化工項目砼防腐防護

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在工業生產過程中，建筑結構的某些部位經常受到化學介質的作用而逐漸破壞。各種介質對材料所產生的破壞作用，通常稱為腐蝕?；瘜W介質對建、構筑物的腐蝕，主要是對建筑材料的腐蝕。我國現時工業建筑主要使用的材料是鋼筋混凝土、磚石、鋼、混凝土和木材。建筑結構遭受腐蝕的因素主要來自生產過程中腐蝕性介質。

1建筑非金屬材料腐蝕及一般性機理

建筑工程中的無機非金屬材料，通常包括水泥、玻璃、陶瓷等。無機非金屬材料通常具有良好的耐腐蝕性能，但因其化學成分，結晶狀態，結構以及腐蝕介質的性質等原因，在任何情況下都耐蝕的無機非金屬材料是不存在的。無機非金屬材料除墨以外，在與電解質溶液接觸時不像金屬那樣形成原電池，其腐蝕往往是由于化學作用或物理因素產生，而不是由電化學過程引起的。無機非金屬材料作為建筑工程中的結構和功能材料應用極其廣泛，但對其腐蝕機理的研究還很不夠，一般認為下列因素是決定腐蝕狀況的因素。

1．1材料的化學成分和礦物組成

硅酸鹽材料成分中以酸性SiO為主，它們耐酸而不耐堿，當SjO：(尤其是無定型sj0：)與堿液接觸時會發生如下反應而受到腐蝕。Si02+2NaOH——}Na2SiO3+H20所生成的硅酸鈉易溶于水及堿液中。Sj0是較高的耐酸材料，除氫氟酸和高溫磷酸外，它能耐所有無機酸的腐蝕。任何濃度的氫氟酸，溫度高于300℃的磷酸都會與Si0發生反應。硅酸鹽材料的耐酸性不僅與化學組成有關，而且與礦物組成有關。一般而言，材料中SiO的含量越高耐酸性越強，Si0質量分數低于55％的天然及人造硅酸鹽材料是不耐酸的，但也有例外，例如鑄石中的SiO與AlO，FeO，等在高溫下形成耐腐蝕性很強的礦物質一普通輝石，所以雖然SiO的質量分數低于55％卻有很強的耐腐蝕性；而紅磚中SiO2的含量盡管高達6O％一80％，但是SiO以無定型狀態存在，故沒有耐酸性，如將紅磚在較高的溫度下Si0與AlO。形成具有高度耐酸性的新礦物一硅線石(Al：O。、2SiO)與莫來石(3Al0、2SiO：)，并且其密度也增大了。含有大量堿性氧化物(CaO、MgO)的材料屬于耐堿材料。它們與耐酸材料相反，完全不能抵抗酸類的作用。例如由鈣硅酸鹽組成的硅酸鹽水泥，可被所有的無機酸腐蝕，而在一般的堿液(濃的燒堿液除外)中卻是耐腐蝕的。

1．2材料孔隙和結構

除熔融制品(如玻璃、鑄石)外，硅酸鹽材料或多或少總具有一定的孔隙率，孔隙會降低材料的耐腐蝕性，因為孔隙的存在會使材料受腐蝕作用的面積增大，侵蝕作用明顯，腐蝕不僅發生在表面上而且也發生在材料內部。當化學反應生成物出現結晶時還會造成物理性的破壞，例如制堿車間的水泥地面，當間歇地受到荷性鈉溶液的浸潤時，由于滲透到孔隙里的荷性鈉吸收二氧化碳后變成含水碳酸鹽結晶，體積增大，在水泥內部膨脹，使材料產生內應力而遭到破壞。如果在材料的表面及孔隙中腐蝕生成的化合物為不溶性的，則在某些場合它們能保護材料不再受到破壞，水玻璃耐酸膠泥的酸化處理就是一例。當孑L隙互不相通而封閉時，材料受腐蝕性介質的影響要比開口的孔隙小，因為當孔隙為開口時，腐蝕性液體容易透人材料內部。硅酸鹽材料的耐蝕性還與其結構有關。晶體結構的化學穩定性較無定型結構高，例如結晶二氧化硅(石英)雖屬耐酸材料但也有一定的耐堿性；而無定型的二氧化硅就易溶于堿性溶液中。具有晶體結構的熔鑄綠巖也是如此，它比同一組的無定型化合物具有更高的化學穩定性。

1．3腐蝕介質

環境中的水、酸、堿、鹽、大氣等介質對無機非金屬材料的腐蝕都有一定影響，但影響的大小不同。

2水泥基材料的腐蝕與防護

一般硅酸鹽水泥硬化后，在通常的使用條件下有較好的耐久性，但在外界侵蝕性介質作用的環境中，引起水泥石發生一系列化學，物理變化，而逐漸受到侵蝕，嚴重時會使水泥石強度降低，甚至會破裂、破壞、故有必要全面而深入地研究水泥遭受腐蝕的過程及其實質。水泥基材料的腐蝕有多種分類方法。如按腐蝕機理分類，可分為化學腐蝕、溶析腐蝕、吸附腐蝕等；按腐蝕的形態分類，可分為溶出腐蝕、分解型腐蝕、膨脹型腐蝕(或稱結晶型腐蝕)。因對于水泥及混凝土產生侵蝕的介質主要有大氣、河水、海水、土壤、酸和酸水、硫酸鹽溶液和堿性溶液等，故按腐蝕介質分類，可分為酸腐蝕、堿腐蝕、鹽腐蝕、海水腐蝕、淡水腐蝕、土壤腐蝕等。如果混凝土結構在地下或陰暗的場所，比如排污水的混凝土管道，還有微生物腐蝕。影響水泥石腐蝕的因素有很多，除了水泥的品種和熟料的礦物組成外，集料的性質，混凝土的致密度、抗滲性以及侵蝕介質的種類、壓力與水位的變化、流速、溫度的變化等多種因素都會對侵蝕過程產生嚴重的影響。往往有數種腐蝕作用同時并存，相互影響，少數情況下是單一型腐蝕，但是大多數情況下是多種類型的復合腐蝕，因此必須針對腐蝕的具體情況加以綜合分析，制定出切合實際的防腐措施。

3預防腐蝕措施

(1)提高混凝土致密度與表面處理混凝土越致密，侵蝕介質就越難滲人，被腐蝕的可能性就越小。密實混凝土的獲得，可通過正確設計混凝土配合比、降低水灰比、仔細選擇集料級配、采用振搗致密、養護、燒結、抽真空等施工方法。也可以用化學方法對混凝土進行表面處理，使水泥石中的氫氧化鈣變成難容的致密物質如碳酸鈣、草酸鈣等?？紤]成本問題，常用碳酸化，即在混凝土構件使用前，先在空氣中碳化成一致密的碳酸鈣外殼。在混凝土表面用硅酸鈉或氟硅酸鹽(如氟硅酸鎂、氟硅酸鋅)水溶液處理，使在水泥表面的孔隙中生成難溶的致密物，提高抗滲耐蝕能力。用亞麻仁油或桐油涂刷混凝土表面亦能對一些酸和鹽的稀溶液侵蝕有一定的防護作用。

(2)改變硅酸鹽水泥熟料礦物和水化產物的組成和形態從腐蝕機理可以得出：減少水泥熟料中c，s的含量，即可以提高抵抗軟水溶析能力，也有利于它的抗硫酸鹽性能。因為鐵鋁酸四鈣的水化產物為水化鋁酸鈣的固溶體C(A，F)H鐵酸鈣的抗硫酸鹽性能比c，AH好。此外，鐵酸鈣能在水化鋁酸鈣周圍生成薄膜，提高硫酸鹽性能。冷卻條件對水泥熟料的耐蝕性也有影響，對于鋁酸三鈣含量高的熟料，采用急冷形成較多的玻璃體，可提高抗硫酸鹽性能；對于含鐵高的熟料，急冷對抗硫酸鹽侵蝕反而不利，因為CAF晶體比高鐵玻璃更耐蝕。將硅酸鹽水泥構件在loo℃以上高溫下壓蒸處理，亦能明顯改善其抗蝕性能，特別是對硫酸鈣、硫酸鈉溶液的侵蝕。

(3)在硅酸鹽水泥中摻加混合材料除采用特種硅酸鹽水泥一抗硫酸鹽水泥外，在硅酸鹽水泥中摻加火山灰質混合材料(即采用火山灰水泥)亦有較好抗蝕性，因摻人火山灰質混合材料能提高混凝土的致密程度，減少侵蝕介質的滲透。另外火山灰混合材料中活性氧化鈣與水泥水化時析出的氫氧化鈣作用，生成低堿水化硅酸鈣，從而消耗了水泥中的ca(OH)：，使其在軟水中的溶析速度顯著降低，并使鈣礬石結晶在液相氧化鈣濃度很低的條件下形成，因此膨脹特性緩和，除非生成的鈣礬石數量很多，否則不易引起硫鋁酸鈣的膨脹破壞。但火山灰水泥的抗凍性及大氣穩定性不好，在有反復凍融和干濕交替的情況下，容易產生微裂紋，再加上侵蝕介質的作用，就會使混凝土的耐久性降低?；鹕交宜嘁嗖贿m用于有酸類與鎂鹽腐蝕的介質中，因為酸類與鎂離子也能直接與水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣起作用。這些情況下宜于采用抗硫酸鹽酸水泥。

(4)在混凝土外部加覆蓋層和貼面材料在侵蝕強烈的情況下，可將混凝土表面加一覆蓋層或貼面材料，使它與侵蝕介質隔絕。但是這些貼面層應有較好的黏結力和彈性，否則會產生裂縫并脫落。覆蓋層和貼面材料可以用瀝青層，瀝青氈、浸清混凝土、合成樹脂漆、煤焦油、石蠟涂層、瓷磚、塑料等，可以根據使用要求與材料的主要耐蝕特性，經濟價值加以選擇。

4結語

現代經濟和工業發展促使了混凝土技術的發展，而混凝土技術的發展又反過來促進了現代經濟和工業及科技的更大進步。可以說，沒有混凝土的發展，就沒有經濟和科技的發展，也沒有人類文明的進步。新興的混凝土技術已經成為當代聞名世界的物質支柱。隨著科技的發展和廣大混凝土科技工作者的努力，一些更高性能更多功能的混凝土必將繼續涌現。混凝土這一古老而又新型的材料，必將為經濟的發展和人類的物質文明作出更大的貢獻。