混凝土腐蚀背后的科学

本文基于Pieter VanderWerf在2011年9月/ 10月出版的《Inspectioneering Journal》上发表的一篇文章。188游戏平台下载你可以找到原文在这里．

混凝土结构的劣化是石化生产设施的长期困扰。混凝土腐蚀当混凝土暴露在硫化合物中，使其随着时间的推移不断减弱并失去功能时发生。最终，该结构将需要修复或更换受影响的部分。混凝土腐蚀会导致各种各样的问题，生产力会损失，产品质量也会受到影响。同样，修复损坏的混凝土可能是一个昂贵的过程，并可能导致停机。

值得庆幸的是，对混凝土的化学性质及其腐蚀方式的更深入了解已经开始缓解这个问题。人们正在生产对严重腐蚀环境具有更强抵抗力的替代材料。同样，改进的检查实践意味着检查人员能够在早期阶段发现问题，并防止小问题失控。

问题

混凝土由于其耐久性和寿命，是加工工业中常用的材料。然而不幸的是，大多数石油化工设施中存在的条件会显著加速其衰变。

混凝土是一种多孔材料这一事实并没有帮助。这意味着它有许多微小的毛细血管(又长又细，相互连接的管状通道)穿过它。这些毛细血管为腐蚀性物质渗透到表面以下并进入混凝土体提供了通道，从而从内部进行腐蚀。

让这种情况特别危险的是，腐蚀并不总是随着混凝土而停止。大多数混凝土结构是由嵌入的钢筋网格加固的，钢筋网格提供了很大的结构强度。钢极易受到腐蚀，一旦接触腐蚀性物质，就会迅速变质和变弱。如果钢和混凝土的腐蚀持续太长时间，结构可能会失去支撑自身重量的能力，导致结构裂缝，并在其内容物或地面的压力下发生位移。

新材料

混凝土特别容易腐蚀的主要原因是它含有钙。因此，使混凝土更耐酸腐蚀的一种方法是使用一种特殊的减钙硅酸盐水泥。由于受酸侵蚀的材料较少，混凝土的腐蚀速度也较慢。

另一种方法是将硅灰或粉煤灰混合到混凝土中。这些都是由超细矿物颗粒组成的其他工艺的废料。这些微小的颗粒能够填满混凝土中的毛细血管，使腐蚀性物质无法迅速渗透。硅灰和粉煤灰实际上也不含钙，因此它们本身相当耐用。

最近发展出一种完全不含钙的不同形式的水泥。这些新型耐化学腐蚀水泥几乎完全由回收的粉煤灰组成，再加上少量特殊添加剂。没有钙，混凝土天生就耐腐蚀。

检查

根据所涉及的结构和恶化的可能性，石化设施倾向于安排对其混凝土结构的定期检查。当结构中含有产品时，很难看到损坏的程度，因此在这种情况下，适当的检查要求暂时停止操作，并清空结构。

酸侵蚀的一个早期迹象是混凝土变色。如果没有进一步的损坏，可能就没有必要进行维修。然而，颜色的变化可能会提醒人们在下次检查时仔细检查的区域。

当恶化变得更加严重时，混凝土实际上可能开始分崩离析，掉落石头和沙子。如果不加以处理，甚至会发展到钢筋暴露在外的地步。一旦到了那种程度，继续使用这种结构是非常危险的，事实上可能已经有一段时间了。

结论

仔细检查石化工厂的混凝土结构可以发现制造中的问题。了解混凝土腐蚀的方式和原因有助于检查员了解要寻找什么，以及如何解释发现的结果，以评估损害的性质和程度。损坏评估后，可以计划适当的修理。