工業(yè)混凝土處理池中的防腐蝕技術(shù)

1、工業(yè)砼處理池中的防腐蝕技術(shù)目前石油、化工、濕法冶煉、火力發(fā)電、制藥等企業(yè)中有許多大型混凝土貯 池，其功能為：用作酸、堿液的儲(chǔ)放；酸堿的中和處理；污（廢）水存放；排煙 脫硫系統(tǒng)中的石膏漿及石灰漿的堆放等。這些貯池一般為埋地式、半埋地式的封 閉、半封閉或敝口露天形態(tài)，大都采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。這些貯池由于要長(zhǎng)期受 酸堿等化學(xué)品、工業(yè)污水、工業(yè)大氣、紫外線、固體顆粒的流動(dòng)磨損、沖刷等因 素的作用，存在著酸堿腐蝕、大氣腐蝕、磨蝕、滲透式脹裂的物理侵蝕，菌藻類(lèi) 的微生物腐蝕等多種較為復(fù)雜的腐蝕形態(tài)，嚴(yán)重影響使用壽命。為此在設(shè)計(jì)貯池時(shí)就要充分考慮采取防腐蝕的處理技術(shù)問(wèn)題。大型鋼筋混凝 土貯池一般均建在室外，

2、要經(jīng)歷一年四季的溫差變化，容易發(fā)生脹裂滲透的物理 性破壞；貯池中存放的廢酸或酸性介質(zhì)、堿液，能使水泥固化物中的游離鋁酸三 鈣、氫氧化鈣的水化物反應(yīng)生成可溶性鹽類(lèi)，造成水泥表面層層剝減；大氣中的 二氧化碳與水泥中的氫氧化鈣作用生成不溶于水的碳酸鈣，堵塞在混凝土的孔隙 中，還可以和碳酸鈣進(jìn)一步反應(yīng)生成易溶于水的碳酸氫鈣，使混凝土受到破壞。 當(dāng)水質(zhì)為碳酸鈉、碳酸鈣型時(shí)，水中的碳酸鈣呈不飽和狀態(tài)，有可繼續(xù)溶解混凝 土中碳酸鹽的能力，致使混凝土強(qiáng)度減弱。此外，大多數(shù)貯池的污水由于長(zhǎng)期存 放，當(dāng)夏季溫度升高到3040C時(shí)，污水中菌藻類(lèi)微生物大量繁殖，從而形成 嚴(yán)重的微生物腐蝕。-如上所述，就要求對(duì)各類(lèi)腐蝕

3、性的工業(yè)污（廢）水進(jìn) 行防腐蝕處理，以盡量延長(zhǎng)污（廢）水處理設(shè)施長(zhǎng)期有效的運(yùn)行。根據(jù)我們對(duì)各 類(lèi)污廢水池多年的實(shí)際處理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)各種防腐蝕處理方法進(jìn)行了一個(gè)總結(jié)，并介 紹一些新型防腐蝕材料的發(fā)展及應(yīng)用給業(yè)界，以利于提高我國(guó)的環(huán)保和防腐蝕技 術(shù)水平。二、常規(guī)防腐蝕處理結(jié)構(gòu)在污廢水處理池中，由于污廢水中含有大量的腐蝕性介質(zhì)，如含有廢酸、 氧化性化學(xué)品等，對(duì)以混凝土為基礎(chǔ)的處理池其腐蝕性是較大，未經(jīng)防腐蝕處理 的砼處理池，一般情況下，2-3月個(gè)就會(huì)出現(xiàn)池表面的損壞、強(qiáng)度下降明顯。因 此，必須對(duì)混凝土基礎(chǔ)的處理池進(jìn)行防腐蝕處理，下面就分別介紹幾種目前國(guó)內(nèi) 上比較常見(jiàn)的防腐蝕處理方法。-2. 1玻璃鋼襯里

4、這是最常見(jiàn)的防腐蝕處理方法，它是利用玻璃纖維增強(qiáng)塑料（俗稱“玻璃鋼”） 結(jié)構(gòu)在混凝土基礎(chǔ)上形成一層防護(hù)，玻璃鋼襯里具有整體性、抗?jié)B性好和造價(jià)合 理的特點(diǎn)，同時(shí)選用適當(dāng)?shù)姆栏g樹(shù)脂就能夠達(dá)到良好的防腐蝕效果。在玻璃鋼 襯里防腐蝕工法中，一般采用玻璃纖維加玻璃纖維短切氈或表面氈的復(fù)合結(jié)構(gòu)， 厚度在1-3mm之間。-2.1.1樹(shù)脂的選擇一般情況下許多廠家和工程公司均會(huì)選擇環(huán)氧樹(shù)脂，因?yàn)榄h(huán)氧樹(shù)脂具有來(lái)源廣、 成本合理、耐腐蝕性能優(yōu)良、收縮率低的特點(diǎn)，同時(shí)在混凝土基礎(chǔ)上施工中，要 求樹(shù)脂的收縮率不能太大，否則可能會(huì)導(dǎo)致在玻璃鋼襯里工藝時(shí)，出現(xiàn)由于樹(shù)脂 的固化收縮造成的內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致“脫殼”的現(xiàn)象，而引起防

5、腐蝕失效。但是環(huán)氧 樹(shù)脂本身也有其化學(xué)組成等各方面的局限性，下面就分別一般述說(shuō)：-1）環(huán)氧樹(shù)脂的固化體系一般情況下會(huì)采用胺類(lèi)固化體系或者酸酐類(lèi)固化體 系，胺類(lèi)固化體系為常溫或室溫固化體系，酸酐類(lèi)固化體系為中高溫固化體系， 而一般在防腐蝕工程施工中均在室溫或常溫下施工，所以在污廢水防腐蝕處理中 均采用胺類(lèi)固化體系，其固化原理是利用胺基團(tuán)上的活潑氫與環(huán)氧基反應(yīng)而最后 交聯(lián)，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，但這個(gè)交聯(lián)結(jié)構(gòu)很容易在酸性的介質(zhì)作用下分解，導(dǎo) 致三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)的解體而引起防腐蝕的失效，所以胺類(lèi)固化的環(huán)氧樹(shù)脂在室溫下 的耐酸性還是不錯(cuò)的，但在大于40C或者更高的作用溫度下的耐酸性就不太理 想；選用室溫下固化

6、環(huán)氧樹(shù)脂的熱變形溫度（HDT） 一般情況下較低，均在60-70C 之間，因此也不能耐更高的溫度，推薦使用溫度不能超過(guò)75C；下表中列出了環(huán)氧樹(shù)脂的耐腐蝕性能：環(huán)氧樹(shù)脂耐介質(zhì)的濃度和溫度化學(xué)介質(zhì)濃度（%）溫度（C）化學(xué)介質(zhì) 濃度（%）溫度（C）硫酸2066鹽酸2060硫酸7040鹽酸3635氫氟酸1020醋酸1066氫氧化鈉3040苯- 25苯酚-66氨水稀66甲醛2)由于選用胺類(lèi)固化體系的環(huán)氧樹(shù)脂的養(yǎng)護(hù)周期較長(zhǎng)，更重要的是：采用的胺類(lèi)固化劑的毒性較大，對(duì)施工人員的身體危害極大，如乙二胺的LD50 （半 數(shù)致死量）為620mg/kg，蒸氣壓高達(dá)14665Pa（11mmHg），因此施工人員極易接觸

7、 和吸入乙二胺蒸汽而引起皮膚過(guò)敏、頭昏、失眠、健忘、急燥、胸悶等神經(jīng)系統(tǒng) 癥狀和肝器官等疾病，嚴(yán)懲者甚至引起急性中毒或死亡，之后開(kāi)發(fā)成功并大量應(yīng) 用毒性較小的固化劑，如T31等。 3）一般工程中米用的6101 （E-44）的粘度較大，尤其是在冬天室溫或北 方施工時(shí)，樹(shù)脂已凝結(jié)成固體或半固體狀，不可能直接操作，給現(xiàn)場(chǎng)施工等帶來(lái) 了極大的不便，為了降低樹(shù)脂的粘度以方便施工，應(yīng)加入適當(dāng)比例的稀釋劑來(lái)來(lái) 達(dá)到降粘的目的，稀釋劑有活性稀釋劑（如低粘度的液體狀環(huán)氧樹(shù)脂）和非活性 稀釋劑（如丙酮等），但采用前者的成本相當(dāng)高，一般不會(huì)采用；而采用后者時(shí)， 給環(huán)境和施工質(zhì)量帶來(lái)了負(fù)面的影響，丙酮極易揮發(fā)，而丙酮

8、的氣味非常具有刺 激性，在給現(xiàn)場(chǎng)施工人員造成身體上的傷害的同時(shí)，也造成了周?chē)h(huán)境的污染， 并容易起火或發(fā)生爆炸。更為重要的，是由于揮發(fā)性的非活性稀釋劑的揮發(fā)造成 了固化物的不致密，勢(shì)必影響玻璃鋼的抗?jié)B性，從而導(dǎo)致耐腐蝕效果的下降，尤 其是電子工業(yè)中的污廢水處理中，由于工業(yè)廢水中含有氟化氫等化學(xué)介質(zhì)，而氟 化氫介質(zhì)的腐蝕形態(tài)主要是由于分子體積較小，而在聚合物中容易發(fā)生分子水平 上的擴(kuò)散或溶脹，正如上表中的數(shù)據(jù)所顯示的，環(huán)氧樹(shù)脂的耐氫氟酸的效果不是 特別好。所以，目前在國(guó)外已經(jīng)很少采用環(huán)氧樹(shù)脂用于防腐蝕工程制作了，一般情況 下會(huì)采用環(huán)氧樹(shù)脂改性的乙烯基酯樹(shù)脂。環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂是由環(huán)氧樹(shù)脂與甲基丙烯

9、酸通過(guò)開(kāi)環(huán)加成化學(xué)反應(yīng)而制 得。它保留了環(huán)氧樹(shù)脂的基本鏈段，又有不飽和聚酯樹(shù)脂的良好工藝性能，它在 適宜條件下固化后，表現(xiàn)出某些特殊的優(yōu)良性能，具有良好的工藝性和耐腐蝕性。 正如上面文章所言，樹(shù)脂的收縮率對(duì)于玻璃鋼法的耐腐蝕效果影響較大，而常規(guī) 的雙酚A型乙烯基樹(shù)脂的室溫固化收縮率為3%左右，而新推出的一新低收縮891 乙烯基樹(shù)脂的收縮率2.1.3施工過(guò)程及要點(diǎn)1封底層：在經(jīng)過(guò)處理的基層表面，均勻地涂刷封底料，不得有漏涂、流 掛等缺陷，自然固化不宜少于24?h。-2修補(bǔ)層：在基層的凹陷不平處，應(yīng)采用樹(shù)脂膠泥料修補(bǔ)填平，自然固化 不宜少于24?h，用樹(shù)脂膠泥料修補(bǔ)刮平基層。-3間歇法樹(shù)脂玻璃鋼鋪

10、襯層的施工，應(yīng)符合下列規(guī)定：-1玻璃纖維布應(yīng)剪邊，滌綸布應(yīng)進(jìn)行防收縮的前處理。-2.先均勻涂刷一層鋪襯膠料，隨即襯上一層纖維增強(qiáng)材料，必須貼實(shí)，趕 凈氣泡，其上再涂一層膠料，膠料應(yīng)飽滿。-3.應(yīng)固化24?h，修整表面后，再按上述程序鋪襯以下各層，直至達(dá)到設(shè) 計(jì)要求的層數(shù)或厚度。-4.每鋪襯一層，均應(yīng)檢查前一鋪襯層的質(zhì)量，當(dāng)有毛刺、脫層和氣泡等缺 陷時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)。5. 鋪襯時(shí)，同層纖維增強(qiáng)材料的搭接寬度不應(yīng)小于50?mm,上下兩層纖維 增強(qiáng)材料的接縫應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，錯(cuò)開(kāi)距離不得小于50?mm。陰陽(yáng)角處應(yīng)增加一至二層纖 維增強(qiáng)材料。-4連續(xù)法樹(shù)脂玻璃鋼鋪襯層的施工，應(yīng)符合下列規(guī)定：-1.平面一次連續(xù)鋪襯

11、層數(shù)或厚度，以不應(yīng)產(chǎn)生滑移，固化后不起殼、脫 層為限。-2.立面一次連續(xù)鋪襯層數(shù)或厚度，以不應(yīng)產(chǎn)生滑垂、固化后不起殼、脫 層為限。-3.鋪襯時(shí)，上下兩層纖維增強(qiáng)材料的接縫應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，錯(cuò)開(kāi)距離不得小于 50?mm，陰陽(yáng)角處應(yīng)增加一至二層纖維增強(qiáng)材料。-4.應(yīng)在前一次連續(xù)鋪襯層固化后，再進(jìn)行下一次連續(xù)鋪襯層施工。-5.連續(xù)鋪襯到設(shè)計(jì)要求的層數(shù)或厚度后，應(yīng)自然固化24 h，即可進(jìn)行封 面層施工。-5樹(shù)脂玻璃鋼封面層的施工，應(yīng)均勻涂刷面層膠料。當(dāng)涂刷兩遍以上時(shí)， 待第一遍固化后，再涂刷下一遍。2樹(shù)脂鱗片膠泥襯里所謂的鱗片膠泥襯里，就是將具有一定片徑和厚度的玻璃鱗片，分別與各類(lèi) 耐腐蝕樹(shù)脂等混合，經(jīng)專(zhuān)用機(jī)械

12、配制而成的膠泥（涂料），再經(jīng)施工涂敷于混凝 土表面，室溫固化后所得到防腐蝕內(nèi)襯。根據(jù)樹(shù)脂基體的不同，有二種可供選擇： 一種是環(huán)氧樹(shù)脂鱗片膠泥；另一種乙烯基酯樹(shù)脂鱗片膠泥（vinyl ester glass flake mortar），簡(jiǎn)稱為VEGF鱗片膠泥。相對(duì)而言，后者的綜合性能包括耐腐 蝕性能和耐溫性能均優(yōu)于前者，目前在日本、美國(guó)等國(guó)家均采用后者。VEGF鱗 片膠泥具有以下特點(diǎn)：1）耐腐蝕性能好：由于VEGF鱗片膠泥采用的基體樹(shù)脂是高性能的乙烯基酯樹(shù)脂， 該類(lèi)型樹(shù)脂具有較環(huán)氧樹(shù)脂更好的耐腐蝕性能；2）較低的滲透率：VEGF鱗片膠泥的抗水蒸汽滲透率比普通環(huán)氧樹(shù)脂涂料高6-15 倍，比普通環(huán)氧

13、FRP高4倍；3）VEGF鱗片膠泥具有較強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度，不僅指樹(shù)脂基體與其中的玻璃鱗片之間 的粘結(jié)強(qiáng)度較高，而且VEGF鱗片膠泥與混凝土基材之間的粘結(jié)強(qiáng)度高，與混凝 土的粘結(jié)強(qiáng)度N2.5Mpa。因此VEGF鱗片膠泥涂層不易產(chǎn)生龜裂、分層或剝離， 附著力和沖擊強(qiáng)度較好，從而保證較好的耐蝕性；4）耐溫差（熱沖擊）性能較好：涂層中由于含有許多玻璃鱗片，因此消除了涂 層與基材之間的線膨脹系數(shù)的差別，VEGF鱗片膠泥涂層的線膨脹為11.5X 10-6?/C,，使VEGF鱗片膠泥適合于溫度交變的重腐蝕環(huán)境。我們進(jìn)行了耐熱沖 擊性能試驗(yàn)，即把涂有VEGF膠泥的鋼板交變放置在100C沸水和0C的冰水各1 小時(shí)，

14、經(jīng)100次交變?cè)囼?yàn)后未能有異?，F(xiàn)象出現(xiàn)。-5）耐磨性好：VEGF鱗片膠泥在固化后的硬度較高，比普通醇酸漆高2-3 倍，耐磨性較好，如VEGF鱗片膠泥的耐磨性為105mg （CS-17W-500 g情況下）， 而受外機(jī)械損傷時(shí)，VEGF鱗片膠泥的破壞是局部的，其擴(kuò)散趨勢(shì)小，易于修復(fù)。 -6）工藝性較好：由于VEGF鱗片膠泥的固體成份較高，可以一次性成較厚 的涂層，涂層方法可以是噴涂（spay coating）、鏝涂（trowel coating）、刷涂 （roller coating）等成型工藝，并具有當(dāng)場(chǎng)配制和室溫下固化的特點(diǎn)。在VEGF 鱗片膠泥涂層使用幾年后，若出現(xiàn)遭損壞的情況，只需在該處

15、作簡(jiǎn)單的處理即可 進(jìn)行修復(fù)，并可繼續(xù)使用而不影響使用性能，具有修補(bǔ)性好的特點(diǎn)。-2. 2.1膠泥施工過(guò)程及要點(diǎn)在工業(yè)污廢水處理池等混凝土基層上施工的方法及過(guò)程相當(dāng)簡(jiǎn)單，具體的使用過(guò) 程如下：-，基礎(chǔ)混凝土要求養(yǎng)護(hù)期不少于28天，表面含水率應(yīng)但在是許多工業(yè)場(chǎng)合中，剛排放的污（廢）水的腐蝕性 能較強(qiáng)，溫度較高（有的達(dá)120C），或者固體粉粒的含量較高，如熱軋車(chē)間的 含酸廢水（達(dá)到180C）；鈦白粉生產(chǎn)中的含硫酸廢水等更具有腐蝕性。在這種 情況下，用玻璃鋼襯里或者VEGF襯里就不能解決這種既要求耐高溫耐腐蝕，又 要求耐磨耗的情況，這種腐蝕條件下一般用耐酸塊材砌筑的方式來(lái)解決。選用的 耐腐蝕塊材有耐酸

16、磚、各類(lèi)耐腐蝕石材（如花崗石、石英石等），這些耐腐蝕塊 材的基本成份是二氧化硅，具有優(yōu)良的耐酸性能，同時(shí)由于結(jié)構(gòu)致密，吸水率小， 耐磨耗性好。表3.1中耐酸磚的部分耐腐蝕情況。-2.3.1施工過(guò)程及要點(diǎn)1鋪砌塊材時(shí)，基層的表面應(yīng)均勻涂刷封底料，待固化后再進(jìn)行塊材的鋪砌。 在某些情況下，基層上可采用璃鋼隔離層，此時(shí)宜先涂刷一遍與襯砌用樹(shù)脂相同 的膠料，然后進(jìn)行塊材的鋪砌。2塊材結(jié)合層厚度、灰縫寬度和灌縫或勾縫的尺寸，均應(yīng)符合表3.2的規(guī)定。3塊材在鋪砌前先進(jìn)行試排；鋪砌時(shí)的順序應(yīng)由低往高，先地坑、地溝，后地 面、踢腳板或墻裙。陰角處立面塊材應(yīng)壓住平面塊材，陽(yáng)角處平面地材應(yīng)蓋住立 面塊材，塊材鋪砌

17、不應(yīng)出現(xiàn)十字通縫，多層塊材不得出現(xiàn)疊縫。4塊材的鋪砌，還應(yīng)符合下列規(guī)定：-1.耐酸磚和厚度W30mm石材的鋪砌，宜采用樹(shù)脂膠泥揉擠法施工；平面 上鋪砌厚度30mm石材，宜采用樹(shù)脂砂漿座漿、樹(shù)脂膠泥灌縫法施工；立面上 鋪砌厚度30mm石材，宜采用樹(shù)脂膠泥揉擠法砌筑定位，其結(jié)合層應(yīng)采用樹(shù)脂 膠泥灌縫法施工。結(jié)合層和灰縫的膠泥或砂漿應(yīng)飽滿密實(shí)，塊材不得滑移。-2.立面塊材的連續(xù)鋪砌高度，應(yīng)與樹(shù)脂膠泥的固化時(shí)間相適應(yīng)，砌體不得 變形。-3.當(dāng)鋪砌塊材時(shí)，應(yīng)在膠泥或砂漿初凝前，將縫填滿壓實(shí)，灰縫的表面應(yīng) 平整光滑。；塊材的灌縫與勾縫，應(yīng)符合下列規(guī)定：樹(shù)脂膠泥的灌縫與勾縫，應(yīng)在鋪砌塊材用的膠泥、砂漿固化后進(jìn)行。灌縫或勾縫前，灰縫應(yīng)清潔、干燥。灌縫時(shí)，宜分次進(jìn)行，縫應(yīng)密實(shí)，表面應(yīng)平整光滑。勾縫時(shí)，縫應(yīng)填滿壓實(shí)，灰縫的表面應(yīng)平整光滑。3、應(yīng)用舉例1在一目前國(guó)內(nèi)最大的芯片集成電路制造廠的工業(yè)污水處理池中，含有一些廢 酸，其中包括一些氫氟酸，在這個(gè)工程中采用了 891乙烯基酯樹(shù)脂玻璃鋼結(jié)構(gòu)， 已經(jīng)運(yùn)行2年，效果