Vật liệu bảo vệ cọc cầu cảng biển dùng để làm gì?
Vật liệu bảo vệ cọc cầu cảng biển ngăn quá trình ăn mòn làm suy giảm khả năng chịu lực của cọc theo thời gian. Coc thép và cọc bê tông trong môi trường biển chịu tấn công đồng thời từ ion Cl-, O2 hóa tấn, vi khuaan khu sulfate (SRB) và tác động cơ học của sống — không có bảo vệ, coc thép có thể mặt 1–3 mm chiều dày mới năm tại khu vực splash zone.
Các vật liệu bảo vệ được lựa chọn theo vi tri coc: phân ngầm nước liên tục, vùng splash zone (thay đổi nước triệu — nguy hiểm nhất) và phân khí quyen trên mặt nước. Mới vùng đòi hỏi giải pháp khác nhau.
Anode kỹ sinh — Cathodic protection cho phân ngầm nước
Phân coc thép ngầm nước biển liên tục được bảo vệ hiệu quả nhất bảng cathodic protection anode kỹ sinh. Anode kỹ sinh là kim loại hoạt động manh hơn thép (kém hoặc nhóm) được gan vào coc, từ ăn mòn hy sinh để coc thép không bị ăn mòn.
- Anode kém (Zn-0,5%Al): Phổ biến nhất, giá tham khảo, hiệu quả trong nước biển nong độ muoi cao. Tuổi thọ 10–20 năm tuy khối lượng anode và mật độ đồng. Dùng cho cọc thép và kết cấu ngầm nước nước mặn.
- Anode nhóm hi-alloy (Al-In-Zn hoặc Al-Zn-Hg): Hiệu suất điện hóa cao hơn kém (năng lượng riêng 2700 Ah/kg số với 780 Ah/kg của kém), nhẹ hơn, phù hợp cho kết cấu ngoài khỏi và nước sau. Anode nhóm không chứa thủy ngăn (Hg-free) được khuyen dùng theo quy định môi trường.
- Thiết kế anode: Tính toán theo DNV-RP-B401, dầm bao điện thể bảo vệ -850 mV vs Cũ/CuSO4 (CSE) hoặc -800 mV vs Ag/AgCl/seawater trên toàn bộ điện tích bộ mặt coc ngầm nước.
Hệ sơn epoxy cho phân khí quyen và splash zone
Phân coc trên mặt nước và trong vùng splash zone (từ -1 m đến +3 m số với mức nước triệu trung binh) sử dụng hệ sơn marine theo ISO 12944 C5-M:
- Primer epoxy mastic: 125 micron DFT, bam định tốt trên thép đã chuan bị Sa 2,5, có khả năng gap than nhân bam định và chống ăn mòn cathodic.
- Mid-coat epoxy: 100–125 micron, tầng tổng chiều dày và khả năng ngăn âm.
- Topcoat polyurethane (PU): 75–100 micron, chịu UV, chịu tác động cơ học và bảo vệ màu sắc lâu dài. Tổng DFT ≥320 micron.
Sơn marine phải được thi công khí bề mặt thép sạch (Sa 2,5 theo ISO 8501-1), nhiệt độ bề mặt trên diem suong ít nhất 3 độ C và độ ẩm tường đổi dưới 85%. Vi tri thi công trên biển khó kiểm soát Điều kiện nay nền thường dùng đơn vị chung suot mỏ là nền.
FRP jacket cho splash zone — giải pháp bao boc cơ học
Vùng splash zone là khu vực xâm thực mạnh nhất của coc — coc bị uot và khó theo thủy triệu, luon có O2 và Cl- cao. FRP (Fiberglass Reinforced Polymer) jacket kiet hợp epoxy đã thành phần là giải pháp hiệu quả:
- Làm sạch bề mặt coc bảng bom áp lực cao hoặc máy mái.
- Đáp epoxy đã thành phần lên bề mặt coc để kết noi FRP.
- Boc lắp FRP prepreg quanh coc, to sáng tung lớp từ dưới lên trên.
- Bit kín các mep và đầu noi bảng epoxy putty chống thấm nước.
- Kiểm tra kết noi và độ dày theo thiết kế (thường 3–6 mm FRP).
FRP jacket không chỉ chống ăn mòn mà còn khỏi phuc một phân khả năng chịu lực cho cọc đã bị giảm tiết điện độ ăn mòn, đồng thời cách ly coc khỏi tiếp xuc trực tiếp với nước biển.
Concrete encasement — phuc hỏi coc thép ăn mòn năng
Coc thép đã bị ăn mòn năng (mặt trên 30% tiết điện) tại splash zone có thể được phuc hỏi bảng concrete encasement: bộ sung lớp bê tông biển dày 75–150 mm xung quanh coc, có cốt thép từ và lớp bao phủ cốt thép 50 mm. Bê tông bộ sung cần đất W/C ≤0,40, silica fume 7–10%, RCPT <1000 Coulombs để đảm bao hiệu quả bảo vệ lâu dài.
Giải pháp nay thường đất hơn và khó thi công hơn FRP jacket những cho kết quả tốt hơn về mặt khả năng chịu lực, và phù hợp khí coc đã mặt khả năng chịu lực dạng kể cần phuc hỏi cấu trúc.
Lựa chọn vật liệu bảo vệ cọc theo vi tri
| Vi tri coc | Vật liệu bảo vệ chính | Vật liệu bộ sung |
|---|---|---|
| Ngầm nước liên tục | Anode kỹ sinh Zn/Al | Sơn epoxy mastic (neu có thể) |
| Splash zone (thay đổi triệu) | FRP jacket + epoxy | Sơn marine C5-M |
| Trên mặt nước (khí quyen biển) | Sơn marine C5-M ISO 12944 | Sơn silicone UV |
| Ngầm đất mặn | Bê tông SR boc thêm | Cathodic protection ICCP |
| Coc đã ăn mòn năng | Concrete encasement | Anode kỹ sinh mới |
Câu hỏi thường gặp (FAQ)
- Anode kỹ sinh cần bao lâu để Thay thế?
- Tuổi thọ anode kém thường 10–15 năm tuy khối lượng và mật độ đồng điện. Cần độ điện thể bảo vệ định kỹ hang năm; khí điện thể vượt quá -800 mV CSE là đầu hiệu anode sap het tác dùng.
- FRP jacket có thể áp dụng cho cọc bê tông bị nut được không?
- Có — FRP jacket kết hợp epoxy có thể giá có cọc bê tông bị nut độ ăn mòn cốt thép bên trong, ham nut lại và ngăn âm xâm nhập tiếp theo. Những cần đánh giá kết cấu trước để xác định có cần tầng thêm cốt thép không.
- Khí nao dùng ICCP thay vi anode kỹ sinh?
- ICCP phù hợp khí kết cấu lớn (mật độ bộ mặt cao), khí điện trở suot nước biển cao (nước ngot hay nước lo), hoặc khí cần kiểm soát chính xác đồng điện bảo vệ. Chi phí đầu từ cao hơn những linh hoạt điều chính theo thời gian.