水泥电线杆在湿热环境怎么养护?老李在华南地区管线路,说高温高湿对电杆的侵蚀悄无声息,养护不到位钢筋锈得飞快。华南、华东、西南部分地区,夏季气温三十五摄氏度以上,相对湿度百分之八十以上,这种高温高湿环境,是混凝土碳化和钢筋锈蚀的加速剂。
湿热环境对电杆的破坏,主要是混凝土碳化和钢筋锈蚀两个方面。混凝土碳化,是空气中的二氧化碳渗入混凝土,和氢氧化钙反应生成碳酸钙,混凝土的碱度下降。正常情况下,混凝土内部的pH值在十二以上,钢筋表面有一层致密的钝化膜,阻止锈蚀。碳化后pH值降到九以下,钝化膜破坏,钢筋开始生锈。湿热环境下,温度高加速了二氧化碳的扩散和化学反应,湿度高提供了电化学腐蚀所需的电解质溶液,碳化和锈蚀的速度比干燥地区快两三倍。
钢筋锈蚀的机理,是电化学反应。钢筋表面钝化膜破坏后,铁原子失去电子变成铁离子,溶入孔隙水。电子通过钢筋本身传导到阴极区,和氧气、水反应生成氢氧根。铁离子和氢氧根结合生成氢氧化亚铁,再进一步氧化成氢氧化铁,也就是铁锈。铁锈的体积是原钢筋体积的二到四倍,膨胀压力把混凝土保护层撑裂,裂缝又让更多水分和氧气进入,锈蚀加速,恶性循环。
湿热环境下的电杆,表面往往看不出大问题,但内部锈蚀可能已经很严重。老李他们做过抽检,表面完好的电杆,破开后里面钢筋锈层厚达两毫米,截面损失百分之二十以上。这种隐患电杆,平时不声不响,大风天或者导线覆冰时,荷载一加大,可能就突然断裂。所以湿热地区的电杆,不能只看表面,要定期检测内部状况。
养护的第一步,是控制混凝土本身的质量。水泥电线杆出厂时,混凝土的强度、密实度、保护层厚度要合格。湿热地区用的电杆,建议混凝土强度等级不低于C40,水灰比不大于零点四,保护层厚度不小于三十毫米。混凝土越密实,碳化前沿推进越慢,氧气、水分、二氧化碳越难渗透。出厂前电杆表面做密封处理,涂刷硅烷浸渍剂或者环氧封闭漆,封闭表面毛细孔,延缓碳化。
电杆运行中的表面防护,主要是保持涂层完好。出厂时的防腐涂层,经过几年风吹日晒雨淋,可能粉化、开裂、脱落。每年检查一次涂层状态,脱落的地方打磨后补漆。补漆用同体系的涂料,底漆、面漆配套,不能光刷面漆不刷底漆,附着力不够,很快又掉。湿热地区紫外线强,面漆用耐候性好的丙烯酸漆或者氟碳漆,寿命比普通醇酸漆长一倍。
电杆表面的清洁,也是养护内容。华南地区空气潮湿,电杆表面容易长青苔、霉菌,特别是背阴面。苔藓本身不导电,但能保持水分,加速表面碳化。而且苔藓根部分泌的酸性物质,对混凝土有微弱腐蚀。每年清理一次电杆表面的苔藓和污垢,用刷子刷或者低压水冲洗。冲洗时水流不能太猛,防止冲刷损伤表面涂层。
排水措施在湿热地区特别重要。电杆根部积水,是加速锈蚀的元凶。积水原因有几种:周围地面低洼、排水沟堵塞、植被覆盖导致蒸发不畅。要把电杆根部周围的杂草灌木清理干净,保持通风。低洼处填土抬高,或者挖排水沟,把积水引走。有些单位在电杆根部铺一层碎石,既透气又排水,效果挺好。检查电杆的排水孔,防止堵塞,堵塞的用铁丝通开,让杆内积水能排出来。
接地系统的检查,湿热地区接地极锈蚀快。接地引下线、接地极、连接点,每年雷雨季节前检查一次。看有没有锈蚀断裂、连接松动、接地电阻增大。锈蚀的地方除锈后刷防锈漆,断裂的更换,松动的重新紧固。接地电阻用摇表测量,不大于十欧姆,超标的增加接地极或者换用降阻剂。
定期检测是湿热地区电杆养护的关键。外观检查,每年一次,看表面有没有锈斑渗出、裂缝、起皮、剥落。锈斑是钢筋锈蚀的铁离子渗出到表面,说明内部锈蚀已经比较严重。裂缝要记录位置、长度、宽度,跟踪发展。保护层剥落的,面积小的用环氧砂浆修补,面积大的要评估结构安全性。
敲击检测,用小锤轻敲电杆表面,听声音判断内部密实度。声音清脆,说明混凝土密实;声音发闷,可能有内部空洞、蜂窝或者锈蚀层。发闷的部位,做进一步检测。半破损检测,在发闷部位钻小孔,取混凝土粉末样,测碳化深度。碳化深度接近或者超过保护层厚度,说明钢筋已经失去碱性保护,锈蚀风险极高。
无损检测方法,有雷达检测、超声波检测、回弹仪检测。雷达检测可以探测钢筋位置、保护层厚度、内部缺陷,但设备贵,操作要培训。超声波检测可以测混凝土内部裂缝和缺陷。回弹仪测表面硬度,间接推定混凝土强度,简单便宜,但精度不高。综合几种方法,对可疑电杆做全面评估,确定是修补、加固还是更换。
劣化电杆的处理,分三级。一级劣化,表面轻微碳化、少量锈斑,用表面封闭处理,涂刷渗透型密封剂,阻止继续碳化。二级劣化,碳化深度较大、裂缝较多、钢筋有一定锈蚀,用外包加固,在电杆外面包覆玻璃钢或者碳纤维布,提高承载力和耐久性。三级劣化,钢筋严重锈蚀、混凝土大面积剥落、承载力明显下降,必须更换,不能修补。
老李建议,湿热地区的新建线路,水泥电线杆直接上高性能耐久型电杆。用低碱度水泥、掺加硅灰和粉煤灰、加大保护层、表面做重防腐涂层,虽然单价高一点,但全寿命周期内维修次数少、停电损失小,总体更划算。嘉祥县红旗水泥制品有限公司有湿热地区专用电杆产品,可以根据使用环境定制配合比和防护方案。
总之,湿热环境电杆养护,质量是基础、涂层是屏障、排水是关键、检测是手段、修补要及时。做到这几条,电杆在桑拿天里也能活得长久。