污水环境下混凝土腐蚀研究

混凝土防腐蚀技术的研究与应用混凝土是一种常用的建筑材料，但是它也面临着一些问题，其中一个主要的问题就是防腐蚀。

混凝土在长时间的使用中会受到大气、水、化学物质等多种因素的侵蚀，导致混凝土的质量下降，甚至失去使用价值。

因此，混凝土防腐蚀技术的研究与应用具有重要的意义。

一、混凝土防腐蚀技术的研究1. 防腐蚀材料的研究防腐蚀材料是混凝土防腐蚀技术的重要组成部分，目前主要的防腐蚀材料有：防腐涂料、防腐粉末涂料、防腐蚀剂、防腐蚀纤维等。

（1）防腐涂料防腐涂料是目前应用最广泛的一种防腐蚀材料，它可以在混凝土表面形成一层保护膜，防止外界腐蚀因素的侵蚀。

防腐涂料有油漆、乳胶漆、环氧涂料、聚氨酯涂料等，其中环氧涂料和聚氨酯涂料的防腐性能更好，但价格也更高。

（2）防腐粉末涂料防腐粉末涂料是一种新型的防腐蚀材料，它可以在混凝土表面形成一层均匀的涂层，具有较强的防腐性能和耐久性。

防腐粉末涂料的种类和颜色很多，可以根据具体需要选择不同的涂料。

（3）防腐蚀剂防腐蚀剂是一种添加在混凝土中的化学物质，它可以防止混凝土中的钢筋受到腐蚀。

防腐蚀剂的种类有很多，如磷酸盐、硝酸盐、硅酸盐等，可以根据具体需要选择不同的防腐蚀剂。

（4）防腐蚀纤维防腐蚀纤维是一种添加在混凝土中的纤维材料，它可以增加混凝土的强度和耐久性，同时也可以防止混凝土中的钢筋受到腐蚀。

防腐蚀纤维的种类有很多，如玻璃纤维、碳纤维、聚丙烯纤维等，可以根据具体需要选择不同的纤维材料。

2. 防腐蚀技术的研究除了防腐蚀材料外，还有一些防腐蚀技术可以用于保护混凝土，如防腐蚀涂层、防腐蚀喷涂、防腐蚀电泳等。

（1）防腐蚀涂层防腐蚀涂层是一种涂覆在混凝土表面的保护层，可以防止外界的腐蚀因素侵蚀混凝土。

防腐蚀涂层的种类有很多，可以根据具体需要选择不同的涂层。

（2）防腐蚀喷涂防腐蚀喷涂是一种将防腐蚀材料喷涂在混凝土表面的方法，可以形成一层均匀的涂层，具有较强的防腐性能和耐久性。

防腐蚀喷涂的种类和颜色很多，可以根据具体需要选择不同的喷涂材料。

污水处理系统中钢筋混凝土水池防腐问题研究在长期的项目施工跟踪时发现，目前石油、化工、湿法冶炼、火力发电、制药等企业中有许多大型混凝土贮池，用作酸、碱液的储放、酸碱的中和处理、污（废）水存放和处理、脱硫系统中的石膏浆及石灰浆的堆放等。

这些贮池一般为埋地式、半埋地式的封闭、半封闭或敝口露天形态，大都采用钢筋混凝土结构。

这些贮池由于要长期受酸碱等化学品、工业污水、工业大气、紫外线、固体颗粒的流动磨损、冲刷等因素的作用，存在着酸碱腐蚀、大气腐蚀、磨蚀、渗透式胀裂的物理侵蚀，菌藻类的微生物腐蚀等多种较为复杂的腐蚀形态，严重影响使用寿命。

我们先分析一下钢筋混凝土的腐蚀机理，然后从腐蚀机理入手选择针对性的防腐材料。

由于贮池的功能不同，所以具体的腐蚀机理可能不一样，但是基本存在酸碱腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀、微生物腐蚀及溶胀腐蚀等几种机理。

贮液中的酸性物质或溶于水中的CO2等酸性气体通过混凝土层的微孔渗入混凝土结构中，导致混凝土浆液的pH值从12～13下降到10以下，有的甚至在4以下，混凝土开始出现粉化现象。

同时由于pH值下降，钢筋表面的保护膜开始分解，形成水合Fe(OH)2，体积膨胀，引起钢筋表面的混凝土胀裂。

同时，水中的氯离子等腐蚀性介质吸附于钢筋表面，对其表面保护膜的薄弱点进行渗透并到达钢筋的表面，形成腐蚀电池，电化学腐蚀就开始了。

由于氯离子腐蚀的典型特征是点腐蚀，所以腐蚀点不断向纵深发展。

即使是普通的不锈钢也难以预防氯离子的腐蚀。

具体机理如下：Fe→Fe2+ +2eFe2++Cl- →FeCl2FeCl2→Fe2++Cl-OH-+Fe2+→Fe(OH)2H2O→H++OH-电化学腐蚀反应的结果是，铁不断的被消耗生成氢氧化亚铁堆积在腐蚀坑的表面，而氯离子反复使用而未减少，同时，坑内的pH值下降到4以下，引起化学腐蚀，加剧了腐蚀过程。

从混凝土电化学腐蚀过程可以得到3条结论：1、作为混凝土的防腐涂层必须是致密的，能够防腐酸性气体或液体渗入混凝土结构中；2、防腐涂层要有导微电的性能，可以减弱电化学腐蚀过程；3、防腐涂层要能耐受紫外线等大气环境的老化作用，不能出现开裂、脱落、粉化、脆化等现象。

生活污水对混凝土构件的快速腐蚀试验引言混凝土是一种常见的建筑材料，广泛应用于各类建筑物的结构构件中。

然而，在某些特殊环境下，如生活污水的接触下，混凝土构件可能会发生快速腐蚀现象。

因此，对生活污水对混凝土构件的腐蚀性进行快速试验是必要的。

本文将介绍生活污水对混凝土构件的快速腐蚀试验方法和实验结果，并探讨生活污水对混凝土构件的腐蚀机理。

试验方法材料准备•混凝土试件：选择一定尺寸的混凝土试件，可以是立方体或圆柱体。

•生活污水：收集典型的生活污水样品，包括洗涤水、衣物漂洗水、厨房污水等。

确保样品具有一定的代表性。

试验装置•试验槽：选用适当尺寸和材质的容器，可以容纳混凝土试件和生活污水。

•温度控制器：用于控制试验温度，通常选择与实际使用环境相近的温度。

•PH计：用于监测生活污水的酸碱性，确保试验条件的稳定性。

实验步骤1.将混凝土试件清洗干净，确保表面无明显杂质。

2.准备好试验槽，并加入足够的生活污水，使混凝土试件完全浸泡于生活污水中。

3.打开温度控制器，设置试验温度，并保持稳定。

4.监测生活污水的PH值，并确保试验过程中的酸碱度保持一致。

5.按设定的试验时间进行试验。

6.试验结束后，取出混凝土试件并进行观察。

实验结果通过对多组试验的实施和观察，可以得到以下实验结果：1.混凝土表面出现腐蚀现象：在生活污水的作用下，混凝土表面出现腐蚀现象，表面颜色发生变化，出现溶解、剥落等情况。

2.腐蚀深度增加随时间增加：随着试验时间的增加，混凝土试件的腐蚀深度也逐渐增加，表明生活污水对混凝土的腐蚀性随时间逐渐增强。

3.混凝土抗压强度下降：生活污水的腐蚀作用导致混凝土的抗压强度下降，从而对混凝土构件的承载能力产生负面影响。

腐蚀机理生活污水对混凝土的腐蚀主要与以下因素相关：1.酸碱性：生活污水中的酸性物质或碱性物质可以直接侵蚀混凝土表面，导致腐蚀现象的发生。

2.氯离子：生活污水中可能存在的氯离子可以与混凝土中的钙、铝等离子发生反应，形成氯化物，加速混凝土的腐蚀。

污水厂混凝土的腐蚀及防腐摘要：在城市污水厂中，设计人员多注重金属设备的腐蚀及防腐，通常忽略忽视了混凝土构筑物的腐蚀及防腐。

污水厂混凝土的腐蚀问题已经成为影响工程质量和使用寿命的重要因素，采取有效的防腐对策可大大提高工程使用寿命。

关键词：污水厂；混凝土；腐蚀；防腐1、工程概况岩东污水处理厂位于于浙江省宁波市北仑区，临海而设，1999年开建，一期工程于2001年投入使用，到2012年已使用12年。

总设计处理规模为24万吨/天，分四期建设，2012年污水日处理量最高达16.3万吨，2017年污水处理量实际达28万吨/天2012年污水厂区进行三期工程扩建，规模为土建按12万吨/天，其中设备按6万吨/天配置。

因岩东厂原规划未预留再生水系统的用地，后于2008年在四期用地污水处理用地上新建10万吨/天再生水系统。

污水厂预留场地减少，在原一半用地规模上建12万吨/天的污水构筑物，所以三期工程对原有设施进行改造，预留线管也须进行移位，以容纳构筑物增长、加深的需要。

工程对一、二期的进水水渠进行拆除，以建设新进水泵房。

水渠截面为封闭“□”字型，尺寸简图如图1所示。

图2 混凝土表面脱落整条水渠是从进水泵房的到细格栅，其中进水泵房和细格栅上口为为敞开，检查进水泵房和细格栅构筑物的表面混凝土质量：表面密实，用小尖锤敲打，坚硬。

2、污水厂混凝土的腐蚀环境污水厂的腐蚀环境主要是生活污水和工业废水，成分比较复杂，往往含有大量的酸、碱、盐，pH值变化范围大，有机物和微生物含量高，夹杂着泥砂等固体颗粒物。

同时，水处理过程中加入的微生物和氯气等也会对设备或构筑物产生腐蚀。

另外，水里氧气浓度经常处于变化之中，同一池中存在氧气浓度差异，会产生浓差电池腐蚀；在搅动和湍流状态下流动，水的流速较大，溶解氧含量高，这些都是产生腐蚀的重要因素。

针对不同的腐蚀环境，国际标准《腐蚀环境判定标准及防腐涂层干膜厚度》（ISO 12944）定义为：Im1 为淡水环境，Im2为海水环境，Im3为泥土中。

6科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON2008N O.08SCI EN CE &TECHN OLOG Y I NFOR M A TI O N建筑科学随着城市化进程的加快和城市水污染问题日益受到重视，城市排水设施建设得到迅猛发展。

以重庆为例，“十一五”期间，重庆市将投入500亿元，发展循环经济，加强生态环境保护。

主城集中污水处理率达85％以上，主城以外地区集中污水处理率达30％，主城市政污泥集中处置率达50％以上，主城内中水回用率达25％。

调查表明，污水处理构筑物的耐久性状况远比其他结构差，而一旦污水处理厂限于停顿维修，直接影响城市人民的正常生活秩序，破坏城市生态。

由此，分析污水环境下混凝土的腐蚀机理，将对污染环境下混凝土的结构设计及使用寿命延长提供重要依据。

除了常见的冻害、碳化等，污水环境下还有着以下几种腐蚀。

1盐腐蚀1.1混凝土的盐结晶腐蚀在液面以上部位，由于毛细作用，混凝土孔隙中充满了液体，当水位及环境温度变化时，液相中的盐份析出，在一定温度和湿度下转化为体积膨胀的结晶水化物，体积膨胀，破坏混凝土结构[1]。

表1给出了各种盐类结晶膨胀率，可见最大的膨胀率可达到311％，足以破坏混凝土。

1.2硫酸盐的化学腐蚀硫酸盐侵蚀混凝土破坏是一个复杂的物理化学过程，其实质是外界侵蚀介质中的S042-进入混凝土的孔隙内部，与水泥石的某些组分发生化学反应生成膨胀性产物，而产生膨胀内应力，当膨胀内应力超过混凝土的抗拉强度时，就会使混凝土强度严重下降，导致混凝土遭受破坏。

根据结晶产物和破坏型式的不同，硫酸盐侵蚀破坏可分为两种类型[2]，[3]:钙矾石膨胀：破坏绝大多数硫酸盐对混凝土都有显著的侵蚀作用，这主要是由于硫酸钠、硫酸钾等多种硫酸盐都能与水泥石中的Ca (OH)2作用生成硫酸钙，硫酸钙再与水泥石中的固态水化铝酸钙反应生成三硫型水化硫铝酸钙(3Ca O Al 2033Ca SO 431H 20即钙矾石，简写为AFt )。

第49卷第5期 2021年5月硅 酸 盐 学 报Vol. 49，No. 5 May ，2021JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY DOI ：10.14062/j.issn.0454-5648.20200415污水环境下混凝土的微生物腐蚀研究进展荣 辉1,2,3，於成龙1，马国伟3，郑新国4，刘志华1，张 磊1，王海良5(1. 天津城建大学材料科学与工程学院，天津 300384；2. 天津市建筑绿色功能材料重点实验室，天津 300384；3. 河北工业大学土木与交通学院，天津 300401；4. 中国铁道科学研究院集团有限公司，北京 100081；5. 天津城建大学土木工程学院，天津 300384)摘 要：混凝土的微生物腐蚀(MICC)是当今全球面临的一个问题。

下水管道中的H 2S 和一些硫化合物被硫氧化细菌首先氧化成生物硫酸，随后生物硫酸与混凝土中富钙相发生一系列反应生成石膏和膨胀性的钙矾石，而且还会造成水化硅酸钙分解，形成不溶且无胶结作用的胶体，进而导致混凝土的劣化。

为了进一步加深对这个研究领域的理解，主要从混凝土的微生物腐蚀机理、影响因素、试验方法、评价指标、防护措施等方面详细介绍了国内外MICC 的研究现状，以期希望得到更多学者的关注。

关键词：混凝土；微生物；腐蚀机理；影响因素；试验方法；评价指标；防护措施；耐久性中图分类号：TQ175 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2021)05–0988–12 网络出版时间：2021–04–12Research Progress on Microbial Corrosion of Concrete in Sewage EnvironmentRONG Hui 1,2,3, YU Chenglong 1, MA Guowei 3, ZHENG Xinguo 4, LIU Zhihua 1, ZHANG Lei 1, WANG Hailiang 5 (1. School of Materials Science and Engineering, Tianjin Chengjian University, Tianjin 300384, China;2. Tianjin Key Laboratory of Building Green Functional Materials, Tianjin Chengjian University, Tianjin 300384, China;3. School of Civil and Transportation Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China;4. Railway Engineering Research Institute, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China;5. School of Civil Engineering, Tianjin Chengjian University, Tianjin 300384, China)Abstract: Microbial corrosion of concrete (MICC) is still a problem in concrete engineering. The H 2S and some sulfur compounds in the sewer pipe are oxidized by sulfur oxidizing bacteria to produce biological sulfuric acid, which reacts with the calcium-rich phase in concrete to form gypsum and expansive ettringite and decomposes hydrated calcium silicate formation of insoluble and non-cemented colloids, thus leading to the deterioration of concrete. This review mainly represented recent research work on MICC aspects, including microbial corrosion mechanism, influencing factors, test methods, evaluation indexes and protection measures of concrete as well.Keywords: concrete; microorganism; corrosion mechanism; influencing factors; test methods; evaluation indexes; protectivemeasures; durability自然界中微生物腐蚀涉及范围很广，建筑业也被囊括其中，尤其在污水处理设施、海洋建筑等微生物富集区问题较为严重[1‒4]。

污水管道中微生物对混凝土的侵蚀污水管道中微生物对混凝土的侵蚀随着城市化进程的加快，污水处理系统在城市中扮演着重要的角色。

而污水管道系统作为污水处理的重要环节之一，被广泛运用于城市供水和排水系统中。

然而，长期以来，污水管道系统的运营和维护面临着许多挑战，其中之一便是微生物对混凝土的侵蚀。

微生物即微小生物的总称，可以分为细菌、真菌、藻类等。

在污水管道中，这些微生物通过污水中包含的营养物质和生物底物进行生长和繁殖，从而进行对混凝土的侵蚀。

其中最常见的微生物侵蚀形式之一是微生物诱导的腐蚀（Microbiologically Influenced Corrosion，MIC），其主要表现为微生物代谢产物对混凝土进行化学侵蚀。

在污水管道中，细菌通常是主要的微生物侵蚀源。

其中，一类称为硫酸还原菌的细菌，能够利用污水中的硫化物进行代谢，生成硫化氢（H2S）等有害物质。

硫化氢具有强烈的腐蚀性，可以与混凝土中的水合钙、硅酸盐等物质反应，破坏混凝土的物理结构和化学性质。

另外，真菌也在污水管道中起到重要的侵蚀作用。

真菌通常生长在潮湿且缺氧的环境中，这与污水管道中的条件相当吻合。

真菌通过分泌酸类物质，如有机酸和硫酸等，进一步加剧了混凝土的侵蚀。

同时，真菌还能形成类似根状的菌丝，侵蚀混凝土的孔隙结构，导致混凝土的疏松和脱落。

微生物对混凝土的侵蚀不仅会导致管道的结构破坏，还会降低其使用寿命和安全性。

在实际的污水管道运营中，微生物侵蚀常常导致管道的泄漏和断裂，进而对环境和公共安全造成威胁。

因此，在对污水管道进行设计和维护时，必须充分考虑和防范微生物对混凝土的侵蚀。

一方面，可以通过优化管道设计，减少或避免污水中有害物质的积累和滞留。

例如，在管道系统中加装合适的悬挂填料和流速调节装置，能够改善污水的流动性，减少有害物质的沉积。

此外，定期进行清洗和维护管道，及时清除积垢和沉淀物，也能有效减轻微生物对混凝土的侵蚀。

另一方面，可以采取防护措施，减弱微生物对混凝土的侵蚀作用。

污水处理构筑物钢筋混凝土的腐蚀与防治摘要：本文针对无数处理构筑物混凝土特点，分析了钢筋混凝土结构的腐蚀机理，总结了适用的防腐蚀方法，提出了耐久性设计需要解决的问题。

关键词：水工、钢筋混凝土、腐蚀、防治引言随着我国环保事业的发展，近年来我国东部沿海地区许多滨海环境下的污水处理厂已经或正在兴建。

滨海环境的地下水，由于受海水的影响，大多富含氯离子、硫酸根离子、镁离子等对钢筋混凝土有害的物质，在一些紧邻海岸线，地基土层透水性较强时，地下水水质甚至等同于海水。

如何解决滨海环境侵蚀性地下水对钢筋混凝土构筑物腐蚀问题，关系到工程的耐久性，目前已经成为水处理行业结构工程专业关注的焦点问题之一。

滨海环境侵蚀性地下水对钢筋混凝土结构的腐蚀机理分析和研究钢筋混凝土结构遭受腐蚀的原因进而采取相应的措施提高其抗侵蚀性是提高钢筋混凝土结构耐久性，延长构筑物使用寿命的重要措施。

1.1滨海环境侵蚀性地下水对混凝土的腐蚀机理1）溶出性侵蚀当混凝土长期与一些暂时硬度较小的水（如雨水、蒸馏水、重碳酸盐含量少的江河湖水）接触时，水泥石中的Ca(OH)2溶解析出，当为静水和无压水时，溶出反应仅限于混凝土表面，影响不大，但在流水及压力水作用下，会不断流失，随着浓度不断降低，水泥石中的C-S-H凝胶等水化产物也会分解溶出，使得混凝土内的孔隙增加、强度降低，进而造成混凝土中钢筋的腐蚀加剧。

2）离子交换腐蚀滨海环境地下水中的镁盐（如MgCl2）与水泥石中的Ca(OH)2发生反应Ca(OH)2+MgCl2 → CaCl2+Mg(OH)2生成的CaCl2 易溶于水，Mg(OH)2疏松无胶凝性。

当地下水中含有较多的CO2或混凝土处于干湿交替环境时，混凝土会发生碳化，使混凝土的碱性降低。

Ca(OH)2+CO2 +H2O → CaCO3+2H2OCaCO3+ CO2 +H2O → Ca(HCO3)2Ca(HCO3)2易溶于水, 混凝土中的Ca(OH)2减少，使得水化产物进一步分解，混凝土内的孔隙增加、强度降低，进而造成混凝土中钢筋的腐蚀加剧。

Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2023年第20期·129·文章编号：2095-6835（2023）20-0129-03城市混凝土污水管道的酸性腐蚀机理与防腐研究杨浩琼，赵其达拉图，丁振亚（中交广州航道局有限公司，广东广州510000）摘要：随着中国工业快速发展，生产的同时随之出现了各种亟待解决的问题。

污水排放作为污水处理的重要环节，对管道的要求也逐渐提高。

受酸性污水和西南地区酸雨的影响，部分城市钢筋混凝土污水管道内部处于酸性条件下，管道常年受酸性腐蚀造成其结构强度受到不同程度的影响，进而出现部分管道寿命大大缩短的普遍现象。

研究钢筋混凝土污水管道的腐蚀机理，了解其原理及防酸性腐蚀的措施是必不可少的工作。

主要从钢筋混凝土污水管在不同酸性环境下产生的酸性侵蚀种类及其机理来探讨管道的腐蚀与防腐机制，从而了解其机理并做出相应的应对措施。

关键词：钢筋混凝土；污水管道；酸性腐蚀；防腐措施中图分类号：TU528文献标志码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2023.20.039城市钢筋混凝土建筑物，如污水处理厂的污水过滤池、地下排污管、城市污水管网系统、市政钢筋混凝土排水管，以及各种类型的排水管道在污水和降雨条件下，管道内部长年与酸性污水和酸性雨水直接接触，造成酸性腐蚀介质侵蚀混凝土表层，同时进入混凝土内部进一步腐蚀和破坏。

由于长期与酸性污水接触和反应，污水管道内部混凝土表层被剥落开裂甚至延伸至混凝土中心位置，钢筋外露和蜂窝形表面腐蚀损伤现象也极其常见[1]。

各种耐久性损伤使得材料力学性能劣化，结构的安全性明显降低，由于其稳定性、耐久性和适用性不足，使得结构在适用年限内就出现失效而引发安全隐患的情况，人力成本和维修成本也会相应增加，严重时会导致停工停产，造成大量的经济损失，所以应重点研究这些风险的产生原因。

1酸性腐蚀下的环境分类1.1酸性气体酸性气体溶于水中会发生反应而形成酸，包括硫氧化物、氮氧化物等其他化合类物质，这类气体在大气中含量极少，但是可能由于工业或者其他产业的加工，污水管道中会含有这类气体，酸性气体的存在对混凝土管道的侵蚀至关重要。