對城市污水處理系統(tǒng)中混凝土構(gòu)筑物耐久性的調(diào)查表明,其服務(wù)期僅為15年,但在污水腐蝕下局部已受到嚴重破壞[1]。迄今為止,生活污水對混凝土構(gòu)件的腐蝕研究尚不多見,因為對其的腐蝕長時間才能表現(xiàn),因此研究快速腐蝕試驗方法尤為重要。
1試驗材料與方法
從蘇州科技學(xué)院生活區(qū)污水管道取水,添加適量葡萄糖、氮、磷、微量元素等,配制成初始COD為9000mg/L左右的模擬生活污水。
1.1混凝土試件的制作
水泥:525號普通硅酸鹽水泥,蘇州第二水泥廠生產(chǎn);
細骨料:細度模數(shù)為2.8的河砂,級配合格;
粗骨料:粒徑為5~10mm的碎石,級配合格;
外加劑:AF高效減水劑,蘇州混凝土水泥制品研究院研制;
混合材料:硅灰,青海硅鐵合金廠;
試件尺寸:40mm×40mm×160mm。
混凝土試件按表1的配合比配制。
1.2試驗方法
①將混凝土試件浸泡在污水中定期監(jiān)測,待COD值降至5000mg/L時則更換重新配制的污水,使COD濃度維持在9000~5000mg/L。
②制作混凝土試件,標準養(yǎng)護28d,測其初始質(zhì)量、強度值后,分別浸泡在5倍體積的清水(作為對照)和模擬生活污水中(20℃,在浸泡時間分別為30、73、90、130、170d時,分別測試混凝土試件的質(zhì)量、抗折強度和抗壓強度。
2結(jié)果與分析
經(jīng)模擬生活污水浸泡后的試件表面粗糙、起砂或露砂,見圖1、2。
質(zhì)量和強度變化的試驗結(jié)果見表2。
盡管表2中的數(shù)據(jù)存在一定的波動性(這種波動是由試件制備本身造成的),但總體趨勢表明兩種類型混凝土試件隨著浸泡時間的延長,質(zhì)量保留率及抗折、抗壓強度均明顯降低,且在本試驗?zāi)M條件下隨著時間的延長,H型比O型更耐腐蝕。
2.2分析
污水中含有大量無機物、有機物和極易于微生物生長的營養(yǎng)物質(zhì),對混凝土構(gòu)件具有潛在的腐蝕作用。調(diào)查表明,混凝土構(gòu)筑物在COD值為350~500mg/L的環(huán)境下工作15年后會受到明顯的腐蝕,池壁嚴重受損、粗骨料外露、部分混凝土被完全破壞(見圖3)。
試驗中配制的COD值約為9000mg/L的模擬生活污水對混凝土試件靜態(tài)浸泡170d后,其強度明顯低于清水浸泡的試件,即污水對兩種混凝土試件具有一定的腐蝕作用,說明這種腐蝕作用不是溶出型腐蝕,而很可能是改變了水泥的水化相,使其失去了膠凝作用而導(dǎo)致混凝土強度的下降,因此該試驗方法作為快速腐蝕試驗方法是可行的。
由于混凝土構(gòu)件的耐久性受到多種因素的影響,如水灰比、骨料的性質(zhì)、冷熱交替、干濕交替、鹽類的侵蝕以及環(huán)境水條件等[2],故試驗中配制了兩種不同配合比的混凝土試件。試驗數(shù)據(jù)表明,摻有混合材料的混凝土試件(H型)對污水具有一定的耐腐蝕作用。
3結(jié)論
①以配制的高濃度模擬生活污水侵蝕液浸泡混凝土試件時發(fā)生的加速腐蝕現(xiàn)象說明該試驗方法可用于混凝土構(gòu)件的快速腐蝕試驗。
②當(dāng)混凝土中摻入混合材料時,可有效地提高耐腐蝕性。
參考文獻:
[1]韓靜云,等.污水處理系統(tǒng)中混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕現(xiàn)狀調(diào)查及分析[J].混凝土,2000,(11):52-54.
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