化工建筑物腐蝕破壞原因及對策

遼寧省化工學會 遼寧沈陽 110200

建筑物是現(xiàn)代化工企業(yè)的主要組成部分之一,除車間建筑外,還包括許多支撐化工設備和管道的框架,以及塔、儲罐、設備的基礎及涼水塔等。這些鋼筋混凝土結構大都暴露在惡劣的操作環(huán)境當中,很容易受到各種化學腐蝕介質的侵蝕破壞,大大縮短了它們的使用壽命。在氯堿企業(yè),這種現(xiàn)象更為嚴重。

混凝土在通常條件下可以安全使用30～50年,但在化工企業(yè),尤其是在氯堿企業(yè)、鹽化企業(yè),往往達不到這個年限。混凝土受到侵蝕,即使進行補強,效果也不好,這樣會使得工人和設備經常處于不安全的環(huán)境,最終這些建筑物被迫提前退役。混凝土建筑的拆除、清理、改造、重建都要花費很大的人力物力。分析總結化工建筑物的腐蝕原因,采取積極措施延長其壽命,對老企業(yè)技改或新建企業(yè)施工,都有著重要的意義。

1 化工建筑物侵蝕的氣象因素

1.1 氣溫

一些混凝土密度不夠,使得其表面水分經常處于飽和狀態(tài),在四季氣溫交替變化中,特別是在冬季,容易產生冰融破壞,使混凝土表皮脫落松動到開裂。四季氣溫變化大的地區(qū),建筑物一旦由于其他原因受損,混凝土在冬季也會產生冰融破壞。

1.2 濕度

混凝土侵蝕程度與空氣濕度大小有關,若空氣潮濕,則侵蝕嚴重。即使是在干燥季節(jié),涼水塔附近也是一個高濕度的小環(huán)境。濕度大,特別是在操作環(huán)境有酸霧、堿霧等存在時,侵蝕會加速。

2 介質影響

2.1 地下水及工業(yè)污水

地下水含有Na+、K+、NH4+等,工業(yè)污水還含有大量酸、堿、鹽等腐蝕介質。這些介質或者直接與混凝土反應生成可溶性鹽使基礎空蝕,或者在混凝土內部發(fā)生反應生成含結晶的鹽類,體積膨脹,使混凝土松動破壞。

2.2 酸

酸是侵蝕混凝土的主要物質。它們或者與水泥中的Ca(OH)2反應生成溶性鹽如CaCl2,使混凝土產生空洞,繼而腐蝕鋼筋,致使建筑物受到破壞;或者與水泥中的水化鋁酸鈣生成三水硫型水化硫鋁酸鈣,因其含有結晶水,體積增大,從而使混凝土受到脹裂,繼續(xù)腐蝕鋼筋使建筑物最后遭到破壞。

2.3 堿

堿對混凝土的破壞有兩種情況:當堿滲入多孔的混凝土時,與空隙空氣中的CO2反應生成CaCO3,體積擴大,使混凝土受到破壞;另一種情況是,堿與混凝土里砂石中的堿活性部分反應而發(fā)生膨脹,使混凝土龜裂破壞。

2.4 鹽

NaCl等有很強的滲透力和溶解性,其對混凝土的破環(huán)一定程度上超過酸的危害。它能滲入多孔的混凝土內部,在干濕交替變化條件下產生鹽結晶,因體積增大,使混凝土受到破壞。

2.5 油

油對化工建筑物破壞不明顯。但在長期受到油污染的部位,油可能逐漸滲入混凝土內部,使鋼筋與混凝土粘結強度減小,導致局部發(fā)生破壞。

3 防護對策

各化工企業(yè)所處地理位置不一樣,自然條件有差異,腐蝕介質也不同,但是防護對策還是有著共同點。

3.1 設計

(1)設計中要盡量減少混凝土建筑,工藝布置盡量合理、集中,以減少侵蝕范圍和對象,從而縮小防護范圍。

(2)廠房與工藝支撐分立,構筑物幾何尺寸不可太復雜,從而減少死角,減少腐蝕介質殘留的可能性。屋面、樓面要設計合理的排水坡度,排水要集中排放。

(3)要有合理的配筋率。若配筋率過大,筋蝕后會引起應力值升高,更容易使混凝土開裂;而配筋率過小,筋蝕后則易發(fā)生危險。

(4)注意通風干燥。

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3.2 施工

(1)向施工單位交底,說明化工建筑物的施工特點及要求,在組織管理上落實質量保證。

(2)技改中要清除原腐蝕物,回填土要用新土。新施工要設法查明地質情況,降低地下水位。

(3)混凝土澆灌要保證一次成型,做到澆搗密實無空洞、無死角。

(4)施工中要保持鋼筋不移位,保證混凝土達到預定的設計厚度。推薦化工混凝土水泥保護板厚度在25～30mm,梁為 35～55mm。

(5)對特殊部位施工要加倍小心防護,比如屋面、墻裙、基礎、屋檐,這些部位都是可能最先發(fā)生腐蝕的地方。

(7)原有化工企業(yè)新建混凝土時,混凝土配料拌和水不得隨意取用循環(huán)水,更不得使用工業(yè)下水。

3.3 外防護

外防護對化工混凝土構筑物特別重要。化工企業(yè)中腐蝕性介質有時雖然沒有直接泄漏到建筑物上,但是各種煙塵、鹽霧、酸霧、堿霧等都會與空氣形成氣溶膠,附著于構筑物表面,從而產生破壞作用,使混凝土疏松脫落,危及混凝土的工程安全性。尤其非澆搗性的水泥砂漿抹面因其疏松多孔,保護性能不足,此時選用各種合宜的防腐涂料就顯得更為重要。

目前涂料種類繁多,化工企業(yè)可根據(jù)裝置的實際情況選擇使用過氯乙烯漆、有機硅樹脂漆、氯磺化聚乙烯漆等。

對于最易受蝕部位,還可用玻璃絲布加樹脂包裹。外加涂料施工時,混凝土要保持清潔干燥,否則會因保護層與混凝土結合不牢而失去保護意義。

3.4 工藝操作

生產車間進行工藝變動時,盡可能不要破壞混凝土。迫不得已必須在樓面開孔時,應對露筋和創(chuàng)面及時進行防腐和修補處理。

企業(yè)要保持良好的操作狀態(tài),日常生產中減少跑、冒、滴、漏,使生產崗位清潔干燥,這是延長混凝土建筑物壽命的重要措施。

總之,只要充分利用好以上各種措施,一定可以在化工建筑物的防腐工作中取得良好效果。