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《材料延壽》Part1第六章:混凝土管道內外腐蝕與久久久2019一本高清層

日期:2017-8-17 10:53:16 / 人气:558

混凝土管道內外腐蝕與久久久2019一本高清

6.1 内外腐蚀环境

 

隨著經濟的發展,鋼筋混凝土大量用于基礎設施、橋梁、混凝土管道、PCCP管、混凝土電杆和鑄管、鋼管的內襯。混凝土蕪娍自身的強堿性(PH值12~13.5),給鋼鐵提供一個鈍化的環境,當混凝土碳化後,PH值降到9以下,鋼鐵表面失去鈍化狀態,遇到O2CO2SO2等腐蝕介質並在水的作用下,發生氧化反應,生成鐵鏽。混凝土的碳化速度主要受材料因素、施工因素、表面狀態和環境因素的影響,其中最主要的是密實性。混凝土表面存在著氣孔和微細的裂縫,給水和腐蝕性介質提供了存留和滲透的條件,發生化學和電化學反應,造成混凝土腐蝕破壞。

發生腐蝕和破壞的主要原因有以下幾種:

1)碳化反應

水和空氣中的CO2等酸性物質在水的參與下與混凝土中的Ca(OH)2反應,生成碳酸鈣CaCO3,使混凝土的PH值由13以上降到9以下。鋼鐵表面的PH值在13以上時,處于鈍化狀態,基本上不會生鏽腐蝕。但在PH值降到9以下,遇到氧等腐蝕介質,就會生鏽。鋼鐵的鏽蝕産物體積會膨脹2~4倍,産生巨大的膨脹力,使混凝土出現裂縫,更多的水、氧和電解介質滲透到鋼鐵表面,加速了鋼筋和鋼鐵的腐蝕,混凝土層剝落,失去承載能力直至橋梁坍塌或混凝土管道破壞,造成重大損失。

2)氯離子腐蝕

在沿海地區,海風會帶著微量的鹽漂浮在空氣中,鹽落在橋梁、建築物上遇到潮氣和水會附著在混凝土表面,海灘上和鹽漬土地區的混凝土基礎和管道會浸在鹽堿水裏,北方冬季灑鹽化雪,會給橋梁、路面帶來氯離子,混凝土管、鋼管或鑄管的水泥內襯輸送汙水、中水、含ClSO等高礦化度的生活用水,上述各種情況都會使ClSO接觸混凝土表面。

Cl滲透力極強,它會滲透到混凝土中與混凝土中的主要成份3CaO·2Al2O3·3H2O起反應,生成易溶的CaCl2,造成混凝土的破壞。氯離子達到鋼鐵表面會破壞鋼鐵的鈍化狀態,使鋼鐵加速發生電化學腐蝕。氯鹽的腐蝕是混凝土結構物、橋梁、管道、內襯、電杆腐蝕破壞最主要的原因。

3)硫酸鹽腐蝕

硫酸鹽的腐蝕速度比氯離子腐蝕速度更快。硫酸鹽與混凝土水化産物發生化學反應:       Ca(OH)2Na2SO4→CaSO42NaOH,反應生成物體積增大,使混凝土開裂和粉化。

硫酸鹽還與混凝土中的鋁酸三鈣起反應,産生白色糊狀帶大量結晶水産物,使混凝土松散、開裂、粉化直至破壞。

硫酸鹽和氯化物還會在混凝土孔隙和裂縫中結晶,鹽晶體積增大,使混凝土膨裂、粉化。

4)酸雨腐蝕

由于工業汙染,熱電廠、化工廠排放的SO2形成酸雨,雨水流入混凝土排水管道,使混凝土酸化産生可溶性的物質隨水流失,對混凝土建築物、橋梁、混凝土管道造成腐蝕。

5)溶出性腐蝕

因水中的礦化物和陰陽離子會和混凝土中的一些難溶物發生反應,生成易溶物和微溶物,被水帶走流失,造成腐蝕破壞。早在七十年代國內西北某油田輸水管線內襯水泥砂漿,因油田水礦化度過高,氯離子和硫酸根離子含量也相當高,通水不到半年,輸水管道內的水泥砂漿內襯脫落,造成重大腐蝕。

6)凍融破壞

凍融破壞是在混凝土中的氣孔和微細裂縫處發生的。北方冬季在0℃以下,水在氣孔和裂縫中結冰,在零下4℃以下時,冰的體積膨脹,産生巨大的膨脹力。隨天氣變化,一再出現膨脹和收縮造成混凝土産生裂痕和粉化,直至破壞。

從上述的幾種腐蝕破壞的原因可以看出,其中最主要的原因是由于混凝土表面致密度低,有氣孔和微裂縫,使水、ClCOSOO等介質存留和滲入,發生化學和電化學反應,使混凝土碳化、酸化、水解、疏松、裂縫直至破壞。要想防止混凝土的腐蝕,可使用久久久2019一本高清塗層對混凝土表面進行封閉,斷絕各種腐蝕性介質的滲入和存留,才能防止和減緩腐蝕的發生。

近幾十年來世界各國由于混凝土結構表面因腐蝕和外觀裝飾需要進行維護的問題比較突出。如美國運輸部門在1989年給國會一份關于美國公路與橋梁狀況的報告中指出正等待修補的混凝土橋梁的維修費用是1550億美元。英國1974~1989年,15年間的混凝土維修費用爲4550萬英鎊,而1990年之後的15年混凝土維修費用增加到1.2億英鎊。H.Saricimen在一篇關于緩蝕劑和塗料對混凝土鋼筋腐蝕影響的文章提到混凝土結構在阿拉伯灣使用僅10年就出現損壞。加拿大因早期大量使用“化冰鹽”,使得混凝土橋梁等損壞嚴重。台灣的澎湖大橋因氯離子的腐蝕,僅使用7年的混凝土橋梁被拆除重建。我國在1981年調查華南地區18座海港混凝土碼頭中,鋼筋鏽蝕破壞或不耐久的結構就占89%,基本完好僅2座,使用壽命最短僅7年,最長爲25年。20世紀90年代,北京市東郊勁松路化工區有一條1米直徑混凝土管排汙管,投入使用不到兩年就被腐蝕,後改爲內襯環氧煤瀝青久久久2019一本高清層的鋼管。

6.2  钢筋混凝土管外腐蝕等級

6.2.1 按埋设地土壤类型划分腐蝕等級

埋設在土壤中的鋼筋混凝土管道的久久久2019一本高清等級由土壤的性質而定。在內陸地區的土壤幹燥,含水率低,是屬弱腐蝕環境;在淡水湖和沼澤濕地周邊地區以及南方水田,溫暖潮濕多雨地區是屬于中等腐蝕環境;在沿海、鹽湖、鹽堿灘和化工廠周邊地區土壤中含鹽量高,含腐蝕性、滲透性的陰陽離子,應屬強腐蝕地區。

  

6.2.2 按埋设地土壤化学成份划分腐蝕等級。

6-1 按埋设地土壤中化学成份划分腐蝕等級

項目

指標

腐蝕級別

PH值

5.0~5.6

4.0~5.0

<4.0

SO,(mg/kg)

幹土壤

500~1000

1000~1500

>1500

濕土壤

250~500

500~1000

>1000

Cl,(mg/kg)

幹土壤

<500

500~7500

>7500

濕土壤

<500

500~5000

>5000

總鹽量,(mg/kg)

蒸發面

3000~5000

5000~10000

>10000

全埋面

10000~20000

20000~50000

>50000

 

6.3 外久久久2019一本高清层要求


混凝土表面的久久久2019一本高清層除應具備鋼管外久久久2019一本高清層的要求外(見3.1.3節),還應滿足建設部JTJ275-2000《海港工程混凝土結構久久久2019一本高清蝕技術規範》對混凝土表面塗層的下列要求:

1)久久久2019一本高清蝕塗料應具有良好的耐堿性、附著性和耐蝕性,底層塗料尚應具有良好的滲透能力;表層塗料尚應具有耐老化性。

2)表濕區久久久2019一本高清蝕塗料應具有濕固化、耐磨損、耐沖擊和耐老化等性能。

3)塗層的性能應滿足表6-2的要求。塗層與混凝土表面的粘結力不得小于1.5MPa。

 

6-2 混凝土涂层性能要求

塗層結構

检验項目

試驗條件

標准

底層+中間層+面層的複合塗層

塗層外觀

耐老化試驗1000h後

不粉化、不起泡、不龜裂、不剝落

耐堿試驗30d後

不起泡、不龜裂、不剝落

標准养护后

均勻、無流挂、無斑點、不起泡、

不龜裂、不剝落等

底層+中間層+面層的複合塗層

抗氯離子

滲透性

活动涂层片抗氯離子渗透试验30d后

氯離子穿過塗層片的滲透量在

5.0×10-3mg/cm?·d以下

注:①涂层的耐老化性试验按GB 1865《漆膜老化测定法》测定,砂浆试件尺寸为(70×70×20)mm。

②涂层的膱D钚浴⑼坎憧孤入x子滲透性、涂层与混凝土表面的粘结力按JTJ275-2000標准中附录C的混凝土涂层试验方法测定。


 

6.4 外久久久2019一本高清层种类与標准

6.4.1 外久久久2019一本高清层种类

久久久2019一本高清层在混凝土表面形成一层屏蔽阻隔层,阻止腐蚀性介质的浸入,防止钢筋、钢板腐蚀生锈,防止混凝土层胀裂破坏。由于混凝土有強碱性,久久久2019一本高清层膱D钚允亲钕染龅条件,其次是粘结力、耐蚀性。利比亚的一条预应力混凝土管道,因采用的久久久2019一本高清層不合理,原設計壽命50年,1993年投入使用,僅六年塗層失效破壞。

混凝土表面可選用液體環氧、聚氨酯、丙烯酸、乙烯基、氯化橡膠等塗料。在國外通過對聚氨酯、環氧樹脂、丙烯酸、有機矽、含氟乙烯、不飽和聚酯等多種合成樹脂制成的塗料進行系統的滲透混凝土層試驗、水汽吸收試驗、混凝土碳化試驗,經對比,效果最好的是環氧類塗料。環氧塗料對混凝土有較好的滲透能力,可以滲入混凝土內部,形成塗層後可以減少對水汽的吸收,並減緩碳化反應。

英國裏茲大學測定塗了環氧漆的混凝土,其滲透O2CO2的系數下降到未塗環氧漆的混凝土的1%以下。抗氯化物渗透的效果也非常好,环氧涂层抗氯化物的滲透性相当于134cm的混凝土层。环氧树脂类涂层膱D钚杂帕迹沙て诟阶旁诩钚缘混凝土表面而不发生皂化等反应。廊坊东化久久久2019一本高清工程有限公司曾将环氧煤沥青漆涂刷到混凝土试块上,浸泡在饱和盐水中,至今已达30年,仍外观光亮,粘结牢固,涂层坚硬如初,如圖6-1。

 

6-1 长期浸泡在饱和盐水的环氧煤沥青涂层试块

環氧類塗料有優異的抗腐蝕性能。采用環氧玻璃鱗片塗層要比純環氧類塗層抗酸、堿、氯離子的能力增高5~10倍,在10%以下的盐酸、硫酸溶液浸泡10年不会损坏,在任何浓度的強碱NaOH溶液中20年以上不损坏,在饱和盐水中20年以上不损坏。

從上世紀60年代末,美國已在大口徑預應力混凝土輸水管道外表面應用高固體分超厚膜的環氧煤焦油型重久久久2019一本高清塗料(即環氧煤瀝青久久久2019一本高清塗料),已先後在美國、中東使用數千萬平方米。韓國的無溶劑改性環氧煤焦油塗料也作爲埋地混凝土管道的外表面久久久2019一本高清塗料應用,見表6-3。

6-3  国外部分混凝土管道外表面久久久2019一本高清涂料情况

國家

美國

韓國

相关標准

塗料類型

環氧煤焦油

環氧煤焦油

顔色和外觀

黑,有光

黑,光澤表面

塗料特點

無溶劑,雙組分

無溶劑,雙組分

固體含量,%

100

100

ASTM D2967

幹燥時間,h

表幹:≤2.5(25℃)

硬幹:6(25℃)

表幹:≤2.5(25℃)

硬幹:6(25℃)

建議每道幹膜厚

400~900μm

900μm

ASTM D1212

適用期,min

~20(1加侖)

 

~20(1加侖)(25℃)

4~7(1加侖)(40℃)

ASTM D2471

附著力,MPa

≥0.8

≥0.8

ASTM D4541

硬度

≥85ShoreA

≥85ShoreA

BS3900 E9

耐酸性(5%)

30天,不分解,不溶解

膱D钚裕10% NaOH)

30天,不分解,不溶解,不開裂

氯離子滲透系數,30d

~0

電阻

带涂层管道的電阻不低于不带涂层管道的50倍

>20MΩ/75.1cm?

施工方法

無氣噴塗

無氣噴塗或空气喷涂

施工時物料溫度

環境溫度

40~60℃

0~70℃

40~60℃

0~70℃

應用

地下或水下混凝土管道

地下或水下混凝土管道

 

  6.4.2 外久久久2019一本高清层等级和结构

    混凝土管道外久久久2019一本高清等級見表6-4,外久久久2019一本高清層結構見表6-5,表6-6和6-7。

6-4 混凝土管外久久久2019一本高清等级

應用范围

腐蝕等級

塗層厚度,μm

弱腐蝕環境

普通級久久久2019一本高清

>300

中等腐蝕環境

加強级久久久2019一本高清

>500

強腐蚀环境

特加強级久久久2019一本高清

>800

 

 

6-5 普通级外久久久2019一本高清层结构(弱腐蝕環境)

塗層結構

遍數

每遍厚度,μm

備注

①混凝土专用環氧底漆

1

無厚度要求

滲透型

②溶劑型環氧煤瀝青漆

(刷涂或单缸高压無氣噴塗)

4

60~80

總厚度>300

①混凝土专用環氧底漆

1

無厚度要求

滲透型

②無溶劑型環氧煤瀝青漆

(双缸双路高压無氣噴塗)

1~2

>150

總厚度>300

 

 

6-6  加強级外久久久2019一本高清层结构(中等腐蝕環境)

塗層結構

遍數

每遍厚度,μm

備注

①混凝土专用環氧底漆

1

無厚度要求

滲透型

②溶劑型環氧煤瀝青漆

(刷涂或单缸高压無氣噴塗)

8

60~80

總厚度>500

①混凝土专用環氧底漆

1

無厚度要求

滲透型

②無溶劑型環氧煤瀝青漆

(双缸双路高压無氣噴塗)

1~3

>150

總厚度>500

 

 

6-7 特加強级外久久久2019一本高清层结构(強腐蚀环境)

塗層結構

遍數

每遍厚度,μm

備注

①混凝土专用環氧底漆

1

無厚度要求

滲透型

②溶劑型環氧煤瀝青漆

(刷涂或单缸高压無氣噴塗)

10

60~80

總厚度>800

①混凝土专用環氧底漆

1

無厚度要求

滲透型

②無溶劑型環氧煤瀝青漆

(双缸双路高压無氣噴塗)

1~6

>150

總厚度>800

①混凝土专用環氧底漆

1

無厚度要求

滲透型

②无溶剂环氧煤沥青玻璃鱗片涂料(双缸双路高压無氣噴塗)

1~3

>150

總厚度>500

 

上述外久久久2019一本高清塗層均爲黑色,若要求美觀,亦可采用彩色環氧漆取代環氧煤瀝青漆,但彩色環氧漆的久久久2019一本高清防水性能略低于黑色環氧煤瀝青漆,且價格高于環氧煤瀝青漆 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


  



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