混凝土排滲管的耐久性有多重要
混凝土排水管的腐蝕問題,也就是管內流體的腐蝕作用對混凝土及鋼筋造成的損壞。那么,烏魯木齊水泥制品廠先簡單說一下混凝土管面臨的服役環境:
市政排水管網輸送的一般是城市生活污水,雖然市政規劃設計中很早就實施雨污分流的設計,但往往在建設和使用過程中落實不夠徹底,導致一些雨水管網內存在雨污混流的問題,實際上雨水管也成了污水管;還有一些工業污水管線腐蝕性更強,也沒有使用專門的防腐蝕管材。另外,各種污水在管網中的絕大多數服役時段為非滿流狀態流動。
生活污水和工業廢水,成分比較復雜,往往含有大量的酸、堿、鹽,pH 值變化范圍大,有機物和微生物含量高,夾雜著泥砂等固體顆粒物。同時,水處理過程中加入的微生物和氯氣等也會對設備或構筑物產生腐蝕,各種腐蝕因子中,硫酸根離子是主要的腐蝕因素。
其腐蝕模型為:在厭氧條件下,污水中含硫有機物被分解,釋放出硫化氫氣體(H2S);H2S氣體進入上部未充水的空間,與管壁相接觸,在管壁表面吸附的微生物膜作用下發生氧化還原反應,形成硫酸根離子。硫酸根離子在不同濃度條件下會與水泥水化產物發生不同的化學反應,生成物分別有鈣礬石和石膏。這兩種生成物在富水環境中均會發生巨大的體積膨脹,導致混凝土管壁逐漸開裂、剝落并不斷加深,直至鋼筋外露、銹蝕,終結構破壞。
另外,硫酸鹽腐蝕的生成物還具有使混凝土中性化的特點,使混凝土失去強度和對鋼筋的鈍化作用。有研究認為,在10年時間內,污水管道中的硫酸鹽腐蝕能夠完全穿透管壁厚度為45mm的普通混凝土管壁,并使腐蝕影響范圍內的混凝土和鋼筋失去結構效用。
雖然混凝土污水管道的硫酸鹽腐蝕現象早已被學界認識并關注,但將耐腐蝕設計理念貫徹到混凝土管道設計中切并未得到有效執行。現有的混凝土管道設計標準、產品標準、質量驗收標準均沒有系統性的體現混凝土污水管道耐腐蝕性、耐久性的相關要求。
各類標準中幾乎都是結構計算和常規的質量控制規定之類的內容。歷年來的混凝土管道工藝、設備的升級換代和技術進步,中心思想也幾乎都是為了滿足現有產品標準要求和提高生產效率。近三十年來,中國快速城市化帶來的市政排水管網市場的高速發展,催生了數量龐大的排水管生產廠家,使用的工藝從離心、旋輥到立式振搗,繼而又芯模振動、徑向擠壓,規模從小型作坊到上市巨頭,但排水管產品的質量水平差異無非就是荷載能不能達標和外觀哪個更好看而已,并無根本差異。
但是,街道上隨處可見的非開挖修復專用車已經告訴大家:繼續在同質化小道上互擠價格的市場競爭模式已經在讓混凝土管被質疑和邊緣化,其它材性的管材已經在為混凝土管的自我否定而歡呼并火上澆油。
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