浅谈高压输电线路基础的防腐措施

黄欢欢

摘 要：当前我国逐步完善输电线路建设，加强输电网络管理，但防输电线路基础防腐问题仍然是影响输电线路使用寿命的突出问题。长期服役于自然环境中的输电杆塔基础的防腐蚀性能，是保证输电线路安全可靠运行的关键要素之一。因此，有必要研究高压输电线路的防腐措施，以提高输电线路的防腐性能，保障输电线路的稳定运行。鉴于此，本文对高压输电线路基础的防腐措施进行探讨，以供参考。

关键词：高压输电线路;腐蚀种类;防腐措施

1 基础防腐机理

钢筋混凝土基础埋置于地下，接触到的腐蚀性介质主要是腐蚀性水和污染土。如果地下水对砼具有腐蚀性，输电线路基础必须采取必要的防腐措施。

钢筋混凝土的腐蚀分为两部分;一部分是混凝土的腐蚀，另一部分是钢筋的腐蚀。

混凝土受腐蚀的类型有结晶类腐蚀，分解类腐蚀及结晶分解复合类腐蚀。结晶类腐蚀指水或土中某些盐类浸入混凝土的毛细孔中，经干湿交替作用盐溶液浓缩至饱和，当温度下降时析出盐晶体，晶体不断积累膨胀或与混凝土中某些成分相结合生成新的结晶物质膨胀，致使混凝土破坏。分解类腐蚀指水或土中的盐类与混凝土的 化学成分反应生成易溶盐，被溶解或被水带走，从而使混凝土分解破坏。结晶分解复合类腐蚀指水或土中的盐类对混凝土既有结晶破坏又有分解破坏。

水或土对钢筋的腐蚀主要为电化学腐蚀和酸类的腐蚀。电化学腐蚀是指钢铁表面各部位受不同的物理或化学条件作用，形成电位差产生腐蚀电流，使钢铁被氧化导致 锈蚀破坏。酸类的腐蚀是指水、土中的酸类对钢铁的化学溶蚀居多，它是因与电介质接触的金属表面形成大量短路微电池的作用而引起的。

当钢筋所处环境中含有氯离子等杂质时，会大为加快上述电化学腐蚀的速度，其作用原因为：①破坏金属钝化膜：当混凝土中存在氯离子等有害杂质时，可使混凝土 局部的PH值降低，造成钝化膜的局部破坏，电化学腐蚀可以进行;②导电作用：腐蚀微电池的要素之一是要有离子通路，氯离子和硫酸根离子的存在，降低了混凝 土中的电阻，从而加速了钢筋的电化学腐蚀过程。

2主要腐蚀指标的腐蚀作用

2.1 PH值（酸碱度）

PH值较小，表明水中的H+浓度相对较高，具有酸性，可与混凝土的CACO3等物质发生复分解反应，产生分解腐蚀。同时，PH值小显酸性时，会对钢铁产生酸性腐蚀。将11.5称做保护钢筋的“临界PH值”。

2.2侵蚀性CO2（溶蚀碳酸钙）

地下水中常含有一些游离的碳酸（CO2），而水泥石中的氢氧化钙能与碳酸起化学反应，生成碳酸钙（CaCO3），碳酸钙又与碳酸起化学反应，生成易溶于水的碳酸氢钙。

如果水泥石在有渗滤的压力水作用下生成碳酸氢钙，并溶于水中被冲走，上述反应将永远达不到平衡。氢氧化钙将连续流失，使水泥石中石灰浓度逐渐降低，使硬化了的水泥石结构发生破坏。环境水中含游离碳酸越多，其侵蚀性也越强烈;若水温较高，则侵蚀速度将加快。

2.3阴离子（HCO3-、Cl-及SO42-）

当水泥石处于软水（矿化度低于0.1g/L）中时，氢氧化钙将首先被溶解，溶出性侵蚀的强弱程度与水质的硬度有关。如水质较硬，即水中HCO3-，（重碳 酸盐）含量较高时，氢氧化钙的溶解度较小，侵蚀性也就较弱;反之，水质越软，侵蚀性也越强。PH值的变化直接影响H2CO3在水溶液中的存在形式。当PH 值小于4～10，主要以HCO3-形式存在;当PH值大于10时，主要以CO32-存在。HCO3-的存在会抑制FeCO3的溶解，促进钝化膜的形成，从 而降低钢筋的腐蚀速度。当水中的硬度较大时，HCO3-与Ca（OH）2反应生成CaCO3，形成碳化保护层，阻止Ca（OH）2的进一步被溶出。因此， 生活污水中硬度很小（呈软水），而CO2含量相對较多时，对砼腐蚀作用就特别强烈。

SO42-是混凝土结晶腐蚀中最活跃也是最主要的阴离子，而且含SO42-和CI-的盐类都对钢铁具有电化学腐蚀的作用。硫酸盐的腐蚀是盐类腐蚀中最普普 遍而具有代表性的，它的腐蚀过程如下：硫酸盐与混凝土中的游离氢氧化钙作用，生成硫酸钙，再与水化铝酸钙作用，生成硫酸铝钙，体积膨胀两倍以上。

2.4阳离子（Na+、k+、Mg2+、NH4+）

水中的Na+、K+、Ca2+、Mg2+能SO42-生成结晶物，如：Na2SO4？10H2O、CaSO4？2H2O、MgSO4？7H2O等，使混 凝土产生结晶类腐蚀。其中Mg2+比Ca2+活泼，它能把混凝土中的Ca2+置换出来，使混凝土产生分解腐蚀。

NH4+能生成强酸弱碱盐类，与混凝土中的碱性物质反应，使其发生分解腐蚀。

地下水中含有的镁盐能与水泥石中的Ca（OH）2发生反应。在生成物中，氯化钙（CaCI2）易溶于水，氢氧化镁（Mg（OH）2）松软无粘结力，石膏则 会产生硫酸盐侵蚀，都将破坏水泥石结构。镁盐侵蚀的强烈程度，除决定于Mg2+含量外，还与水中SO42-含量有关，当水中同时含有SO42-时，将产生 镁盐与硫酸盐两种侵蚀，故显得特别严重。

3高压输电线路基础防腐措施

3.1合理选择水泥品种

为配制密实性混凝土，在水泥品种选择上至少应该注意以下几个方面：

（1） 选择低水化热水泥。

（2） 避免使用早强水泥和早强剂。

（3） 选择有害碱（K+、Na+）含量低的水泥，以防止发生“碱集料反应”。

（4）选择铝酸三钙（C3A）含量低的水泥。铝酸三钙（C3A）有高强效应，更主要的是，它能与硫酸盐起化学反应，产生体积膨胀，使混凝土开裂。

3.2选用较好的砂、石骨料

粗、细骨科，按体积计算，它是混凝土的主要组成部分，达80%之多，其耐蚀性和表面性能对混凝土的耐蚀性能具有很大影响。

当混凝土的水泥含有较多的碱，同时使用了含有活性氧化硅的粗骨料时，水泥中碱性氧化物水解后形成的氢氧化钠和氢氧化钾与骨料中的活性氧化硅就起化学反应，结果在骨料表面生成了复杂的碱-硅酸凝胶体。这样就改变了骨料与水泥浆的原来界面，生成的凝胶体是无限膨胀性的（指不断吸水后体积可以不断膨胀）。

3.3适当控制混凝土的水灰比及水泥用量

水灰比的大小是决定混凝土密实性的主要因素，它不但影响混凝土的强度，而且也严重影响其耐久性，故必须严格控制水灰比。

單位水泥用量较高的混凝土，混凝土拌和物比较均匀，可减少混凝土捣实过程中出现的局部缺陷。而且，水泥用量较高的混凝土，能经常保持钢筋周围有较高的碱度，使钢筋钝化膜不易破坏，也就是说希望钢筋能够被足够数量的水泥浆包裹。

3.4 掺用加气剂或减水剂

掺用加气剂或减水剂对提高抗渗、抗冻等有良好的作用，在某些情况下，还能节约水泥。

3.5混凝土保护层

混凝土保护层对钢筋的防腐蚀有着双重作用。首先，增加它的厚度可明显地推迟腐蚀介质达到钢筋表面的时间，其次可增强抵抗钢筋腐蚀造成的胀裂力。随着保护层 厚度增加，渗入到混凝土的氯离子含量急剧降低。《工业建筑防腐蚀设计规范》对受力钢筋的混凝土保护层最小厚度提出了要求，应严格执行。

3.5污染土地基的处理

污染土系指建筑场地由于生产或自然环境等综合原因造成地基土的污染，主要作用于未见地下水部位的地下构筑物。污染土对基础的腐蚀，具有鲜明的地域性，我国主要土壤类型可分为中碱性土壤、酸性土壤、内陆盐土和滨海盐土四大类。《工业建筑防腐蚀设计规范》对污染土地基的处理，有下列措施：

（1）局部挖除污染土层，但保留的污染土层的厚度应通过变形计算确定。

（2）全部挖除污染土层。

（3）采用砂桩或碎石桩加固污染土层。

（4）采用预制钢筋混凝土桩基础穿越污染土层，柱身应进行防护处理。

4结束语

综上所述，由于输电线路铁塔基础所处的环境不同，基础腐蚀的成因和程度也不相同，因此，应该根据输电线路铁塔基础所在的不同环境及防护的需要，选用不同的防护体系，通过对防护方案的优化，最大限度地发挥防护技术及防护材料的功能。

参考文献：

[1]朱邵成.高压输电线路图像的绝缘子识别与定位[D].安徽大学，2018.