海水冷却塔混凝土表面防护的应用研究
随着国家环保要求的不断提升,海水循环冷却技术的研发和应用得到了快速发展,滨海电厂常采用海水循环冷却技术。作为节约淡水、绿色环保技术,海水循环冷却技术能有效减少电厂温排水,减轻对海洋环境的影响。
海水自然通风冷却塔简称海水冷却塔(海水塔),是海水循环冷却技术最核心的构筑物。海水冷却塔与普通的淡水冷却塔在结构上没有区别,鉴于循环冷却的介质性质发生了变化,海水对冷却塔混凝土的耐久性产生了不利的影响
[1]
。
与一般海洋环境的构筑物相比,海水冷却塔的腐蚀环境更为恶劣,冷却塔塔筒外部处于海洋大气盐雾环境,塔筒内部为高温、高湿的浓缩海水的水汽环境,腐蚀环境超过一般海洋环境构筑物
[2]
某发电厂位于浙江省东南沿海三门湾,工程建设2座淋水面积13 000 m
2
的海水冷却塔,工程海水循环冷却水的原水水质见表1。
1 海水冷却塔混凝土腐蚀机理
海水中的氯化物和各类盐类对冷却塔混凝土造成腐蚀。其中,氯化物腐蚀钢筋,硫酸盐侵蚀混凝土
[3]
。
1.1
碳化作用
混凝土pH为12.5~13.5,钢筋在碱性环境中形成钝化膜,阻止大气中O
2
接触钢筋,对钢筋起到保护作用。当大气环境中的CO
2
渗入混凝土,与碱性物质反应生成碳酸盐和水,造成混凝土碳化
[4]
。碳化作用容易造成混凝土开裂。碳化程度与混凝土施工质量、混凝土密实度以及大气环境中的CO
2
浓度等因素
[5]
相关。
1.2
氯离子侵蚀
氯离子(Cl
-
)侵蚀是钢筋锈蚀的主要原因,Cl
-
通过渗透、扩散和毛细管等方式侵入混凝土,锈蚀钢筋
[6]
。同时,Cl
-
阳极去极化作用
[7]
加速了混凝土钢筋的腐蚀。
1.3
硫酸根离子腐蚀
硫酸根离子(SO
4
2-
)与混凝土的Ca(OH)
2
反应CaSO
4
。CaSO
4
反应物以结晶形式析出,晶体体积增大1.2-2.5倍
[8,9]
。CaSO
4
晶体在混凝土内部膨胀,产生内应力,造成混凝土开裂。
综上所述,碳化、氯离子侵蚀和硫酸根离子腐蚀是造成海水冷却塔混凝土腐蚀的主要原因。
2
混凝土防腐技术
目前,海水冷却塔混凝土的防腐技术
[6]
主要包括2种:(1)基本措施,增强混凝土自身抗腐蚀能力,如抗硫酸盐混凝土;(2)附....
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