降低了混凝 土中的電阻，從而加速了鋼筋的電化學(xué)腐蝕過程。

2主要腐蝕指標(biāo)的腐蝕作用

2.1 PH值（酸堿度）

PH值較小，表明水中的H+濃度相對較高，具有酸性，可與混凝土的CACO3等物質(zhì)發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，產(chǎn)生分解腐蝕。同時，PH值小顯酸性時，會對鋼鐵產(chǎn)生酸性腐蝕。將11.5稱做保護(hù)鋼筋的“臨界PH值”。

2.2侵蝕性CO2（溶蝕碳酸鈣）

地下水中常含有一些游離的碳酸（CO2），而水泥石中的氫氧化鈣能與碳酸起化學(xué)反應(yīng)，生成碳酸鈣（CaCO3），碳酸鈣又與碳酸起化學(xué)反應(yīng)，生成易溶于水的碳酸氫鈣。

如果水泥石在有滲濾的壓力水作用下生成碳酸氫鈣，并溶于水中被沖走，上述反應(yīng)將永遠(yuǎn)達(dá)不到平衡。氫氧化鈣將連續(xù)流失，使水泥石中石灰濃度逐漸降低，使硬化了的水泥石結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。環(huán)境水中含游離碳酸越多，其侵蝕性也越強(qiáng)烈;若水溫較高，則侵蝕速度將加快。

2.3陰離子（HCO3-、Cl-及SO42-）

當(dāng)水泥石處于軟水（礦化度低于0.1g/L）中時，氫氧化鈣將首先被溶解，溶出性侵蝕的強(qiáng)弱程度與水質(zhì)的硬度有關(guān)。如水質(zhì)較硬，即水中HCO3-，（重碳 酸鹽）含量較高時，氫氧化鈣的溶解度較小，侵蝕性也就較弱;反之，水質(zhì)越軟，侵蝕性也越強(qiáng)。PH值的變化直接影響H2CO3在水溶液中的存在形式。當(dāng)PH 值小于4～10，主要以HCO3-形式存在;當(dāng)PH值大于10時，主要以CO32-存在。HCO3-的存在會抑制FeCO3的溶解，促進(jìn)鈍化膜的形成，從 而降低鋼筋的腐蝕速度。當(dāng)水中的硬度較大時，HCO3-與Ca（OH）2反應(yīng)生成CaCO3，形成碳化保護(hù)層，阻止Ca（OH）2的進(jìn)一步被溶出。因此， 生活污水中硬度很?。ǔ受浰?，而CO2含量相對較多時，對砼腐蝕作用就特別強(qiáng)烈。

SO42-是混凝土結(jié)晶腐蝕中最活躍也是最主要的陰離子，而且含SO42-和CI-的鹽類都對鋼鐵具有電化學(xué)腐蝕的作用。硫酸鹽的腐蝕是鹽類腐蝕中最普普 遍而具有代表性的，它的腐蝕過程如下：硫酸鹽與混凝土中的游離氫氧化鈣作用，生成硫酸鈣，再與水化鋁酸鈣作用，生成硫酸鋁鈣，體積膨脹兩倍以上。

2.4陽離子（Na+、k+、Mg2+、NH4+）

水中的Na+、K+、Ca2+、Mg2+能SO42-生成結(jié)晶物，如：Na2SO4？10H2O、CaSO4？2H2O、MgSO4？7H2O等，使混 凝土產(chǎn)生結(jié)晶類腐蝕。其中Mg2+比Ca2+活潑，它能把混凝土中的Ca2+置換出來，使混凝土產(chǎn)生分解腐蝕。

NH4+能生成強(qiáng)酸弱堿鹽類，與混凝土中的堿性物質(zhì)反應(yīng)，使其發(fā)生分解腐蝕。

地下水中含有的鎂鹽能與水泥石中的Ca（OH）2發(fā)生反應(yīng)。在生成物中，氯化鈣（CaCI2）易溶于水，氫氧化鎂（Mg（OH）2）松軟無粘結(jié)力，石膏則 會產(chǎn)生硫酸鹽侵蝕，都將破壞水泥石結(jié)構(gòu)。鎂鹽侵蝕的強(qiáng)烈程度，除決定于Mg2+含量外，還與水中SO42-含量有關(guān)，當(dāng)水中同時含有SO42-時，將產(chǎn)生 鎂鹽與硫酸鹽兩種侵蝕，故顯得特別嚴(yán)重。

3高壓輸電線路基礎(chǔ)防腐措施

3.1合理選擇水泥品種

為配制密實性混凝土，在水泥品種選擇上至少應(yīng)該注意以下幾個方面：

（1） 選擇低水化熱水泥。

（2） 避免使用早強(qiáng)水泥和早強(qiáng)劑。

（3） 選擇有害堿（K+、Na+）含量低的水泥，以防止發(fā)生“堿集料反應(yīng)”。

（4）選擇鋁酸三鈣（C3A）含量低的水泥。鋁酸三鈣（C3A）有高強(qiáng)效應(yīng)，更主要的是，它能與硫酸鹽起化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生體積膨脹，使混凝土開裂。

3.2選用較好的砂、石骨料

粗、細(xì)骨科，按體積計算，它是混凝土的主要組成部分，達(dá)80%之多，其耐蝕性和表面性能對混凝土的耐蝕性能具有很大影響。

當(dāng)混凝土的水泥含有較多的堿，同時使用了含有活性氧化硅的粗骨料時，水泥中堿性氧化物水解后形成的氫氧化鈉和氫氧化鉀與骨料中的活性氧化硅就起化學(xué)反應(yīng)，結(jié)果在骨料表面生成了復(fù)雜的堿-硅酸凝膠體。這樣就改變了骨料與水泥漿的原來界面，生成的凝膠體是無限膨脹性的（指不斷吸水后體積可以不斷膨脹）。

3.3適當(dāng)控制混凝土的水灰比及水泥用量

水灰比的大小是決定混凝土密實性的主要因素，它不但影響混凝土的強(qiáng)度，而且也嚴(yán)重影響其耐久性，故必須嚴(yán)格控制水灰比。

單位水泥用量較高的混凝土，混凝土拌和物比較均勻，可減少混凝土搗實過程中出現(xiàn)的局部缺陷。而且，水泥用量較高的混凝土，能經(jīng)常保持鋼筋周圍有較高的堿度，使鋼筋鈍化膜不易破壞，也就是說希望鋼筋能夠被足夠數(shù)量的水泥漿包裹。

3.4 摻用加氣劑或減水劑

摻用加氣劑或減水劑對提高抗?jié)B、抗凍等有良好的作用，在某些情況下，還能節(jié)約水泥。

3.5混凝土保護(hù)層

混凝土保護(hù)層對鋼筋的防腐蝕有著雙重作用。首先，增加它的厚度可明顯地推遲腐蝕介質(zhì)達(dá)到鋼筋表面的時間，其次可增強(qiáng)抵抗鋼筋腐蝕造成的脹裂力。隨著保護(hù)層 厚度增加，滲入到混凝土的氯離子含量急劇降低?！豆I(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》對受力鋼筋的混凝土保護(hù)層最小厚度提出了要求，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行。

3.5污染土地基的處理

污染土系指建筑場地由于生產(chǎn)或自然環(huán)境等綜合原因造成地基土的污染，主要作用于未見地下水部位的地下構(gòu)筑物。污染土對基礎(chǔ)的腐蝕，具有鮮明的地域性，我國主要土壤類型可分為中堿性土壤、酸性土壤、內(nèi)陸鹽土和濱海鹽土四大類?！豆I(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》對污染土地基的處理，有下列措施：

（1）局部挖除污染土層，但保留的污染土層的厚度應(yīng)通過變形計算確定。

（2）全部挖除污染土層。

（3）采用砂樁或碎石樁加固污染土層。

（4）采用預(yù)制鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)穿越污染土層，柱身應(yīng)進(jìn)行防護(hù)處理。

4結(jié)束語

綜上所述，由于輸電線路鐵塔基礎(chǔ)所處的環(huán)境不同，基礎(chǔ)腐蝕的成因和程度也不相同，因此，應(yīng)該根據(jù)輸電線路鐵塔基礎(chǔ)所在的不同環(huán)境及防護(hù)的需要，選用不同的防護(hù)體系，通過對防護(hù)方案的優(yōu)化，最大限度地發(fā)揮防護(hù)技術(shù)及防護(hù)材料的功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱邵成.高壓輸電線路圖像的絕緣子識別與定位[D].安徽大學(xué)，2018.