精细化工技术在防灾减灾中的应用初探
高连连,张会平,鄢瑛,郎雪梅,
(华南理工大学化工与能源学院,广州 510640)
Application of Fine Chemical industry in Disaster
Prevention and Mitigation
(The school of Chemical and Energy Engineering, South China University of technology, Guangzhou, 510640)
省部重点实验室
第1楼2012/02/25
3 精细化工与沿海基础设施防腐
沿海的道路、跨海桥梁与码头等基础设施因处于一个特殊的环境之下,长期受海水浸泡、干湿交替、日光曝晒、沿海盐雾、海生生物及潮湿空气的腐蚀,金属材料锈蚀严重,使这些基础设施的使用寿命大大缩短,造成了极大的经济损失。据统计,我国每年因海洋腐蚀带来的损失近千亿美元[6-7],比因火灾、风灾、水灾、地震等自然灾害的损失总和还大。腐蚀不仅造成材料的浪费,更严重的是造成灾难性事故,造成环境污染和人员伤亡,所以腐蚀的防护研究具有很重要的意义,精细化工产品在金属防腐方面发挥了巨大的作用,极大地降低了金属的腐蚀速率,延长了基础设施的使用寿命。
3. 1 有机涂料保护性涂层
保护性涂层是防止和控制金属腐蚀的最常见的措施之一,可以防止氯离子、氧气、二氧化碳等的渗入。
涂料可以涂刷在混凝土和钢筋表面。由于混凝土是多孔材料,在其表面布施涂料以隔离或限制它与侵蚀性介质的接触和碱骨料反应的发生,既可提高混凝土的耐久性,又可使混凝土中的钢筋免遭腐蚀。根据混凝土的高碱性、含水性和多孔性的特点,涂料应具备耐碱性、耐水性和浸渍性的性能并具备良好的耐侯性。混凝土表面涂层是延缓钢筋腐蚀的第一道防线,也是一种简单、经济和有效的辅助性保护措施。
钢筋表层涂刷防腐涂料,目前采用较多的是环氧涂层钢筋,由于其是在钢厂流水线上涂覆的,因此一般可以保证涂层的高质量,使钢筋与周围混凝土隔开,即使有害物质大量侵入混凝土,也可长期保护钢筋,使钢筋免遭腐蚀。有的涂料借助内部组分如红丹、铬锌黄等具有阴蚀性的颜料与金属反应,使金属表面钝化或生成保护性的物质以提高涂层的防护作用。有的涂料中含有活性比铁高的如锌等作填料,会起到牺牲阳极的保护作用,并且锌的腐蚀产物是盐基性的氧化锌、碳酸锌,会填充到涂层膜的孔隙,使膜紧密,从而使腐蚀大大下降。
常用的防腐蚀涂料有酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯、乙烯树脂、橡胶类防腐蚀涂料等。随着科技发展逐渐出现了重防腐蚀涂料和水下防腐蚀涂料等新的涂料[8]。近年由于熔结环氧粉末涂装技术的发展,以及其一系列优良的物化性能,环氧型涂料应用的较多。
涂层保护是防止金属腐蚀的第一层外衣,今后其将向高固体份涂料、水性涂料、粉末涂料发展,并会出现一些新型涂料如纳米聚合乳液等,从而使涂料具有更好防腐效果。
3.2 混凝土外加剂
防止钢筋混凝土腐蚀的最佳措施是杜绝各种侵蚀介质进入混凝土的孔隙、毛细孔,除了在其表面进行涂层保护以外,而可以通过改善混凝土结构进行防腐。例如通过添加一些外加剂,如高效减水剂、引气剂、缓蚀剂等,使混凝土的致密性提高,强度和抗冻性增强,从而提高混凝土的抗腐蚀性。在众多外加剂中,最常用、研究也较多地是缓蚀剂的使用。
缓蚀剂可以说是涂层保护以外的第二层屏障,它是一种用于腐蚀环境中抑制金属腐蚀且无不良影响的添加剂,是一种经济效益较高且适应性强的金属防护措施。钢筋阻锈剂的作用是钢筋钝化膜被破坏时能够自行再生,自动维持,从而避免钢筋腐蚀,这比人为的涂层更加经济、简便。亚硝酸盐是目前应用最广的钢筋阻锈剂[9]。它具有缓蚀效率高、对混凝土无劣化作用且价格低廉的优点。但是使用钢筋阻锈剂会加大混凝土含碱量,而且亚硝酸钙阻锈剂对人身有害,施工中需要特别注意。这也决定了研究绿色、经济、高效的其他缓蚀剂的必要性。
4 结束语
综上可以看出,精细化工技术已经深入到国民经济生活的方方面面之中,在道路养护、道路除雪、海工设施防腐等领域发挥着不可替代的作用。随着人们生活水平的提高,科技的不断进步,以及人们对环境的要求的不断提高,精细化工技术和产品也必将在更多的领域发挥更大的作用,其必将迎来一个更加辉煌灿烂的明天。
References
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[9]Wu Zonghao. Corrosion and Protection of Reinforced Concrete[J],China Science and Technology Information ,20