1、涼水塔壁防腐修補方案1現狀我司涼水塔自 2009 年底投運，至今已經五年整。該涼水塔是國首批投運的海水涼水塔之一， 當時只有同期建設的寧海二期機 組涼水塔是海水塔。 為了確保該海水塔的使用壽命， 在工程設計前專門委托鋼鐵 研究總院海洋腐蝕研究院研究并編制了 海水冷卻塔結構材料及防腐蝕研究成果 報告，報告有 150 頁，報告分析了涼水塔的腐蝕環境、 研究了混凝土結構材料、 試驗了防腐涂層的性能，推薦使用環氧封閉底漆 + 環氧玻璃鱗片 + 丙烯酸聚氨酯 涂層體系。塔筒設計在通風筒壁、塔頂以下 10 米高圍外壁、下環梁底部及通風筒外壁 底部 20 米高圍采用涂層防腐， 防腐涂層體設計要求滿足本工程長

2、期海水運行環 境作用下對混凝土構件的保護要求。涼水塔壁防腐情況， 我們都在每年的檢修中進行檢查， 前兩年情況較好， 最 近兩年發現壁的銹蝕點越來越多， 筒壁上的紅銹痕跡越來越明顯。 配水槽上排氣 鍍鋅鋼管在上次檢修中僅發現鍍鋅層上有銹斑， 最近一次檢查發現腐蝕相當嚴重防護層破壞后腐蝕速度很快） ，如下圖所示涼水塔壁銹跡配水槽排氣用鍍鋅管銹蝕嚴重（已更換為PVC 管）2 行業類似涼水塔防腐修復的調研情況行業涼水塔防腐修復的工程很少。詢問寧海電廠，他們沒有對塔筒的壁防腐進行過修補，只是修復了人字立柱 和淋水構件，修復方案是環氧瀝青漆加玻璃絲布。根據一些防腐施工單位提供的信息，蘭溪電廠進行了塔筒壁的

3、防腐修復工 作。經咨詢，他們是長江流域的淡水塔，沒有特殊的修復方案，單純使用環氧類 油漆整個壁重新涂抹了兩遍。3.混凝土結構腐蝕分析:混凝土是一種多孔性復合材料，許多原因都能導致結構的滲水，各種原因導致的腐蝕是其中常見且極為重要的原因之一 其它物質能夠很容易地進入部，對粘結物、骨料和鋼筋等進行侵蝕。更要注意的 是，有些物質進入混凝土部后，會發生反應，導致混凝土結構的膨脹，迫使其開 裂。腐蝕因子，即濕氣、氧氣和離子(如氯離子)滲透進混凝土，鋼筋就會銹蝕， 進一步導致混凝土的劣化。因此也要對混凝土結構進行腐蝕防護。表面涂層的使 用是最為重要且有效的防護手段。混凝土結構有很多微小通道或孔洞，水和3.

4、1混凝土結構的碳化和硫化水泥漿具有一定的保護鋼筋 免受腐蝕的能力。鋼筋混凝土中 水泥的水化產物Ca(OH) 2 是一種高堿性物質，pH值在12.5 以上，混凝土中鋼筋與該溶液接 觸，表面會形成氧化亞鐵膜，它可以鈍化鋼筋，阻止氧與鋼筋接觸，從而對鋼筋 起到保護作用。這種鈍化作用在堿性環境中是很穩定的。 當水份通過孔洞形態的 混凝土，在里面生成Ca(OH)2。Ca(OH)2是一個堿性環境，由于外來的酸性氣 體，如CO2或者SO2滲入混凝土與Ca(OH)2發生化學反應，變成CaCO3或 CaSO4 ,整個反應稱為碳化或硫化作用。當大量的CaCO3形成時，混凝土部堿性環境受到破壞，達到一定程度時，如p

5、H在9以下時，鈍態鐵的保護層就失去作用，混凝土的鋼筋因為沒有受到堿 性環境的保護而產生銹蝕。混凝土的碳化或硫化因素很多，例如，水泥本身的質量，施工時水分及水泥 比例，固化時間及環境等等。而多孔的混凝土比一般混凝土碳化速度快，有時甚至快十倍。此外，施工也是一個十分重要的問題， 例如水泥層外壁與鋼筋之間的 距離(水泥壁)過小等。碳化作用更比硫化作用多見，因為空氣中的 C02含量總比S02要多。混凝土 pH 12-13混IS 土 pH 9混凝土結構鋼筋的腐蝕3.2微生物腐蝕微生物微生物腐蝕可導致混凝土表面污損、表層疏松、砂漿脫落、骨料外露， 嚴重時產生開裂和鋼筋銹蝕，使污水處理設施服役壽命縮短，這不

6、僅影響城市的 整體功能，而且還導致嚴重的經濟損失。污水中混凝土的腐蝕與許多微生物菌種的生存代有關。目前研究認為硫氧化 細菌將H2S氧化為生物硫酸是混凝土遭受腐蝕的主要原因。硫氧化菌、硫桿菌 和噬砼菌3種細菌的生存代生成生物硫酸導致混凝土腐蝕，其作用機理為：在 厭氧環境下，硫酸鹽還原細菌將管道底部硫酸鹽或有機硫還原為H2S， H2S進入管道未充水空間，在好氧環境下，硫氧化細菌將其氧化為生物硫酸，硫酸滲入 混凝土，與混凝土中Ca(OH) 2反應生成石膏，由此導致水泥水化物(CSH)分解, 生成不溶性且無膠結作用的Si02膠體，石膏則與混凝土中C3A的水化物進一 步反應生成鈣磯石，鈣磯石生成時伴隨體

7、積膨脹， 導致混凝土開裂，從而加劇混 凝土管壁的腐蝕破壞。因此，只有在好氧環境下， H2S被硫氧化細菌氧化為生 物硫酸，才會對混凝土產生強烈的腐蝕作用。防治混凝土微生物腐蝕的涂層保護措施分為兩類，一類為惰性涂層，具有耐 腐、抗滲、抗裂功能。通常采用耐酸的有機樹脂，如環氧樹脂、聚酯樹脂、脲醛 樹脂、丙烯酸樹脂、聚氯乙烯、聚乙烯以及瀝青等，另一類為功能涂層，具有酸 中和或抑菌、殺菌功能。3.3氯化物的滲透氯離子的腐蝕是混凝土結構遭受腐蝕破壞的最重要因素之一。氯離子來自于外部的生活污水，也有可能來自于建筑過程中使用的海砂、含氯防凍劑等添加劑， 它會與混凝土中的Ca(0H)2 、3CaO 2AI2O3

8、起反應，生成易溶的CaCI2和 帶有大量結晶水，體積增大好幾倍的固相化合物，造成混凝土的膨脹。JTJ275-2000海港工程混凝土結構防腐蝕技術規中規定，混凝土拌和物中氯離子對最高限值如下表(按水泥質量百分率計)：預應力混凝土鋼筋泄離土0.060. 10混凝土固化后，遭受大氣環境中氯化物污染是難以避免的。氯離子是一種穿 透力極強的腐蝕介質，當接觸到鋼鐵表面后，便迅速破壞鋼鐵表面的鈍化層，即 使在強堿性環境中，氯離子引起的點銹腐蝕依然會發生，同時由于不論是氣態還 是液態的水往往會滲透到混凝土里面， 而這種水并非純水，含有一些電解液等雜 質，電化學作用導致銹蝕加快進行。當氯離子滲透到達鋼筋表面，氯

9、離子濃度較 高的局部保護膜破壞， 成為活化態。 在氧和水充足的條件下， 活化的鋼筋表面形 成一個小陽極，未活化的鋼筋表面成為陰極， 結果導致作陽極的金屬鐵加速溶解， 形成腐蝕坑，一般把這種腐蝕稱為點腐蝕。國際上還沒有一致公認的引起混凝土中鋼筋腐蝕的氯化物界限值， 當結構處 于干濕交替狀態下或常年濕度大于 80% 時，通常認為在氯化物含量與混凝土的 重量比達到 0.2 以上時，就比較危險。3.4 結晶和凍融作用混凝土的某些鹽類 （包括自身的或外來的） ，在濕度較大時， 會溶解在水中， 在濕度較低時結晶析出， 在其結晶時按其特有的結晶學特征生長， 對混凝土孔壁 造成的結晶壓很大，從而引起混凝土的膨

10、脹開裂。寒冷季節的凍融循環也是這種反應， 凍融循環越是頻繁， 對混凝土結構的破 壞就越大。凍融主要的損害是在于冷凍時的循環。 當水在粘結劑的孔隙中存在時， 經過冷凍就會膨脹，在粘結劑的部產生壓力。當冰的壓力超過粘結劑的強度時， 粘結性失效，混凝土強度就會降低。冷凍會在混凝土表面引起開裂和剝落。如果在裂縫中的冰開始解凍融化， 流向混凝土深處， 那么這些水會引起下一 次的冷凍繼續進行，新形成的冰就會使裂縫更加擴大。3.5 外力作用超負荷承載和物體撞擊對混凝土構造物的損害非常大， 鋼筋混凝土會出現長度數 十厘米，寬度不等的斜狀裂縫和裂紋。由于受到撞擊作用， 混凝土保護層損壞， 鋼筋裸露生銹。 環境介

11、質將混凝土 中的易溶成分如 Ca(OH)2 溶解出來，引起混凝土強度減小， pH 值降低，孔隙 率增大，腐蝕介質就很容易進入混凝土部，導致混凝土結構很快就被破壞。3.6 冷熱變化引起的劣化沿海晝夜溫差大， 隨著溫度的上升和下降， 混凝土會相應地膨脹和收縮。 在 高溫下的混凝土結構， 失去熱源后， 幾個小時后溫度就會下降， 這種熱力膨脹和 收縮會導致結構的開裂。另外一個因素就是混凝土和鋼筋的受熱膨脹和收縮是不一樣的， 鋼筋的速率 要快得多。 如果溫度的變化急劇而很快， 受熱膨脹系數的不同， 也會導致混凝土 的開裂。4 冷卻塔壁修復方案 鑒于上述實際情況和腐蝕機理，做了如下海水冷卻塔的涂層維修方案

12、。4.1 Coating systems 涂層體系 所有待涂表面必須干凈、無固化劑、揮發劑、抹平化合物、表面硬化劑、風 化物、脂類、油、老涂層以及松散或分裂的混凝土顆粒。推薦的表面處理方法為 高壓淡水噴水處理。(噴砂適用于新塔施工)Ait：氏丁乞性存專，刻爐的則企土便用自射町卻新尸經選樣的面魅或涂層系竦Intorcrete斗82（廉“甲諭層Intercrete 4801 或 Interore恤 48021 補毆裳Interc rete 4fl71加F的第底濟混擔土基材加欝鋼召圖1.冷卻塔混凝土維修示意圖混凝土破損，鋼筋裸露并出現銹蝕區域:序號區域修補步驟產品厚度1鋼筋生銹區域對生銹鋼筋表面除銹

13、（水性）改性聚合物水泥砂漿2mm2鋼筋修復區域及其他6mm以上缺損區域填充修補6mm以上缺損厚漿型水泥基修補砂漿局部填平3填平后的修復表面（如圖1）噴兩道或滾涂4道低表面處理環氧樹脂漆300um說明：施工前，需用高壓淡水沖洗去除待涂表面的可溶性鹽。動力工具打磨除去疏松的混凝土，裸露銹蝕的鋼筋涂覆改性聚合物水泥砂漿 ，然 后再用厚漿型結構修補砂漿修補找平混凝土破損區域；再施工低表面處理環氧樹 脂漆，噴涂兩道或滾涂4道，使漆層厚度達到300微米！ 舊涂層完全剝落，混凝土破損或呈蜂窩狀，但未露出鋼筋區域:序號區域修補步驟產品厚度1蜂窩狀表面區域，6mm以下缺損區域填充修復6mm以下缺損纖維增強防水漆

14、修平涂層局部修平表面2填平后的修復表面（如圖2）噴兩道或滾涂4道低表面處理環氧樹脂漆300um圖2 蜂窩狀混凝土表面區域說明：施工前，需用高壓淡水沖洗去除待涂表面的可溶性鹽；混凝土表面應當無浮漿皮、風化物、油、脂、老化、疏松和開裂的混凝土顆 粒。混凝土表面所有附著不牢及突起、尖銳的區域應用動力工具打磨除去；裂紋、 空隙、凹坑等缺陷先用纖維增強防水修平漆填充修補平整；再施工低表面處理環 氧樹脂漆，噴涂兩道或滾涂4道，使漆層厚度達到300微米。舊涂層破損/剝落但混凝土表面完好區域:序號區域修補步驟產品厚度1舊涂層破損/剝落但 混凝土表面完好區 域噴涂一道環氧封閉底漆50 um2封閉后的混凝土表面噴

15、兩道或滾涂4道低表面處理環氧樹脂漆300um說明：施工前，需用高壓淡水沖洗去除待涂表面的可溶性鹽;封閉底漆一定要用噴涂方式，因為冷卻塔壁是垂直的，如用滾涂方式封閉漆會向下流而只有少部分會進到混凝土孔隙中， 起不到充分圭寸閉作用；充分圭寸 閉后再施工低表面處理環氧樹脂漆，噴涂兩道或滾涂 4道，使漆層厚度達到300 微米。舊漆層完好區域:序號區域修補步驟產品厚度1完好舊漆層表面噴一道或滾涂兩道道低表面處理環氧樹脂漆200um說明：施工前，需用高壓淡水沖洗去除待涂表面的可溶性鹽；對于舊涂層完好的區域，用動力工具打磨除去已粉化、 疏松的舊涂層，露出新鮮的涂層，使下道涂層與其能良好附著；再施工低表面處理環氧樹脂漆，噴涂一道或滾涂兩道；使新涂層加上原有舊漆層總厚度達到300微米。第一步：鋼筋暴露區域對該區域進行規則切割，暴露出生銹的鋼筋，直至鋼筋后部有2.5cm的空間來方