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氯盐类融雪剂的腐蚀危害与试验方法的讨论
摘要:氯盐类融雪剂一般称作化冰盐(DeicingSalt),其在融化冰雪的同时,它会严重腐蚀道路、桥梁、建筑物、地下管道、汽车等。因此,减少其腐蚀性是十分重要的,腐蚀性能的试验、检验方法是“把关”的关键,在此并对国内外有关试验方法进行探讨。
关位词:氯盐融雪剂;钢;混凝土;腐蚀;试验方法
1氯盐类触剂的腐蚀危害
1.1国外经验教训
20世纪初,以美国为首的西方国家的经济与交通运输事业取得长足发展,公路网络化,城市间的高速公路逐步替代了铁路的功能,成为经济发展的主体命脉。于是,保证城市道路与高速公路交通畅顺成为与社会经济关联的重要问题。
冰雪天气是保证交通畅通的“大敌”,发展道路除冰雪技术势在必行。其中,采用融雪剂是最为广泛的应用方法。融雪剂种类繁多,主要有氯盐型和非氯盐型。到目前为止,由于氯盐类融雪剂融化冰雪效果好、价格便宜,多数国家仍主要使用氯盐类融雪剂。早期大都使用氯化钠,后来也使用氯化钙、氯化镁、氯化钾等(据悉,美国80%的融雪剂是氯盐类)。在国际上通称氯盐类融雪剂作“化冰盐”(DeicingSalt)。
氯盐类融雪剂是一把“双刃剑”,在融化冰雪的同时,给道路、设施带来了巨大的负面影响,主要体现在其腐蚀危害(对基础设施、桥梁、道路、停车场、地下管线、汽车等)、冻融破坏(对混凝土等)和环境污染(破坏植被、污染地下水等)。特别是腐蚀危害,已经成为世界性问题。早期西方国家在路桥上大量使用氯盐化冰雪之后陆续出现(使用5-15年内)以钢筋腐蚀为主要特征的破坏现象。1981年美国50万座桥中,有1/4受到腐蚀破坏;1993年,受到腐蚀破坏的桥梁超过1/2,有40%已承载力不足,近年来美国仅桥梁修复费已高达1550亿美元。这类“盐害”已经成为社会问题、经济问题,并与人民生活和安全密切相关。
在加拿大大面积使用“化冰盐”,基础设施的腐蚀破坏特别突出。如修复所有被腐蚀破坏的基础设施,其费用要超过5000亿美元。
英国也有受化冰盐危害的典型事例,如1972年,在长20km的高速公路路段上建了11座桥,由于采用氯盐类融雪剂,几年后就出现混凝土顺钢筋开裂,其15年的修复费已是建桥费的1.6倍,到2004年,累计修复费达到建桥费的6倍。
德国柏林市某座大型立交桥,由于使用氯盐融雪剂,使用年限不足20年,钢筋腐蚀破坏严重,不得不在其旁边另建一座新立交桥。除经济损失外,在修复旧桥或新桥的建造过程中,也造成交通问题和影响市容与人民生活等问题。
以丹麦的哥本哈根地区为主,调查了102座桥,其中,50%的桥有严重的钢筋腐蚀破坏,其主导原因是使用了化冰盐。
美国有资料表明,化冰盐的平均价格为153美元/t,而1t化冰盐所造成的腐蚀损失是:基础设施为615美元;汽车为113美元;其他为75美元,合计803美元,相当化冰盐成本的5倍多。这更具体的表明,使用化冰盐的危害性和对经济的影响。国外使用氯盐类融雪剂的经验教训值得我们认真吸取。
1.2我国目前融雪剂(化冰盐)使用状况
目前,我国大量使用的仍为氯盐类融雪剂(早期大都使用氯化钠,近来也使用氯化钙、氯化镁等)。北京原西直门立交桥1979年建成并投入使用,使用期不到20年已须重建。北京市曾列专题,对于路桥的耐久性问题做了详尽的调查研究和试验工作,得到了基本一致的看法是,除去先天因素(设计、施工质量等),就环境影响而言,撒氯盐类融雪剂所造成的钢筋腐蚀与混凝土冻融破坏,是路桥过早破坏的主要因素。
除北京外,天津等城市的路、桥也已经出现同样的情况。在我国北方地区高速公路、桥梁等均有氯盐腐蚀破坏的现象。事实上,凡撒氯盐频率高的桥梁,随着时间的推移,都出现不同程度的腐蚀破坏情况。此外,撒氯盐还腐蚀地下管线、周边建筑,污染环境、影响绿化等(据悉,北京已经有上万树木死亡和大面积植被破坏)。
尽管我国已经有非氯盐类融雪剂产品,并早在机场、铁路等区域应用,但由于其价格高等原因,在城市、高速公路区域大面积应用的仍是氯盐类融雪剂产品。氯盐类融雪剂(NaCl、CaCl2、MgCl2等)的腐蚀性能是相似的,都具有强腐蚀性。然而,曾有一段时期,把用氯化钙、氯化镁代替氯化钠宣传是环保型、不腐蚀或大幅度降低腐蚀,这是不科学的。北京地区一些新的路桥出现的腐蚀和大量树木、植被的死亡等,已经客观印证了这种“误导”的危害。
在不得不使用氯盐类融雪剂



