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摘要：海洋大气环境的腐蚀远大于内陆环境，国内外有关调查研究报告指出：混凝土破坏原因，按重要性递减顺序排列是：钢筋锈蚀、冻害、物理化学作用。海洋环境是造成钢筋锈蚀的主要原因。本文主要就对濒海结构工程的耐久性相关方面进行分析和探讨。
关键词：濒海结构工程；耐久性
1.1濒海环境的侵蚀机理
混凝土由水泥、粗骨料、细骨料加水拌制而成。由于搅拌、振捣引起混凝土拌合物的离析、泌水以及水胶体凝固为水泥石过程中的胶凝收缩，使其内部组织结构成为带有缺陷的复杂三相复合体，这种构造决定了混凝土的内部缺陷。海水中通常含有3%的盐，其中主要是氯离子，以CL-计，海水中的含量约为19000MG/L。海风、海雾中也含有氯离子，海砂中更含有不等量的氯离子。
CL-进入混凝土中通常有两种途径：其一是“混入”，如掺用含氯离子外加剂、使用海砂、施工用水含氯离子、在含盐环境中拌制浇注混凝土等；其二是现象“渗入”，环境中的氯离子通过混凝土的宏观、微观缺陷渗入到混凝土中，并到达钢筋表面。“混入”现象是管理的问题；而“渗入”则是综合技术的问题，与混凝土材料多孔性、密实性、工程质量、钢筋表面混凝土层厚度等多种因素有关。氯离子对钢筋锈蚀的机理通常包含以下四种情况：
（1）破坏钝化膜
水泥水化的高碱性使混凝土内钢筋表面产生一层致密的钝化膜。以往认为，该膜是由铁的氧化物构成，但新的研究表明，该氧化膜中含有SI-O键，它对钢筋有很强的保护能力。然而，该钝化膜只有在高碱性环境中才是稳定的，当PH<11.5时，就开始不稳定，当PH<9.88时该钝化膜生成困难或已经生成的钝化膜逐渐破坏。CL-是极强的去钝化剂，CL-进入混凝土到达钢筋表面吸附于局部钝化膜处时，可使该处的PH值迅速降低，可使该处的PH值降低到4以下，从而破坏钢筋表面的钝化膜。
（2）形成腐蚀电池
如果在大面积的钢筋表面上具有高浓度氯化物，则氯化物所引起的腐蚀可能是均匀腐蚀，在不均质的混凝土中，常见的是局部腐蚀。CL-对钢筋表面钝化膜的破坏发生在局部，使这些部位露出了铁基体，与尚完好的钝化膜区域形成单位差；铁基体作为阳极而受腐蚀，大面积钝化膜区域作为阴极。腐蚀电池作用的结果是，在钢筋表面产生了蚀坑，由于大阴极对应于小阳极，蚀坑发展十分迅速。
（3）去极化作用
CL-不但促成了钢筋表面的腐蚀电池，而且加速了电池的作用。CL-与阳极反应产物FE2+结合生成FECL2，将阳极产物及时地搬运走，使阳极过程顺利进行甚至加速进行。通常把使阳极过程受阻称为阳极极化作用，而把加速阳极极化作用称为去极化作用，CL-正是发挥了阳极去极化作用。在氯离子存在的混凝土中，在钢筋的锈蚀产物中是很难找到FECL2的，因为FECL2是可溶的，在向混凝土内扩散时遇到OH-就能生成FE（OH）2沉淀，再进一步氧化成铁的氧化物，就是通常说的铁锈。由此可见，CL-起到了搬运的作用，却并不被消耗，凡是进入混凝土中的CL-会周而复始地起到破坏作用。
（4）导电作用
腐蚀电池的要素之一是要有离子通路。混凝土中CL-的存在强化了离子通路，降低了阴阳极之间的电阻，提高了腐蚀电池的效率，从而加速了电化学腐蚀过程。氯化物还提高了混凝土的吸湿性，这也能减小阴阳极之间的电阻。
与此相同的是，濒海的钢结构工程长期受氯离子侵蚀。金属在大气中的腐蚀主要是金属表面形成的电解质液态膜，使之成为导电性很强的电解质溶液。当金属处于电解质溶液中时，形成了很多原电池，铁作为阳极在电解质溶液中被氧化而失去电子，成为铁锈。由于海洋大气环境中湿度更大，液态膜的电解能力强，使得其腐蚀速度大大增加。
2.2濒海环境耐久性设计
由于耐久性问题的影响因素很多，而且不确定性很大，一般情况下，根据规范按正常使用极限状态控制，作定性的耐久性设计，包括以下内容：
（1）确定混凝土结构的环境类别
按照我国的规范，环境类别可分为：正常环境、干湿交替、冻融环境、氯盐腐蚀、化学腐蚀。对于环境条件交叉、叠加的不利情况，不再累计追加，按各种因素中最不利的情况设计，同时可通过改变结构表面环境状态来调整。设计时根据所处的环境的具体情况作出分析、判断，进行适当的选择。
（2）确定混凝土材料耐久性的质量要求
混凝土材料的耐久性的质量要求包括：自身密实度及抗渗性能，保护钢筋防锈的作用，以及对有害成分的限制。因此，设计中控制混凝土的4个参量：最大水灰比为0.5，混凝土强度等级不低于C30，最大氯离子含量为0.1%，最大碱含量为3.0kg/m3，大体积混凝土及重要的建构筑物添加聚丙烯纤维（比重＞0.05g/ml,杨氏模量＞3500MPa），另外，水泥选用耐海水腐蚀的水泥，与海水接触构筑物采用防渗混凝土，混凝土内掺防水膨胀剂，使抗渗性能达到S6或S8级以上。同时在基础表面涂刷环氧煤沥青厚浆型涂料两遍防腐。
（3）确定混凝土及钢结构保护层的最小厚度
一定厚度的混凝土保护层能够实现钢筋与混凝土两种材料界面的传力与变形协调，同时混凝土保护层阻止了氯离子及其他介质等的入侵，对防止钢筋锈蚀的作用很大，但是保护层厚度加大，会造成裂缝宽度加大，不容易满足裂缝宽度限值的要求。因此混凝土保护层厚度不是越厚越好。
上部结构为钢结构时，钢结构除绣是保证防锈涂层质量的基础，除锈采用喷砂除锈，除锈等级应达到SA2.5。除锈之前，钢表面的毛刺、突起和焊瘤应用砂轮打平和清除，表面的油污应洗净，钢材表面应露出金属色泽。喷砂除锈后，应于当日涂好第一道底漆，以免基层底面返绣，影响漆膜的附着力。
除高强螺栓连接的范围内以及与混凝土楼板的接触的梁翼缘面以外，所有钢构件在喷砂处理后，按要求涂刷防腐油漆。防腐油漆可作如下要求：（1）工厂底漆，无机富锌底漆60μm（含锌率不小于85％）；（2）工厂中间漆，二元环氧聚酰胺漆125μm；（3）工地中间漆，铝环氧树脂漆125μm；（4）工地面漆，脂肪族聚胺脂漆60μm。
在设计计算中，考虑到濒海环境，可增加必要的防腐裕度，主要受力构件断面增加2~3mm，考虑防腐裕度以延缓环境对主体结构的侵蚀作用。
（4）对耐久性敏感结构的防护措施
在干湿交替条件下，如地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋的腐蚀性具强腐蚀性，对钢结构具中等腐蚀性。设计中控制桩混凝土的4个参量：最大水灰比为0.5，混凝土强度等级不低于C35，最大氯离子含量为0.1%，最大碱含量为3.0kg/m3，桩基础的混凝土可考虑添加钢筋阻锈剂。
悬臂结构是静定结构，没有任何多余约束，且承受负弯矩而裂缝向上，在室外环境中特别容易产生耐久性问题。如出现问题，就会造成倒塌、坠落的严重后果。因此设计中对悬臂结构如雨篷等构件表面增设保护层，并提出了跨度限制的要求。
另外采取的措施是控制裂缝，通过桩基减小结构的沉降，避免出现由于沉降或过载造成的裂缝；确定合理的截面及足够的配筋率，使它在任何工作荷载下均处于弹性阶段，做到裂缝可控。从而达到提高结构耐久性的目标。
以上这些措施在实际工程中得到运用，效果良好。
综上所述，濒海结构工程的安全性和耐久性是整个工程质量的关键所在，我国大多数濒海结构工程在耐久性方面仍存在一些不足之处，相关标准规范也不够完善。因此需要设计、施工等单位应不断提高技术、管理水平，有关部门完善好相关技术标准，同时对现有建筑进行必要的检测和维护，从而有效的保证濒海结构工程的安全性及耐久性，使工程整体质量得到提高，保证人们生命财产安全。