冶炼厂钢混结构的防腐蚀技术优化研究

冶金厂在进行冶金作业时，无可避免的需要使用到强酸、强碱性并且带有强腐蚀性的介质。例如在铜金属的冶炼当中使用到的盐酸、氢氧化钠等均会对冶炼厂中的钢筋混凝土建筑结构材料产生腐蚀作用，从而加速钢筋混凝土结构的老化，对厂房结构的安全稳定造成严重影响，故冶炼厂中对于钢混结构的防腐技术及防腐效果要求极高。在冶金行业的钢筋混凝土结构防腐技术中，腐蚀类型的区分可依据对建筑结构造成腐蚀的腐蚀性介质类型进行划分，一般又可分为气态腐蚀性介质、腐蚀性水、酸碱溶液、固态腐蚀性物质以及腐蚀性污染土这五大类。依据腐蚀程度来划分则可分为全面腐蚀和局部腐蚀类型。具体说来，在有色冶金行业常见的熔炼车间、电解车间、一车间等，均是防腐蚀设计的重点建（构）筑物，而如何对钢混建筑进行防腐便是接下来要讨论的问题[1]。

1 钢筋混凝土结构的防腐蚀技术

钢筋混凝土结构是由混凝土及钢筋钢材共同组成的复合型材料，因此，针对钢混结构的防腐需要分别从钢筋、混凝土这两种不同的材料入手，同时，需要对两种材料各自具备的性能进行研究分析。

以混凝土而言，混凝土本身是非均匀性介质，其内部结构具有多孔特性，即使表观状态下混凝土结构往往显得十分密实，但在微观观察下，混凝土为多孔的非密实性结构。正是由于混凝土结构这种多孔特性，很容易在混凝土内部形成水、气通道。通道的产生会促进混凝土材料同腐蚀性介质的化学反应，导致混凝土被腐蚀。混凝土被腐蚀后会产生胀裂现象，这一现象会进一步加剧混凝土的腐蚀程度。因此，提高混凝土本身的抗腐蚀能力可以从混凝土的密实性着手，提高砼抗渗能力能够有效隔绝外接腐蚀性介质进行砼内部。现目前通常采用提升水泥性能等级以及添加参合料的方法来对混凝土的抗腐蚀性能进行优化。以钢筋而言，钢筋腐蚀会导致钢筋混凝土结构的稳定性、耐久性降低，对结构安全有较大的影响。钢质材料在含水的空气中易发生氧化生锈，故提高钢筋的抗氧化能力是对钢材抗腐蚀性能提升的重要研究方向。常用的钢筋防锈蚀方法无非是采用外层涂刷涂层材料来隔绝空气和水分以及改变钢材中的碳含量而开发成的不锈钢材这两种主流的方法[2]。

图1 建筑结构腐蚀分类

1.1 物理防腐技术

钢筋混凝土结构物理防腐的核心思想就是通过外部的防腐材料来阻隔钢筋混凝土结构材料同外界的腐蚀性介质接触。物理防腐技术是在实际工程中应用最为广泛的防腐处理技术，其常用防腐材料有防腐蚀块材、聚合物水泥砂浆、金属材料、聚氯乙烯塑料、木材、树脂类、水玻璃类、沥青类、防腐蚀涂料。不同的材料需要根据钢筋混凝土结构在不同的环境下进行调整和适配[3]。

1.2 化学防腐技术

钢筋混凝土材料的化学防腐方法主要为电化学保护法，而电化学保护法根据其化学反应的不同又分为阴、阳两极保护法。

1.3 复合防腐技术

不管是物理防腐技术还是化学防腐技术，任何单一的技术都不可能对钢筋混凝土这样复合性的材料进行全面的防腐保护的，因此，复合防腐就是在这一理念下发展而来，采用不同的、多类型的防腐手段共同来提升材料的防腐性能，多技术手段可以有效避免单一技术手段所存在的不足。例如在金属的外涂层上，难免会在运输、安装等过程中形成一些缺口，从而产生局部腐蚀的现象。但是，同时采用阴极保护及涂层两种办法则可以有效的避免这一问题，当外涂层有所损坏时，阴极保护技术能够计时在结构外涂层破损处自动生成涂层，从而有效的提升材料的抗腐蚀性能。

2 钢混结构防腐设计理论

钢筋混凝土结构的防腐设计中，好的设计是需要综合多方面的因素最后给出一个综合性的解决方案。因此，工程结构的防腐设计需要考虑如图2 所示的几点。

图2 防腐设计的考虑因素

（1）工艺流程设计。一项合理的防腐蚀方案需要从经济计量学的角度出发然后进行评价的，需要对流程工艺、技术设备的经济成本和效益之间进行反复对比，权衡利弊。

图3 技术经济计量学分析步骤

（2）防腐设计的方法步骤。

图4 防腐设计的步骤

3 冶炼厂钢混结构防腐能力的提升优化

如何有效的优化冶炼厂钢混结构的防腐能力，可以从以下几个方面出发[4-6]。

文章来源：《冶金与材料》 网址: http://www.yjyclzz.cn/qikandaodu/2021/0513/878.html