【中國(guó)科學(xué)報】深中通道(dào)通車，新型塗層技術助力百年防腐

發(fā)布：2024-07-03

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6月30日，曆時7年建設的深圳至中山跨江通道(dào)（簡稱“深中通道(dào)”）正式通車試運營。中國(guó)科學(xué)院甯波材料技術與工程研究所（簡稱“甯波材料所”）聯合企業研發(fā)的大尺寸高強度鋼護筒，及其表面(miàn)高耐久性防護塗層一體化制造技術，爲深中通道(dào)工程提供了可滿足百年服役壽命的綜合防護解決方案。

這(zhè)座粵港澳大灣區核心樞紐工程集“橋、島、隧、水下互通”于一體，全長(cháng)約24公裡(lǐ)，由于深中通道(dào)面(miàn)臨頻發(fā)的台風、高鹽高濕的苛刻環境、複雜的海底情況等，是當前世界上綜合建設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施在服役過(guò)程中，由于鋼筋混凝土中存在縫隙或空隙，當受到鹽水或酸雨等侵蝕時會引起(qǐ)鋼筋混凝土的鋼筋鏽蝕。鏽蝕産生的氧化鐵皮體積膨脹幾十倍，導緻混凝土開(kāi)裂、保護層剝落，使鋼筋直接暴露在大氣、水及其腐蝕介質中，腐蝕速度加快，海工設施往往未達到設計使用年限就提前破壞，甚至會産生災難性事(shì)故。

而鋼護筒面(miàn)臨沿海環境高溫高鹽、飽和氧氣、強紫外線、潮濕海風、浪花拍打和泥沙沖蝕等多因素耦合損傷環境下極其嚴重的損傷問題。因而，鋼筋和鋼護筒性能(néng)的穩定性直接關系到海工設施的服役壽命。

爲此，甯波材料所海洋關鍵材料國(guó)家級重點實驗室薛群基院士和王立平研究員，帶領苛刻環境材料耦合損傷與延壽團隊，聯合甯波科鑫腐蝕控制工程有限公司，研制了二維納米材料增強高耐久性熔融結合環氧塗層鋼筋技術，在工程設計階段采用自身有防腐能(néng)力的鋼筋，將(jiāng)傳統的被(bèi)動維修改變爲主動防範。

大尺寸高強度鋼管樁及其表面(miàn)高耐久性防護塗層制造。

環氧鋼筋塗層具有幹縮小、延性大，優異的可彎性、塗層附著(zhe)性及粘結強度，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(cháng)。

雙方聯合研發(fā)的大尺寸高強度鋼護筒，及其表面(miàn)高耐久性防護塗層一體化制造技術，擁有抗腐蝕性和耐久性能(néng)好(hǎo)、熱膨脹系數與混凝土相近等優點，有效破解了海洋工程用鋼護筒耐磨耐劃傷效果差、維修成(chéng)本高等技術瓶頸，滿足了現代海工結構向(xiàng)大尺寸、重載、高強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難題。

深中大橋的鋼護筒、承台和墩身結構，采用了雙方聯合研發(fā)的高耐久性熔融結合環氧防腐塗層和環氧鋼筋材料，其中鋼護筒1529根（最小外徑Φ1020*10 mm，最大外徑Φ3344*22 mm），内防腐面(miàn)積162973平方米，外防腐面(miàn)積237830平方米，環氧鋼筋2萬噸。大幅提升了相關結構的防腐、耐磨等性能(néng)，爲深中通道(dào)工程提供了可滿足百年服役壽命的綜合防護解決方案。