[发明专利]盐渍土地区特高压输电线路的大开挖防腐基础及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及输电线路用基础技术领域，具体是关于一种适用于盐渍土地区的输电线路杆塔大开挖防腐基础及其制备方法，所制得的基础的耐久性较普通基础大幅提高，可使基础在设计使用年限内正常工作。

背景技术

输电线路杆塔基础的安全性和可靠性对于输电线路的安全运行是至关重要的。而在盐渍土地区，容易发生输电线路杆塔基础混凝土受到腐蚀，出现裂缝，逐渐剥落并失去承载能力的现象。

盐渍土是含盐量较大的土壤，是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤的总称，具有腐蚀、溶陷和盐胀等特性。在盐渍土地区，导致基础混凝土的腐蚀性破坏原因很多，依据盐渍土的特点，主要是由于土中超过一定含量的硫酸盐和氯盐对钢筋混凝土的腐蚀破坏。硫酸盐的破坏机理主要有两类：1、含有一定硫酸盐的环境水，在混凝土毛细管的虹吸作用下，被吸入混凝土体中，混凝土暴露在大气中，蒸发了传递水分，将盐分浓缩析出，残留于混凝土的表面和内部，呈现白迹、白霜，使混凝土遭受硫酸盐结晶时产生的膨胀力，导致混凝土从表层开始破坏，使混凝土强度降低，最后可能导致完全破坏；2、当环境水（地下水和地表水）中含有硫酸盐时，如硫酸钠（Na₂SO₄）、硫酸钙（CaSO₄）、硫酸镁（MgSO₄）等，水中的硫酸钠与普通硅酸盐水泥石中的碱性固态游离石灰质及水化铝酸钙发生化学反应，生成石膏和硫铝酸钙，产生体积膨胀，使混凝土产生破坏。氯盐的破坏机理主要过程是：氯盐通过外界介质渗入到钢筋混凝土内部→在钢筋表面氯离子引起宏电池腐蚀发生→腐蚀产物膨胀在混凝土中产生拉应力→混凝土中的拉应力导致开裂剥落。由于盐渍土地区输电线路基础埋于地下，常年与含盐量较高的土壤或者水接触，硫酸根离子和氯离子会慢慢侵入基础内部，使得混凝土发生腐蚀破坏，直至失去承载力，严重威胁到整个线路的安全运行。

目前国内输电线路杆塔基础设计中，没有对盐渍土地区基础设计做出专门的规定。以往输电线路基础设计主要是依据输电线路行业规范《架空送电线路基础设计技术规定》（DL/T5219-2005）（以下简称《技术规定》）这本设计标准，而对于盐渍土地区的基础设计在正文中并没有明确指出，只是在其附录C.2条的条文说明有所要求，即：对于盐渍土地区输电线路中基础的防腐可参考石油管道行业标准《盐渍土地区建筑规范》（SY/T0317-97）（以下简称《盐建规》）中相关规定执行，其综合防腐措施见表1。

表1防腐综合处理措施

上述防腐措施存在以下技术问题或不足之处：

1）混凝强度等级是随着水泥用量的增加和水灰比的降低而逐渐增加的，混凝土的密实度也随之增加，抗腐蚀性也逐渐增强。表1的综合处理措施没有明确不同腐蚀等级下所要采用的混凝土强度等级是多少，设计人员在设计基础时，不易参考取值；

2）水泥本身就含有一定的盐分，品种不同的水泥含盐量也不同，超过一定含盐量的水泥本身对钢筋就具有腐蚀性，表1对水泥品种规定较为宽泛（强腐蚀则没有明确水泥品种），不明确；

此外，按照《盐渍土地区建筑规范》5.5.4条的规定，中强腐蚀地区混凝土的水泥品种应采用中、高抗硫酸盐水泥，而根据《抗硫酸盐硅酸盐水泥》（GB748-2005）的规定，中抗硫酸盐水泥和高抗硫酸盐水泥中氧化钙含量较低(碱度低)，这使得配制成混凝土密实性差，虽然能抵抗SO₄^2-的侵蚀，但是在Cl^1-腐蚀条件下会引起钢筋锈蚀，从而只适用于单一硫酸盐腐蚀环境的工程，而不适用于同时存在硫酸盐和氯盐腐蚀环境下的工程；因此，在《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTJ275等标准中均不推荐采用中抗硫酸盐水泥、高抗硫酸盐水泥，在GB50046-2008中也注明了当介质中除含离子SO₄^2-外还含有其他腐蚀性离子时，抗硫酸盐硅酸盐水泥的耐腐蚀性能除确有使用经验外，尚应经过试验确定；此外，抗硫酸盐水泥早期强度低，也不适宜预制构件；

3）表1中，强腐蚀下的处理措施对最小水泥用量做了范围限定，在实际施工配制混凝土的操作中较难实现；

4）沥青类涂料有效使用年限较短，且与混凝土贴合没有树脂类密实；

5）外防护的涂层范围不明确，涂层厚度不明确；

6）大开挖基础底板受力较为复杂，容易出现裂缝，因而更易受到侵蚀，必须设置垫层，表1的综合处理措对于大开挖基础是否设置垫层以及垫层混凝土的等级、厚度，都没有规定。