改性水玻璃耐酸混凝土在铜冶金工业中的应用.doc
改性水玻璃混凝土是在水玻璃混凝土的基础上添加了改性剂，以增加其密实性，提高抗酸渗透性能的新型防腐混凝土，又称密实水玻璃混凝土。
改性水玻璃混凝土除对热磷酸、氢氟酸、高级脂肪酸耐蚀性较差外，对大多数无机酸、有机酸、酸性气体均有良好的耐腐蚀能力，同时还具有良好的耐热性能，使用温度可达900?。我公司自1987年起在地坪、酸洗槽、梁柱加固等工程中应用，有的已达12年仍完好无损。
1 主要原材料
1.1 水玻璃
主要技术指标是模数和密度，合适的密度为1.35,1.45g,cm3，也可用波美度表示。二者的关系为密度,145,(145,波美度)(g,cm3)。较合适的模数为2.6,3.0，模数和密度可自行调整。
1.2氟硅酸钠
氟硅酸钠是固化剂，技术指标为纯度大于95,，含水率小于1,。 1.3粉料
粉料为耐酸混凝土的填充料，其技术指标为:耐酸度大于94,;含水率小于0.5,;不得混有不耐酸杂质;细度1600孔,cm2，筛余不大于5,，4900孔,cm2，筛余为10,,30,。
常用粉料为铸石粉、石英粉，或二者混合使用，有耐高温要求的则用耐火粘土砖粉。
1.4骨料
骨料是耐酸混凝土的主要骨架，直接影响耐酸混凝土的理化性能和技术指标。除粗细度外，其余与粉料相同，骨料常用的是石英石(砂)，有耐高温要求的选用耐火粘土砖碎块，粗细骨料要有良好的级配。
1.5改性剂
改性剂的主要作用是提高密实度和抗渗透性能，是改性水玻璃混凝土的重要成分，技术要求如下。
(1)应溶于水或在强烈搅拌下能均匀分散于水玻璃溶液中。
(2)不会使水玻璃凝聚、离析。
(3)应有一定的耐蚀性或遇酸后聚合成固体。常用的改性剂为呋喃类有机单体和呋喃树脂，如糠醛、糠酮、糠醇或糠醇与糠醛混合液等，掺量为水玻璃用量的1,,5,(重量比)。
2 施工工艺
2.1搅拌
先将干料加入搅拌机内干拌2min，再加入水玻璃、改性剂，湿拌3min即可出料。为防止死机，搅拌量以不超过搅拌机容量的40,为宜。出料要迅速及时，若搅拌机发生故障，要及时清除机内料并用水冲洗干净。
每日收工后，要将机内及搅拌片上的改性混凝土清洗干净。工程量很小时，可采用人工拌合。
2.2浇筑
在施工面上刷一层稀胶泥，待其固化后再浇筑，尽量避免留施工缝。必须留施工缝时，应留成斜槎，并保持粗糙面。下次接缝时，先抹稀胶泥再浇灌，接槎处应抹实抹平。
夏秋季温度高时改性水玻璃混凝土几分钟即可初凝成型，所以现场捣实抹平速度要快，宜在初凝前抹出光面，一次成型，以免初凝后再抹出现皱皮而影响外观和降低抗渗抗腐蚀性能。
2.3拆模和养护
养护期间严禁与水或蒸汽、浓度极小的稀酸接触。一般根据环境温度、拆模时间和养护时间按表1执行。
表1 改性水玻璃混凝土的拆模和养护时间
环境温度(?) 拆模时间(d) 养护时间(d)
15 ?4 20
20,25 ?2 14
25以上 ?1 7 2.4质量检查
改性水玻璃混凝土质量指标为显气孔率?5,，抗渗强度,15MPa ，抗压强度?20MPa。
检查有无蜂窝、麻面、裂缝、变形等，如有应予修补。
2.5酸化处理
酸化处理可采用20,,40,的硫酸、15,,20,的盐酸或15,,30,的硝酸均可，处理3,4次。每隔8h 以上均匀刷洒处理1次，每次都将上次析出的白色结晶粉末扫去。
2.6注意事项
(1)最佳施工温度为18,30?。温度过高则反应过快，施工极困难，可以采用冰水降低水玻璃温度，亦可改在夜间施工或适当减少固化剂用量，以降低反
应速度。
当温度低于10?时，凝固时间延长，易于流淌变形、开裂，可采用预热骨料或加热养护的方法。
(2)水玻璃对眼睛和皮肤有烧伤危害。氟硅酸钠有毒，所以搅拌机旁施工人员应戴防护眼镜、橡胶手套和口罩。
3 工程应用情况
3.1地坪、地沟
我公司1987年第一次在铜冶炼厂电解车间地面大规模采用，面积约3300m2，厚80mm，一改电解车间地面酸泥酸水横流、瓷砖地面到处脱落的状况，使用条件为水和含硫酸200g,L 的电解液冲刷，至今绝大部分地面完好无损。
从1991年开始，先后在我公司铜冶炼厂硫酸车间、西北铜加工厂电解铜厂、三冶炼厂和铅锌冶炼厂工程推广使用，大幅度降低了地面防腐成本，绝大部分使用良好。部分使用不到两年发生破损，其原因是施工单位未遵守施工程序，如不加改性剂，使用耐酸率极低的砂石、粉料、骨料，任意加减水玻璃用量等。 3.2耐酸耐热一体化的地下烟道
冶炼厂生产烟囱地下烟道烟气温度达200,250?，并含SO2、粉尘和水汽等，原烟道为普通混凝土内衬耐火砖、耐酸瓷砖，每隔几年需部分拆除修补，施工难度大，防腐效果差，成本高。后改为在普通混凝土上绑钢筋网用改性水玻璃混凝土整体浇筑，使耐高温防腐一体化，成本仅为原来的1,3，使用至现在已近10年，未发现损坏。
3.3梁柱加固
由于腐蚀，我公司铜冶炼厂电解和硫酸车间一些梁柱被腐蚀得酥松、剥落，有的已露出钢筋，造成极大安全隐患。若用普通混凝土加固，除须做防腐处理外，施工时间也长，不适于抢修和检修，后采取加焊钢筋，用改性水玻璃混凝土加固的作法，使防腐承重一体化，一次成型，缩短了施工时间，使用至今已7年，仍完好无损。
3.4整体电解槽
用改性水玻璃混凝土浇筑整体电解槽，经几年试用观察，已获成功。与混凝土内衬防腐层型、全结构玻璃钢型电解槽相比，具有十分明显的优势。
(1)防腐承重盛液一体化，制作简单，方便快捷，一次成型。
(2)成本仅为全结构玻璃钢型的1,3，也低于内衬型的成本。
(3)长期使用不需维修，寿命可达8年以上。
浇筑改性水玻璃混凝土电解槽的要点:一要选用优良材料，骨料级配要好，铸石粉用量应适当加大;二要使用性能优良的振捣器，保证所有部位密实;三要
使凝固速度略慢，宜选择春季温度较低时或在室内进行;四要做到表面光洁度好，无蜂窝、麻面。
水玻璃若选用钾水玻璃则抗渗耐蚀性能更好。
3.5特殊密封堵漏
盛贮浓硫酸的容器一旦发生泄漏，通常都采用排空浓硫酸，然后用钢板焊接堵漏的方法，其缺点是排空硫酸需大量贮存器，耗用动力，维修时间长，影响生产。改用改性水玻璃胶泥刮抹，可在不停车不排空的情况下密封堵漏，温度较高时几分钟内即可固化。为防止胶泥被雨水或稀酸冲刷，可在漏口完全堵住，不再渗漏时，贴2层玻璃钢保护层。这样做省时省力，可随漏随堵，不影响生产。 3.6硫酸生产系统外热交换器防腐保温复合层
我公司硫酸系统外热交换器钢壳几十年来一直未采取防腐措施，因此由冶炼烟气生成的冷凝酸及其烟气对钢壁产生严重腐蚀，尤其是进热风口扩大部位，每年两次检修中均需大面积扒除保温层，并割去腐蚀穿孔的钢壁，再焊接新钢壁，做新保温层，造成严重浪费。
近两年采用水玻璃胶泥从内壁对焊缝和部分易腐蚀部分钢壁做防腐处理。对外壁先用水玻璃稀胶泥和玻璃纤维布粘结，做4,5层防腐层，并用钢丝紧固，最外层刷防腐树脂胶料作面层，再在防腐层外面做保温层，运行2年来未出现蚀孔漏烟气的现象。
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