秦山核電站三期工程采用聚合物砂漿誨水管道的襯里,增加抗蝕能力,滿足電站安全運行40年的要求。上海金山石化總廠DNl800mm海水鋼質管道所采用的襯里材料是有機硅聚合物砂漿,經過近25年運行,如今仍完好如初。而用普通水泥砂漿,僅用10年就被腐蝕剝落,鋼質管道被腐蝕穿孔。
海水中含有鎂和鈉的氯酸鹽,與混疑土中鈣和硅發生化學反應生成石膏析出,反應如下。
生成的Ca(OH)2即與海水中NaCl、MgC12進行置換反應,即
隨著CaCl2的溶析Mg(OH)2則生成化石結晶體膨脹,表面為松散的沉淀體,它會被流動的水沖刷掉,導致砂漿襯里的失效,鋼質管道被腐蝕穿孔。
秦山核電站三期工程RSW和CCW冷卻水取自于東海杭州灣的海水,海水的氯離子含量在5703~8703 mg/L溶解氧在9.48mg/L左右,pH值7.1~8.3。總含鹽量高達1%,在含鹽量中,含有硫酸鹽1700 mg/L左右,鎂鹽620 mg/L,銨鹽60 mg/L左右,對普通水泥砂漿襯里具有較強的侵蝕作用。
在砂漿中加入聚合物能有效地防止Ca(OH)2的析出,阻止海水氯化物、硫酸鹽的置換反應。與此同時,加入少量有機硅能增加砂漿層的透氣性和砂漿表面的抗水性,在管道中壓力突然發生驟變時,能瞬間釋放襯里和管壁之間的能量,從而防止襯里的崩裂。這就是有機聚合物襯里耐腐蝕耐久的主要原因。
有機硅聚合物改性砂漿的成分與配比如下。
(1)有機硅聚合物改性砂漿的結構成分。
①硅酸鹽水泥 標號525#符合GBl75—1985標準。
②砂粒級配 ≥DN 610 mm口徑以上管體采用粒度按BS-534-29標準,其余按AWWA-C205標準。
③“D504”聚合物。
④粉煤灰 采用超細優質(Ⅰ或Ⅱ)級粉煤灰。
⑤水溶性有機硅 最適宜于硅酸鹽建材防水、防腐。
⑥水 生活用水。
(2)配比。見表4-40
| 材料名稱 | 質量比 |
| 525#硅酸鹽水泥 | 100% |
| “D504”聚合物 | 2%~2.5%(按固體含量) |
| 水溶性有機硅 | 0.5(按3%溶液) |
| 細砂粒 | 150%~300%(砂灰比1.5:1~3:1) |
| 水 | 32%~50%(視實際坍落度) |
| 粉煤灰 | 20%~57%(英國設計) |
在攪拌機中按比例充分攪勻,得到較好塑性增強,致密的漿料。噴涂施工。
(3)從φ2.1 m海水鋼質管道取樣的聚合物砂漿襯里測定數據。見表4-41。
| 項目 | 測定數據 | 項目 | 測定數據 |
| 抗壓強度 | 氣孔 | <2/cm2,裂紋<0.25 | |
| 抗折強度 | 滲透 | <0.15MPa | |
| 密實度 | Ca(OH)2析出 | 1mm |
結論按DIN 2614 BS 534使用年限大于100年。
(4)有機硅聚合物砂漿優點。
①砂漿中摻入了聚合物,在有機硅偶聯劑作用下砂漿質量優和易性好,穩定性好,形成內膽均勻度好,平整度好,不流不瀉漿、不殼裂、不泌水,這是普通砂漿所不及的。
②在不加保水劑的情況下,可獲得較佳的保水養護性能,在地面上施工時,只經過一般養護,不會發生干綿裂紋,而這個干縮裂紋是普通水泥砂漿水化反應凝固過程中不可避免的。
③“自痙性”較為突出,由于搬運過程中的不當或墊付物不當會產生裂縫現象,但在通水養護后,裂縫可自動合而消失。
④在工地現場組裝過程中經過氧氣切割與焊接,它的熱影響很小,不會發生爆裂,而且具有收口作用。
⑤對彎管和三通可用于涂抹,厚度13 mm,可得強度高抗裂性好的聚合物涂層。
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