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萧以德: 腐蚀数据是材料延寿的基础
2015-11-16 15:54:42 作者:贾静焕 来源:国家材料腐蚀与防护科学数据中心

 第一次来到青岛这个美丽的花园城市,干净的天空,微凉的海风,斑驳的树影,让人心情格外愉悦。在这里,笔者有幸见到已进入古稀之年但依然精神矍铄的萧以德教授,萧教授白发苍苍, 神气威严。在谈及他从事了几十年的腐蚀工作时,萧教授似乎有着讲不完的故事和期待。

 



2003年,在新疆喀纳斯湖区进行自然环境腐蚀性考察

 

 萧教授不仅参与了国家自然环境腐蚀网站( 以下简称“网站”) 前期工作的筹备, 网站正式启动以后,他主要负责两方面的工作,一是负责归口涂(镀)层大气腐蚀行为方面的试验、研究与数据积累,且曾担任我国大气腐蚀试验站网组长:二是我国水环境腐蚀试验站网技术组的主要成员, 负责归口涂(镀)层水环境腐蚀行为方面的试验、研究与数据积累,这一干就是数十年的时光。

 

 萧教授将几十年的工作经历和体会与笔者分享时,其“天下兴亡,匹夫有责” 的情怀令笔者深受感动。
 

 

腐蚀数据与工程应用紧密结合才能服务于社会和国民经济

 

 萧教授就网站试验、积累的材料环境腐蚀数据, 在经济建设中发挥的作用、在基础设施建设与设备制造产业中的推广和应用问题向笔者表达了自己的看法。他认为,国家投入大量资金支持网站,网站积累的数据一定要跟工程应用结合,为国民经济建设服务。事实上,萧教授在武汉材料保护研究所工作的这几十年中也一直践行着自己的想法,期间,在他及其团队的努力下,他们负责并承担了多个国家重点工程建设中的钢、混凝土结构耐久性的专项研究项目,将网站数据和我国一些高效、长寿命防护材料及其耐久性控制技术推广和应用於国家重点工程建设。
 


 

我国材料自然环境暴露腐蚀试验网站赴美国

进行访问、考察
 

 

 在三峡及其他水利工程建设中的应用

 

 三峡工程建设之初,三峡总公司强调“材料腐蚀与防护是影响水利枢纽设备可靠性、耐久性的关键技术之一”,并对此专门行文提出:委托武汉材料保护研究所开展相关试验、研究专项,要求“凡进入三峡工程水工结构表面防护的涂(镀)层及其材料,必须经过3 年的现场环境试验和实验室加速腐蚀试验,视其性能质量择优选用,真正做到在三峡工程中应用高质量产品”。据此,萧教授及其团队在三峡工程现场、“三峡工程建设指挥部大楼” 楼顶和大坝上游的“秭归”三地分别建设了“大气、长江水试验站(点)”,针对临时和永久船闸闸门、大坝门闸、永久船闸钢结构、发电厂压力钢管、桥梁钢结构、混凝土大坝坝面等不同结构与工况条件, 对108 种防护材料和防护体系开展了三峡地区大气、长江水环境下的曝露腐蚀试验和实验室的系列试验研究,积累了逾万个材料耐腐蚀性能数据和环境数据。最终通过试验结果和数据分析,并针对不同结构件和设计要求分别提出了不同防护体系及其涂覆材料性能指标和技术要求的建议。

 

 值得一提的是,萧教授及其团队基于他们的大量试验、研究结果,针对三峡大气和长江淡水环境下的钢结构,在国内首次提出关于采用高效、长寿命Zn85Al 涂层/ 封闭/ 有机涂装复合防护体系建议方案, 经在三峡三期工程中10 万M2 的钢结构上试用,已届十余年,至今效果良好。并在三峡工程上游等正在随后建设中的“溪洛渡”、“橡胶坝”水电站建设项目中大量推广和应用。

 

 另外,在四川雅砻江流域的锦屏水电站建设之初,萧教授及其团队也针对水工金属结构耐久性技术,与业主方开展了“防护涂(镀)层及其材料、涂覆技术的现场暴露腐蚀试验、研究”,为合理选用水工金属结构耐久性技术提供了依据和支持。

 

 在大型桥梁建设中的应用

 

 在杭州湾大桥、青岛海湾大桥、京珠高速公路武汉白沙洲长江大桥、福厦线厦门公铁两用大桥等10 余座桥梁建设工程中,就其钢、混凝土结构表面保护技术的设计与应用方面,萧教授及其团队的研究成果也发挥了巨大作用。在国家材料大气、海水腐蚀试验站网保护层数据长期积累基础上,他们结合室内研究,针对大桥钢梁外表面,内表面及桥面、主塔预埋钢筋及钢板、紧固件和附属钢构件等进行了耐久性研究,并分别提出了防护措施的建议方案。

 

 同时,还将网站数据成果在我国第一条高标准沿海铁路- 温福铁路线、重庆巫山长江大桥、菜园坝长江大桥、杭州钱塘江四桥、汕头海湾大桥、广东湛江海湾大桥等桥梁工程中进行了推荐、介绍和应用。

 

 特别指出的是,在杭州湾大桥和三峡工程建设中,针对热喷涂Zn85Al 涂层/ 封闭/ 有机涂装复合防护和重防护有机涂层等高效、长寿命防护体系,萧教授及其团队根据其站网长期暴露试验数据积累,及大量实验室试验结果,在涂装设计中重点提出了采用此前尚不为我国熟悉的,但试验研究证明的确具有高耐候性、优良化学稳定性、优良耐水汽及氯离子渗透性、好的耐泥沙和抗高流速水冲刷性能的油溶性氟碳树脂涂料作为面涂层。为保证该涂层优秀防护性能,并同时提出了其具体技术性能指标建议要求。上述两个特大型工程建设项目均接受、采用了该防护技术及这种新材料,在我国大型工程建设中首次获得推广、应用,并随后逐渐为我国建设行业接受、认可。一份耕耘,一份收获,萧教授不无打趣告诉笔者,在一次全国性涂料行业的学术交流年会上,他还意外地被大会评为该产品推广突出贡献奖的获得者。

 

 钢筋混凝土防腐方法获得重大工程应用

 

 谈起钢筋混凝土结构耐久性问题,萧教授似乎有更多的感受。他说,国外早就认为,钢筋混凝土结构耐久性是是当今世界的重大问题,并为此大力开展了混凝土耐久性控制技术方面的相关研究与文献报道。相比起来,我国对钢筋混凝土腐蚀的认识比较晚,且囿于专业与行业限制,其耐久性控制技术的研究与应用也多是限于混凝土原材料及其成分设计和混凝土保护层厚度方面,其效果也不尽满意。
 


 


1997年,作为其中一员,随中国长江三峡集团公司赴德国

就水工金属结构腐蚀与防技术进行访问、交流
 

 

 在影响混凝土耐久性的诸多原因中, 钢筋的腐蚀是最主要因素,控制钢筋的腐蚀,是避免钢筋混凝土过早开裂、破坏的极为重要技术措施之一。基此,萧教授主张打破专业限制,促进腐蚀专业方面的人员与混凝土科技工作者携手合作,共同应对。谈及此点,他回忆了亲身遭遇到的一个小插曲:我曾经带过一个博士,他的论文是采用钢筋及混凝土表面涂覆技术控制混凝土耐久性的研究。博士论文预审时, 三个老师中有两个老师都认为论文很好, 但另外一个某大学建筑系的权威教授认为, 没有听说过钢筋混凝土用保护钢的方法进行保护,从而不同意该生答辩。由此萧教授深感在混凝土耐久性认知方面,行业壁垒的严重性。认为可以没听说过,但不能这么武断,不允许其他专业人员介入建材行业。

 

 至今,萧教授提出的钢筋混凝土的保护方法已被成功应用到我国多项大型桥梁与水利大坝混凝土结构上,对此,他表示很欣慰,他说:“过去我们对混凝土内置钢筋保护问题的重要性认识不足,现在国家对这个问题越来越重视了,相关部门也出台了相关政策、制度,这将对提高我国建筑质量、水平起到促进作用。”

 

 除了高性能混凝土技术和加厚混凝土保护层外,萧教授目前提出的钢筋混凝土耐久性控制技术,主要包含以下三个方面:

 

 1、开发、采用耐腐蚀钢筋。我们国家也有一些企业,如武钢等,已经或正在开发耐蚀钢筋。但关于评价其耐蚀性的实验方法,国家缺乏相应的标准和规范。目前我国虽然有的企业正制定、申报相关标准, 但方法的可靠性尚有待商榷。由于钢筋混凝土结构中钢筋处于碱性环境,而上述申报的试验方法采用的是中性盐雾试验的中性环境,与实际碱性环境差别很大。萧教授对此表示极为关注。

 

 2、在钢筋表面和(或)混凝土表面采用金属或有机保护涂层。钢筋混凝土的腐蚀原因是生成腐蚀产物以后,产物体积膨胀,将混凝土胀裂。在钢筋表面涂覆保护涂层,延缓钢筋表面因混凝土中性化和氯离子临界浓度导致的锈蚀发生时间另外, 在混凝土表面做涂层,控制水向混凝土深层渗透,亦可抑制钢筋/ 混凝土界面腐蚀速度。

 

 3、采用电化学保护方法。

 

 萧教授坦言,钢筋混凝土结构防腐方法在应用和推广时并不是一帆风顺的。他向笔者回忆道:“温福线﹙温州到福州﹚的铁路设计期间,时铁道部某勘察设计院考虑到线路途经多个滨海区域,桥梁会遭受严重腐蚀破坏。于是邀请我参与钢筋混凝土耐久性控制技术、措施专项工作,帮助解决滨海桥梁的腐蚀问题,特别是钢筋混凝土开裂破坏的问题。我将混凝土耐久性控制技术,其中包括采用外加电流的阴极保护技术方案提出以后,他们开始觉得未曾听说该技术而不敢接受。当时恰逢原铁道部技术处的处长来武汉检查,他听完方案以后, 虽然也表示不理解,但考虑到当时正计划大力建设沿海铁路, 认为可以大胆尝试。为以后沿海铁路建设积累经验。基于此设计院最终选择了在福州的两个桥梁上进行钢筋混凝土阴极保护方案。随后,青岛海湾大桥、福建泉州的泉州海湾大桥也采用了混凝土阴极保护, 这项技术渐渐被大家认可了。

 

 如今,对于如何提高学者、专家对钢筋混凝土腐蚀方面的重视,萧教授急在心头,虽然他离开工作一线,但仍然希望青年腐蚀工作者在这方面做出努力。他与国家材料环境腐蚀平台主任李晓刚教授交流时,希望这项工作纳入平台的十三五规划中,在一带一路的机遇下,尽快开展这方面的工作。

 

甘做小草,一生从事网站工作

 

 当笔者问及萧教授为网站工作了一辈子有何感受时,他不由自主提起腐蚀网站同志经常自喻的一首名为 ”小草“ 的歌曲--没有花香,没有树高,我是一棵无人知道的小草……他认为这份工作耗时长, 成果见效慢,经济效益差,不被人重视, 但并没有后悔。”因为我们付出了,特别是自己的工作成果被社会接受、认可,并在国家诸多重大、重点基础设施建设中获得应用,这是一件于国、于民非常有意义的事情,心里感到很安慰。“萧教授如是说。

 

 最后问及退休以后的生活,萧教授说: ”虽然我退休了,但仍会时刻关注着腐蚀领域的发展,还想再为国家做点力所能及的事情,有什么需要,我都愿意参加。“ 听到这里,笔者心中是满满的敬佩与感动。

 

 对于青年工作者,萧教授满怀期许。当谈到青年工作者如何更好地投身于防腐事业中时,他指出,大家首先应该想做, 有决心做,并且要结合实际,善于从实际中发现问题并成功解决了问题,这样说话才有份量,萧教授期许中国的防腐事业在新一代青年工作者的领导下蒸蒸日上!

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