我國電廠冷卻塔混凝土的腐蝕原因分析

混凝土冷卻塔腐蝕的原因很多，可以歸納以下幾個主要方面：

A、由于混凝土的耐久性不足，其本身被腐蝕破壞，同時也由于鋼筋的裸露、腐蝕而導致整個結構的破壞

B、混凝土本身并未腐蝕，由于外部介質的作用，導致混凝土本身化學性質改變，或引入了強激發鋼筋腐蝕的離子，使鋼筋表面喪失鈍化作用，引起鋼筋銹蝕。鋼筋的銹蝕產物一般為Fe（OH）3、Fe（OH）2、Fe3O4·H2O、Fe2O3等，其體積比原金屬體積增大2～4倍，鐵銹膨脹，對混凝土保護層產生巨大的輻射壓力，其數值可達30MPa（大于混凝土的抗拉極限強度），使混凝土保護層沿著銹蝕的鋼筋形成裂縫（俗稱順筋裂縫）。這些裂縫進一步成為腐蝕性介質滲入到鋼筋的通道，加速了鋼筋的腐蝕。鋼筋在順筋裂縫中的銹蝕速度比裸露情況快，混凝土表面的裂縫發展到一定程度，混凝土保護層則開始剝落，最終使構件喪失承載能力。

C、預應力混凝土結構的腐蝕除了具有普通混凝土結構腐蝕的類型外，由于高強度鋼筋和多筋在高應力條件下工作，所以可能發生應力腐蝕和鋼材的氫脆

D、日常使用過程中，煙氣中的二氧化碳會逐漸向混凝土內部擴散，并與混凝土中的氫氧化鈣發生作用，生成碳酸鹽或其他物質，從而使水泥的堿度降低，使混凝土碳化，其碳化的主要化學反應為：CO2+H2O→H2CO3，Ca（OH）2+H2CO3→+2H2O。碳化降低了混凝土的堿度，從而破壞了鋼筋表面的鈍化膜，使混凝土失去了對鋼筋的保護作用，給混凝土中的鋼筋銹蝕帶來不利的影響。同時，碳化還會加劇混凝土的收縮，這些都可導致混凝土的裂縫，加速混凝土結構的破壞。

E、硫酸根離子腐蝕。進入冷卻塔的濕煙氣中存在的SO42-接觸混凝土表層與混凝土的某些成分反應，生成物吸水膨脹產生膨脹應力，當應力達到一定程度時混凝土就產生裂縫，這種腐蝕作用在不同條件下又有兩種表現形式，即E鹽破壞和G鹽破壞。E鹽破壞即鈣礬石膨脹破壞，其生成物的體積比反應物大115倍多，呈針狀結晶，引起很大的內應力，其破壞特征為混凝土表面出現幾條較粗大的裂縫。G鹽破壞即石膏膨脹破壞，當外界中SO42-濃度達到1000mg/L，SO42-可與Ca（OH）2反應生成石膏晶體，生成的CaSO4·2H2O體積增大1124倍，導致混凝土因內應力而破壞，其破壞特征為混凝土表面雖無粗大裂縫但是遍體潰散。

F、氯離子腐蝕。一般情況下，由于混凝土為堿性物質，其液相PH值為12.5～13.5，鋼筋在這種環境中能形成鈍化膜，它不僅可以隔絕氧接觸鋼筋，而且阻止鋼筋內部形成腐蝕電流，因此對鋼筋起到保護作用。然而，進入冷卻塔的煙氣中存在氯化物（HCl），當氯離子滲透到鋼筋表面并達到一定濃度時會使得局部保護膜破壞，成了活化態。活化的鋼筋表面形成一個小陽極，未活化的鋼筋表面成為陰極，在氧和水充足的條件下鋼筋開始銹蝕。鋼筋的銹脹體積一般增大215～5倍，在塔內部水份這樣充足的條件下體積膨脹甚至可達7倍，從而導致混凝土保護層開裂（即順筋裂縫）、鋼筋銹蝕，降低或破壞了鋼筋與混凝土的握裹力，鋼筋截面減小、承載能力降低，從而降低了結構的耐久性。同時氯鹽還可以和混凝土中的Ca離子反應生成易溶的CaCl2并帶有大量結晶水，形成比反應物體積大幾倍的固相化合物，造成混凝土的膨脹破壞。如果水泥中鋁酸三鈣含量高于8%，其制成的混凝土很容易受到Cl-腐蝕。

G、在混凝土受到冰凍的情況下，冷卻塔內的鋼精，由于塔壁內氣溫差懸殊，將造成鋼精冷縮不平衡，在混凝土中形成縮應力，是鋼精與混凝土中的粘接性減弱或喪失，而造成破壞。