涼水塔內(nèi)壁防腐修補(bǔ)方案

1、涼水塔壁防腐修補(bǔ)方案1現(xiàn)狀我司涼水塔自 2009 年底投運(yùn)，至今已經(jīng)五年整。該涼水塔是國(guó)首批投運(yùn)的海水涼水塔之一， 當(dāng)時(shí)只有同期建設(shè)的寧海二期機(jī) 組涼水塔是海水塔。 為了確保該海水塔的使用壽命， 在工程設(shè)計(jì)前專(zhuān)門(mén)委托鋼鐵 研究總院海洋腐蝕研究院研究并編制了 海水冷卻塔結(jié)構(gòu)材料及防腐蝕研究成果 報(bào)告，報(bào)告有 150 頁(yè)，報(bào)告分析了涼水塔的腐蝕環(huán)境、 研究了混凝土結(jié)構(gòu)材料、 試驗(yàn)了防腐涂層的性能，推薦使用環(huán)氧封閉底漆 + 環(huán)氧玻璃鱗片 + 丙烯酸聚氨酯 涂層體系。塔筒設(shè)計(jì)在通風(fēng)筒壁、塔頂以下 10 米高圍外壁、下環(huán)梁底部及通風(fēng)筒外壁 底部 20 米高圍采用涂層防腐， 防腐涂層體設(shè)計(jì)要求滿足本工程長(zhǎng)

2、期海水運(yùn)行環(huán) 境作用下對(duì)混凝土構(gòu)件的保護(hù)要求。涼水塔壁防腐情況， 我們都在每年的檢修中進(jìn)行檢查， 前兩年情況較好， 最 近兩年發(fā)現(xiàn)壁的銹蝕點(diǎn)越來(lái)越多， 筒壁上的紅銹痕跡越來(lái)越明顯。 配水槽上排氣 鍍鋅鋼管在上次檢修中僅發(fā)現(xiàn)鍍鋅層上有銹斑， 最近一次檢查發(fā)現(xiàn)腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重防護(hù)層破壞后腐蝕速度很快） ，如下圖所示涼水塔壁銹跡配水槽排氣用鍍鋅管銹蝕嚴(yán)重（已更換為PVC 管）2 行業(yè)類(lèi)似涼水塔防腐修復(fù)的調(diào)研情況行業(yè)涼水塔防腐修復(fù)的工程很少。詢(xún)問(wèn)寧海電廠，他們沒(méi)有對(duì)塔筒的壁防腐進(jìn)行過(guò)修補(bǔ)，只是修復(fù)了人字立柱 和淋水構(gòu)件，修復(fù)方案是環(huán)氧瀝青漆加玻璃絲布。根據(jù)一些防腐施工單位提供的信息，蘭溪電廠進(jìn)行了塔筒壁的

3、防腐修復(fù)工 作。經(jīng)咨詢(xún)，他們是長(zhǎng)江流域的淡水塔，沒(méi)有特殊的修復(fù)方案，單純使用環(huán)氧類(lèi) 油漆整個(gè)壁重新涂抹了兩遍。3.混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕分析:混凝土是一種多孔性復(fù)合材料，許多原因都能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的滲水，各種原因?qū)е碌母g是其中常見(jiàn)且極為重要的原因之一 其它物質(zhì)能夠很容易地進(jìn)入部，對(duì)粘結(jié)物、骨料和鋼筋等進(jìn)行侵蝕。更要注意的 是，有些物質(zhì)進(jìn)入混凝土部后，會(huì)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的膨脹，迫使其開(kāi) 裂。腐蝕因子，即濕氣、氧氣和離子(如氯離子)滲透進(jìn)混凝土，鋼筋就會(huì)銹蝕， 進(jìn)一步導(dǎo)致混凝土的劣化。因此也要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行腐蝕防護(hù)。表面涂層的使 用是最為重要且有效的防護(hù)手段。混凝土結(jié)構(gòu)有很多微小通道或孔洞，水和3.

4、1混凝土結(jié)構(gòu)的碳化和硫化水泥漿具有一定的保護(hù)鋼筋 免受腐蝕的能力。鋼筋混凝土中 水泥的水化產(chǎn)物Ca(OH) 2 是一種高堿性物質(zhì)，pH值在12.5 以上，混凝土中鋼筋與該溶液接 觸，表面會(huì)形成氧化亞鐵膜，它可以鈍化鋼筋，阻止氧與鋼筋接觸，從而對(duì)鋼筋 起到保護(hù)作用。這種鈍化作用在堿性環(huán)境中是很穩(wěn)定的。 當(dāng)水份通過(guò)孔洞形態(tài)的 混凝土，在里面生成Ca(OH)2。Ca(OH)2是一個(gè)堿性環(huán)境，由于外來(lái)的酸性氣 體，如CO2或者SO2滲入混凝土與Ca(OH)2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成CaCO3或 CaSO4 ,整個(gè)反應(yīng)稱(chēng)為碳化或硫化作用。當(dāng)大量的CaCO3形成時(shí)，混凝土部堿性環(huán)境受到破壞，達(dá)到一定程度時(shí)，如p

5、H在9以下時(shí)，鈍態(tài)鐵的保護(hù)層就失去作用，混凝土的鋼筋因?yàn)闆](méi)有受到堿 性環(huán)境的保護(hù)而產(chǎn)生銹蝕?；炷恋奶蓟蛄蚧蛩睾芏?，例如，水泥本身的質(zhì)量，施工時(shí)水分及水泥 比例，固化時(shí)間及環(huán)境等等。而多孔的混凝土比一般混凝土碳化速度快，有時(shí)甚至快十倍。此外，施工也是一個(gè)十分重要的問(wèn)題， 例如水泥層外壁與鋼筋之間的 距離(水泥壁)過(guò)小等。碳化作用更比硫化作用多見(jiàn)，因?yàn)榭諝庵械?C02含量總比S02要多。混凝土 pH 12-13混IS 土 pH 9混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋的腐蝕3.2微生物腐蝕微生物微生物腐蝕可導(dǎo)致混凝土表面污損、表層疏松、砂漿脫落、骨料外露， 嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生開(kāi)裂和鋼筋銹蝕，使污水處理設(shè)施服役壽命縮短，這不

6、僅影響城市的 整體功能，而且還導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。污水中混凝土的腐蝕與許多微生物菌種的生存代有關(guān)。目前研究認(rèn)為硫氧化 細(xì)菌將H2S氧化為生物硫酸是混凝土遭受腐蝕的主要原因。硫氧化菌、硫桿菌 和噬砼菌3種細(xì)菌的生存代生成生物硫酸導(dǎo)致混凝土腐蝕，其作用機(jī)理為：在 厭氧環(huán)境下，硫酸鹽還原細(xì)菌將管道底部硫酸鹽或有機(jī)硫還原為H2S， H2S進(jìn)入管道未充水空間，在好氧環(huán)境下，硫氧化細(xì)菌將其氧化為生物硫酸，硫酸滲入 混凝土，與混凝土中Ca(OH) 2反應(yīng)生成石膏，由此導(dǎo)致水泥水化物(CSH)分解, 生成不溶性且無(wú)膠結(jié)作用的Si02膠體，石膏則與混凝土中C3A的水化物進(jìn)一 步反應(yīng)生成鈣磯石，鈣磯石生成時(shí)伴隨體

7、積膨脹， 導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂，從而加劇混 凝土管壁的腐蝕破壞。因此，只有在好氧環(huán)境下， H2S被硫氧化細(xì)菌氧化為生 物硫酸，才會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕作用。防治混凝土微生物腐蝕的涂層保護(hù)措施分為兩類(lèi)，一類(lèi)為惰性涂層，具有耐 腐、抗?jié)B、抗裂功能。通常采用耐酸的有機(jī)樹(shù)脂，如環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、脲醛 樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚氯乙烯、聚乙烯以及瀝青等，另一類(lèi)為功能涂層，具有酸 中和或抑菌、殺菌功能。3.3氯化物的滲透氯離子的腐蝕是混凝土結(jié)構(gòu)遭受腐蝕破壞的最重要因素之一。氯離子來(lái)自于外部的生活污水，也有可能來(lái)自于建筑過(guò)程中使用的海砂、含氯防凍劑等添加劑， 它會(huì)與混凝土中的Ca(0H)2 、3CaO 2AI2O3

8、起反應(yīng)，生成易溶的CaCI2和 帶有大量結(jié)晶水，體積增大好幾倍的固相化合物，造成混凝土的膨脹。JTJ275-2000海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)中規(guī)定，混凝土拌和物中氯離子對(duì)最高限值如下表(按水泥質(zhì)量百分率計(jì))：預(yù)應(yīng)力混凝土鋼筋泄離土0.060. 10混凝土固化后，遭受大氣環(huán)境中氯化物污染是難以避免的。氯離子是一種穿 透力極強(qiáng)的腐蝕介質(zhì)，當(dāng)接觸到鋼鐵表面后，便迅速破壞鋼鐵表面的鈍化層，即 使在強(qiáng)堿性環(huán)境中，氯離子引起的點(diǎn)銹腐蝕依然會(huì)發(fā)生，同時(shí)由于不論是氣態(tài)還 是液態(tài)的水往往會(huì)滲透到混凝土里面， 而這種水并非純水，含有一些電解液等雜 質(zhì)，電化學(xué)作用導(dǎo)致銹蝕加快進(jìn)行。當(dāng)氯離子滲透到達(dá)鋼筋表面，氯

9、離子濃度較 高的局部保護(hù)膜破壞， 成為活化態(tài)。 在氧和水充足的條件下， 活化的鋼筋表面形 成一個(gè)小陽(yáng)極，未活化的鋼筋表面成為陰極， 結(jié)果導(dǎo)致作陽(yáng)極的金屬鐵加速溶解， 形成腐蝕坑，一般把這種腐蝕稱(chēng)為點(diǎn)腐蝕。國(guó)際上還沒(méi)有一致公認(rèn)的引起混凝土中鋼筋腐蝕的氯化物界限值， 當(dāng)結(jié)構(gòu)處 于干濕交替狀態(tài)下或常年濕度大于 80% 時(shí)，通常認(rèn)為在氯化物含量與混凝土的 重量比達(dá)到 0.2 以上時(shí)，就比較危險(xiǎn)。3.4 結(jié)晶和凍融作用混凝土的某些鹽類(lèi) （包括自身的或外來(lái)的） ，在濕度較大時(shí)， 會(huì)溶解在水中， 在濕度較低時(shí)結(jié)晶析出， 在其結(jié)晶時(shí)按其特有的結(jié)晶學(xué)特征生長(zhǎng)， 對(duì)混凝土孔壁 造成的結(jié)晶壓很大，從而引起混凝土的膨

10、脹開(kāi)裂。寒冷季節(jié)的凍融循環(huán)也是這種反應(yīng)， 凍融循環(huán)越是頻繁， 對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的破 壞就越大。凍融主要的損害是在于冷凍時(shí)的循環(huán)。 當(dāng)水在粘結(jié)劑的孔隙中存在時(shí)， 經(jīng)過(guò)冷凍就會(huì)膨脹，在粘結(jié)劑的部產(chǎn)生壓力。當(dāng)冰的壓力超過(guò)粘結(jié)劑的強(qiáng)度時(shí)， 粘結(jié)性失效，混凝土強(qiáng)度就會(huì)降低。冷凍會(huì)在混凝土表面引起開(kāi)裂和剝落。如果在裂縫中的冰開(kāi)始解凍融化， 流向混凝土深處， 那么這些水會(huì)引起下一 次的冷凍繼續(xù)進(jìn)行，新形成的冰就會(huì)使裂縫更加擴(kuò)大。3.5 外力作用超負(fù)荷承載和物體撞擊對(duì)混凝土構(gòu)造物的損害非常大， 鋼筋混凝土?xí)霈F(xiàn)長(zhǎng)度數(shù) 十厘米，寬度不等的斜狀裂縫和裂紋。由于受到撞擊作用， 混凝土保護(hù)層損壞， 鋼筋裸露生銹。 環(huán)境介

11、質(zhì)將混凝土 中的易溶成分如 Ca(OH)2 溶解出來(lái)，引起混凝土強(qiáng)度減小， pH 值降低，孔隙 率增大，腐蝕介質(zhì)就很容易進(jìn)入混凝土部，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)很快就被破壞。3.6 冷熱變化引起的劣化沿海晝夜溫差大， 隨著溫度的上升和下降， 混凝土?xí)鄳?yīng)地膨脹和收縮。 在 高溫下的混凝土結(jié)構(gòu)， 失去熱源后， 幾個(gè)小時(shí)后溫度就會(huì)下降， 這種熱力膨脹和 收縮會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂。另外一個(gè)因素就是混凝土和鋼筋的受熱膨脹和收縮是不一樣的， 鋼筋的速率 要快得多。 如果溫度的變化急劇而很快， 受熱膨脹系數(shù)的不同， 也會(huì)導(dǎo)致混凝土 的開(kāi)裂。4 冷卻塔壁修復(fù)方案 鑒于上述實(shí)際情況和腐蝕機(jī)理，做了如下海水冷卻塔的涂層維修方案

12、。4.1 Coating systems 涂層體系 所有待涂表面必須干凈、無(wú)固化劑、揮發(fā)劑、抹平化合物、表面硬化劑、風(fēng) 化物、脂類(lèi)、油、老涂層以及松散或分裂的混凝土顆粒。推薦的表面處理方法為 高壓淡水噴水處理。(噴砂適用于新塔施工)Ait：氏丁乞性存專(zhuān)，刻爐的則企土便用自射町卻新尸經(jīng)選樣的面魅或涂層系竦Intorcrete斗82（廉“甲諭層Intercrete 4801 或 Interore恤 48021 補(bǔ)毆裳Interc rete 4fl71加F的第底濟(jì)混擔(dān)土基材加欝鋼召圖1.冷卻塔混凝土維修示意圖混凝土破損，鋼筋裸露并出現(xiàn)銹蝕區(qū)域:序號(hào)區(qū)域修補(bǔ)步驟產(chǎn)品厚度1鋼筋生銹區(qū)域?qū)ιP鋼筋表面除銹

13、（水性）改性聚合物水泥砂漿2mm2鋼筋修復(fù)區(qū)域及其他6mm以上缺損區(qū)域填充修補(bǔ)6mm以上缺損厚漿型水泥基修補(bǔ)砂漿局部填平3填平后的修復(fù)表面（如圖1）噴兩道或滾涂4道低表面處理環(huán)氧樹(shù)脂漆300um說(shuō)明：施工前，需用高壓淡水沖洗去除待涂表面的可溶性鹽。動(dòng)力工具打磨除去疏松的混凝土，裸露銹蝕的鋼筋涂覆改性聚合物水泥砂漿 ，然 后再用厚漿型結(jié)構(gòu)修補(bǔ)砂漿修補(bǔ)找平混凝土破損區(qū)域；再施工低表面處理環(huán)氧樹(shù) 脂漆，噴涂?jī)傻阑驖L涂4道，使漆層厚度達(dá)到300微米！ 舊涂層完全剝落，混凝土破損或呈蜂窩狀，但未露出鋼筋區(qū)域:序號(hào)區(qū)域修補(bǔ)步驟產(chǎn)品厚度1蜂窩狀表面區(qū)域，6mm以下缺損區(qū)域填充修復(fù)6mm以下缺損纖維增強(qiáng)防水漆

14、修平涂層局部修平表面2填平后的修復(fù)表面（如圖2）噴兩道或滾涂4道低表面處理環(huán)氧樹(shù)脂漆300um圖2 蜂窩狀混凝土表面區(qū)域說(shuō)明：施工前，需用高壓淡水沖洗去除待涂表面的可溶性鹽；混凝土表面應(yīng)當(dāng)無(wú)浮漿皮、風(fēng)化物、油、脂、老化、疏松和開(kāi)裂的混凝土顆 粒?；炷帘砻嫠懈街焕渭巴黄?、尖銳的區(qū)域應(yīng)用動(dòng)力工具打磨除去；裂紋、 空隙、凹坑等缺陷先用纖維增強(qiáng)防水修平漆填充修補(bǔ)平整；再施工低表面處理環(huán) 氧樹(shù)脂漆，噴涂?jī)傻阑驖L涂4道，使漆層厚度達(dá)到300微米。舊涂層破損/剝落但混凝土表面完好區(qū)域:序號(hào)區(qū)域修補(bǔ)步驟產(chǎn)品厚度1舊涂層破損/剝落但 混凝土表面完好區(qū) 域噴涂一道環(huán)氧封閉底漆50 um2封閉后的混凝土表面噴

15、兩道或滾涂4道低表面處理環(huán)氧樹(shù)脂漆300um說(shuō)明：施工前，需用高壓淡水沖洗去除待涂表面的可溶性鹽;封閉底漆一定要用噴涂方式，因?yàn)槔鋮s塔壁是垂直的，如用滾涂方式封閉漆會(huì)向下流而只有少部分會(huì)進(jìn)到混凝土孔隙中， 起不到充分圭寸閉作用；充分圭寸 閉后再施工低表面處理環(huán)氧樹(shù)脂漆，噴涂?jī)傻阑驖L涂 4道，使漆層厚度達(dá)到300 微米。舊漆層完好區(qū)域:序號(hào)區(qū)域修補(bǔ)步驟產(chǎn)品厚度1完好舊漆層表面噴一道或滾涂?jī)傻赖赖捅砻嫣幚憝h(huán)氧樹(shù)脂漆200um說(shuō)明：施工前，需用高壓淡水沖洗去除待涂表面的可溶性鹽；對(duì)于舊涂層完好的區(qū)域，用動(dòng)力工具打磨除去已粉化、 疏松的舊涂層，露出新鮮的涂層，使下道涂層與其能良好附著；再施工低表面處理環(huán)氧樹(shù)脂漆，噴涂一道或滾涂?jī)傻?；使新涂層加上原有舊漆層總厚度達(dá)到300微米。第一步：鋼筋暴露區(qū)域?qū)υ搮^(qū)域進(jìn)行規(guī)則切割，暴露出生銹的鋼筋，直至鋼筋后部有2.5cm的空間來(lái)方