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生活污水对混凝土构件的快速腐蚀试验

摘要： 以在试验室配制的高浓度有机污水(模拟生活污水)作为侵蚀液对两种配合比的混凝土构件进行快速腐蚀试验，测定了其受腐蚀前后的质量、抗折强度和抗压强度。结果表明，生活污水对混凝土构件存在明显的腐蚀，以该法作为其快速腐蚀试验方法是可行的。

中图分类号：TU823 
　　文献标识码：C 
　　文章编号：1000-4602(2002)05-0091-02
　　 对城市污水处理系统中混凝土构筑物耐久性的调查表明，其服务期仅为15年，但在污水腐蚀下局部已受到严重破坏[1]。迄今为止，生活污水对混凝土构件的腐蚀研究尚不多见，因为对其的腐蚀长时间才能表现，因此研究快速腐蚀试验方法尤为重要。
1 　试验材料与方法
　　 从苏州科技学院生活区污水管道取水，添加适量葡萄糖、氮、磷、微量元素等，配制成初始COD为9000mg/L左右的模拟生活污水。
1.1 混凝土试件的制作
　　水泥：525号普通硅酸盐水泥，苏州第二水泥厂生产；
　　细骨料：细度模数为2.8的河砂，级配合格；
　　粗骨料：粒径为5～10mm的碎石，级配合格；
　　外加剂：AF高效减水剂，苏州混凝土水泥制品研究院研制；
　　混合材料：硅灰，青海硅铁合金厂；
　　试件尺寸：40mm×40mm×160mm。
　　混凝土试件按表1的配合比配制。
表1　 混凝土配合比　　 kg/m3
项目
水泥
河砂
碎石
水
外加剂
混合材料
O型
333
815
1 050
200

H型
415
864
1 090
149
4.15
41.5
1.2 试验方法
　　① 将混凝土试件浸泡在污水中定期监测，待COD值降至5000mg/L时则更换重新配制的污水，使COD浓度维持在9000～5000 mg/L。
　　② 制作混凝土试件，标准养护28d，测其初始质量、强度值后，分别浸泡在5倍体积的清水(作为对照)和模拟生活污水中(20℃，在浸泡时间分别为30、73、90、130、170d时，分别测试混凝土试件的质量、抗折强度和抗压强度。
2 结果与分析
　　 经模拟生活污水浸泡后的试件表面粗糙、起砂或露砂，见图1、2。

　　 质量和强度变化的试验结果见表2。
表2 在污水浸泡下的质量及强度变化
时间(d)
0
30
73
90
130
170
质量保留率(%)
O型
清水
100
99.69
100.5
100.3
100.2
100.3
污水
100
99.38
98.93
99.2
98.2
97.6
H型
清水
100
100.2
100.2
100.3
100.3
100.2
污水
100
99.57
98.38
99.37
99.2
98.8
抗折强度
O型
清水(MPa)
7.54
7.18
7.51
7.61
7.85
7.35
污水(MPa)
7.54
7.86
7.48
6.67
6.3
6.16
损失率(%)
0
-9.471
0.399
12.352
19.745
16.598
H型
清水(MPa)
9.33
9.68
10.44
10.04
10.08
9.35
污水(MPa)
9.33
8.82
9.77
8.75
8.44
8.35
损失率(%)
0
8.884
6.418
13.147
16.270
10.695
抗压强度
O型
清水(MPa)
52.0
56.6
54.1
56.1
54.35
59.2
污水(MPa)
52.0
56.4
44.0
46.2
39.96
42.8
损失率(%)
0
0.353
18.670
17.647
26.477
27.703
H型
清水(MPa)
87.1
96.3
92.3
85.2
82.7
86.1
污水(MPa)
87.1
93.8
84.6
78.3
67.5
75.4
损失率(%)
0
2.596
8.342
8.099
18.380
12.427
　　 尽管表2中的数据存在一定的波动性(这种波动是由试件制备本身造成的)，但总体趋势表明两种类型混凝土试件随着浸泡时间的延长，质量保留率及抗折、抗压强度均明显降低，且在本试验模拟条件下随着时间的延长，H型比O型更耐腐蚀。
2.2 分析
　　 污水中含有大量无机物、有机物和极易于微生物生长的营养物质，对混凝土构件具有潜在的腐蚀作用。调查表明，混凝土构筑物在COD值为350～500mg/L的环境下工作15年后会受到明显的腐蚀，池壁严重受损、粗骨料外露、部分混凝土被完全破坏(见图3)。

　　 试验中配制的COD值约为9000mg/L的模拟生活污水对混凝土试件静态浸泡170d后，其强度明显低于清水浸泡的试件，即污水对两种混凝土试件具有一定的腐蚀作用，说明这种腐蚀作用不是溶出型腐蚀，而很可能是改变了水泥的水化相，使其失去了胶凝作用而导致混凝土强度的下降，因此该试验方法作为快速腐蚀试验方法是可行的。
　　由于混凝土构件的耐久性受到多种因素的影响，如水灰比、骨料的性质、冷热交替、干湿交替、盐类的侵蚀以及环境水条件等[2]，故试验中配制了两种不同配合比的混凝土试件。试验数据表明，掺有混合材料的混凝土试件(H型)对污水具有一定的耐腐蚀作用。
3　结论
　　①以配制的高浓度模拟生活污水侵蚀液浸泡混凝土试件时发生的加速腐蚀现象说明该试验方法可用于混凝土构件的快速腐蚀试验。
　　②当混凝土中掺入混合材料时，可有效地提高耐腐蚀性。
参考文献：
　　 [1] 韩静云,等.污水处理系统中混凝土结构的腐蚀现状调查及分析[J].混凝土，2000，(11)：52-54.
　　 [2] 韩同春，等.混凝土腐蚀的热力学条件[J].混凝土，1997，(2)：38-46.

　　电　　话：0512)8241164 8258387(H)
　　收稿日期：2001-08-18