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【摘 要】 PCCP是一种以预应力混凝土为基本材料的混凝土-钢材复合管材，所以，在周边环境的作用之下，进而也就会使得埋地管材发生腐蚀的影响因素要为的复杂。其中不仅仅有组成PCCP的保护层水泥砂浆与管芯混凝土在腐蚀介质的作用之下所发生的化学腐蚀，也有组成的PCCP的钢材（钢丝、板）在侵蚀性介质作用之下发生的电化学腐蚀，所以就得需要从各个方面来进行综合性的考虑。本文主要就是针对埋地PCCP管道防腐措施来进行分析。
【关键词】 PCCP;管道防腐;措施
1、PCCP在土壤中的腐蚀及影响土壤腐蚀的因素
对于金属材料而言，在自然环境之中无法避免的就会发生腐蚀的现象，腐蚀是金属和环境的作用之下，而遭受破坏的情况，埋设在土壤环境之中的腐蚀主要是电化学腐蚀。
1.1微电池和宏观电池引起的土壤腐蚀
土壤腐蚀电池基本上可以分为腐蚀宏电池与腐蚀微电池两类：
（1）腐蚀宏电池是因土壤性质差异引起的腐蚀电池。埋地PCCP经过物化性质差异很大的土壤时，可以形成较大的电位差，形成腐蚀电池。反应式如下：
阳极上的氧化反应：Fe→Fe2++2e（阳极区）
阴极上的还原反应：2H++2e→H2↑（酸性溶液中）
O2+4H++4e→2H2O（阴极区）
总的电化学反应式：O2+2H2O+4e→4OH-
（2）腐蚀微电池是因埋地PCCP管表面状态的影响，是由于氧电极反应的平衡電位与PCCP中金属电极反应的平衡电位之差而形成导致的腐蚀电池。
1.2杂散电流引起的土壤腐蚀
我们所说的杂散电流一般指的就是在大地之中做无规律性移动的电流，杂散电流腐蚀是由杂散电流而引起的电化学腐蚀，其腐蚀程度的受到了外部电流大小与极性的影响，比通常的土壤腐蚀要强的多。产生杂散电流的设备有阴极保护设施、电解工厂直流电源、变电站以及电气轨道等等。
1.3土壤中微生物引起的腐蚀
在缺氧的土壤之中，比如潮湿、密实的粘土处，金属腐蚀过程似乎很难进行，但这种土壤条件却十分的有利于某些微生物的生长，土壤微生物的新陈代谢产物也会使得腐蚀的速度加快。
2、埋地PCCP管道的防腐措施
2.1管道自身结构的防腐设计
管道自身结构防腐设计的目的是在试验与实践的基础上，在结构设计、原材料选用和生产过程中改善管用混凝土、水泥砂浆、钢丝的抗腐蚀能力或提高管身的抗渗能力，从而提高出厂成品管材的耐久性。
在制管原材料的选择上，国内PCCP厂采用的常规措施有：①选用C3A含量小于8%的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥;②选用氢脆敏感性试验合格的预应力钢丝;③控制管芯混凝土的碱含量不超过3kg/m3;④尽量不用具有潜在碱活性的集料;⑤混凝土中采用聚羧酸盐类高效减水剂等。
（1）在水泥砂浆保护层中掺入钢筋阻锈剂。钢筋阻锈剂是一种通过抑制混凝土（水泥砂浆）与钢筋（丝）界面孔中的溶液发生阳极或阴极电化学反应来保护钢筋（丝）的外加剂。该外加剂直接参与界面化学反应，使钢筋（丝）表面形成钝化膜或吸收膜，直接阻止或延缓钢筋（丝）锈蚀。主要预防由于盐类（如Cl-）侵蚀而引起的钢筋锈蚀。
（2）改善结构设计，增加净保护层厚度和密实度。PCCP管道水泥砂浆保护层的高碱度可使预应力钢丝表面形成钝化膜，对钢丝有保护作用。而一定厚度的保护层还起着阻止外界腐蚀介质、氧气和水份渗入的作用，其保护效果则与净保护层水泥砂浆的厚度密切相关。因此，在结构设计中适当加大净保护层的厚度也是提高PCCP管道的防腐能力，提高其耐久性的重要措施之一。
有研究表明，保护层厚度每增加10mm，被保护钢筋的失重率可降低20%左右，混凝土的透氧量減少10%～15%左右，钢丝失钝开始锈蚀所需时间与保护层厚度的平方成正比。因此，在面临较严酷的环境条件时，采用增加保护层厚度的方法，不失为一个有力的应对措施。
根据笔者的经验，采用现有的PCCP生产设备，在保证保护层质量满足国标GB/T19685规定的前提下，卧式成型时的净保护层厚度最大可增至30mm;立式成型时的净保护层厚度可增至35mm。若采用一些附加措施，如增设钢丝网片或树脂砂浆并及时养护等，则保护层厚度还可增加5～10mm，分别达到35～45mm，从而也可大大地提高其防腐能力和耐久性.
（3）PCCP保护层的表面涂层保护。该法的特点是采用一些防护材料涂覆在PCCP外保护层上，阻止管道周边的空气、水分或土壤中的氧、水、盐类介质向保护层水泥砂浆中渗透和扩散。由于它具有适应性强、经济、有效、施工便捷等特点，是目前使用较为广泛的PCCP管道防腐措施。
按作用机理分，保护层表面涂层主要有封闭型和隔离型两大类。
封闭型表面涂层的持征是将粘度很低的硅烷或水性涂料涂装在已达到设计强度的PCCP水泥砂浆保护层的外表面，靠毛细孔的表面张力作用吸入水泥砂浆的表层內，其渗入厚度一般为几毫米，从而明显降低水泥砂浆保护层的吸水性和周围环境氯化物的渗入量，达到保护的目的。但该方法无法在施工后直接判断施工的效果，因此，还没有在PCCP上使用的实例。
隔离型表面涂层的特征是在保护层表面涂装一定厚度的有机涂料，以隔离管道周围环境中的腐蚀性介质、水、氧气对水泥砂浆保护层表面的侵蚀和渗透。作为水泥砂浆表面涂层的涂料的主要有：环氧涂料、氯化橡胶涂料、丙烯酸涂料、聚氨酯涂料等。
2.2阴极保护
（1）阴极极化作用。阴极保护原理主要是阴极极化作用，具体方法为将还原性较强的金属作为保护极。
（2）增强钢丝表面的碱性，维持钝化状态。施加阴极保护后，在金属表面发生如下阴极反应：O2+2H2O+4e→4OH-，反应产物OH-使钢丝表面碱度升高，使其表面保持钝化状态。 （3）降低混凝土中有害离子的含量。由于钢丝表面碱性提高，抑制了Cl-、HCO3-、NO3-、SO42-等离子向混凝土内部扩散，特别是降低了Cl-向混凝土中的渗透，对钢丝及混凝土起到了良好的保护作用。
（4）PCCP管道阴极保护在工作环境的分析、设计、施工方面以及阴极保护对PCCP制造方面等应注意的事项做简要的说明：
首先是土壤环境与水的取样分析。在PCCP制造与安装施工前应对其工作环境的土试样及水试样做取样分析，对取样地点及取样量的多少都要有准确的记录，并尽快地送至实验室进行试样分析试验，以便确定环境对PCCP的腐蚀性范围及种类。
其次是如何设计阴极保护的准则、技术指标、参数选取、材料选取和保护方法，通常是通过分析腐蚀性范围及种类并参照标准进行设计选择。
再次是阴极保护施工前应注意的问题。在使用牺牲阳极阴极保护法的情况下，安装阳极之前，先要对阳极表面进行检查是否存在油污及氧化物，如果有要处理干净。
最后是阴极保护对PCCP制造与安装的要求说明。PCCP内部的钢筒、承插口钢环、预应力钢丝等钢结构物都应该进行电连接;在阳极电缆的埋设、PCCP的埋设、防腐覆盖层的电绝缘性、控制保护电位、绝缘的保护、混凝土与砂浆质量、钢丝缠绕质量、避免杂散电流的流入、对于复杂构筑物要考虑其几何上的屏蔽作用防止电流的不均匀性、阳极电缆与PCCP管道的焊接质量以及PCCP管线的定期检测和维修等方面也需要特别注意，这将有利于整个PCCP管道的建设和运行。
3、结束语
腐蚀是影响结构耐久性的重要因素，也是造成材料破损的重要原因。就预应力钢筒混凝土管（以下简称PCCP）而言，PCCP管道的腐蚀可认为是因组成PCCP的材料[钢材（板、丝）、混凝土与水泥砂浆等]与周围环境发生物理-化学作用造成材料性能的改变，导致材料、环境或由其构成的体系功能劣化与破坏。
参考文献：
[1]邢士波，蘇霄，王相民，李丽，杨体绍，霍文静.阴极保护在PCCP管道防腐中的应用[J].中国高新技术企业，2013，14：46-47.
[2]李世龙.论埋地PCCP管道的防腐措施[J].混凝土与水泥制品，2012，07：26-30.
[3]顾青林.PCCP管道质量控制探讨[J].河南水利与南水北调，2014，02：49-50.
【关键词】 PCCP;管道防腐;措施
1、PCCP在土壤中的腐蚀及影响土壤腐蚀的因素
对于金属材料而言，在自然环境之中无法避免的就会发生腐蚀的现象，腐蚀是金属和环境的作用之下，而遭受破坏的情况，埋设在土壤环境之中的腐蚀主要是电化学腐蚀。
1.1微电池和宏观电池引起的土壤腐蚀
土壤腐蚀电池基本上可以分为腐蚀宏电池与腐蚀微电池两类：
（1）腐蚀宏电池是因土壤性质差异引起的腐蚀电池。埋地PCCP经过物化性质差异很大的土壤时，可以形成较大的电位差，形成腐蚀电池。反应式如下：
阳极上的氧化反应：Fe→Fe2++2e（阳极区）
阴极上的还原反应：2H++2e→H2↑（酸性溶液中）
O2+4H++4e→2H2O（阴极区）
总的电化学反应式：O2+2H2O+4e→4OH-
（2）腐蚀微电池是因埋地PCCP管表面状态的影响，是由于氧电极反应的平衡電位与PCCP中金属电极反应的平衡电位之差而形成导致的腐蚀电池。
1.2杂散电流引起的土壤腐蚀
我们所说的杂散电流一般指的就是在大地之中做无规律性移动的电流，杂散电流腐蚀是由杂散电流而引起的电化学腐蚀，其腐蚀程度的受到了外部电流大小与极性的影响，比通常的土壤腐蚀要强的多。产生杂散电流的设备有阴极保护设施、电解工厂直流电源、变电站以及电气轨道等等。
1.3土壤中微生物引起的腐蚀
在缺氧的土壤之中，比如潮湿、密实的粘土处，金属腐蚀过程似乎很难进行，但这种土壤条件却十分的有利于某些微生物的生长，土壤微生物的新陈代谢产物也会使得腐蚀的速度加快。
2、埋地PCCP管道的防腐措施
2.1管道自身结构的防腐设计
管道自身结构防腐设计的目的是在试验与实践的基础上，在结构设计、原材料选用和生产过程中改善管用混凝土、水泥砂浆、钢丝的抗腐蚀能力或提高管身的抗渗能力，从而提高出厂成品管材的耐久性。
在制管原材料的选择上，国内PCCP厂采用的常规措施有：①选用C3A含量小于8%的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥;②选用氢脆敏感性试验合格的预应力钢丝;③控制管芯混凝土的碱含量不超过3kg/m3;④尽量不用具有潜在碱活性的集料;⑤混凝土中采用聚羧酸盐类高效减水剂等。
（1）在水泥砂浆保护层中掺入钢筋阻锈剂。钢筋阻锈剂是一种通过抑制混凝土（水泥砂浆）与钢筋（丝）界面孔中的溶液发生阳极或阴极电化学反应来保护钢筋（丝）的外加剂。该外加剂直接参与界面化学反应，使钢筋（丝）表面形成钝化膜或吸收膜，直接阻止或延缓钢筋（丝）锈蚀。主要预防由于盐类（如Cl-）侵蚀而引起的钢筋锈蚀。
（2）改善结构设计，增加净保护层厚度和密实度。PCCP管道水泥砂浆保护层的高碱度可使预应力钢丝表面形成钝化膜，对钢丝有保护作用。而一定厚度的保护层还起着阻止外界腐蚀介质、氧气和水份渗入的作用，其保护效果则与净保护层水泥砂浆的厚度密切相关。因此，在结构设计中适当加大净保护层的厚度也是提高PCCP管道的防腐能力，提高其耐久性的重要措施之一。
有研究表明，保护层厚度每增加10mm，被保护钢筋的失重率可降低20%左右，混凝土的透氧量減少10%～15%左右，钢丝失钝开始锈蚀所需时间与保护层厚度的平方成正比。因此，在面临较严酷的环境条件时，采用增加保护层厚度的方法，不失为一个有力的应对措施。
根据笔者的经验，采用现有的PCCP生产设备，在保证保护层质量满足国标GB/T19685规定的前提下，卧式成型时的净保护层厚度最大可增至30mm;立式成型时的净保护层厚度可增至35mm。若采用一些附加措施，如增设钢丝网片或树脂砂浆并及时养护等，则保护层厚度还可增加5～10mm，分别达到35～45mm，从而也可大大地提高其防腐能力和耐久性.
（3）PCCP保护层的表面涂层保护。该法的特点是采用一些防护材料涂覆在PCCP外保护层上，阻止管道周边的空气、水分或土壤中的氧、水、盐类介质向保护层水泥砂浆中渗透和扩散。由于它具有适应性强、经济、有效、施工便捷等特点，是目前使用较为广泛的PCCP管道防腐措施。
按作用机理分，保护层表面涂层主要有封闭型和隔离型两大类。
封闭型表面涂层的持征是将粘度很低的硅烷或水性涂料涂装在已达到设计强度的PCCP水泥砂浆保护层的外表面，靠毛细孔的表面张力作用吸入水泥砂浆的表层內，其渗入厚度一般为几毫米，从而明显降低水泥砂浆保护层的吸水性和周围环境氯化物的渗入量，达到保护的目的。但该方法无法在施工后直接判断施工的效果，因此，还没有在PCCP上使用的实例。
隔离型表面涂层的特征是在保护层表面涂装一定厚度的有机涂料，以隔离管道周围环境中的腐蚀性介质、水、氧气对水泥砂浆保护层表面的侵蚀和渗透。作为水泥砂浆表面涂层的涂料的主要有：环氧涂料、氯化橡胶涂料、丙烯酸涂料、聚氨酯涂料等。
2.2阴极保护
（1）阴极极化作用。阴极保护原理主要是阴极极化作用，具体方法为将还原性较强的金属作为保护极。
（2）增强钢丝表面的碱性，维持钝化状态。施加阴极保护后，在金属表面发生如下阴极反应：O2+2H2O+4e→4OH-，反应产物OH-使钢丝表面碱度升高，使其表面保持钝化状态。 （3）降低混凝土中有害离子的含量。由于钢丝表面碱性提高，抑制了Cl-、HCO3-、NO3-、SO42-等离子向混凝土内部扩散，特别是降低了Cl-向混凝土中的渗透，对钢丝及混凝土起到了良好的保护作用。
（4）PCCP管道阴极保护在工作环境的分析、设计、施工方面以及阴极保护对PCCP制造方面等应注意的事项做简要的说明：
首先是土壤环境与水的取样分析。在PCCP制造与安装施工前应对其工作环境的土试样及水试样做取样分析，对取样地点及取样量的多少都要有准确的记录，并尽快地送至实验室进行试样分析试验，以便确定环境对PCCP的腐蚀性范围及种类。
其次是如何设计阴极保护的准则、技术指标、参数选取、材料选取和保护方法，通常是通过分析腐蚀性范围及种类并参照标准进行设计选择。
再次是阴极保护施工前应注意的问题。在使用牺牲阳极阴极保护法的情况下，安装阳极之前，先要对阳极表面进行检查是否存在油污及氧化物，如果有要处理干净。
最后是阴极保护对PCCP制造与安装的要求说明。PCCP内部的钢筒、承插口钢环、预应力钢丝等钢结构物都应该进行电连接;在阳极电缆的埋设、PCCP的埋设、防腐覆盖层的电绝缘性、控制保护电位、绝缘的保护、混凝土与砂浆质量、钢丝缠绕质量、避免杂散电流的流入、对于复杂构筑物要考虑其几何上的屏蔽作用防止电流的不均匀性、阳极电缆与PCCP管道的焊接质量以及PCCP管线的定期检测和维修等方面也需要特别注意，这将有利于整个PCCP管道的建设和运行。
3、结束语
腐蚀是影响结构耐久性的重要因素，也是造成材料破损的重要原因。就预应力钢筒混凝土管（以下简称PCCP）而言，PCCP管道的腐蚀可认为是因组成PCCP的材料[钢材（板、丝）、混凝土与水泥砂浆等]与周围环境发生物理-化学作用造成材料性能的改变，导致材料、环境或由其构成的体系功能劣化与破坏。
参考文献：
[1]邢士波，蘇霄，王相民，李丽，杨体绍，霍文静.阴极保护在PCCP管道防腐中的应用[J].中国高新技术企业，2013，14：46-47.
[2]李世龙.论埋地PCCP管道的防腐措施[J].混凝土与水泥制品，2012，07：26-30.
[3]顾青林.PCCP管道质量控制探讨[J].河南水利与南水北调，2014，02：49-50.