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摘要：钢筋混凝土污水管,因为接纳的污水性质复杂,经过一段时间的运行, 内壁会产生腐蚀现象,严重影响管道正常运行和使用寿命,因此应进行防腐处理。本文提出经济实用的混凝土水处理设施防腐蚀措施，为城市污水处理过程中钢筋混凝土结构的防腐提供可以借鉴的方法。
关键词：钢筋混凝土；污水管防腐
中图分类号：TU528.571文献标识码： A 文章编号：
在城市污水处理工程中，设计人员多注重金属设备的腐蚀及防护，往往忽视了混凝土构筑物（如污水处理池）以及混凝土污水管网的腐蚀及防护问题。在现实案例里混凝土污水池及污水管道的腐蚀问题也已经成为影响工程质量和使用寿命的重要因素，采取有效的防护措施可大大提高工程使用寿命，具有较高的性价比。
城市污水处理过程中的腐蚀环境
城市污水处理过程中的腐蚀环境主要是生活污水和工业废水，成分比较复杂，往往含有大量的酸、碱、盐，pH 值变化范围大，有机物和微生物含量高，夹杂着泥砂等固体颗粒物。同时，水处理过程中加入的微生物和氯气等也会对设备或构筑物产生腐蚀。另外，水里氧气浓度经常处于变化之中，同一池中存在氧气浓度差异，会产生浓差电池腐蚀；在搅动和湍流状态下流动，水的流速较大，溶解氧含量高。这些都是产生腐蚀的重要因素。
针对不同的腐蚀环境，国际标准《腐蚀环境判定标准及防腐涂层干膜厚度》定义为：Im1为淡水环境,Im2为海水环境，Im3为泥土中。从其对不同腐蚀环境的描述可以得出，污水处理过程中水的腐蚀应定义为Im1或Im2。实际上城市污水处理厂的污水腐蚀性要强于其中的腐蚀等级，因为污水成分的复杂性决定了其腐蚀形式的复杂性。
二、混凝土结构的腐蚀形态和机理
污水处理过程中有许多混凝土构筑物，一般包括：泵房及前池、格栅渠及沉砂池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池等。由于污水的腐蚀条件存在、混凝土本身的成分及微观多孔结构，更有施工过程中存在的涨模、浇捣不均匀等缺陷， 混凝土结构面临着浸析腐蚀、交换腐蚀和结晶腐蚀的危害，造成混凝土开裂、膨胀和钢筋的锈蚀。污水对混凝土结构的腐蚀有下列主要形态：
（1） 混凝土表面的酸腐蚀
混凝土表面的酸腐蚀是指酸性水对混凝土表面以及透过混凝土裂缝、微孔对内部硅酸盐水泥产生的腐蚀。这种腐蚀由污水接触的表面向混凝土内部进行，腐蚀随着水的酸度的增强而增强。结果是将水泥表面腐蚀成松散或蜂窝状，水的冲刷将松散物冲入水中，酸性水进一步向混凝土内部腐蚀，破坏混凝土的结构和强度。
混凝土内部钢筋的腐蚀
混凝土结构在浇筑过程中往往存在露筋缺陷，固定模具用的拉筋也被截断留在混凝土中，这些表露的钢筋接触污水后产生腐蚀。另外，污水透过混凝土裂纹、微孔以及蜂窝麻面等缺陷进入内部腐蚀钢筋。一般情况下，混凝土为碱性物质， 其液相pH 值为12.5 ～ 13.5，钢筋在这种环境中能形成钝化膜，它不仅可以隔绝氧接触钢筋，而且阻止钢筋内部形成腐蚀电流，因此对钢筋起到保护作用。而在酸性条件下或有氯离子存在而且达到一定浓度时，钢筋的保护膜会受到破坏，呈活化态，造成钢筋的电化学腐蚀。
钢筋腐蚀后产生的腐蚀产物在混凝土中膨胀，其锈胀体积一般增加2.5 ～ 5.0 倍，在水分充足的条件下体积膨胀甚至可达7 倍，从而导致钢筋的混凝土保护层开裂（即顺筋裂缝），使混凝土产生微裂纹，污水进一步渗透，进一步腐蚀内部钢筋，造成恶性循环，降低或破坏钢筋与混凝土的握裹力。这种腐蚀对混凝土结构的破坏性最强。
（3） 盐类结晶腐蚀
污水中的盐类随水分沿着混凝土微孔、裂缝及麻面渗入混凝土结构内结晶， 结晶物吸水膨胀产生膨胀应力，从而破坏混凝土结构的强度。例如，在硫酸盐存在的条件下，这种腐蚀作用有两种表现形式，即E 盐破坏和G 盐破坏。E 盐破坏即钙矾石膨胀破坏，其生成物的体积比反应物大1.5 倍多，呈针状结晶，引起很大的内应力，其破坏特征为混凝土表面出现几条较粗大的裂缝。G 盐破坏即石膏膨胀破坏，当介质中SO42－ 的质量浓度达到1 000mg ／ L 时，SO42－ 可与Ca（OH）2反应生成石膏晶体，即CaSO4·2H2O， 其体积增大1.24 倍，导致混凝土因内应力而破坏，其破坏特征为混凝土表面虽无粗大裂缝但遍体溃散。结晶腐蚀主要发生在液位附近，或经常干、湿交替的部位，并随着水中盐份含量的增加而增强。
除了以上主要腐蚀形式外，混凝土结构还存在微生物腐蚀、碱析腐蚀等。这些腐蚀的存在严重破坏了混凝土结构的强度，降低了构筑物的使用寿命和耐久性。美国学者用“5 倍定律”形象地说明了混凝土耐久性问题的重要性，即在设计时，若对新建项目钢筋混凝土防护方面每节省1 美元，就意味着发生钢筋锈蚀时采取措施多追加5 美元，顺筋开裂时多追加25 美元，严重破坏时多追加125 美元。因此，在污水处理工程中对新建的混凝土结构进行防腐保护显得十分必要。
防腐技术参数及要求
1、钢筋混凝土管
钢筋混凝土管内壁表面应清洁、干燥、无油脂和松散水泥。防腐涂料采用Intertuf 606 JXA006/ JXA010 環氧沥青漆( 双组份, 常温固化型)。防腐层结构为喷涂两道,第1 道系渗透漆, 厚度为50 微米( 干膜厚度)；第2 道系面漆, 厚度为150 微米( 干膜厚度)。
2、钢套环钢筋混凝土管钢套环
钢套环清洁度应达到Sa21/ 2 质量等级, 即表面无油、无锈、无氧化皮及其他污物，表面平均粗糙度为50至75微米。防腐涂料采用JXA006/ JXA010 环氧沥青漆( 双组份, 常温固化型)。
防腐层结构: 采用“二油一布”工艺,第1 道环氧沥青漆厚度为150微米；第2 道环氧沥青漆干膜漆仍为150 微米。
四、防腐处理施工
1、钢筋混凝土管内壁防腐处理施工工艺
首先进行表面处理,要求混凝土管内壁水泥表面养护一个月以上,水分含量应低于6%；在此基础上,用刮刀钢丝刷( 或手提砂轮钢丝刷) 去除松散水泥和凸出的水泥钉子和疙瘩,用纱布或破布蘸上相关溶剂擦清油脂、油污,使整个管内壁表面清洁、干燥、无油脂和松散水泥.表面处理完成后,随即进行涂装施工。在清洁好的混凝土管内壁应尽快用高压无气喷枪将环氧沥青底漆均匀、平整地喷射其上。环氧沥青底漆应在常规用量基础上多加10%稀释剂,使之对混凝土管壁有较强的渗透性,从而通过毛细现象,使环氧沥青漆较好地渗入到管壁内,达到增强附着力的目的。
埋管完工后,在管材安装现场进行管道内接口防腐处理,程序为: 管道内接口清理-查漏-堵漏-拉毛原涂层-修补( 刷涂或滚涂)。最后是全面检查漆膜,修补有损伤部位。
2、钢套环钢筋混凝土管钢套环防腐处理施工工艺
由于钢套环是金属制品， 在地下水及污水作用下,极易遭受腐蚀, 因此钢套环钢筋混凝土管的钢套环也必须进行防腐处理。钢套环防腐处理施工工艺与上述相同。
表面处理时首先要检查钢套环上是否有焊渣、飞溅、尖顶及污垢存在,去除后接着使用高压空气带动石英砂( 或棱角钢砂) 对钢套环表面进行均匀有序的喷砂除锈。空气压力要求在0. 6 MPa 以上；石英砂( 或棱角钢砂) 粒度要求8至12 目( 3 号砂),清洁度等级应达到2. 2 中的要求,并且95%表面露出金属本色,表面平均粗糙度为50至 75微米，以便增强漆膜附着力最后须用清洁干燥压缩空气进行表面处理。
刚喷砂除锈后的金属表面极易二次生锈,因此钢套环喷完砂后应尽快喷上底漆( 最好在2 h 内),底漆厚度为干膜150微米，在底漆尚未固化干燥时,及时缠绕一层网状平纹玻璃布,玻璃布应干燥、脱腊、无捻、封边,含碱量不超过12%且经脱脂处理,玻璃布的经纬密度为144 cm2,厚度0.10至 0.12 mm。玻璃布缠绕夹角以25度为宜,且必须平直无皱,紧密妥帖,并使未干燥底漆渗出玻璃布缝隙, 以增加漆、布间的附着力；然后在底漆基本固化的情况下( 24 h 左右),再均匀地喷上第二道漆( 面漆),第二道环氧沥青漆干膜漆仍为150 微米。二道漆总厚度达到300 微米。另外，在钢套环与混凝土交接有缝隙处必须用环氧沥青腻子嵌平,并喷涂上底面漆,以确保钢套环处于漆膜的全封闭状态中,保证防腐效果。
最后还要全面检查漆膜,并修补有损伤部位,要求是将表面打磨至SIS St3 级,用刷涂或滚涂进行修补,并与原完整漆膜有50 mm 的搭接区。
城市污水处理过程中，污水对裸露混凝土构筑物的腐蚀是客观存在的，甚至腐蚀会非常严重，采用适当的防护方法可以使腐蚀程度减弱或者避免。简单有效的涂层防腐在此具有较高经济价值。
[参考文献]
[ 1] 刘华平, 李 田. 上海市排水管道硫化氢腐蚀的探察与分析[ J] .给水排水, 2005, 31(6) : 91~ 93
[ 2] 中国石油天然气总公司. SY/T0407- 97 涂装前钢材表面预处理规范[S] . 北京: 石油工业出版社, 2005.
[ 3] 中华人民共和国建设部, 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. GB50212- 2002 建筑防腐蚀工程施工及验收规范[ S] . 北京:中国计划出版社, 2002.
[4] 小若正伦． 金属的腐蚀破坏与防护技术［M］． 北京： 化学工业出版社， 1988. 57－61.
[5] 柯伟． 中国工业与自然环境腐蚀调查的进展［J］． 腐蚀与防护，2004， （1）： 1－8.
关键词：钢筋混凝土；污水管防腐
中图分类号：TU528.571文献标识码： A 文章编号：
在城市污水处理工程中，设计人员多注重金属设备的腐蚀及防护，往往忽视了混凝土构筑物（如污水处理池）以及混凝土污水管网的腐蚀及防护问题。在现实案例里混凝土污水池及污水管道的腐蚀问题也已经成为影响工程质量和使用寿命的重要因素，采取有效的防护措施可大大提高工程使用寿命，具有较高的性价比。
城市污水处理过程中的腐蚀环境
城市污水处理过程中的腐蚀环境主要是生活污水和工业废水，成分比较复杂，往往含有大量的酸、碱、盐，pH 值变化范围大，有机物和微生物含量高，夹杂着泥砂等固体颗粒物。同时，水处理过程中加入的微生物和氯气等也会对设备或构筑物产生腐蚀。另外，水里氧气浓度经常处于变化之中，同一池中存在氧气浓度差异，会产生浓差电池腐蚀；在搅动和湍流状态下流动，水的流速较大，溶解氧含量高。这些都是产生腐蚀的重要因素。
针对不同的腐蚀环境，国际标准《腐蚀环境判定标准及防腐涂层干膜厚度》定义为：Im1为淡水环境,Im2为海水环境，Im3为泥土中。从其对不同腐蚀环境的描述可以得出，污水处理过程中水的腐蚀应定义为Im1或Im2。实际上城市污水处理厂的污水腐蚀性要强于其中的腐蚀等级，因为污水成分的复杂性决定了其腐蚀形式的复杂性。
二、混凝土结构的腐蚀形态和机理
污水处理过程中有许多混凝土构筑物，一般包括：泵房及前池、格栅渠及沉砂池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池等。由于污水的腐蚀条件存在、混凝土本身的成分及微观多孔结构，更有施工过程中存在的涨模、浇捣不均匀等缺陷， 混凝土结构面临着浸析腐蚀、交换腐蚀和结晶腐蚀的危害，造成混凝土开裂、膨胀和钢筋的锈蚀。污水对混凝土结构的腐蚀有下列主要形态：
（1） 混凝土表面的酸腐蚀
混凝土表面的酸腐蚀是指酸性水对混凝土表面以及透过混凝土裂缝、微孔对内部硅酸盐水泥产生的腐蚀。这种腐蚀由污水接触的表面向混凝土内部进行，腐蚀随着水的酸度的增强而增强。结果是将水泥表面腐蚀成松散或蜂窝状，水的冲刷将松散物冲入水中，酸性水进一步向混凝土内部腐蚀，破坏混凝土的结构和强度。
混凝土内部钢筋的腐蚀
混凝土结构在浇筑过程中往往存在露筋缺陷，固定模具用的拉筋也被截断留在混凝土中，这些表露的钢筋接触污水后产生腐蚀。另外，污水透过混凝土裂纹、微孔以及蜂窝麻面等缺陷进入内部腐蚀钢筋。一般情况下，混凝土为碱性物质， 其液相pH 值为12.5 ～ 13.5，钢筋在这种环境中能形成钝化膜，它不仅可以隔绝氧接触钢筋，而且阻止钢筋内部形成腐蚀电流，因此对钢筋起到保护作用。而在酸性条件下或有氯离子存在而且达到一定浓度时，钢筋的保护膜会受到破坏，呈活化态，造成钢筋的电化学腐蚀。
钢筋腐蚀后产生的腐蚀产物在混凝土中膨胀，其锈胀体积一般增加2.5 ～ 5.0 倍，在水分充足的条件下体积膨胀甚至可达7 倍，从而导致钢筋的混凝土保护层开裂（即顺筋裂缝），使混凝土产生微裂纹，污水进一步渗透，进一步腐蚀内部钢筋，造成恶性循环，降低或破坏钢筋与混凝土的握裹力。这种腐蚀对混凝土结构的破坏性最强。
（3） 盐类结晶腐蚀
污水中的盐类随水分沿着混凝土微孔、裂缝及麻面渗入混凝土结构内结晶， 结晶物吸水膨胀产生膨胀应力，从而破坏混凝土结构的强度。例如，在硫酸盐存在的条件下，这种腐蚀作用有两种表现形式，即E 盐破坏和G 盐破坏。E 盐破坏即钙矾石膨胀破坏，其生成物的体积比反应物大1.5 倍多，呈针状结晶，引起很大的内应力，其破坏特征为混凝土表面出现几条较粗大的裂缝。G 盐破坏即石膏膨胀破坏，当介质中SO42－ 的质量浓度达到1 000mg ／ L 时，SO42－ 可与Ca（OH）2反应生成石膏晶体，即CaSO4·2H2O， 其体积增大1.24 倍，导致混凝土因内应力而破坏，其破坏特征为混凝土表面虽无粗大裂缝但遍体溃散。结晶腐蚀主要发生在液位附近，或经常干、湿交替的部位，并随着水中盐份含量的增加而增强。
除了以上主要腐蚀形式外，混凝土结构还存在微生物腐蚀、碱析腐蚀等。这些腐蚀的存在严重破坏了混凝土结构的强度，降低了构筑物的使用寿命和耐久性。美国学者用“5 倍定律”形象地说明了混凝土耐久性问题的重要性，即在设计时，若对新建项目钢筋混凝土防护方面每节省1 美元，就意味着发生钢筋锈蚀时采取措施多追加5 美元，顺筋开裂时多追加25 美元，严重破坏时多追加125 美元。因此，在污水处理工程中对新建的混凝土结构进行防腐保护显得十分必要。
防腐技术参数及要求
1、钢筋混凝土管
钢筋混凝土管内壁表面应清洁、干燥、无油脂和松散水泥。防腐涂料采用Intertuf 606 JXA006/ JXA010 環氧沥青漆( 双组份, 常温固化型)。防腐层结构为喷涂两道,第1 道系渗透漆, 厚度为50 微米( 干膜厚度)；第2 道系面漆, 厚度为150 微米( 干膜厚度)。
2、钢套环钢筋混凝土管钢套环
钢套环清洁度应达到Sa21/ 2 质量等级, 即表面无油、无锈、无氧化皮及其他污物，表面平均粗糙度为50至75微米。防腐涂料采用JXA006/ JXA010 环氧沥青漆( 双组份, 常温固化型)。
防腐层结构: 采用“二油一布”工艺,第1 道环氧沥青漆厚度为150微米；第2 道环氧沥青漆干膜漆仍为150 微米。
四、防腐处理施工
1、钢筋混凝土管内壁防腐处理施工工艺
首先进行表面处理,要求混凝土管内壁水泥表面养护一个月以上,水分含量应低于6%；在此基础上,用刮刀钢丝刷( 或手提砂轮钢丝刷) 去除松散水泥和凸出的水泥钉子和疙瘩,用纱布或破布蘸上相关溶剂擦清油脂、油污,使整个管内壁表面清洁、干燥、无油脂和松散水泥.表面处理完成后,随即进行涂装施工。在清洁好的混凝土管内壁应尽快用高压无气喷枪将环氧沥青底漆均匀、平整地喷射其上。环氧沥青底漆应在常规用量基础上多加10%稀释剂,使之对混凝土管壁有较强的渗透性,从而通过毛细现象,使环氧沥青漆较好地渗入到管壁内,达到增强附着力的目的。
埋管完工后,在管材安装现场进行管道内接口防腐处理,程序为: 管道内接口清理-查漏-堵漏-拉毛原涂层-修补( 刷涂或滚涂)。最后是全面检查漆膜,修补有损伤部位。
2、钢套环钢筋混凝土管钢套环防腐处理施工工艺
由于钢套环是金属制品， 在地下水及污水作用下,极易遭受腐蚀, 因此钢套环钢筋混凝土管的钢套环也必须进行防腐处理。钢套环防腐处理施工工艺与上述相同。
表面处理时首先要检查钢套环上是否有焊渣、飞溅、尖顶及污垢存在,去除后接着使用高压空气带动石英砂( 或棱角钢砂) 对钢套环表面进行均匀有序的喷砂除锈。空气压力要求在0. 6 MPa 以上；石英砂( 或棱角钢砂) 粒度要求8至12 目( 3 号砂),清洁度等级应达到2. 2 中的要求,并且95%表面露出金属本色,表面平均粗糙度为50至 75微米，以便增强漆膜附着力最后须用清洁干燥压缩空气进行表面处理。
刚喷砂除锈后的金属表面极易二次生锈,因此钢套环喷完砂后应尽快喷上底漆( 最好在2 h 内),底漆厚度为干膜150微米，在底漆尚未固化干燥时,及时缠绕一层网状平纹玻璃布,玻璃布应干燥、脱腊、无捻、封边,含碱量不超过12%且经脱脂处理,玻璃布的经纬密度为144 cm2,厚度0.10至 0.12 mm。玻璃布缠绕夹角以25度为宜,且必须平直无皱,紧密妥帖,并使未干燥底漆渗出玻璃布缝隙, 以增加漆、布间的附着力；然后在底漆基本固化的情况下( 24 h 左右),再均匀地喷上第二道漆( 面漆),第二道环氧沥青漆干膜漆仍为150 微米。二道漆总厚度达到300 微米。另外，在钢套环与混凝土交接有缝隙处必须用环氧沥青腻子嵌平,并喷涂上底面漆,以确保钢套环处于漆膜的全封闭状态中,保证防腐效果。
最后还要全面检查漆膜,并修补有损伤部位,要求是将表面打磨至SIS St3 级,用刷涂或滚涂进行修补,并与原完整漆膜有50 mm 的搭接区。
城市污水处理过程中，污水对裸露混凝土构筑物的腐蚀是客观存在的，甚至腐蚀会非常严重，采用适当的防护方法可以使腐蚀程度减弱或者避免。简单有效的涂层防腐在此具有较高经济价值。
[参考文献]
[ 1] 刘华平, 李 田. 上海市排水管道硫化氢腐蚀的探察与分析[ J] .给水排水, 2005, 31(6) : 91~ 93
[ 2] 中国石油天然气总公司. SY/T0407- 97 涂装前钢材表面预处理规范[S] . 北京: 石油工业出版社, 2005.
[ 3] 中华人民共和国建设部, 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. GB50212- 2002 建筑防腐蚀工程施工及验收规范[ S] . 北京:中国计划出版社, 2002.
[4] 小若正伦． 金属的腐蚀破坏与防护技术［M］． 北京： 化学工业出版社， 1988. 57－61.
[5] 柯伟． 中国工业与自然环境腐蚀调查的进展［J］． 腐蚀与防护，2004， （1）： 1－8.