a摘 要： 根據(jù)城市污水中水質(zhì)的成分、腐蝕狀況，分析了污水對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕形態(tài)，提出經(jīng)濟實用的混凝土水處理設(shè)施防腐蝕措施，為城市污水處理過程中混凝土結(jié)構(gòu)的防腐提供可以借鑒的方法。
關(guān)鍵詞：城市污水；混凝土；腐蝕防護
在城市污水處理工程中，設(shè)計人員多注重金屬設(shè)備的腐蝕及防護，往往忽視了混凝土構(gòu)筑物（如污水池）以及混凝土污水管網(wǎng)的腐蝕問題。在污水處理工況下鋼制設(shè)備和管道的腐蝕是比較嚴(yán)重的，采取合理的防腐方法效果也較為明顯。在現(xiàn)實案例里混凝土污水池及污水管道的腐蝕問題已經(jīng)成為影響工程質(zhì)量和使用壽命的重要因素，采取有效的防護措施可大大提高工程使用壽命，具有較高的性價比。
隨著人們環(huán)保意識的不斷增強和政府部門在污水治理上的高度重視，城市污水處理工程中的防腐應(yīng)上升到更高的層次，混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕問題已不容忽視。
一、城市污水處理過程中的腐蝕環(huán)境
城市污水處理過程中的腐蝕環(huán)境主要是生活污水和工業(yè)廢水，成分比較
復(fù)雜，往往含有大量的酸、堿、鹽，PH值變化范圍大，有機物和微生物含量高，夾雜著泥砂等固體顆粒物。同時水處理過程中加入的微生物和氯氣等也會對設(shè)備或構(gòu)筑物產(chǎn)生一定的腐蝕作用；另外，水里氧氣濃度經(jīng)常處于變化之中，同一池中存在氧氣濃度差異，會產(chǎn)生濃差電池腐蝕。在攪動和湍流狀態(tài)下流動，水的流速較大，水中氧含量高。這些都是產(chǎn)生腐蝕的重要因素。
針對不同的腐蝕環(huán)境，國際標(biāo)準(zhǔn)ISO12944的定義為：
Im1 淡水環(huán)境
Im2 海水環(huán)境
Im3 泥土中
從ISO12944對不同腐蝕環(huán)境的描述中，污水處理過程中水的腐蝕應(yīng)定義
為Im1或Im2。實際上城市污水處理廠的污水腐蝕性要強于ISO12944中的腐蝕等級，因為污水中常含有工業(yè)廢水。
二、混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕形態(tài)
污水處理過程中有許多混凝土構(gòu)筑物（污水處理池等），一般包括：泵房及前池、格柵渠及沉砂池、厭氧池、缺氧池、好氧池、二沉池等。由于污水的腐蝕條件存在，和混凝土本身的成份及微觀多孔結(jié)構(gòu)，更在施工過程中存在的漲模，振搗不均勻等缺陷，混凝土結(jié)構(gòu)面臨著浸析腐蝕、交換腐蝕和結(jié)晶腐蝕，造成混凝土開裂、膨脹和鋼筋的銹蝕。
圖1 混凝土結(jié)構(gòu)常見的露筋和孔隙缺陷
污水對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕有下列主要形態(tài)：
1. 混凝土表面的酸腐蝕
酸性水對混凝土表面以及透過混凝土裂縫、微孔對內(nèi)部結(jié)構(gòu)硅酸鹽水泥產(chǎn)生的腐蝕。這種腐蝕由污水接觸的表面向混凝土內(nèi)部進行，腐蝕隨著水的酸度的增強而增強。結(jié)果是將水泥表面腐蝕松散或成蜂窩狀，水的沖刷將松散物沖入水中，酸性水進一步向混凝土內(nèi)部腐蝕，破壞混凝土的結(jié)構(gòu)和強度。
2. 混凝土內(nèi)部鋼筋的腐蝕
混凝土結(jié)構(gòu)在澆筑過程中往往存在露筋缺陷，固定模具用的拉筋也被截斷留在混凝土中，這些表露的鋼筋接觸污水后產(chǎn)生腐蝕。另外，污水透過混凝土裂紋、微孔以及蜂窩麻面等缺陷進入內(nèi)部鋼筋，也將造成鋼筋的氧腐蝕。這種腐蝕在任何水質(zhì)條件下都會發(fā)生。鋼筋在水中發(fā)生的氧腐蝕：
Fe＋1/2 O2＋H2O — Fe(OH)2
進一步被氧化: Fe(OH)2＋1/2 O2＋H2O — Fe(OH)3
由此，鋼表面生成銹層。
另外，在酸性條件下，鋼筋發(fā)生酸腐蝕。如在二氧化硫污染的水中發(fā)生的腐蝕：
Fe＋SO2＋O2 — FeSO4
進而發(fā)生下列反應(yīng)：
4FeSO4＋O2＋6H2O — 4FeOOH＋4HSO4
4HSO4＋2O2＋4Fe — 4FeSO4＋4H2O
由此生成的酸不斷的腐蝕混凝土和鋼筋。
鋼筋腐蝕后產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物在混凝土中膨脹，使混凝土產(chǎn)生微裂紋，污水進一步滲透，進一步腐蝕內(nèi)部鋼筋，造成惡性循環(huán)。這種腐蝕對混凝土結(jié)構(gòu)的破壞性較強。
3. 鹽類結(jié)晶腐蝕
污水中的鹽類沿著混凝土微孔、裂縫及麻面滲入混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)結(jié)晶、膨
脹，從而破壞混凝土結(jié)構(gòu)的強度。這種結(jié)晶腐蝕主要發(fā)生在液位附近，或經(jīng)常干、濕交替的部位，并隨著水中鹽份含量的提高而增強。
除了以上主要腐蝕形式外，混凝土結(jié)構(gòu)還存在微生物腐蝕、堿析腐蝕等。
這些腐蝕的存在嚴(yán)重破壞了混凝土結(jié)構(gòu)的強度，降低了構(gòu)筑物的使用壽命，因此，在污水處理工程中對新建的混凝土結(jié)構(gòu)進行防腐保護顯得十分必要。
三、常用的防護措施
根據(jù)污水處理過程中混凝土結(jié)構(gòu)的特點及腐蝕形式，一般采取的防護措施是“閉孔”和“隔離”。即封閉混凝土表面空隙或?qū)⒒炷帘砻媾c腐蝕介質(zhì)隔開。在污水處理過程中混凝土構(gòu)筑物面積比較大，選擇經(jīng)濟合理的防腐材料或防腐方法非常重要。常用的方法是涂覆防腐涂料或采用襯貼玻璃鋼。襯貼玻璃鋼造價較高，一般只用于有磨損或腐蝕嚴(yán)重的部位。防腐涂料是較經(jīng)濟的防護材料。它不僅有著良好防腐效果，而且施工簡單、造價低。選用時要求防腐涂料在混凝土基面要有很強的附著力，而且耐侯性好、抗?jié)B、持久。常用的防腐涂料有環(huán)氧煤瀝青、環(huán)氧瀝青、氯磺化聚乙烯、高氯化聚乙烯、Jotamatic 87環(huán)氧涂料等。
根據(jù)混凝土基面多孔、易潮濕的特點，采用防水涂料與防腐涂料配套的復(fù)合涂覆結(jié)構(gòu)應(yīng)用效果比較好。在合肥經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)污水處理廠氧化溝、二沉池等混凝土水處理池上采用了滲透結(jié)晶防水涂料打底（閉孔），環(huán)氧煤瀝青防腐涂料罩面的復(fù)合涂覆防腐結(jié)構(gòu)，效果很好。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計充分利用了滲透結(jié)晶防水涂料在水泥基面上的滲透閉孔作用和可以在潮濕水泥面施工的特點，作為防腐層的過度層，與環(huán)氧煤瀝青防腐涂層達(dá)到很好的結(jié)構(gòu)互補作用，而且降低了防腐的總費用。
圖2 混凝土水處理池防腐后的表面狀況
下表為推薦的混凝土結(jié)構(gòu)防腐涂層：
序號 涂覆結(jié)構(gòu) 涂刷道數(shù) 涂膜厚度,μ
1 環(huán)氧煤瀝青涂層 2～3 ≥100～150
2 環(huán)氧煤焦油涂層 2～3 ≥100～150
3 氯磺化聚乙烯 3～4 ≥90～120
4 高氯化聚乙烯 3～4 ≥90～120
5 Jotamatic 87環(huán)氧涂料 2 ≥ 200
6 噴涂聚脲涂料 1 ≥ 500
7 滲透結(jié)晶防水涂料/環(huán)氧煤瀝青復(fù)合涂層 2/2 ≥150
參考文獻：
［1］ 小若正倫. 金屬的腐蝕破壞與防護技術(shù)［M］. 化學(xué)工業(yè)出版社，1988:57-61
［2］ 孫傳超. 滲透結(jié)晶型防水涂料在混凝土防腐工程上的應(yīng)用［J］. 合肥學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版, 2008，Vol.18 Sup.(2):75
［3］ 董德歧，顏東洲. 節(jié)能減排應(yīng)重視防腐蝕［J］. 全面腐蝕控制,2007(4):1-2
［4］ 柯偉. 中國工業(yè)與自然環(huán)境腐蝕調(diào)查的進展. 腐蝕與防護,2004(1):1-8
領(lǐng)跑全球化工市場
