1、1钢筋混凝土冷却水塔的防腐技术探究摘要：钢筋混凝土冷却水塔腐蚀会影响整个冷却水塔的使用寿命，进而影响了工厂的生产和经济效益。所以，我们要探究钢筋混凝土冷却水塔的防腐技术。本文以某厂的冷却水塔的防腐处理为例，介绍了钢筋混凝土冷却水塔的防腐技术。首先分析了钢筋混凝土腐蚀原因，然后介绍了防腐层的破坏，最后介绍了钢筋混凝土冷却水塔的防腐处理的选材与施工。 关键词：钢筋混凝土；冷却水塔；防腐技术；改性环氧煤沥青 中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号： 冷却水塔属大型钢筋混凝土构筑物, 主要由三部分组成：现浇钢筋混凝土蓄水池、筒身以及塔蕊淋水装置，其中筒身又由人字柱、筒壁、环梁以及刚性环组成。
2、冷却水塔的作用是冷却循环用水，达到节约用水的目的。由于水对冷却水塔的腐蚀性较小，一直未引起施工单位或设计单位对防腐工作的重视。但是腐蚀会影响整个冷却水塔的使用寿命，进而影响了工厂的生产和经济效益。所以，我们要探究钢筋混凝土冷却水塔的防腐技术。本文以某厂的冷却水塔的防腐处理为例，介绍了钢筋混凝土冷却水塔的防腐技术。 一、 混凝土冷却塔的腐蚀 循环水中的酸碱盐,对塔体的腐蚀影响最大,是冷却塔损坏的主要因素。混凝土冷却塔的腐蚀原因很多,可归纳以下几个主要方面: 2(l)当循环水不断渗进冷却塔混凝土中,促使混凝土中的水泥胶块体中的氢氧化钙被溶解带出，形成漏迹和钟乳石，使混凝土的抗渗机能不断丧失，最后导
3、致破坏。虽然这种破坏是缓慢的，但是这种因素不可忽视； (2)循环水往往含有腐蚀性介质，混凝土中的水泥胶块体和骨料，将因此发生化学反应，其生成物一部分随着水而溶解掉，另一部分结晶物则渐渐充填在孔隙中并不断增大，引起孔隙内壁应力，从而造成混凝土表皮的破裂； (3)混凝土的保护层，由于腐蚀破坏，表面脱皮掉块，侵蚀性的水与钢筋接触形成电偶，发生电化学反应，产生大量铁锈，体积增大，使混凝土不断发生鼓胀，破坏程度更趋严重； (4)混凝土冷却塔的冻融破坏:混凝土构件中未起水化作用的游离水，在混凝土 硬化后，一部分留在混凝土中，大部分蒸发出来，形成毛细管通道。毛细管中残存的水冰冻时，将发生膨胀，体积增大约 9
4、%，使孔周围受很大的压力；气 温在 0以上时，冰冻开始融化，压力降低。如此冻融循环，使混凝土中裂缝扩大、加长，并在不断向纵探发展，最后导致破坏； (5)冷却塔在冬季运转时，由于塔壁混凝土外侧温度低于内侧温度，混凝土内侧的水分必然流向温度较低的外侧，不断增加冰晶体体积，冰晶体的增加，将破坏混凝土的结构组织； (6)在混凝土受到冰冻的情况下，冷却塔内的钢筋，由于塔壁内外气温差悬殊,将造成钢筋冷缩不平衡，在混凝土中形成收缩应力，使钢筋与3混凝土中的粘接性减弱或丧失，而造成破坏； (7)混凝土冷却塔在冬季运转时，由于塔内外、塔上下条件的变化很大，在水流动缓慢的地方，就结成冰柱和很厚的冰被，形成巨大的冰
5、钟乳石。这些冰钟乳石因为结附在混凝土结构表面上，当气温升高时不是渐渐融化掉，而是骤然脱落，形成拔拉和冲击，使已经损伤的混凝土塔体损伤更加严重。 上述几方面的原因互相影响和叠加,使腐蚀速度明显加快 ,破坏程度也更加严重。 二、防腐层的破坏 我们认为影响钢筋混凝土内防腐层寿命的因素虽然很多, 但有 2 个因素是主要的, 简称为防腐层的两大要素: 1 是附着力, 2 是耐蚀性。 （1）附着力 基层处理是关键,对于防腐层来讲,若基层处理不够,则整个工程就成为“空中楼阁”,其后果可想而知, 对新塔来讲, 主要危害是砼凝固过程中生成的碱Ca(OH)2,对于老塔来讲, 主要危害是原防腐层及渗入砼的介质处理不
6、够。 碱的危害, 一般人都有常识: 新建的楼房水泥墙裙刷的漆变色、发粘、脱落, 就是碱在作怪。我们测过浇罐一个月的砼表面, 其 pH 值可达1013, 这样强的碱, 如不处理就防腐, 不但不能获得较好的附着力, 而且还会腐蚀防腐涂层, 结果是可想而知的。 因此新塔防腐前必须除碱, 可遗憾的是, 到目前为止,国内基本上没人注意到砼中碱的问题,总以为防腐前钢铁需除锈, 砼表面则不需要怎么4处理, 即使处理, 也不过是抹抹坑, 除除灰。 对于已被介质腐蚀了的老塔来讲, 防腐前不但要除去已腐蚀疏松的表层, 根本问题是要除尽已渗入砼表层的介质, 不留后患。但根据我们的调查,一般厂家在施工时只注意了前一个
7、问题, 而忽视了或者说解决不了后一个问题。 （2）耐蚀性 防腐层的耐蚀性主要是耐介质的腐蚀性, 耐温性及抗渗性。在冷却塔内, 高温区温度也不过 3080,目前常用的防腐涂料在这个温度下都能长期使用。在这个温度下, 循环水也不会对防腐层造成明显的腐蚀。 冷却塔内主要问题是抗渗性,若防腐层的抗渗性不好,冷却水就会渗到防腐层背面的砼里,导致混凝土层疏松膨胀,把防腐层从背后拱掉。冷却塔单刷涂料一般寿命都较短,其主要原因是涂层有很多微孔,容易渗进介质,尤其是一些成膜较薄的涂料(如氯磺化聚乙烯涂料),问题更为突出。因此,冷却塔内防腐层必须具有优异的抗渗性。 三、选材与施工 刷改性环氧煤沥青防腐漆是一个可行
8、的技术方案，其施工过程如下:首先对基层进行处理，然后刷一道底漆再抹二道腻子，厚度约 3cm，这样做可以填补好漏洞漏点，再刷一道底漆，最后刷四道面漆。 环氧煤沥青主要性能如下:附着力强,漆膜坚韧、耐磨；耐酸、碱、盐等介质的作用,特别能耐潮湿和水的作用,适用于水线和地下构筑物的防护；厚涂性好,不流挂,可以制成厚浆型和玻璃鳞片涂料绝缘性好。 5在这个方案中有三个技术关键:一个是基层处理；一个是配腻子；一个是环氧煤沥青改性。 （1）基层处理 对于旧塔,我们的处理方案是:喷砂(压力 0.20.3MPa)除去旧防腐层和疏松的砼表层,水洗 23 遍(每次间隔 1224h),再用喷灯烤(二干二湿)。用喷灯烤干
9、介质是许多厂家采用的方法, 可是烤到什么程度都不清楚,我们的“二干二湿”法能确保将砼表层的介质除尽,不留后患。 对于新塔, 务必把碱除尽, 除碱无非是酸碱中和,可是如果用盐酸、硫酸等强酸,过量与不及都不行,用量不够,碱除不尽,过量则腐蚀砼表面,造成砼表面疏松,影响防腐层附着力。我们研究出了一种独特的技术,用这种技术除碱,不但碱能除尽,而且绝对不会腐蚀砼,绝对不会有酸过量的问题。 （2）配腻子 刮腻子的作用一是找平基层易于涂刷；二是增强防腐层厚度，提高抗渗透力；三是为砼和防腐层间的热胀系数不一致提供缓冲。因为砼和防腐层的热胀系数差别大而造成防腐层脱壳、开裂的现象为数不少。我们配的腻子不但致密性好
10、、韧性好，而且热胀系数介于砼与防腐层之间，能很好地起到膨胀缓冲作用。 （3）环氧的增韧 环氧煤沥青防腐漆中环氧树脂需要增韧是众所周知的,但要使增韧恰到好处就难了,既要考虑到硬度,又要考虑到脆性与热膨胀系数,还要考虑到施工气温与基层的热膨胀系数。这些问题单从理论上难以说清, 要靠6长期的经验积累,根据具体情况选择合适的增韧剂、 固化剂以及恰当的用量。 我们的方案很好地解决了前述三要素。 附着力:环氧树脂的附着力是所有防腐胶中最好的(环氧刷到砼上能渗入表层 0.10.3mm,其粘结强度2.0 MPa ) ,基层除好了碱,附着力就不用担心了,另外煤焦沥青具有优良的耐水性。 耐蚀性: 关键是抗渗性,
11、我们采用二底二腻子施工方法制得的防腐层四面在稀盐酸环境下用了 15 年都未出现问题, 在冷却塔环境下就更没有问题了。 在这里特别要强调施工质量问题,防腐界有句行话叫“三分材料七分施工”,可见施工质量之重要。前述诸要素都受施工质量制约,目前国内钢筋混凝塔腐蚀问题这么严重,主要是施工质量存在问题。我们看过不少厂家的钢筋混凝塔,施工质量之低劣令人触目惊心!如有的为了省胶泥,不刮腻子而是抹水泥,有的第二层防腐层还有肉眼可见的针孔,也有使用低劣防腐材料的,更不用说大家都未注意到的除碱问题了。 结束语 总之, 目前国内塔体防腐层寿命短有技术问题, 有选材问题, 更有施工问题。实践证明, 改性环氧煤沥青用于冷却塔塔体的防腐是成功的。参考文献 张信鹏, 王德森. 耐腐蚀混凝土M. 北京:化学工业出版社, 1989. 李树林. 地下混凝土结构防腐抗渗探讨J. 南京建筑工程学院学报, 72001(3): 20-22. 朱思荣, 臧庆志. 冷却塔的腐蚀与防护J. 中氮肥, 2000(5). 吴仕宏. 循环冷却水塔的腐蚀损坏与防护J. 中国电力, 2001,34(12). 张学元, 杜元龙, 史志明. 钢筋混凝土腐蚀与防护的技术发展动态J. 1999(01). 王志坚, 李田田, 肖占. 钢筋混凝土的锈蚀与防护措施J. 中国西部科技 2009(11)
