提高混凝土結(jié)構(gòu)沼氣池耐久性研究

【摘要】：目前混凝土結(jié)構(gòu)沼氣池普遍存在抗?jié)B性差和抗腐蝕性差等缺陷。本項目旨在通過設置對比試驗，模擬混凝土結(jié)構(gòu)沼氣池受腐蝕的過程，篩選出相對耐腐蝕的一組，并應用于實踐，以提高混凝土結(jié)構(gòu)沼氣池抗腐蝕性。

【關(guān)鍵詞】：混凝土結(jié)構(gòu)；耐久性；沼氣池；抗腐蝕性

1 混凝土結(jié)構(gòu)沼氣池簡介

沼氣是綠色清潔能源，沼氣池的推廣對于建設社會主義新農(nóng)村具有重要意義。混凝土結(jié)構(gòu)沼氣池具有施工簡便，耐久性能良好等優(yōu)點。然而它的弊端也嚴重影響了沼氣池的推廣。未經(jīng)任何處理的素混凝土結(jié)構(gòu)，經(jīng)過幾次熱脹冷縮的循環(huán)和微生物腐蝕后，其表面特性和內(nèi)部結(jié)構(gòu)將會出現(xiàn)大量裂縫，同時結(jié)構(gòu)抗力將大幅度下降。針對這些問題，本項目旨在研究在同一配合比的前提下，提高混凝土密實度和提高混凝土的抗腐蝕性能。

2 研究方法

本項目研究采用的方法是：采用單一變量法調(diào)整實驗配比和施工配比，制作以下五種不同配比方案試件（如表1所示）

每組配比各制作18個試件，將其中9個試件再次分成A、B、C三小組。在恒溫恒濕條件下養(yǎng)護28天后，將A組浸泡在清水中、B組先在清水中浸泡2天，后置于5%的稀硫酸溶液中、C組直接浸泡在5%的稀硫酸溶液中。前一小時按每十分鐘檢測試件的重量變化，再每30分鐘檢測一次，最后每一天檢測一次，持續(xù)4天.同時，檢測腐蝕深度的變化.最后進行抗壓強度實驗。綜合分析得出4天的抗腐蝕系數(shù)K、腐蝕程度R，采用移動平均和指數(shù)平滑法建立模型：

腐蝕程度：

腐蝕系數(shù)：

另取9個試件分成三小組，編號為 、 、 。 直接浸泡在清水中， 先在清水下浸泡兩天， 后置于5%的稀硫酸溶液中、 直接浸泡在5%的稀硫酸溶液中。得出前4天的相關(guān)數(shù)據(jù)后進行密封處理，兩個月后進行重量檢測、腐蝕深度檢測，以及檢測抗壓強度的變化情況，其相關(guān)數(shù)據(jù)見表3、表4、表5。

通過實驗數(shù)據(jù)分析，1、2、3號配比試件表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，但其28天抗壓強度達不到設計要求；4號配比試件抗壓強度能達到設計要求，但在硫酸溶液處理后表現(xiàn)出極差的穩(wěn)定性；5號配比能明顯改善試件的抗壓強度，但在通過硫酸溶液浸泡后，表現(xiàn)出極差的穩(wěn)定性；將試件浸泡在5%的稀硫酸溶液之前，將其先置于清水中浸泡兩天，其抗腐蝕性能和抗壓強度比直接置入5%的稀硫酸溶液中的試件明顯提高。因此，第五組為最佳配比，該配比的成本較低，同時具有良好的抗腐蝕性、抗?jié)B性以及方便實用等特點。

3 結(jié)論

混凝土材料長期在酸性腐蝕的情況下，不同的配比表現(xiàn)出穩(wěn)定性的差異，本項目研究表明，在相同配比情況下，提高混凝土流動性，改善混凝土密實度，能明顯改善混凝土耐久性，其中摻入一定量的防水劑，切斷毛細孔，能阻止微生物對混凝土的侵蝕。在有抗腐蝕要求的混凝土結(jié)構(gòu)投入使用前，用清水浸泡1-5天，能顯著提高混凝土的抗腐蝕性能。

4 推廣

我國正處在基礎(chǔ)設施建設的高峰期，混凝土結(jié)構(gòu)仍是主體。在沼氣池的建設方面，也同樣以混凝土結(jié)構(gòu)為主，為了能夠提高混凝土結(jié)構(gòu)沼氣池的耐久性，避免一段時期后耗費大量的資金對混凝土結(jié)構(gòu)進行維修加固，在設計、施工、維護的過程中，應充分考慮結(jié)構(gòu)的耐久性和壽命保證的問題。本項目中研究的結(jié)果不僅適用于混凝土結(jié)構(gòu)沼氣池，而且可以推廣到有抗腐蝕要求的其他構(gòu)筑物，由于近海地區(qū)存在著廣泛的腐蝕環(huán)境，因此，應針對工程所處的自然環(huán)境，采取不同的防護措施，如提高混凝土的密實性、增加保護層厚度、防止裂縫的產(chǎn)生、添加鋼筋阻銹劑等，從而有效地提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。對已出現(xiàn)損害的混凝土結(jié)構(gòu)，宜認真調(diào)查出現(xiàn)病害的原因。針對具體情況，對比各種防護措施的利弊和技術(shù)經(jīng)濟指標，選擇較為適宜的處理措施，才能較好地解決結(jié)構(gòu)耐久性問題。

參考文獻

[1]馮乃謙，混凝土與混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

[2]土木工程材料余麗武

[3]《科學計算與數(shù)學建模》中南大學數(shù)學科學與計算技術(shù)學院

[4]《沿海地區(qū)混凝土橋梁耐久性評價與防護》趙尚傳

[5]《滲透型涂料表面處理與混凝土耐久性》趙鐵軍科學出版社2011-10-27

[6]《嚴酷環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計》喬伊夫中國建材工業(yè)出版社第1版2010-01-01

[7]《氯鹽環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性理論與設計方法》金偉良科學出版社2011-04-01

[8]《地下結(jié)構(gòu)混凝土硫酸鹽腐蝕機理及性能退化》杜鍵民中國鐵道出版社2011-04-01

[9]《結(jié)構(gòu)混凝土耐久性及其提升技術(shù)》吉林人民交通出版社2011-05-01