钢管桩的腐蚀与防腐1.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,钢管桩的腐蚀与防腐,中国建筑科学研究院,钱 力 航,2005,年,7,月,北京,地址,:,100013,北京市北三环东路,30,号,电话,:,01084286025 13901314038,10/26/2025,1,钢管桩的腐蚀与防腐,钢管桩,在上海超高层建筑的基础中已有所应用,如,金茂大厦,等,.,随着我国经济的高速发展,钢管桩的应用必将越来越多,.,广大设计施工人员对,钢管桩,的性能应该有一些认识,.,目前大家比较关注的问题一是,钢管桩的腐蚀与防腐,问题,二是,开口钢管桩的桩端阻力,问题,.,10/26/2025,2,钢管桩的腐蚀与防腐,腐蚀的现象与原因,钢铁受环境的作用而变为氧化铁等的现象称为腐蚀,.,钢管桩工作的环境是海水、淡水、大气和土等,而使钢管桩发生腐蚀的就是其中的水和氧,.,水和氧与钢铁发生反应生成铁锈,.,10/26/2025,3,钢管桩的腐蚀与防腐,钢铁变为铁锈,的反应是一种,电化学反应,.,也可以说是根据,”,电池作用,”,进行的反应,.,在钢铁的,表面,由于种种原因存在无数非常细小的,阳极,和,阴极,形成,了,局部电池,.,在局部电池的阳极上发,生,铁的溶解,阴极上发生,氧的还原,就这样进行着,腐蚀反应,.,10/26/2025,4,钢管桩的腐蚀与防腐,钢管桩,腐蚀的速度,决定于,单位时间内到达并扩散到钢表面的,氧的量,.,而促使氧增加的主要因素是水中溶存的,氧的浓度、流速、混合的程度和温度等,.,10/26/2025,5,钢管桩的腐蚀与防腐,由于腐蚀而在钢表面形成的,铁锈,在某种程度上成为,氧扩散的屏障,具有,抑制氧扩散的作用,.,而这种已经形成的,铁锈层的保护作用,在大气中较大,在水中较小,.,10/26/2025,6,钢管桩的腐蚀与防腐,当水中,溶有食盐等中性盐类,时,腐蚀的机理原则上没有变化,.,但食盐的存在,影响作为氧扩散屏障的铁锈层的性质,.,10/26/2025,7,钢管桩的腐蚀与防腐,如果钢的,金属组织、应力和塑性变形的,程度不同,在水中的电位就不同,.,如两种不同成分钢的,连接部位,成为腐蚀电池阳极的一方就会,促进腐蚀,.,钢表面的,压痕也会促进腐蚀,.,10/26/2025,8,钢管桩的腐蚀与防腐,在低合金钢中,合金的元素进入铁锈层中会引起铁锈层性质的变化,从而影响钢的耐腐蚀性,.,如在低合金钢中加入适量的,磷、铬和铜,则在,大气或海水,中,其,耐腐蚀性为普通钢的,23,倍,.,而在,淡水或土中,则,没有,太大的,变化,.,10/26/2025,9,钢管桩的腐蚀与防腐,腐蚀的形态,构筑物基础使用的钢除,全面腐蚀,外,还会发生,“孔蚀”,和,“腐蚀疲劳”,等形态的腐蚀,.,在钢表面的某些部位,阳极反应集中发生,严重腐蚀,成为孔蚀”,.,孔蚀最主要的,原因,是,通气性差,.,10/26/2025,10,钢管桩的腐蚀与防腐,例如在,缝隙,和,贝类附着的部位,等,氧的供给,比其他部位,少,供给,少的部位,成为,阳极,供给,多的部位,成为,阴极,这样就形成了,“,电池,”,在阳极部位就发生,“孔蚀”,.,10/26/2025,11,钢管桩的腐蚀与防腐,使钢发生激烈,孔蚀,的诸多原因中,还有,“,迷走电流,”,的作用,.,从,电气铁路,和,电焊机,洩漏的,直流电,一旦,流入,土和水中的,钢结构,物,再从钢结构物流到土和水中,流出的点,即发生腐蚀,.,电流容易流出的部位会造成深深的孔蚀,.,10/26/2025,12,钢管桩的腐蚀与防腐,“,腐蚀疲劳,”,是钢铁在,腐蚀性的环境中在拉应力的反复作用,下在某一周期以后发生,破裂的现象,.,腐蚀疲劳与没有腐蚀作用的疲劳相比,在,一定的应力,下,达到破坏的,反复次数少,.,并且即使,应力较低,如果,反复次数非常大,也会出现,破坏的特征,.,10/26/2025,13,钢管桩的腐蚀与防腐,应力腐蚀破坏,是钢在静拉应力的作用下、在,特定的腐蚀环境,(,热而浓的碱、硝酸盐、氰化氢水溶液或液体氨等,),中发生的,.,这些腐蚀环境不是在通常的自然环境中遇到的,因此发生,应力腐蚀的可能性非常小,.,10/26/2025,14,钢管桩的腐蚀与防腐,钢表面铁锈层的厚度,与,板厚减少量的关系,因腐蚀而失去的,铁的量,中,相当一部分,(,一般,1/2,以上,),用于,钢表面铁锈层的形成,剩余的一部分,作为铁锈一度残留在钢表面,而后剥离,.,另一部分,不在表面生成铁锈,而以,离子状态流失,.,这几部分铁的,比例,根据淡水、海水、大气、土等的,环境变化而定,.,作为钢表面铁锈残存的,铁,的比例,一般在,土中较高,大气中较低,.,并,随液体的流动而变化,.,10/26/2025,15,钢管桩的腐蚀与防腐,现假定因腐蚀而失去的铁全部用于在钢表面形成铁锈,则钢表面,铁锈层的厚度与板厚减少量的关系,如下式所示,:,y=D S,x,/,100 A,式中,y-,钢材的板厚减少量,(mm);,D-,铁锈的表观比重,;,S-,铁锈层中铁的含有率,(%);,x,-,铁锈层的厚度,(mm);,A-,铁的比重,(7.85),10/26/2025,16,钢管桩的腐蚀与防腐,例,y=D S x/100 A,在海洋环境中钢管桩铁锈层的测试结果为,D=2.01,S=52.4%,代入公式计算,:,y,=,(,2.01,52.4,x,),/,(,100,7.85,),=,0.134 x,x/y=7.46,即铁锈层的厚度为板厚减少量的,7.46,倍,10/26/2025,17,钢管桩的腐蚀与防腐,这一算例表明,若因腐蚀而,失去的铁约一半用于形成铁锈,则铁锈层的厚度比板厚减少量大得多,(34,倍,).,所以,应当注意,不要误以为铁锈层的厚度等于板厚减少量,.,铁锈层的厚度与板厚减少量的关系,如下图所示,:,10/26/2025,18,钢管桩的腐蚀与防腐,钢管桩在土中的腐蚀情况,1,日本建设省土木研究所的调查研究,调查对象,是,幸谷桥,的,钢管桩,钢管桩,外径,486mm,、,壁厚,16 mm,、,9mm,1958,年,1011,月施工,经过,17,年后,拔出,进行腐蚀调查,.,10/26/2025,19,钢管桩的腐蚀与防腐,调查方法,为了解钢管桩在深度方向大致的腐蚀程度和腐蚀形态,先用肉眼观察表面附着物的颜色和状态,以及,附着物清除后的腐蚀形态和程度,.,然后,取样测试,定量地了解钢管桩各部位的腐蚀量,.,根据外观,认为腐蚀大的表层部位连续取样,腐蚀小的深层部位间隔取样,取样时还要考虑土层变化情况,10/26/2025,20,钢管桩的腐蚀与防腐,试样尺寸为,10,10 cm,在柠檬酸二铵水溶液中浸泡冼净,再用,点测微计量,测量厚度,.,取样和试样上测点位置如图所示,.,因为没有钢管桩打设前壁厚的测试资料,所以,原始壁厚是根据实测结果推算的,.,调查结果,如表所示,10/26/2025,21,钢管桩的腐蚀与防腐,10/26/2025,22,深度,m,土质,表,面,原 始,壁 厚,mm,实 测 壁 厚,mm,最小 平均,腐 蚀 速 度,mm/yr,最大值 平均值,-0.30.0,0.00.2,0.20.9,1.72.5,5.26.1,10.211.1,17.218.1,24.225.1,18.229.1,35.236.1,大气,土,细 砂,淤泥夹细砂,粘土夹淤泥,。,。,。,细砂,涂,涂,裸,下 同,15,。,81,15,。,81,15,。,81,15,。,81,15,。,42,9,。,02,9,。,21,8,。,74,8,。,74,9,。,57,14,。,04 15,。,61,15,。,26 15,。,76,15,。,14 15,。,65,14,。,76 15,。,41,15,。,28 15,。,39,8,。,90 8,。,99,8,。,86 9,。,15,8,。,61 8,。,73,8,。,21 8,。,70,9,。,38 9,。,52,0,。,104,0,。,024,0,。,032 0,。,003,0,。,039 0,。,009,0,。,062,0,。,024,0,。,008 0,。,002,0,。,007 0,。,002,0,。,021 0,。,004,0,。,008 0,。,001,0,。,031 0,。,002,0,。,011 0,。,003,10/26/2025,23,钢管桩的腐蚀与防腐,从表中可见：,1,外观,：,大气中涂膜损坏部分腐蚀显著；表层土中部分腐蚀；细砂层中除全面腐蚀外有局部腐蚀，到淤泥夹砂层中局部腐蚀更多；,从粘土夹淤泥层以下几乎没有腐蚀,。,2,在土中腐蚀速度,总平均,为,0,。,007mm/yr,.,3,腐蚀速度,表层部位,明显大于,深层部位,；同在表层，,淤泥夹砂,大于,细砂,；,4,腐蚀速度,最大,部位平均不过,0,。,024mm/yr,2mm,的壁厚可,耐腐蚀,80,年。,10/26/2025,24,钢管桩的腐蚀与防腐,2,日本土质工学会的腐蚀调查,日本土质工学会,为在大范围内各种土质条件下的,钢桩,进行腐蚀试验,从,1962,年到,1966,年,在日本,10,个地方,设置了,126,根钢桩,桩的,断面为,L,型,桩长约,15 m,.,然后分别在打设后的第,二,年、第,五,年、第,十年,各拔出,42,根,进行,腐蚀状况观察和板厚减少量的测定,.,结果如表所示,.,10/26/2025,25,桩所在地,土质,调查目的,根数,平均腐蚀速度,(mm/yr,两面,),东京电力,冲积淤泥,普通钢腐蚀,9,0.0045,川崎制铁,填海地,普通钢,合金钢,腐蚀,电防腐,12,0.0114,广岛大学,砂,.,淤泥,普通钢腐蚀,10,0.0116,新日铁,关东砂粘,普通钢腐蚀,9,0.0112,关西电力,海边填土,普通钢,耐候性钢,焊接部位蚀,15,0.0083,10/26/2025,26,鹿岛建设,砂砾,普通钢腐蚀,9,0.0093,住宅公团,砂粘互层,普通钢腐蚀,电车轨道迷走电流影响,涂装防腐,12,0.0148,农林省,淤泥,普通钢腐蚀,9,0.0094,武里团地,砂,.,淤泥,普通钢腐蚀,钢管桩内面防腐,11,0.0061,川崎制铁,填海地,普通钢腐蚀,钢筋混凝土基础内钢筋的影响等,30,0.0127,总计,126,根,平均,0.0106mm/yr,10/26/2025,27,钢管桩的腐蚀与防腐,根据试验结果可以作出如下判断,:,1,除接近地表部分外,经过,10,年的桩表面几乎保持原状,;,2,各地,10,年总平均,腐蚀速度,(,两面,),为,0.0106,mm/yr,单面,为,0.0053,mm/yr,最大值,为,0.0297,mm/yr;,3,腐蚀速度随年数增加而减少,;,4,推荐设计用腐蚀速度为,0.02mm/yr,10/26/2025,28,钢管桩的腐蚀与防腐,3,日本钢管桩协会的腐蚀调查,钢管桩协会在,大宫城县盐釜市,对正在使用的构筑物钢管桩进行了腐蚀实态调查,.,这些桩已,打设,4,年,.,土层状况是地表至,3m,为填土,38m,为淤泥,以下持力层为泥岩,(,基岩,).,钢管桩 外径,508,mm,、,壁厚,9.5,mm,、,桩长,711,m.,10/26/2025,29,钢管桩的腐蚀与防腐,调查方法,露出三根钢管桩,在基底以下约,1020cm,的桩顶附近,(,深度约,2.3m),切下,60,110mm,的试验片,.,在试验片切取以前,先清除切取部位附近的铁锈,用超声波测厚仪测定壁厚,.,测定的位置和结果如图所示,.,10/26/2025,30,No.1,桩,测得,9.3mm,、,9.4mm,的壁厚较多,比,当初的,公称壁厚,9.5mm,有所减少,.,No.2,、,No.3,桩,与当初的,公称壁厚完全相同,.,10/26/2025,31,钢管桩的腐蚀与防腐,从试验片可见,钢管桩的外表面有凹凸状的腐蚀,而内表面几乎看不到腐蚀,.,用测微计测定的结果是,壁厚的平均减少量为,0.052mm,即,腐蚀速度为,0.013mm/yr,10/26/2025,32,钢管桩的腐蚀与防腐,4,美国,NBS (National Bureau 0f Standards)(,国家标准署,)的腐蚀调查,美国,NBS,得到,美国钢铁协会,和,陆军工兵队,的协助,对长年埋设在地下的,钢桩,等拔出或挖出来,进行实地腐蚀调查,结果如表所示,.,10/26/2025,33,U,:,几乎无腐蚀,M,:,轻全面腐蚀,S,:,轻局部孔蚀,0.6mm,P:,孔蚀,mm,所 在 地,土 质,年数,比 阻 抗,.cm,pH,腐,水位上,蚀状,水位处,+_2,f t.,况,水位下,Bonnet,Carre,Spill way,砂,.,淤泥,.,粘土,17,4001050,6.78.1,U,M,U,Sparrows Point,砂,.,淤泥,.,粘土,18,11304000,3.7,6.6,P0.9,P2.8,S,Quachita,River,淤泥质粘土,.,粘土,40,137012400,4.97.3,_,_,U,Grenada Dam,有机质粘性土,12,380015400,3.64.9,M,P3.1,_,_,Sardis Dam,淤泥质砂,.,粘土,20,1690,2.9,_,_,P1.5,10/26/2025,34,U,:,几乎无腐蚀,M,:,轻全面腐蚀,S,:,轻局部孔蚀,0.6mm,P,:,孔蚀,mm,所 在 地,土 质,年数,比 阻 抗,.cm,pH,腐,水位上,蚀状,水位处,况,水位下,Chef,Menteur,Pass,淤泥质砂,.,粘土,32,300,400,6.9,7.8,_,M,P3.7,Wilmington,MarineTerminal,有机质淤泥,.,砂,.,粘土,23,_,_,P3.8,_,_,Lumber,River,亚砂,.,淤泥质粘土,37,1100,4900,2.3,5.9,_,P1.5,P1.5,Memphis Floodwall,粘土,.,淤泥质粘土,7,1000,8600,7.6,7.8,U,P0.9,_,Memphis Floodwall,粘土,.,淤泥质粘土,7,1030,7900,6.87.8,U,U,_,10/26/2025,35,U,:,几乎无腐蚀,M,:,轻全面腐蚀,S,:,轻局部孔蚀,0.6mm,P,:,孔蚀,mm,所 在 地,土 质,年数,比 阻 抗,.cm,pH,腐,水位上,蚀状,水位处,况,水位下,Vickburg,Floodwall,亚砂,.,粘土,.,炭渣,7,850700,7.48.2,P1.0,P1.2,_,Vickburg,Floodwall,淤泥质砂,.,粘土,.,炭渣,7,6259200,7.18.6,M,M,_,Sordis,Dam,粘土,20,30007510,5.46.0,_,M,S,Grenada,Dam North,粘质砂土,.,淤泥质土,11,170016500,4.04.4,P2.7,_,_,Grenada,Dam South,淤泥质砂,11,4300,11000,6.9,P41,_,_,10/26/2025,36,U,:,几乎无腐蚀,M,:,轻全面腐蚀,S,:,轻局部孔蚀,0.6mm,P,:,孔蚀,mm,所 在 地,土 质,年数,比 阻 抗,.cm,pH,腐,水位上,蚀状,水位处,况,水位下,Berwick lock West,粘土,11,8001290,8.1,S,S,S,Berwick lock East,粘土,11,7501610,7.98.1,_,P1.9,S,Algiers Lock,淤泥质粘土,.,有机质粘性土,12,3451300,7.78.4,_,P1.0,_,Enid Dam,淤泥质,.,粘土,.,砂淤泥,12,800010200,5.15.3M,_,_,10/26/2025,37,钢管桩的腐蚀与防腐,从调查可知,:,除在,Ph,值特别低的土中以外,钢桩的腐蚀出乎预想地少,;,特别是在水位以下的腐蚀对钢材强度没有影响,;,土的性质与腐蚀速度一般没有什么关系,.,可以认为在没有扰动的土中,腐蚀轻微的原因是缺少氧,10/26/2025,38,钢管桩的腐蚀与防腐,土的腐蚀性,日本建设省土木研究所,和,土质工学会,从土的,比阻抗,、,复极作用,、,酸性和,pH,值,、,氧化还原电位,、,细菌腐蚀,、,溶解成分,等对土的腐蚀性进行了研究,得到的,结论与前面所讲的大致相同,.,10/26/2025,39,钢管桩的腐蚀与防腐,海水的腐蚀性,海水中钢管桩腐蚀速度的分布状况如图所示,10/26/2025,40,钢管桩的腐蚀与防腐,从图中可见,:,在飞沫带腐蚀速度最大,因为水花和潮汐的作用,使钢表面经常存在,海水薄膜,通过薄膜供给丰富的氧,造成钢表面极大 的腐蚀,.,海上漂浮的,树木,、,船只,和,波浪,使腐蚀加速,.,因为涂膜的损伤常常很大,电防腐的效果就没有了,.,所以,这里是海洋环境中防腐最困难的地方,.,10/26/2025,41,钢管桩的腐蚀与防腐,潮汐涨落带,受海水周期性反复浸润,腐蚀速度似乎应与飞沫带一样大,.,但,实际上比较小,.,原因是潮汐涨落带与海水之间,由于氧供给之差形成了巨大的电池,而潮汐涨落带作为阴极,腐蚀减少了与之相接的,海水上部,作为阳极而促进了腐蚀,.,而且,海水的上下部相差不大,.,腐蚀仅次于飞沫带,.,10/26/2025,42,钢管桩的腐蚀与防腐,在,海水中,和,潮汐涨落带,海草与生物附着在钢表面,氧的浓淡形成电池、生物死亡发生的有机物及细菌等会促进钢管桩 的腐蚀,夏季的腐蚀更严重,.,10/26/2025,43,钢管桩的腐蚀与防腐,海上大气部位,因飞来的海盐粒子和水花多,腐蚀环境比,陆上大气厉害得多,.,而且象临海工业带亚硫酸气体的影响使腐蚀加大,.,10/26/2025,44,钢管桩的腐蚀与防腐,海底土中部位,由于与海水的接触少,氧的供给少,腐蚀最小,.,但在污染海域,污泥堆积的场所,也可能比海水中的腐蚀大,.,10/26/2025,45,钢管桩的腐蚀与防腐,在海洋环境中钢的腐蚀调查结果如表所示,由于影响腐蚀的因素很多,测试方法不同,得到 的腐蚀量的值也是不同的,.,10/26/2025,46,部 位,试 验 材,测 定 数 量,暴露时间,yr,腐蚀速度,mm/yr,海 上 大,腐蚀试验片,19,0.416,0.128,气 部 位,平 均,19,0.128,飞,钢 板 桩,8,640,0.112,钢 管 桩,1,8,0.25,沫,H,钢 桩,2,57,0.198,腐蚀试验片,16,0.415,0.363,带,平 均,27,0.272,潮,钢 板 桩,35,540,0.044,汐,钢 管 桩,4,38.5,0.070,涨,H,钢 桩,2,57,0.055,落,腐蚀试验片,27,0.416,0.137,带,平 均,68,0.083,海洋环境中普通钢的平均腐蚀速度,10/26/2025,47,海洋环境中普通钢的平均腐蚀速度,部 位,试 验 材,测 定 数 量,暴露时间,yr,腐 蚀 速 度,mm/yr,干 潮 位,钢 板 桩,42,542,0.047,平 均,42,0.047,海,钢 板 桩,59,542,0.039,钢 管 桩,5,38.5,0.062,水,H,钢 桩,3,523.6,0.049,腐蚀试验片,61,0.316,0.143,中,平 均,128,0090,海,H,钢 桩,2,57,0.033,底土,腐蚀试验片,3,35,0.103,中,平 均,5,0.075,10/26/2025,48,钢管桩的腐蚀与防腐,应考虑的腐蚀量,所要考虑的,腐蚀的量,是,实际壁厚,承载力必需的壁厚,.,设计时采用的腐蚀量应符合下式要求,;,腐蚀量,(,mm,),平均腐蚀速度,(,mm,/y,耐用年数,(yr),实际壁厚,承载力必须的壁厚,腐蚀量,在腐蚀较少的情况下，可以这样推算在腐蚀大的情况下，应采用,防腐措施,10/26/2025,49,钢管桩的腐蚀与防腐,再看一个在,日本千叶海滩,的试验,在,暴露的钢管桩第五年,按图取样,测定结果如表所示,.,从试验结果可以明显看出,钢管桩内表面的腐蚀极小,.,10/26/2025,50,位 置,钢管桩,凹凸,平 均,(mm),最 大,海 面 上,D.L+2.4m,外 面,内 面,0.21,0.08,0.51,0.42,海 中,D.L-4.5m,外 面,内 面,0.40,0.07,1.13,0.33,制 造 时,原 压 痕,0.07,0.30,10/26/2025,51,钢管桩的腐蚀与防腐,防腐蚀方法,1,低合金耐腐蚀性钢,耐海水钢,针对钢的耐海水性,添加元素的效果,随暴露的环境、元素的组合与添加量而异,.,综合的评价,是对,飞沫带,加,磷、铜、镍,海水中,加,硅、铬、铝,镍和钼,对,减少海水中的孔蚀,有效,据此开发了不同系列的低合金钢,.,耐海水性钢,耐腐蚀性,实例如下图所示,10/26/2025,52,耐海水性钢耐腐蚀性试验,10/26/2025,53,耐海水性钢耐腐蚀性试验,10/26/2025,54,钢管桩的腐蚀与防腐,耐候性钢,(,耐大气腐蚀 性钢,),添加,磷、铜、铬,可使钢的耐大气腐蚀性大幅增加,而,镍、硅、钼、铝,对此也颇有效,.,据此开发了两种耐大气腐蚀性钢,:,高耐候性钢,:,含磷、铜、铬,焊接结构用耐候性钢,:,含铜、铬为主,耐候 性钢,是使铁锈緻密,抑制氧的浸透,阻止腐蚀,.,如对水面上钢管桩弯曲部分,其,耐腐蚀性,为,普通钢的,23,倍,.,为充分发挥这种钢的耐腐蚀性使其干燥、避免飞沫是必要的,.,10/26/2025,55,钢管桩的腐蚀与防腐,2,涂装法,涂装法常在桥墩、栈桥等地上突出部位使用,.,钢管桩在土中使用的涂料,必须,防腐性好,在土中,不易老化,粘结性好,打桩时涂层不会因磨擦而剥离或损伤,.,要满足这些性质,常用,焦油环氧涂料,(tar epoxy).,在,海水,或,淡水,中还使用,厚膜富锌防锈漆,和,焦油环氧涂料,.,特别是,飞沫带,防腐常常将,厚膜富锌防锈漆,和,焦油环氧涂料,或,环氧涂料,组合使用,.,10/26/2025,56,钢管桩的腐蚀与防腐,3,有机材料覆盖,有机材料主要有,树脂砂浆、聚乙烯、强化塑料,等,.,该法,防腐性好,成本低,.,使用最多的是聚乙烯覆盖,.,4,无机材料覆盖,无机材料主要是,水泥混凝土硬化体,用于,飞沫带,和,潮汐涨落带,等腐蚀特别厉害的地方,.,水泥混凝土硬化体应加入,金属丝网,和,钢筋,以及,树脂合成纤维,等复合材料硬化体,厚度,一般为,6 cm,.,10/26/2025,57,钢管桩的腐蚀与防腐,5,电防腐法,电防腐法是根据腐蚀的机理,用直流电消除钢材表面局部电池阴阳极电位差的防腐方法,.,10/26/2025,58,钢管桩的腐蚀与防腐,如图所示,直流电源装置的,“,-,”,极与水或土中的钢材连接作为,阴极,让电流从,阳极流入,.,10/26/2025,59,钢管桩的腐蚀与防腐,由于电流主要流入阴极,使钢材表面阴极的电位降低,降低到与阳极电位相等,局部电池的电位差消除了,腐蚀 也就消除了,.,在海水或土中,钢铁的,自然状态电位约为,-600650mV,防腐电位为,-770mV,.,10/26/2025,60,电防腐的方式,:,1,外部电源方式,2,流电阳极方式,1,外部电源方式,在水中或土中如图设置电极,将交流电变成直流电,通过配线管从阳极输入电流,.,电流可根据腐蚀速度调节,电极不必经常更换,适用于半永久性大型护壁工程,.,10/26/2025,61,钢管桩的腐蚀与防腐,2,流电阳极方式,通过电线将锌、铝、镁或其合金与钢管桩连接形成流电防腐系统,.,该法施工方便,成本低,毋须维护管理,.,适用于平均水位以下,对飞沫带不适用,.,10/26/2025,62,钢管桩的腐蚀与防腐,在日本,建筑、土木、港湾、治山、治水等领域的各种法令、指示、标准中,对,腐蚀量的限制,和防腐方法都有具体的规定,.,对,建筑,而言,简要地说,:,1,进行腐蚀试验的,采用,年腐蚀速度乘以,80,年或耐用年数,;,2,不试验的,直接采用,2 mm.,10/26/2025,63,钢管桩的腐蚀与防腐,谢 谢 ！,(,以上内容引自,日本钢管桩协会,一书,),(,下接钢管桩的闭塞效果,),10/26/2025,64,开口钢管桩的闭塞效果,10/26/2025,65,开口钢管桩的闭塞效果,几个概念,1,土芯,从钢管桩下端开口涌入的土,;,2,土芯率,土芯长度,L,P,与贯入深度,L,之比,;,3,闭塞系数,开口桩的桩端阻力,Q,b,与闭口,桩,的桩端阻力,Q,b,之比,即,=,Q,b,/,Q,b,式中,Q,b,-,开口桩的桩端阻力,在静载条件下等于管壁端阻力、内壁摩阻力与土芯自重之和,;,10/26/2025,66,开口钢管桩的闭塞效果,同济大学宰金璋等研究了上海软土开口钢管桩土芯长度,、,贯入深度与桩径的关系,如右图所示,.,609.6,钢管桩的,土芯率,约为,0.7,;,1200,钢管桩的,土芯率,接近,1.0,.,10/26/2025,67,开口钢管桩的闭塞效果,进入砂层钢管桩的,闭塞系数,如右图所示,:,609.6,的开口桩进入砂层,(,2.53.0,),D,时,闭塞系数,0.8,10/26/2025,68,开口钢管桩的闭塞效果,日本不少学者对钢管桩的闭塞效果进行了研究,提出了许多计算方法,如,山原浩,、,田岛重男,、,山肩,水井,、,后藤,胜见,等,在此就不一一列举了,.,10/26/2025,69,谢 谢 大 家,!,10/26/2025,70,开口钢管桩的闭塞效果,10/26/2025,71,钢管桩的腐蚀与防腐,10/26/2025,72,钢管桩的腐蚀与防腐,10/26/2025,73,钢管桩的腐蚀与防腐,10/26/2025,74,钢管桩的腐蚀与防腐,10/26/2025,75,钢管桩的腐蚀与防腐,10/26/2025,76,10/26/2025,77,