污水泵站的維修加固技術研究

曹峰源 李學琳

摘 要：分析了污水泵站中介質對混凝土的腐蝕因素，制訂了詳盡的修復方案，選擇合理的材料和工藝，解決了泵站的防腐問題。

關鍵詞：污水 混凝土 腐蝕

中圖分類號：TV331文獻標識碼： A

1工程概況

某污水泵站建于1990年，至今已經運營12年，由于池內壁、池底常年受高濃度、多成份的污水侵蝕。固體顆粒的磨蝕及微生物的腐蝕及混凝土結構自身老化，使構筑物有不同程度破損和剝落。部分混凝土構筑物出現嚴重的鋼筋銹蝕、混凝土保護層脫落，影響了結構的正常運營，為此，必須進行相應的維修、防腐、保護處理。

2污水泵站腐蝕分析

混凝土是一種多相材料，由骨料和水泥凝膠組成，混凝土的強度主要由水泥凝膠提供。水泥凝膠是水泥水化作用形成的，主要成分為水化硅酸鈣和水化硅酸鈣凝膠、Ca(OH)2,CaO-A1203 .6H20，其中，Ca(OH)2和CaO-A1203 .6H20是混凝土腐蝕的內在根本因素，而對混凝土的侵蝕又進一步誘發鋼筋的腐蝕。

污水的成分很復雜，多種有機質和鹽份都對混凝土具有侵蝕作用，在水面附近還存在鹽結晶的脹裂，在很多文獻中，對這類侵蝕都有詳盡的描述，此處不在贅言，此處重點分析污水泵站鋼筋混凝土的侵蝕防護。

1） 好氧微生物對混凝土的侵蝕

污水中的好氧菌包括：硫化氫生成菌、B．subtilis菌、E．coli菌、P．expansum菌、A．pullulans菌、腐生菌（TCB）、鐵細菌等等。污水中存在大量碳氫化合物、蛋白質、纖維素等有機物質，它們是微生物的營養源，并被微生物分解，消化，在代謝過程中排出有機酸、二氧化碳、硫酸根離子等，從而引起混凝土腐蝕。

在污水處理系統中，含溶解氧的水，不僅參與腐蝕，還是主要的去極化劑，引起中性介質腐蝕。水溶解氧的腐蝕過程為：鐵失去電子變成Fe2+進入溶液，自由電子從陽極流向陰極，溶解氧在陰極吸收電子，形成0H-進入溶液，形成的Fe(OH)2沉淀與溶解氧進一步反應生成Fe(0H)3，沉淀。

2） 厭氧微生物對混凝土的侵蝕

厭氧呼吸是在無分子氧（O2）的情況下進行的生物氧化。污水中既有有機的硫化物也有無機的硫化物，當污水管中的污水流速較低時，硫酸鹽還原菌很容易在管壁上成為菌落，硫酸鹽還原菌是指在厭氧條件下能把硫酸根還原成二價硫的一群細菌，主要是脫硫弧菌屬的細菌。在缺氧條件下，它能將含硫蛋白質及硫酸鹽還原為硫化物，生成H2S，遇到氧氣時會氧化成硫酸，從而使混凝土和鋼筋產生腐蝕。

含硫蛋白質在厭氧條件下分解出硫化氫，方程式如下：

工業廢水中的硫酸鹽，在厭氧狀態下，硫酸根作為受氫體，使硫酸鹽還原成H2S，方程式如下：

可沉物質和死亡的藻類、菌類在底部形成污泥層，污泥層中的有機質由厭氧微生物對其進行分解，其厭氧分解包括酸發酵和甲烷發酵兩個過程。先由兼性厭氧菌將復雜的有機物水解、轉化為簡單的有機物（如有機酸、醇、醛等），再由絕對厭氧菌（甲烷菌）將有機酸轉化為甲烷和二氧化碳等，中間產物對混凝土有腐蝕作用。

3） 污水中的鋼筋腐蝕

污水中由于電解質（鹽份）的存在，為鋼筋的銹蝕提供了條件。而一些菌類的活動則會誘發、加速腐蝕的進行。

硫酸鹽還原菌 (Sulfate-Reducing Bacteria，簡稱SRB)它在無氧或極少氧條件下，能夠利用附著于金屬表面的有機物作為碳源，并利用細菌生物膜內產生的氫，將硫酸鹽還原成硫化氫，從氧化還原反應中獲得生存的能量。這種代謝過程也可以利用腐蝕微電池產生的氫，從而引起腐蝕原電池的陰極去極化，導致腐蝕的加速進行。而另外一些細菌，如TGB（鐵細菌），它形成的細菌粘液粘在鋼筋表面成為缺氧區，構成氧濃度差電池中的陽極而造成腐蝕。

3 維修要求

應使維修后的結構從安全性、耐久性、實用性角度等滿足設計要求，滿足相關規范的要求。

維修材料應與基層粘合強度高，彈性模量與基層基本相同，干縮率小，溫變系數與基層基本一致，施工和養護過程發熱量低等。

工藝應簡便易行，經濟性好，同時要保障維修的精度。

維修后的部分要與周圍色調一致，同時，修補的區域應采用矩形等標準形狀，以獲得整齊一致的外觀效果。

維修后的結構必須滿足《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204－2002)的質量要求。

4施工工藝流程

首先，泵站停工后首先將泵站四壁及池底沖洗干凈，清理，并做好通風處理，具備施工條件后，搭設腳手架，備料施工，視具體情況按下步驟施工

1）裂縫治理

裂縫部位放線 開槽清理清洗界面 立止水堵漏 抹聚合物水泥砂漿

鋪加強網二道聚合物水泥砂漿 養護

2）破損混凝土

徹底清除開裂、松動、起鼓層 清洗界面無明水刷界面劑聚合物細石混凝土修補（薄層用聚合物水泥砂漿修補） 養護

3） 對鋼筋、予埋鐵件銹蝕治理

鋼筋、預埋鐵件周邊破損混凝土剔除露出新鮮面鋼筋除銹 刷FP阻銹劑清理表面 刷界面劑聚合物細石混凝土 養護

4）混凝土壁面保護

在整體修補完成后，整體涂刷兩遍高性能高滲透環氧樹脂

5）將尚未出現明顯破損的部分進行如下處理

鋼絲刷清理混凝土表層 清洗 水泥砂漿找平 養護 涂刷兩遍高性能高滲透改性環氧樹脂

5 結語

污水環境下，鋼筋混凝土的腐蝕因素極為復雜，混凝土的劣化也相當普遍，分析其腐蝕的機理，選擇合適的材料與工藝，可以提高結構的使用壽命，滿足耐久性的要求。