1、构筑物池体如何做防腐措施,我的看法目前石油、化工、湿法冶炼、火力发电、制药等企业中有许多大型混凝土贮池,其功能为:用作酸、碱液的储存;酸碱的中和处理;污(废)水存放;排烟脱硫系统中的石膏浆及石灰浆的堆放等。这些贮池一般为埋地式或半埋地式的封闭、半封闭、敞口露天状态,且大都采用钢筋混凝土结构。贮池由于长期受酸碱等化学品、工业污水、工业大气、紫外线、固体颗粒的流动磨损等因素的作用,存在着酸碱腐蚀、大气腐蚀、磨蚀、渗透式胀裂的物理侵蚀和菌藻类的微生物腐蚀等多种较复杂的腐蚀形态,严重影响其使用寿命。为此在设计贮池时就要采取合理的防腐蚀措施。大型钢筋混凝土贮池一般均建在室外,要经历一年四季的温差变化,容
2、易发生胀裂渗透的物理性破坏;贮池中存放的废酸或酸性介质、碱液,能使水泥固化物中的游离铝酸三钙、氢氧化钙的水化物反应生成可溶性盐类,造成水泥表面层层剥减;大气中的二氧化碳与水泥中的氢氧化钙作用生成不溶于水的碳酸钙,堵塞在混凝土的孔隙中,二氧化碳还可以和孔隙中的碳酸钙进一步反应生成易溶于水的碳酸氢钙,使混凝土受到破坏。当水质为碳酸钠、碳酸钙型时,水中的碳酸钙呈不饱和状态,有继续溶解混凝土中碳酸盐的能力,致使混凝土强度减弱。此外,大多数贮池由于长期存放污水,当夏季温度升高到 304O时,污水中菌藻类微生物大量繁殖,从而形成严重的微生物腐蚀。腐蚀机理:钢筋混凝土的腐蚀首先是由自身的物理、化学性能、结构
3、构造决定的。混凝土中水泥其化学成分见表 1。表 1 混凝土中水泥的化学成分成分 烧失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO2 Cl2指标值% 2.10 21.90 6.85 4.33 59.29 2.42 2.33 0.55它属多孔性凝胶体,其毛细孔是水、介质、氧渗入的途径。污水经常不断地渗人混凝土结构中,其中的腐蚀性介质通过毛细孔和细纹裂缝溶入到钢筋锈蚀钢筋变成铁锈,结果产生内应力,致使混凝土开裂。由于水和空气的作用,促使混凝土发生化学反应,其生成物氢氧化钙随着水的渗人而逐渐溶解带出,使混凝土抗渗能力降低,另一部分生成物则逐渐填充孔隙,引起内壁孔隙的应力增大,导致混凝土结
4、构的疏松和破裂。腐蚀产物、泥沙等固体物质的沉积,又为菌类创造了生存繁殖的条件,菌类的存在则又促进了腐蚀的加剧。由于氯离子穿透力极强,加之混凝土的自身密实度的不均匀性,使氯离子很容易进入钢筋的表面,腐蚀的部位为阳极,未腐蚀的部位为阴极,形成对钢筋的电偶腐蚀。这种腐蚀的持续进行会导致钢筋承载能力的下降直至失衡。在酸碱腐蚀的同时,大部分盐类也都有膨胀腐蚀的特点。吸湿溶入混凝土孔隙的盐类将产生再结晶,其体积膨胀而造成对孔隙的应力破坏。如表 2 所列的一些盐类的结晶水化物的体积膨胀都是比较高的,它也是混凝土腐蚀程度深入的一个重要因素。表 2 一些盐类结晶水化物膨胀率介质名称 结晶水化物 转化温度 膨胀率
5、 %NaCl NaCl2H2O 0.15 130Na2CO3 Na2CO310H2O 33 148Na2SO4 Na2SO4H2O 32.3 311MgSO4 H2 MgSO46H2O 73 146腐蚀防护措施曝气池的腐蚀,主要在池的底面及四壁。其腐蚀的主要原因是由污水中的有害物质引起的。而池内壁混凝土的渐变和它的收缩性又是酿成其抗渗性差、吸入污水性强的重要原因。因此混凝土表面需采取抗渗措施,主要是把混凝土与腐蚀介质隔离,即在混凝土内壁表面制作防护层。如上所述,必须对各类腐蚀性的工业污(废)水进行防腐蚀处理,以尽量延长污(废)水处理设施的使用寿命。根据我们多年的实际经验,下面对各种防腐蚀处理方
6、法进行总结,并介绍一些新型防腐蚀材料的发展及应用。1、混凝土处理池的防腐1、玻璃钢衬里这是最常见的防腐蚀处理方法,它是玻璃纤维增强塑料(俗称“玻璃钢”或“FRP”)在混凝土表面形成的衬里防护层,具有整体性、抗渗性好和造价合理的特点。在该工艺中,采用玻璃纤维与玻璃纤维短切毡或表面毡的复合结构,选用适当的防腐蚀树脂就能够达到良好的防腐蚀效果。在玻璃钢衬里防腐蚀法中,一般采用玻璃纤维加玻璃纤维短切毡或表面毡的复合结构,厚度存 13 mm。1.1 树脂的选择 一般情况下许多厂家和工程公司均会选择环氧树脂,因为环氧树脂具有来源广、成本合理、耐腐蚀性能优良、收缩率低的特点。由于是在混凝土基础上施工,因此对
7、树脂收缩率的要求不能太高,否则可能会出现由于树脂固化收缩内应力而导致的“脱壳” 现象,从而引起防腐蚀失效。但是环氧树脂本身也有其化学组成等方面的局限性,具体如下:(1)、一般情况下,环氧树脂采用胺类固化体系或者酸酐类固化体系。胺类固化体系为常温或窒温固化体系,酸酐类固化体系为中高温固化体系,而 般防腐施 T 均在室温或常温下进行,所以在污(废)水防腐蚀处理中均采用胺类固化体系,其固化原理是利用胺基团上的活泼氧与环氧基反应而最后交联,形成三维网状结构,但这个交联结构很容易在酸性介质作用下分解,导致三维交联结构的解体而引起防腐蚀的失效,所以胺类固化的环氧树脂在室温下的耐酸性较好,但在高于 40 或
8、者更高的温度作用下的耐酸性就不太理想;室温下固化环氧树脂的热变形温度(HDT)均在 6070 ,推荐使用温度不能超过 75。表 1 中列出了环氧树脂耐介质的浓度和温度。表 2.1 环氧树脂耐介质的浓度和温度化学介质 浓度(%) 温度() 化学介质 浓度(%) 温度()硫酸 20 66 盐酸 20 60硫酸 70 40 盐酸 36 35氢氟酸 10 20 醋酸 10 66氢氧化钠 30 40 苯 - 25苯酚 - 66 氨水 稀 66(2)、胺类固化体系的环氧树脂养护周期较长,而且胺类固化剂的毒性大,对施工人员的身体危害极大,如乙二胺的 LD50(半数致死量)为 620mgkg,蒸气压高达 14
9、 665 Pa(11 mmHg),施工人员极易接触和吸入乙二胺蒸气而引起皮肤过敏、头昏、失眠、健忘、急燥、胸闷等神经系统症状和肝器官等疾病,严重者甚至引起急性中毒或死亡。现已开发成功并大量应用了毒性较小的固化剂,如 T31 等。(3)、一般工程中采用的 6l0l(E 一 44)树脂的黏度较大,尤其是在南方冬天或北方施工时,树脂已凝结成固体或半固体状,不可能直接操作,给现场施工等带来了极大不便,为了降低树脂黏度,应加入适当比例的稀释剂降黏,稀释剂有活性稀释剂(如低黏度的液体状环氧树脂)和非活性稀释剂(如丙酮等)。但前者的成本相当高,一般不会采用;而丙酮极易挥发,丙酮的气味具有刺激性,在给现场施工
10、人员造成身体伤害的同时,也污染了周围的环境,并容易起火或发生爆炸。更为重要的是,由于非活性稀释剂的挥发性造成了固化物的不致密,势必影响玻璃钢的抗渗性,从而导致耐腐蚀效果下降,尤其在电了工业的污(废)水处理中,由于工业废水中含有氟化氢等化学介质,而氟化氢介质的腐蚀形态主要是聚合物中体积较小的分子在水平上的扩散或溶胀(如表 1 中的数据)。所以, 日前在国外已经很少采用环氧树脂用于防腐蚀工程制作,一般情况下会采用环氧树脂改性的环氧乙烯基酯树脂。环氧乙烯基酯树脂是由环氧树脂与甲基丙烯酸通过开环加成化学反应而制取。它保留了环氧树脂的基本链段,又有不饱和聚酯树脂的良好工艺性能,在适宜条件下固化后,具有良
11、好的工艺性和耐腐蚀性。由于树脂的收缩率对于玻璃钢的耐腐蚀效果影响较大,常规的双酚 A 型乙烯基酯树脂的室温同化收缩率为 3左右,而新推出的低收缩 891 乙烯基酯树脂(见表 2)的收缩率30 mm 的石材,宜采用树脂砂浆作浆、树脂胶泥灌缝法施工;在立面上铺砌厚度30 mm 的石材,宜采用树脂胶泥揉挤法砌筑定位,其结合层应采用树脂胶泥灌缝法施工。结合层和灰缝的胶泥或砂浆应饱满密实,块材不得滑移。b立面块材的连续铺砌高度,应与树脂胶泥的固化时间相适应,砌体不得变形。c铺砌块材时,应在胶泥或砂浆初凝前,将缝填满压实,灰缝的表面应平整光滑。(5)、块材的灌缝与勾缝,应符合下列规定:a树脂胶泥的灌缝与勾
12、缝,应在铺砌块材用的胶泥、砂浆固化后进行。b灌缝或勾缝前,灰缝应清洁、干燥。c灌缝时,宜分次进行,缝应密实,表面应平整光滑。d勾缝时,缝应填满压实,灰缝的表面应平整光滑。2 应用举例(1)、在目前国内某最大的芯片集成电路制造厂的工业污水处理池中,含有一些废酸,其中包括一些氢氟酸。在这个防腐工程中采用了 891 乙烯基酯树脂玻璃钢结构,已经运行 2 年,效果良好,其玻璃钢结构是 2 层 O4 玻璃纤维布再加一层表面毡,总厚度约为 2mm。(2)、在湖南某石油化学品公司的 T 业废水处理池中, 由于池的面积较大,同时废水义含有大量的烃类等化学介质。对废水处理池的防腐采取 VEGF 树脂鳞片胶泥结构
13、,以确保整个防腐蚀内衬层的整体性和抗渗性,另外在混凝土基础上加衬一层 O4 玻璃纤维布。(3)、在浙江菜农药厂,排放的废水中含有三氟乙酸、硫酸等强腐蚀性的化学介质,同时刚排放的废水温度较高,部分达到 90 ,甚至更高。对废水池的防腐措施是:采用耐酸砖衬里,勾缝采用耐高温 898 乙烯基酯树脂胶泥。参考文献:I1I 陆十平建筑防腐蚀材料设计与施工手册【M】北京:化学工业出版社,19962 陈平环氧树脂M北京:化学工业出版社,19993 王天堂VEGF 鳞片泥在烟气脱硫装置中的应用中国环保产业,2002,(2):70724 李喇莱重防腐涂料【M】一 E 京:化学工业出版社,19995 李国莱合成树脂及玻璃钢【M】北京:化学工业出版社,19956 卢绮敏石油工业中的腐蚀与防护【m】北京:化学工业出版社,20017 秦国治防腐蚀技术应用实龇【M】北京:化学工业出版社,2001