盐碱地是很多电力线路躲不开的环境。沿海滩涂、西北内陆的盐碱区、化工园区周边,土壤和地下水里的盐分高,对水泥电线杆的侵蚀很厉害。同样一根杆子,在普通土壤里能用四十年,在盐碱地里可能二十年就出问题。怎么在这种恶劣环境里让电杆多撑些年头,是运维人员头疼的问题。
盐碱地侵蚀电杆的机理,主要是硫酸盐和氯离子的破坏作用。硫酸盐跟混凝土里的水化产物反应,生成膨胀性物质,从内部把混凝土胀裂,这种现象叫硫酸盐侵蚀。氯离子则穿透混凝土保护层,到达钢筋表面,破坏钢筋表面的钝化膜,引发电化学锈蚀。钢筋锈了之后体积膨胀,把混凝土保护层撑裂,裂缝又让更多的腐蚀性介质渗进去,形成恶性循环。
从选材上就要做文章。普通硅酸盐水泥抗硫酸盐能力一般,盐碱地环境最好选用抗硫酸盐硅酸盐水泥或者矿渣硅酸盐水泥。这些水泥的水化产物中, susceptible to sulfate attack 的成分少,抗侵蚀能力强。混凝土的水胶比也要控制得严一点,水胶比越低,混凝土越密实,有害介质越难渗透。建议水胶比不超过0.4,同时掺加适量的粉煤灰和硅灰,进一步细化孔结构。
加大钢筋保护层厚度是最直接的防护措施。规范要求的最小保护层是15毫米,在盐碱地环境里,建议做到30毫米甚至40毫米。保护层厚了,氯离子和硫酸盐穿透到钢筋表面需要的时间就长,电杆的服役寿命自然延长。当然,保护层加厚会增加混凝土用量和杆子的自重,成本会上升,但跟提前更换杆子的费用比起来,还是划算的。
表面防护涂层是另一个有效的手段。在电杆表面涂刷环氧树脂、聚氨酯或者硅烷浸渍剂,形成一道防水防腐蚀的屏障,能显著降低有害介质的渗透速率。涂层的施工要在杆子出厂前或者安装前完成,表面处理要干净,涂层厚度要均匀,一般要求干膜厚度不小于200微米。涂层的使用寿命大概十年到十五年,到期后要重新涂刷。
杆根部位的防护尤其重要。因为杆根离地面最近,土壤中的水分和盐分最先在这里积聚。除了加大保护层和涂层防护,还可以采用换填处理。立杆的时候,基坑底部和周围用碎石、砂砾或者灰土回填,形成排水层,减少盐分在杆根周围的聚集。有些项目还在杆根周围铺一层防渗膜,阻止地下水位波动时盐分随毛细水上升。
运行中的维护也不能忽视。定期巡检杆身表面的涂层状况,发现剥落、开裂及时修补。杆根周围的杂草灌木要清理,保持通风干燥。排水沟要保持畅通,防止积水。有条件的话,每年测一次杆身混凝土的电阻率或者氯离子含量,评估侵蚀的发展程度,提前预警。
如果条件允许,最彻底的解决办法是改用耐腐蚀性能更好的材料。比如钢管杆热镀锌加涂层防护,或者复合材料电杆,这些材料在盐碱地里的耐久性比水泥杆好得多。但造价也高,一根复合材料杆的价格可能是水泥杆的十倍,只能用在特别重要的区段。
总之,盐碱地里的电杆延寿,不能靠单一措施,要从选材、设计、施工、维护多个环节综合施策。多花一点前期的防护成本,换回来的是后期少换杆、少抢修,总体账是划算的。