砼池的防腐蝕材料及結(jié)構(gòu)選擇

alexwtt · 發(fā)表于 2005-9-15 13:04:07

工業(yè)污水池的腐蝕與防護(hù)
王天堂陸士平沈偉
（上海富晨化工有限公司上海 200235）
摘要：本文就常見的工業(yè)污（廢）水處理池中的防腐蝕處理技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)和探討，其中對玻璃鋼襯里工藝中的樹脂材料的選擇進(jìn)行了討論，推薦了一種新型材料—玻璃鱗片膠泥。
關(guān)鍵詞：污水處理 水池防腐蝕、玻璃鋼、樹脂
 
引言
在化纖、化工、冶煉、礦山、火力發(fā)電、制藥、染料等企業(yè)中有許多大型鋼筋混凝土污（廢）水池，一般均建在室外，這些行業(yè)的工業(yè)污（廢）水均含有腐蝕性的化學(xué)介質(zhì)，而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要經(jīng)受住各種物理和化學(xué)的侵蝕，在設(shè)計(jì)時就要考慮對它采取防腐蝕處理措施，以確保其使用的耐久性。根據(jù)我們對各類污（廢）水池多年積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將各種防腐蝕處理方法進(jìn)行了總結(jié)，并介紹了一些新型的防腐蝕材料。
 
1、玻璃鋼襯里
它是玻璃纖維增強(qiáng)塑料（俗稱“玻璃鋼”或“FRP”）在混凝土表面形成的襯里防護(hù)層，具有整體性、抗?jié)B性好和造價(jià)合理的特點(diǎn)。在該工藝中，采用玻璃纖維與玻璃纖維短切氈或表面氈的復(fù)合結(jié)構(gòu)，只要防腐蝕樹脂選用適當(dāng)，襯里厚度在1-3mm之間就能夠達(dá)到良好的防腐蝕效果。
1.1 樹脂的選擇
在混凝土面上施工，要求樹脂的收縮率不能太大，否則可能會導(dǎo)致玻璃鋼襯里“脫殼”，而引起防腐蝕失效。因此業(yè)主和施工隊(duì)均會選用環(huán)氧樹脂，因?yàn)榄h(huán)氧樹脂具有來源廣、成本合理、耐腐蝕性能良好、收縮率低等特點(diǎn)，但環(huán)氧樹脂本身也有其一定的使用局限性：
1） 環(huán)氧樹脂的固化可采用酸酐類或胺類固化體系。酸酐類固化劑需要中高溫的固化條件。而一般防腐蝕施工均采用在室溫或常溫下固化的胺類固化劑，其原理是利用胺基團(tuán)上的活潑氫與環(huán)氧基反應(yīng)而交聯(lián)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，但這個交聯(lián)結(jié)構(gòu)很容易在酸性介質(zhì)作用下分解，導(dǎo)致三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)的解體而引起防腐蝕襯里的失效。所以胺類固化的環(huán)氧樹脂在大于40℃或者更高溫度下的耐酸性就不太理想；室溫下胺類固化的環(huán)氧樹脂的熱變形溫度（HDT）在60-70℃之間，因此推薦使用溫度不能超過70℃。
表2.1 環(huán)氧樹脂耐介質(zhì)的濃度和溫度
化學(xué)介質(zhì)濃度（%）溫度（℃）化學(xué)介質(zhì)濃度（%）溫度（℃）硫酸2066鹽酸2060硫酸7040鹽酸3635氫氟酸1020醋酸1066氫氧化鈉3040苯-25苯酚-66氨水稀662）胺類固化環(huán)氧樹脂的養(yǎng)護(hù)周期較長，且低分子量胺類固化劑（如乙二胺）的毒性較大，因此要采用毒性較小的固化劑，如T31等。
3）工程中采用的6101（E-44）環(huán)氧樹脂的粘度較大,不能直接操作，為了降低樹脂粘度，應(yīng)加入適當(dāng)比例的稀釋劑來降粘，活性稀釋劑（如低分子的環(huán)氧化合物）成本相當(dāng)高，一般不采用；而通常采用的非活性稀釋劑，如：丙酮等并不參加環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)，丙酮極易揮發(fā)，造成固化物的不致密，此類環(huán)氧樹脂的抗?jié)B性相對較差，尤其是含有氫氟酸等工業(yè)污（廢）水等強(qiáng)腐蝕性化學(xué)介質(zhì)，由于其較小的分子體積，容易發(fā)生分子水平上的擴(kuò)散或溶脹，所以環(huán)氧樹脂的耐氫氟酸的效果較差。
針對上述環(huán)氧樹脂存在的不足，人們開發(fā)成功了環(huán)氧乙烯基酯樹脂。環(huán)氧乙烯基酯樹脂是由環(huán)氧樹脂與甲基丙烯酸通過開環(huán)加成化學(xué)反應(yīng)而制得，它保留了環(huán)氧樹脂的基本鏈段，又有不飽和聚酯樹脂的良好工藝性能，它能在室溫條件下固化，具有良好的工藝性和耐腐蝕性。常規(guī)的環(huán)氧乙烯基酯樹脂的室溫固化后的線收縮率為3%左右，而新近推出的低收縮891環(huán)氧乙烯基酯樹脂的線收縮率<0.5%，并具有高耐蝕性、與填料有良好浸潤性的特點(diǎn)，尤其適合防腐蝕玻璃鋼襯里的施工。在國內(nèi)利用環(huán)氧乙烯基酯樹脂在電子工廠（如中芯國際等）、化工廠等均有成功的應(yīng)用案例。但環(huán)氧乙烯基酯樹脂的成本相對較高，目前國內(nèi)一些廠家還不能完全承受。
表2.2 902芳烴樹脂耐介質(zhì)的濃度和溫度
化學(xué)介質(zhì)濃度（%）溫度（℃）化學(xué)介質(zhì)濃度（%）溫度（℃）硫酸<7060氨水飽和常溫硝酸1080硝酸<30常溫鹽酸3180醋酸<40常溫氫氧化鈉4060硫酸銨飽和常溫醛化液-80氫氟酸<3025鉻酸<3060碳酸鈉飽和常溫目前，一種特種不飽和聚酯樹脂--高性能的芳烴型樹脂（902），使用比較普遍，它含有較多的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，對硫酸和硝酸的耐腐蝕的性能尤為特出，902樹脂與環(huán)氧樹脂相比，綜合應(yīng)用成本降低了1/4左右。
 
1.2 施工過程及要點(diǎn)
1> 封底層：在經(jīng)過處理的基層表面，均勻地涂刷封底料，不得有漏涂、流掛等缺陷，自然固化不宜少于24 h。
2> 修補(bǔ)層：在基層的凹陷不平處，應(yīng)采用樹脂膠泥料修補(bǔ)填平，自然固化不宜少于24 h，用樹脂膠泥料修補(bǔ)刮平基層。
3> 連續(xù)法樹脂玻璃鋼鋪襯層的施工，應(yīng)符合下列規(guī)定：
1. 玻璃纖維布應(yīng)剪邊，滌綸布應(yīng)進(jìn)行防收縮的前處理。
2．先均勻涂刷一層鋪襯膠料，隨即襯上一層纖維增強(qiáng)材料，必須貼實(shí)，其上再涂一層膠料，再襯上一層纖維增強(qiáng)材料，連續(xù)鋪襯時，上下兩層纖維增強(qiáng)材料的接縫應(yīng)錯開，錯開距離不得小于50 mm，陰陽角處應(yīng)增加一至二層纖維增強(qiáng)材料。
3． 平面一次連續(xù)鋪襯層數(shù)或厚度，以不應(yīng)產(chǎn)生滑移，固化后不起殼、脫層為限。
4． 立面一次連續(xù)鋪襯層數(shù)或厚度，以不應(yīng)產(chǎn)生滑垂、固化后不起殼、脫層為限。
5． 應(yīng)在前一次連續(xù)鋪襯層固化后，再進(jìn)行下一次連續(xù)鋪襯層施工。
6． 連續(xù)鋪襯到設(shè)計(jì)要求的層數(shù)或厚度后，應(yīng)自然固化24 h，即可進(jìn)行封面層施工。
4>封面層的施工應(yīng)均勻涂刷面層膠料。當(dāng)涂刷兩遍以上時，待第一遍固化后再涂刷下一遍。
 
2、樹脂鱗片膠泥襯里
將具有一定片徑和厚度的玻璃鱗片，與耐腐蝕樹脂等混合，經(jīng)專用機(jī)械配制而成的膠泥（涂料），再涂敷于混凝土表面，室溫固化后所得到襯里。有二類：一類是環(huán)氧鱗片膠泥；另一類是乙烯基酯樹脂鱗片膠泥（vinyl ester glass flake mortar），簡稱為VEGF鱗片膠泥。后者的綜合性能包括耐腐蝕性能和耐溫性能均優(yōu)于前者，在日本、美國等國家均采用后者。VEGF鱗片膠泥具有以下特點(diǎn)：
1） 耐腐蝕性能好：由于基體樹脂是采用高性能的環(huán)氧乙烯基酯樹脂，比環(huán)氧樹脂有更好的耐腐蝕性能；
2） 較低的滲透率：VEGF鱗片膠泥的抗水蒸汽滲透率比普通環(huán)氧樹脂涂料高6-15倍，比普通環(huán)氧FRP高4倍；
3） VEGF鱗片膠泥具有較強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度，與混凝土的粘結(jié)抗拉強(qiáng)度≥2.5Mpa 。因此涂層不易產(chǎn)生龜裂、分層或剝離，附著力和沖擊強(qiáng)度較好；
4） 耐熱沖擊性能較好：涂層中由于含有許多玻璃鱗片，因此消除了涂層與基材之間的線膨脹系數(shù)的差別，適合于溫度交變的重腐蝕環(huán)境。
5） 耐磨性好：如VEGF鱗片膠泥的耐磨性為105mg （CS-17W-500 g情況下），而受外機(jī)械損傷時，破壞是局部的，其擴(kuò)散趨勢小，易于修復(fù)。
6） 工藝性較好：由于固體成份較高，可一次性成較厚的涂層，可以是噴涂、鏝涂、刷涂等成型方法，并有當(dāng)場配制和室溫下固化的特點(diǎn)。
因此，VEGF玻璃鱗片膠泥在污（廢）水池防腐蝕處理有其獨(dú)特的用途：可單獨(dú)或同玻璃鋼襯里復(fù)合使用。鱗片膠泥施工過程及要點(diǎn)如下：
① 基礎(chǔ)混凝土要求養(yǎng)護(hù)期不少于28天，表面含水率應(yīng)＜6%。去除混凝土表面浮灰，清理干凈后，用VEGF樹脂打底一至二道，待干后施工；
② 用手工泥刀刮鏝成1-2mm(每道)厚VEGF膠泥層，硬化后再進(jìn)行第二刀刮鏝，直至達(dá)到規(guī)定厚度。一般在每涂1mm厚度時進(jìn)行檢測，以確認(rèn)涂層是否有針孔及其它瑕疵；
③ 凹凸部位，適當(dāng)增加厚度，或同F(xiàn)RP復(fù)合使用；
④ 用VEGF樹脂罩面一至二道；
 
3、耐酸塊材砌筑
在污（廢）水中的固體粉粒的含量高、腐蝕性強(qiáng)，溫度較高（有的達(dá)120℃）場合，一般用耐酸塊材砌筑的方式來解決。選用的耐腐蝕塊材有耐酸磚、各類耐腐蝕石材（如花崗石、石英石等），這些耐腐蝕塊材的基本成份是二氧化硅，具有優(yōu)良的耐酸性能，同時由于結(jié)構(gòu)致密，吸水率小，耐磨耗性好。其施工過程及要點(diǎn)
1> 鋪砌塊材時，基層的表面應(yīng)均勻涂刷封底料，待固化后再進(jìn)行塊材的鋪砌。在某些情況下，基層上可采用璃鋼隔離層，此時宜先涂刷一遍與襯砌用樹脂相同的膠料，然后進(jìn)行塊材的鋪砌。 
2> 塊材結(jié)合層厚度、灰縫寬度和灌縫或勾縫的尺寸，均應(yīng)符合設(shè)計(jì)的規(guī)定。
3> 塊材在鋪砌前先進(jìn)行試排；鋪砌時的順序應(yīng)由低往高，先地坑、地溝，后地面、踢腳板或墻裙。陰角處立面塊材應(yīng)壓住平面塊材，陽角處平面地材應(yīng)蓋住立面塊材，塊材鋪砌不應(yīng)出現(xiàn)十字通縫，多層塊材不得出現(xiàn)疊縫。
 　　　　
4、應(yīng)用舉例
1> 在一個目前國內(nèi)最大的芯片集成電路制造廠的工業(yè)污水處理池中，含有一些廢酸，其中包括3-5%氫氟酸，在這個工程中采用了891乙烯基酯樹脂玻璃鋼結(jié)構(gòu)，已經(jīng)運(yùn)行2年，效果良好，其玻璃鋼結(jié)構(gòu)是2層04布再加一層表面氈的結(jié)構(gòu)，總厚度約為2mm。
2> 在湖南一石油化學(xué)品公司的工業(yè)廢水處理池中，由于池的面積較大（達(dá)2000平米），同時廢水又含有大量的烴類等化學(xué)介質(zhì)，對化水處理池最后采取VEGF樹脂鱗片膠泥結(jié)構(gòu)，以確保整個防腐蝕內(nèi)襯層的整體性和抗?jié)B性，另外在砼基礎(chǔ)上加襯一層04玻纖布。
3> 在浙江一家農(nóng)藥廠，排放的廢水中含有一些三氟乙酸、硫酸等強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)介質(zhì)，同時剛排放的廢水溫度較高，部分達(dá)到90℃甚至更高，最后在有關(guān)專家的建議下，并結(jié)合外方在國外同類工廠的防腐蝕經(jīng)驗(yàn)，最后選取耐酸磚襯里，溝縫用膠泥采用耐高溫898乙烯基酯樹脂膠泥。

ld13316 · 發(fā)表于 2006-7-22 22:07:23

請教各位大俠現(xiàn)在有一種說法:玻璃鋼內(nèi)襯如用環(huán)氧打底就不能用不飽和樹脂了,不知這種說法有無根據(jù)?

biyebo · 發(fā)表于 2006-7-23 17:20:08

有一定的依據(jù)，主要是說環(huán)氧樹脂與不飽和聚酯樹脂的相互作用問題。

bamstone · 發(fā)表于 2006-7-23 17:29:54

引用第1樓ld13316于2006-07-22 22:07發(fā)表的“”:
請教各位大俠現(xiàn)在有一種說法:玻璃鋼內(nèi)襯如用環(huán)氧打底就不能用不飽和樹脂了,不知這種說法有無根據(jù)?

當(dāng)然有根據(jù)啊，環(huán)氧樹脂室溫固化只能用胺固化劑，而胺類物質(zhì)對自由基聚合反應(yīng)有阻聚作用。

hzp-929 · 發(fā)表于 2006-8-1 17:59:53

　　我在平時做內(nèi)襯時的做法是：在水泥基礎(chǔ)上刷環(huán)氧，以增加后面要做的內(nèi)襯與水泥基礎(chǔ)之間的粘接力，減少內(nèi)襯起空殼，等刷的環(huán)氧固化后就可以做耐酸堿的不飽和聚酯樹脂，多年來還沒有啥不良反映，以上只供參考，如需細(xì)節(jié)可與我聯(lián)系，QQ--250670832免費(fèi)咨訊．

laney · 發(fā)表于 2006-8-2 22:23:26

把EP換成低收縮低黏度VER就可以了啊