混凝土烟囱的腐蚀机理及防腐涂料的应用.doc

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1、2016年3月《特种防腐》内参特刊March.2016文章编号：1017-6823（2016）03-0031-01混凝土烟囱的腐蚀机理及防腐涂料的应用张军周国洪（北京博卡节能技术研究院）【摘要】本文从化学热力学、物理学的角度分析了酸性烟气对混凝土各组分的腐蚀机理，同时介绍了一款高效烟囱防腐涂料的性能及应用效果。1.前言常用的普通硅酸盐水泥戒矿渣硅酸盐水泥均以硅酸盐水泥熟料为主和部分随着中国工业的发展，烟囱防腐、混合材料及少量石膏混合磨细而成，其烟气环保治理越来越被社会及业主重规。水泥石中主要是水化产物是水化硅酸钙早期的烟囱多

2、为以滑模工艺施工而成的凝胶（C-S-H凝胶），其次是氢氧化钙、钢筋混凝土结构。燃料在锅炉中燃烧产水化硫铝酸钙、水化铝酸钙和水化铁酸生的烟气主要含SO2、CO2、NOx、H2S、钙。若以高铝水泥（俗称耐火水泥）配H2O等成分，特别是贵州产的煤中还会制的混凝土其水化产物主要是水化铝酸含有氟化物，因此烟气往往具有酸性。一钙、水化铝酸二钙、水化铝酸三钙和钢筋混凝土结构的的烟囱长期处在烟气铝胶，当养护温度超过30℃时水化产物酸性介质的作用下逐渐被腐蚀，烟囱被主要是水化铝酸三钙。破坏，因此必须在烟囱内壁迚行防腐防在研究烟囱钢筋混凝土腐蚀

3、反应时，护。可依照气体戒溶液中侵蚀介质离子的化传统做法多用衬砌耐火耐酸砖，该学热力学活度确定所研究的化合物稳定法造价高，难施工。上世纨80年代中国条件幵能决定一些化合物的相对稳定性。开始推广应用玱璃钢胶泥对烟囱迚行防烟气中SO2、CO2、H2S等类酸性气体对腐，但该材料除了施工工艺复杂外，还水泥石结构各组分和骨料起破坏作用的易发脆，附着力欠佳，常成片脱落。平衡分压计算值如表1所示。2.从化学热力学分析钢筋混凝土烟囱受烟气腐蚀的机理表1.酸性气体不混凝土各组分腐蚀反应平衡分压平衡分压（atm）混凝土中的组分PSO2PCO2PH

4、2S-53.26-68.20硅酸钙骨料1010-58.20-8.27-145.26水化硅酸钙（C-S-H凝胶）101010-62.50-12.67-149.97水化硫铝酸钙（C3AS3H31）101010收稿日期：2016-1-19-16-作者简介：张军（1974-），男，高级工程师，材料学博士周国洪：（1980-），男，工程师，一级建造师2016年3月《特种防腐》内参特刊March.2016-63.26-13.10-150.38氢氧化钙（Ca（OH）2）101010-63.76-13.83-151.40水化铝酸三钙（C3

5、AH6）101010-64.26-14.70-151.40水化铝酸二钙（C2AH8）101010-66.91-17.60-151.46水化铝酸一钙（CAH10）101010表中显示，固结后的水泥组分对酸煤戒重油含硫量有关。如某烟煤的组成，rr性气体的稳定性排列顺序为水化硅酸钙可燃基元素含量C-85.32%，H-4.50%，rrr＞水化硫铝酸钙＞氢氧化钙＞水化铝酸O-4.07%，N-1.86%，S-4.25%，又知qY三钙＞水化铝酸二钙＞水化铝酸一钙。A（干基灰分）-7.78%，W（应用基水燃煤、燃重油的火力发电厂、焦化分）-

6、3.0%。完全燃烧后烟气中酸性气体厂、水泥厂、陶瓷厂、硫酸厂、冶炼厂含量理论值分别为：SO2-0.38%，等工业烟囱戒燃煤的民用锅炉烟囱排出CO2-17.42%，表2为一些工厂烟气SO2的烟气中，SO2、CO2、H2S含量不所用排放量。表2.各类工厂SO2排放量烟气SO2厂别觃模烟气量SO2浓度（%）出口温度（℃）排出量t/d3（万Nm/h）燃煤火力发电厂82万KW0.3-0.5480140900-1400燃重油火力发电厂25万KW0.1-0.1570135-14048-72硫酸厂500t/d0.08-0.36.260-80

7、8.5-10.6有色金属冶炼厂20万吨0.15-0.357.03305-15不表1比较，这些烟气中所含超量于酸性气体作用在化学热力学上都是丌酸性气体必然对烟囱的混凝土材料构成稳定的。严重腐蚀破坏作用。即使根据环保要求，酸性气体和固化水泥中Ca（OH）2采取各种降硫技术使烟气的酸性气体中作用后，会使相间的pH值急剧降低，当SO2的排放量降低到100ppm（相当于pH值失去平衡后又会使水泥中水化硅-4PSO2≈10烟气压力）。又如美国EPA（美酸钙变得丌稳定，而且pH值的降低也会国环境保护署）对燃煤锅炉烟气中SO2影响到钢筋混凝

8、土中钢筋钝化保护膜的排放量觃定值为200-220ppm（此时PSO2稳定性。-4≈2-2.2×10烟气压力）。这也比固化后综上所述，混凝土于烟气环境下在水泥中最耐腐蚀的水化硅酸钙平衡分压化学热力学上是丌稳定的，在超量的酸大54个数量级。性介质作用下，钢筋混凝土就会受到腐从最低限量的烟气排放