污水泵站的维修加固技术研究

2014-12-25曹峰源李学琳

城市建设理论研究 2014年37期

关键词：腐蚀污水混凝土

曹峰源李学琳

摘要：分析了污水泵站中介质对混凝土的腐蚀因素，制订了详尽的修复方案，选择合理的材料和工艺，解决了泵站的防腐问题。

关键词：污水混凝土腐蚀

中图分类号：TV331文献标识码： A

1工程概况

某污水泵站建于1990年，至今已经运营12年，由于池内壁、池底常年受高浓度、多成份的污水侵蚀。固体颗粒的磨蚀及微生物的腐蚀及混凝土结构自身老化，使构筑物有不同程度破损和剥落。部分混凝土构筑物出现严重的钢筋锈蚀、混凝土保护层脱落，影响了结构的正常运营，为此，必须进行相应的维修、防腐、保护处理。

2污水泵站腐蚀分析

混凝土是一种多相材料，由骨料和水泥凝胶组成，混凝土的强度主要由水泥凝胶提供。水泥凝胶是水泥水化作用形成的，主要成分为水化硅酸钙和水化硅酸钙凝胶、Ca(OH)2,CaO-A1203 .6H20，其中，Ca(OH)2和CaO-A1203 .6H20是混凝土腐蚀的内在根本因素，而对混凝土的侵蚀又进一步诱发钢筋的腐蚀。

污水的成分很复杂，多种有机质和盐份都对混凝土具有侵蚀作用，在水面附近还存在盐结晶的胀裂，在很多文献中，对这类侵蚀都有详尽的描述，此处不在赘言，此处重点分析污水泵站钢筋混凝土的侵蚀防护。

1）好氧微生物对混凝土的侵蚀

污水中的好氧菌包括：硫化氢生成菌、B．subtilis菌、E．coli菌、P．expansum菌、A．pullulans菌、腐生菌（TCB）、铁细菌等等。污水中存在大量碳氢化合物、蛋白质、纤维素等有机物质，它们是微生物的营养源，并被微生物分解，消化，在代谢过程中排出有机酸、二氧化碳、硫酸根离子等，从而引起混凝土腐蚀。

在污水处理系统中，含溶解氧的水，不仅参与腐蚀，还是主要的去极化剂，引起中性介质腐蚀。水溶解氧的腐蚀过程为：铁失去电子变成Fe2+进入溶液，自由电子从阳极流向阴极，溶解氧在阴极吸收电子，形成0H-进入溶液，形成的Fe(OH)2沉淀与溶解氧进一步反应生成Fe(0H)3，沉淀。

2）厌氧微生物对混凝土的侵蚀

厌氧呼吸是在无分子氧（O2）的情况下进行的生物氧化。污水中既有有机的硫化物也有无机的硫化物，当污水管中的污水流速较低时，硫酸盐还原菌很容易在管壁上成为菌落，硫酸盐还原菌是指在厌氧条件下能把硫酸根还原成二价硫的一群细菌，主要是脱硫弧菌属的细菌。在缺氧条件下，它能将含硫蛋白质及硫酸盐还原为硫化物，生成H2S，遇到氧气时会氧化成硫酸，从而使混凝土和钢筋产生腐蚀。

含硫蛋白质在厌氧条件下分解出硫化氢，方程式如下：

工业废水中的硫酸盐，在厌氧状态下，硫酸根作为受氢体，使硫酸盐还原成H2S，方程式如下：

可沉物质和死亡的藻类、菌类在底部形成污泥层，污泥层中的有机质由厌氧微生物对其进行分解，其厌氧分解包括酸发酵和甲烷发酵两个过程。先由兼性厌氧菌将复杂的有机物水解、转化为简单的有机物（如有机酸、醇、醛等），再由绝对厌氧菌（甲烷菌）将有机酸转化为甲烷和二氧化碳等，中间产物对混凝土有腐蚀作用。

3）污水中的钢筋腐蚀

污水中由于电解质（盐份）的存在，为钢筋的锈蚀提供了条件。而一些菌类的活动则会诱发、加速腐蚀的进行。

硫酸盐还原菌 (Sulfate-Reducing Bacteria，简称SRB)它在无氧或极少氧条件下，能够利用附着于金属表面的有机物作为碳源，并利用细菌生物膜内产生的氢，将硫酸盐还原成硫化氢，从氧化还原反应中获得生存的能量。这种代谢过程也可以利用腐蚀微电池产生的氢，从而引起腐蚀原电池的阴极去极化，导致腐蚀的加速进行。而另外一些细菌，如TGB（铁细菌），它形成的细菌粘液粘在钢筋表面成为缺氧区，构成氧浓度差电池中的阳极而造成腐蚀。

3 维修要求

应使维修后的结构从安全性、耐久性、实用性角度等满足设计要求，满足相关规范的要求。

维修材料应与基层粘合强度高，弹性模量与基层基本相同，干缩率小，温变系数与基层基本一致，施工和养护过程发热量低等。

工艺应简便易行，经济性好，同时要保障维修的精度。

维修后的部分要与周围色调一致，同时，修补的区域应采用矩形等标准形状，以获得整齐一致的外观效果。

维修后的结构必须满足《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204－2002)的质量要求。

4施工工艺流程

首先，泵站停工后首先将泵站四壁及池底冲洗干净，清理，并做好通风处理，具备施工条件后，搭设脚手架，备料施工，视具体情况按下步骤施工

1）裂缝治理

裂缝部位放线开槽清理清洗界面立止水堵漏抹聚合物水泥砂浆

铺加强网二道聚合物水泥砂浆养护

2）破损混凝土