中图分类号：ＴＱ１７２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００７—０３８９（２０１１）０１—７１—０５ 混凝土结构中水泥材料的腐蚀与防护 刘 振，王 琦，田陆飞，石运中，贾丽莉 （济南大学材料科学与工程学院，山东济南２５００２２） 摘要：水泥混凝土结构因耐久性不良造成过早失效及崩塌破坏的事故时有发生，世界各国为此造成了很大的损失。综述了 国内外有关水泥混凝土腐蚀的研究现状，包括腐蚀因素、腐蚀机理、腐蚀过程的研究与分析成果；总结了提高水泥混凝土腐蚀 能力的技术措施，如改变水泥熟料矿物组成、添加掺合料、提高密度、表面涂料防护等等。最后，提出了未来的主要研究方向。 关键词：硅酸盐水泥；硫酸盐侵蚀；油井水泥；抗腐蚀；耐久性 Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｌｉｕ Ｚｈｅｎ，Ｗａｎｇ Ｑｉ，Ｔｉａｎ Ｌｕｆｅｉ，Ｓｈｉ Ｙｕｎｚｈｏｎｇ，Ｊｉａ Ｌｉｌｉ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｊｉｎａｎ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ ｊｉｎａｎ ２５００２２） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｌｌａｐｓｅ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｏｃｃｕｒｓ ｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｐｏｏｒ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｗｈｉｃｈ ｃａｕｓｅｄ ｇｒｅａｔ ｌｏｓｓ ｔｏ ａｌｌ ｃｏｕｒｔ’ ｔｒｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｉｄ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｉｎ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ａｎｄ ｏｖｅｒｓｅａ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ，ｍｅｃｈａｎｉｍ ａｎｄ ｐｒｏｓ— ｅｓｓ ｗａｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｓ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｃｌｉｋｅｒ ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｍｐｏ— ｎｅｎｔ，ａｄｄｉｎｇ ａｄｎｆｉｘｔｕｒｅ，ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ ａｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｃｏａｔｉｎｇ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｍａｉｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｗａｓ ｂｒｏｕｇｈｔ ｆｍａ＊＇ａｒｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｒｔｌａｎｄ ｃｅｍｅｎｔ；ｓｕｌｐｈａｔｅ ｅｒｏｓｉｏｎ；ｏｉｌ－ｗｅｌｌ ｃｅｍｅｎｔ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ０前言 １８２４年英国人Ｊ．阿斯普丁发明波特兰水泥，于 １８３０年前后波特兰水泥混凝土问世，至今己经有 １８０多年的历史。由于其原材料来源广泛、制备加 行加固维修所投入的费用，约占建设总投资的４０％ ５０％以上。因此，耐久性对工程量浩大的混凝土工 程来说意义非常重要，若耐久性不足，将会产生极严 重的后果，甚至对未来社会造成极为沉重的负担。 ～工方便、生产成本较低等显著优点，以硅酸盐水泥为 胶结材料的混凝土和钢筋混凝土的应用日益增加， 已经成为当今世界上使用最多的建筑材料。世界上 １水泥材料的腐蚀因素 常温硬化的水泥浆体（或称水泥石）通常是由未 水化的水泥颗粒、水泥水化产物（Ｃ—Ｓ—Ｈ凝胶、 Ｃａ（ＯＨ） 、钙矾石等）、水、少量空气以及由水和空气 占有的孔隙组成，它是一个固一液～气三相的稳定 体。水泥石中的孔隙率和表面的开口孔隙的大小对 水泥的抗腐蚀性能影响很大。环境腐蚀介质通过孔 隙进入水泥石内部，破坏水泥石的内部物质结构，造 成水泥石组分流失或者是内部造成体积变化，从而 对水泥结构进行腐蚀破坏。根据不同的腐蚀介质， 主要有以下几种腐蚀类型。 １．１酸的腐蚀 混凝土的生产量约为钢产量的ｌ０倍，仅我国对水泥 混凝土材料的年需求量就达数十亿ｔ １１－２１。据国家统 计局公布，２００９年我国的水泥总产量为１６．３亿ｔ［３１。 水泥混凝土结构因耐久性不良造成过早失效及 崩塌破坏的事故时有发生，世界各国为此付出了沉 重的代价。随着土建工程的历史越来越长，许多已 经历时多年的水泥混凝土结构往往易出现水泥混凝 土的腐蚀和剥裂等系列耐久性问题 。 。据美国一 项调查显示 ，美国的水泥混凝土基础设施工程总 价值约为６万亿美元，每年所需维修费或重建费约 为３０００亿美元。美国５０万座公路桥梁中２０万座已 有损坏，平均每年有１５０～２００座桥梁部分或完全坍 １．１．】酸雨和酸性水的腐蚀 伴随着环境的污染，酸雨的频率逐渐增加 。 水中溶有一些无机酸和有机酸时，硬化水泥浆就会 塌，寿命不足２０年；美国共建有混凝土水坝３ ０００ 座，平均寿命３０年，其中３２％的水坝年久失修；而对 二战前后兴建的混凝土工程，在使用３０～５０年后进 受到溶析和化学腐蚀的双重的作用，将浆体组成转 变为易溶盐类，侵蚀明显加速。水泥水化产物主要 为碱性的水化硅酸钙、水化铝酸钙及相当数量的 求淀工疆坠 一７１— Ｃａ（ＯＨ） ，酸性介质首先与Ｃａ（ＯＨ） 发生中和反应， 急剧降低混凝土介质碱度 。随着混凝土碱度的 降低，水化硅酸钙和水化铝酸钙失去稳定性而水解、 止气井ＣＯ 和Ｈ ｓ的腐蚀［２２－２４１。 文献［２５—２７］研究结果表明：油井水泥水化产物 与ＣＯ：的反应将破坏水泥石的结构完整性，导致水 溶出，导致了混凝土强度不断下降ｎ ” 。其反应式 泥石渗透率和孔隙率增大。由水泥矿物及水化产物 如下（酸为ＨＲ为例）： 在ＣＯ 存在下的腐蚀实验得出：ＣＯ 在水溶液中或溶 于潮气中时腐蚀水泥最严重，水泥中的碱性氧化物 Ｃａ（ＯＨ） ＋２Ｈ ＿Ｃａ ＋２Ｈ ０ ｎＣａＯｍＳｉＯ２ｐＨ２０＋２ｎＨ ｎＣａ ＋ｍＳｉＯ２＋（ｎ＋ｐ）Ｈ２０ ｎＣａＯｍＡｌ２０￣ｐＨ２０＋２ｎＨ 皆被酸性气体腐蚀，水化产物中的Ｃ，ＡＨ，易被腐 蚀。文献［２８１中提到，在潮湿及超临界状态下注入 ＣＯ 形成超高压气层，水泥在这种条件下长期存在 会导致严重的液相浸出。ＣＯ 对水泥的作用与弱酸 相类似，在波特兰水泥中水化产物硅酸钙在ＣＯ 的 作用下分解成碳酸钙和无定型硅胶，其反应可以用 以下过程来表示。 （１）ＣＯ 扩散到水泥细孔中，毛细孔中因为内部 ｎＣａ２ ＋ｍＡ１２０３＋（ｎ＋ｐ）Ｈ２Ｏ Ｃａ ＋２Ｒ一—｝ＣａＲ２ 从上述几个方程式可以看出酸性水侵蚀作用的 强弱，决定于水中的氢离子浓度。常见的酸多数能 与水化产物之间反应生成可溶性的盐，如盐酸和硝 酸就能反应生成可溶性的盐被水带走，而磷酸则会 生成几乎不溶于水的磷酸钙，堵塞于毛细孔中，侵蚀 的发展就慢。有机酸的侵蚀没有无机酸强烈，且其 侵蚀性也视其钙盐的溶解性而定，醋酸、蚁酸、乳酸 等与Ｃａ（ＯＨ）：生成的钙盐容易溶解，而草酸生成的 却是不溶性钙盐。 １．１．２ ＣＯ：和Ｈ Ｓ的腐蚀 冷凝和外部流体扩散，形成一水膜。 （２）ＣＯ 溶于水中形成碳酸。 Ｈ：０－４－ＣＯ：㈢ＨＣＯ ＋Ｈ＋ ＨＣＯ 甘Ｈ ＋ＨＣＯ； （３）碳酸和水泥中的游离石灰反应生成水和碳 酸钙。 Ｃａ（ＯＨ）２＋Ｈ ＋ＣＯ ２＝ＣａＣＯ３＋Ｈ２３０ ＣＯ：和Ｈ ｓ的腐蚀主要发生在油井水泥中，ＣＯ 和Ｈ Ｓ作为石油天然气生产中的伴生气或地层水的 组分存在于地层中。近年来，国外对ＣＯ 腐蚀的研 究比较活跃，有关ＣＯ：腐蚀的文章和报告很多” 。 ， （４）水化硅酸钙和碳酸反应生成一种高聚合的 仅美国腐蚀（Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）刊物及ＮＡＣＥ的学术年会报 硅胶。ＣＳＨ＋Ｈ ＋ＨＣＯ ＿÷ＣａＣＯ，＋无定形硅胶 告，每年就有数十篇有关ＣＯ 腐蚀和防护的文章，据 分析，国外对ＣＯ 腐蚀感兴趣的原因可能有： （１）由于油井综合含水率上升，高含水原油对 采油工具和设备的腐蚀日益严重，尤其是各种采油 工艺的实施致使油井产出液伴生的ＣＯ 气体增多， 在高矿化度污水中，ＣＯ 腐蚀性增强，引起设备的局 部腐蚀和穿孔破坏增多，从而影响油井工作的正常 进行。 （５）若有更多的ＣＯ 渗入则不直接生成碳酸钙， 而先生成碳酸氢钙，然后再和氢氧化钙反应生成碳 酸钙。 ＣＯ：＋Ｈ Ｏ＋Ｃａ（ＯＨ）ｚ— Ｃａ（ＨＣ０３）２ Ｃａ（ＨＣＯ３１２＋Ｃａ（ＯＨ）ｚ＿２ＣＡＣＯ３＋Ｈ２０ 水泥石高温碳化包括ＣＯ 与Ｃａ（ＯＨ）ｚ和水化硅 ｓＨ 反应生成ＣａＣＯ，。当Ｃａ（ＯＨ） 碳化时，体 （２）开发深层高压ＣＯ 的油气田生产，需要解决 酸钙ｃ 积增加１０％，体积膨胀，降低水泥石渗透率。反之， ＣＯ：腐蚀问题。 ｓＨ与ｃＯ 反应生成高聚合硅胶，使水泥石渗透率 （３）二氧化碳回注采油工艺中ＣＯｚ严重腐蚀问 ｃ ２９－３１］，使得更多的腐蚀物质进人水泥石内部，加 题仍未有好的解决办法，因此工业中迫切需要好的 增加 ＣＯ：腐蚀的解决办法 ” 速水泥石的腐蚀，形成恶性循环。 １．２盐的腐蚀 沿海地区一般都是经济发达的地区往往有很多 ２０世纪８Ｏ年代中期，国内开始研究地层酸性气 体对油井水泥石的腐蚀问题。虽然我国在ＣＯｚ腐蚀 机理和防护技术研究方面起步很晚，但也取得了一 批研究成果，例如华北油田钻井研究所应用缓蚀剂 防止ＣＯ 的腐蚀，四川天然气研究所利用缓蚀剂防 一大型的建筑例如高楼大厦、公路桥涵和一些跨海大 桥，它们的腐蚀会对经济和生活造成很大的损 失 １。在我国西部地区的盐碱地、盐湖区以及地下 ７２一 求淀工 水中普遍存在着硫酸盐对混凝土的侵蚀。盐渍土的 主要特征是土中含有盐，尤其是易溶盐，它对公路桥 涵及构造物具有明显的腐蚀性，并对结构物基础和 地下设施，构成一种较严酷的腐蚀环境，影响其耐久 性和安全性。许多文献表明 ：绝大多的硫酸盐对 于硬化的水泥浆体都有显著的侵蚀作用，例如：海水 中的￥０４２－离子的含量常达２ ５００～２ ７００ ｍｇ／Ｌ， 家、材料学家以及结构工程专家共同来研究。 主要的微生物有：污水存有大量含碳、氢、 氧、氮、硫、磷等元素，这些元素就会成为一些细菌的 营养物质 。有些细菌利用这些元素的代谢获得能 量，同时产生代谢产物，由于微生物的代谢作用，好 氧细菌在有氧的条件下最终分解为二氧化碳、水、硝 酸盐、硫酸盐、磷酸盐等；厌氧细菌在厌氧的条件下 则最终分解为甲烷、二氧化碳、氨、硫化氢等。而且 在代谢的过程中会产生各种有机酸等复杂的中间产 硫酸盐对水泥混凝土材料的腐蚀包括物理腐蚀 和化学腐蚀两种［３４－３６ｌ，但其腐蚀过程通常是物理和 化学的综合作用，机理也较为复杂，迄今尚未完全明 物，大部分的代谢产物都会对混凝土产生腐蚀作用。 确。物理腐蚀被称为“一种特殊的腐蚀类型”，主要 Ｐａｒｋｅ￣Ｊ 首次认识到，硫细菌的代谢产物——生 是由无水硫酸钠向十水硫酸钠转变引起，由于结晶 物硫酸是造成混凝土腐蚀的主要原因，并通过分析 压力造成混凝土材料的开裂和剥落。化学腐蚀通常 混凝土污水管道腐蚀破坏的过程和特征，提出了混 指水泥水化产物Ｃａ（ＯＨ） 与硫酸根离子反应形成石 凝土微生物腐蚀的作用机理 ｕ：在厌氧环境下，硫酸 膏，再和水化铝酸钙反应生成钙矾石，从而使固相体 盐还原细菌（ＳＲＢ）将管道内的硫酸盐或有机硫还原 积增加很多，分别为１２４％和９４％，产生相当的结晶 为Ｈ Ｓ，Ｈ Ｓ进人混凝土结构中进行化学腐蚀；在好 压力，使混凝土材料开裂和剥落，因此水化铝酸钙和 氧环境下，硫氧化细菌（ＳＯＭ）氧化为生物硫酸，硫酸 Ｃａ（ＯＨ） 的存在是造成化学腐蚀的首要因素 １。以 导致水泥水化物Ｃ—Ｓ—Ｈ分解，并与Ｃａ（ＯＨ） 反应生 硫酸钠为例，其作用见下式： 成石膏，石膏进一步导致钙矾石生成，产生体积膨胀 ｃ￣（ｏＨ）２＋Ｎａ２ＳＯ ・１ ０Ｈ２０＝ 产生内部应力，从而使混凝土管壁腐蚀破坏。 ＣａＳＯ ・２Ｈ２Ｏ＋２ＮａＯＨ＋８Ｈ２０ ４ＣａＯ・Ａ１ ０３・１９Ｈ：０＋３（ＣａＳＯ ・２Ｈ Ｏ）＋８Ｈ：０＝ ２目前主要的抗蚀措施 ３ＣａＯ・Ａ１２０３。３ＣＡＳ０４‘３２Ｈ２０＋Ｃａ（０Ｈ）２ 通过上述的腐蚀机理可知，水泥硬化成水泥石 当溶液饱和时，硫酸钙侵蚀到水泥混凝土中，它 之后，在腐蚀环境下，水泥中的氢氧化钙和水化铝酸 可以从溶液中析出晶体，晶体的生成也会在混凝土 钙组成可能会与酸性物质发生作用，易生成可溶性 内部产生很大的内应力使得混凝土开裂，当溶液中 盐随着介质水流出，或者生成的固体引起体积膨胀， 硫酸根离子不足时，钙矾石转化为单硫铝酸钙 产生内应力 ，致使水泥石破坏。降低水泥石中氢 （３ＣａＯ・Ａ１ ０ ・ＣａＳＯ ・１２Ｈ：０）。钙矾石形成时结合大 氧化钙和水化铝酸钙的含量，加入抗腐蚀填充材料 量的结晶水，它所占的体积比初始水化铝酸钙所占 和提高水泥石的密实度，提高水泥石的抗腐蚀能力。 体积大２～３倍。硫酸盐的腐蚀是盐在混凝土内部 ２．１改变水泥熟料的矿物组成 空隙及毛细管中结晶长大，产生膨胀应力，造成混凝 减少熟料中的铝酸三钙含量、增加铁铝酸四钙 土的开裂。 含量，可提高水泥的抗硫酸盐性能。因为铁铝酸四 １．３微生物腐蚀 钙的水化产物为水化铝酸钙和水化铁酸钙的固溶体 微生物腐蚀是从２０世纪４０年代才引起人们的 Ｃ，（Ａ，Ｆ）Ｈ ，抗硫酸盐性能比Ｃ，ＡＨ 好 ｌ。 关注，国内外对这种腐蚀的研究起步较晚。１９５９年 有文献使用硫铝酸盐水泥能显著提高水泥石的 Ｐｏｍｅｒｏｙ对加利福尼亚洛杉矶城区排水系统使用了 抗蚀能力 ：贝利特一硫铝酸钡钙水泥的抗渗能力 ３５年的污水管线进行了有关微生物腐蚀的研究 ， 较强，尤其是石膏掺量１０％时，抗渗性最好，且其渗 研究发现：多达２５％的管线受到了微生物不同程度 水曲线比较平稳。贝利特一硫铝酸钡钙水泥具有良 的腐蚀。自此引起了各国专家对混凝土微生物腐蚀 好的抗硫酸盐侵蚀能力，其抗蚀系数均大于１，且随 的重视，在德国汉堡成立了跨学科领域的组织，对微 石膏掺量的增加，抗侵蚀能力逐渐增加。 生物腐蚀进行综合调查研究。专家们研究讨论了加 ２．２添加矿物掺合料 利福尼亚、澳洲、非洲、中东、近东、南美洲和新加坡 通过添加矿物掺合料能够减少水泥的用量改变 的案例，认为材料的微生物腐蚀是一个涉及到多学 水泥石的氢氧化钙的含量。矿物掺料中含有大量活 科的交叉性的科学问题，它需要由生物学家、化学 性ＳｉＯ：及活性ＡＩ ０ ，它们能和水泥水化过程中产生 求淀工 一７３— 的氢氧化钙产生二次反应，生成低碱水化硅酸钙，从 要做。例如：新型水泥抗蚀性能好，但是价格也较 而消耗了水泥中氢氧化钙，使其在水中的溶析速度 高，不宜大规模推广应用；对于混凝土一矿物掺合料 显著降低，并使钙矾石的结晶在液相氧化钙浓度很 体系能够提高水泥的抗腐蚀性能，但是也会引起强 低的条件下形成，使膨胀特性缓和，使水泥石结构更 度的降低；对于混凝土的微生物腐蚀的机理，研究的 为致密、降低渗透ｌ生。 还不够清楚，同时缺乏有效的方法。 一 研究表明 ，粉煤灰、矿渣、硅灰等矿物掺合料 随着社会基础建筑的发展，研究新型抗蚀水泥 可显著提高水泥材料的抗硫酸盐侵蚀能力。矿渣水 体系，提高水泥混凝土的耐久性，对于自然资源和可 泥中矿渣含量的多少以及火山灰水泥中火山灰含量 持续发展都具有极其重要的意义。 的多少对材料的抗酸盐蚀性能有明显的影响。例如 在三峡工程中就利用添加粉煤灰来提高混凝土的耐 参考文献 久性 。 ［１］琚存国，张辉．浅谈混凝土抗腐蚀处理的重要，ｔ￣ｔｔＪ］．黑龙 ２．３表面涂料防护 江科技信息，２００９，（３０、）：３１８． 涂料防护具有施工简单、维护方便、经济实用等 【２］张剑峰．谈腐蚀与防护的重要性【Ｊ】．内蒙古石油化工， 特点，是目前使用最多的一种防腐蚀材料Ｈ 。 在混 ２００６，２５：８２—８３． 凝土养护足够龄期后，用粗磨料喷射将表面打毛，或 ［３】曹文聪，杨树森．普通硅酸盐工艺学［Ｊ］．武汉：武汉理工大 用１０％盐酸刻蚀使之毛糙，再用水充分冲净，干燥后 学出版社，２００６． 才可涂装。在混凝土表面防腐蚀涂料的组成与金属 ［４］梁玉影，桑仁喜 ＴＫ聚合物砂浆在涝洲灌区混凝土建筑物 表面防腐蚀涂料不同，一般用环氧类涂料，冬季可用 表面修补加固中的应用ｆＪ】．黑龙江水利科技，２００９，３４： 聚氨醋涂料ｐ 。混凝土表面防腐蚀涂料的防护作用 ２７９—２８０． 仅仅是屏蔽腐蚀介质的渗入，增加混凝土表面的致 ［５］Ｄ．Ｄ．Ｌ．Ｃｈｕｎｇ．Ｃｅｍｅｎｔ—Ｍａｔｒｉｘ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ【Ｊ】． 密性。如在苏丹首都喀土穆的麦洛维大坝工程中， Ｍｅｔａｌｓ Ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２．００４（１）：５５—６７． 就在混凝土表面涂了一层环氧基液来提高混凝土的 【６】Ｂｒｕｎｏ Ｈｕｅｔ，Ａｎｄｒｅｗ Ｄｕｇｕｉｄ，Ｒｉｃｈａｒｄ Ｆｕｌｌｅｒ．ＤｅｖｅｌＯｐｍｅｎｔ 腐蚀性。 ｏｆ ａ ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｄｅ １ｏ ａｓｓｅｓｓ ｃｅｍｅｎｔ ｒｅａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ＣＯ＃ｂｒｉｎｅ ２．４聚合物改性水泥 ｍｉｘｔｕｒｅｓ［Ｃ］．２ｎｄＩ Ｗｅｌｌ Ｂｏｒｅ Ｉｎｔｅｇｒｉｔ３ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍｅｅｔｉｎｇ．Ｐｒｉｎｃｅ— 有机物改性水泥也有很多研究 ，对于提高水 ｔｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００６． 泥的抗蚀性能、降低水泥的孑Ｌ隙率有明显的作用。 【７】张学旭，张书香，施强，等．聚合物一水泥基复合材料研究 聚合物水泥基材料的增强机理主要是由于剔除了粗 进展［ｃ］．第九届全国水泥和混凝土化学及应用技术会议论文 骨料，降低了细集料的粒径，从而提高匀质性，使集 汇编（上卷）：北京，２００５． 料的级配曲线为非连续性的；另外聚合物与水泥搅 ［８】张伟勤，刘连新，代大虎．混凝土在卤水、淡水中的干湿循 拌混合时，互相均匀分散，在水泥水化形成凝胶网络 环腐蚀试验研究ｆＪ】．青海大学学报（自然科学版），２００６， 过程中，聚合物也形成网络结构，两个网络互相贯穿 ２４（４）：２５－２９， 形成了材料良好的刚柔性能，起到了很好的阻裂增 【９１张洪伟．浅析水泥矿物的水化原理［Ｊ１．科技咨询导报， 韧的作用。 ２００７，（２）：１２２． 聚合物除了形成类似骨架的网络结构之外，还 【１０］孔祥明，李启宏．苯丙乳液改性砂浆的微观结构与性能 会与Ｋ ，Ｎａ 等单价阳离子形成不稳定的盐，加速水 『Ｊ１＿硅酸盐学报，２００９，３７（１）：１０７－１１４． 泥水化，从而促进水泥水化析出的金属离子与聚合 ［１ １】Ｙ Ｑｉａｏ，Ｊ Ｋ Ｄｅｌｉｗａｌａ，Ｓ Ｓ Ｃｈａｋｒａｖａｒｔｈｕｌａ，ｅｔ ａ１．Ｈｉｇｈ—ｔｅｎ— 物进行交联反应。Ｏｈａｍａ系统研究了水化产物和集 ｐｅｒａｔｕｒｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ａ ｐｏｌｙｍｅｒ ｉｎｔｅｒｅａｌａｔｅｄ／ｅｘｆｏｌｉａｔｅｄ 料之间结合力增强的问题，深入地探讨了浆体密实 ｃｅｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００５，５９：３６１６－３６１９． 度对ＰＣＣ各项性能的影响 。但是聚合物水泥材料 【１２】严海兵，陈大钧，蒋海．油井水泥高性能化【Ｊ］．钻井液与 正在以其特有的一些优异性能，得到越来越多的关 完井液，２００６，２３（４）：７３—７６． 。ｒ 注与研究。 ［１３】陈荣升．超细矿粉和聚合物改性的水泥基高 性能材料研 究ｆＤ】．浙江工业大学，２００２ ３总结及展望 ［１４］周鹏，余红发，杨礼明．混凝土在ＭｇＣ１２与Ｎａ２Ｓ０４．￣．溶 目前，对水泥混凝土的防腐研究还有很多工作 液中的抗腐蚀性【Ｊ】．华中科技大学学报（城市科学版），２００９ ４一 水淀工 （１）：９４－９７． 农村水利水电，２００６（８）：７８—８１． 【３ １】Ｓａｌｌｙ Ｌ Ｃｏｌｓｔｏｎ，Ｐａｕｌ Ｂａｒｎｅｓ，Ａｎｄｒｅｗ Ｃ Ｊｕｐｅ．Ａｎ ｉｎ ｓｉｔｕ ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ ｅｎｅｒｇｙ—ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｄｉｆｒａｃｔｉｏｎ ｓｔｕｄｙ Ｏｆ ｔｈｅ ｈｙｄｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｉｌｗｅｌｌ ｃｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍｓ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ｔｅｎ ｐｅｒａｔｕｒｅ／ａｕｔ０ｃｌａＶｅ ｃｏｎ— 【１５】郭志勤，赵庆，燕平．水泥浆抗腐蚀性能的研究…．水泥 ２ｒ＿程，２００５，（１）：４４—４７． 『１６１周志刚，程盛．聚合物改性水泥砂浆性能试验研究ｌ Ｊ１．中 外公路，２００９，２９（３）：１６１—１６３． ｄｉｔｉｏｎｓ ｕｐ ｔｏ １ ３０℃ＩＪ】．Ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｒｅｓｅａｌ ｃｈ，２００５， ３５：２２２３—２２３２． １１７１张学佳，纪巍，康志军．聚丙烯酰胺的特性及应用ｌＪＪ．化 学工业与工程技术，２００８，（５）：４５—４９． ［１ ８ｌ Ｂａｒｂａｒａ Ｇ Ｋｕｔｅｈｋｏ，Ｂｒｉａｎ Ｒ Ｓｔｒａｚｉｓａｒ，Ｄａｖｉｄ Ａ Ｄｚｏｍｂａｋ， ｅｔ ａ１．Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｗｅｌｌ ｃｅｍｅｎｔ ｂｙ Ｃ０２ ｕｎｄｅｒ ｇｅｏｌｏｇｉｃ ｓｅｑｕｅｓ— ［３２】许颜军，翟中文，王守斌．永定新河防潮闸抗腐蚀混凝土 试验研究【Ｊｌ＿水利水电工程设计，２００９，（２）：４６—４８． 【３３ｊ周主喜，张均权．尖山大桥防腐蚀处理技术…．大众科 技，２００９，（９）：８３—８４． ｔｒｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２００７．４１（１３）：４７８７—４７９２． ［３４】Ｎｅｌｅ Ｄｅ Ｂｅｌｉｅ，Ｈａｎｓ Ｊｕｒｇｅｎ Ｖｅｒｓｅｌｄｅｒ，Ｂｅｎｎｙ Ｄｅ Ｂｌａｅｒｅ，ｅｔ ａ１．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｔｙｐｅ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔｅｎｃｅ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｔｏ ｆｅｅｄ 【ｌ ９ Ｊ Ｊ Ｗｉｌｌｉａｍ Ｃａｒｅ）＇，Ｍａｒｃｕｓ Ｗｉｇａｎｄ，Ｓｔｅｖｅ Ｊ Ｃｈｉｐｅｒａ．Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｏｉｌ ｗｅｌｌ Ｃｅｌｌｌｅｎｔ ｗｉｔｈ ３０ ｙｅａｒｓ ｏｆ ＣＯ２ ｅｘｐｏ— ａｃｉｄｓ［Ｊ１．Ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｒｅｓｅａｅｈ，１９９６，２６（１１）： １７１７—１７２５． ｓｕｒｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ＳＡＣＲＯＣ Ｕｎｉｔ Ｗｅｓｔ Ｔｅｘａｓ ＵＳＡ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ Ｇａｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ，２００７（１）：７５—８５． ［３５１马继明．孙兆雄，葛毅雄，等．高性能混凝土的抗硫酸盐、 镁盐侵蚀研究【ＪＩ．农业大学学报，２００５． 【３６】钟世云．硫酸和硫酸钠混合溶液对砂浆的腐蚀作用ＩＪＪ． 建筑材料学报，２００６，（６）：１—５． ［２０ｌ Ｇｒｒａｌｄｉｎｅ Ｖｉｌｌａｉｎ，Ｍｉｃｋａｅｌ Ｔｈｉｅｒｙ，Ｇｒｒａｒｄ Ｐｌａｔｒｅｔ．Ｍｅａｓｕｒｅ— ｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ ｐｒｏｆｉｌｅｓ ｉｎ ｃ０ｎｃｒｅＬｅ：ＴｈｅｒｍｏｇｒａＶｉｍ— ｅｔｒｙ，ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｇａｍｍａｄｅｎｓｉｍｅｔｒｙ［Ｊ］．Ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００７．３７：ｌ１ ８２—１ １ ９２． 【３７】黄琼念．橡胶粉水泥混凝土在港航工程中应用的试验研 究…．中国港湾建设，２００９，（２）：３７—４０． 【３８１韩静云，戴超，郜志海等．混凝土的微生物腐蚀…．材料 导报，２００６，（１）：５３—５４． ［２ ｌ】Ｙｖｅｓ Ｆ Ｈｏｕｓｔ，Ｆｏｌｋｅｒ Ｈ Ｗｉｔｔｍａｎｎ．Ｄｅｐｔｈ ｆｉｒｏｆｉｌｅｓ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ— ａｔｅｓ ｆｂｒｍｅｄ ｄｕｒｉｎｇ ｎａｔｕｒａｌ ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｌＪ １．Ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００２，３２：１９２３—１９３０． ［２２Ｊ Ｊｏｓｅｐｈ Ｍｏｏｒｅ，Ｍｉｃｈａｅｌ Ａｄａｍｓ，Ｒｉｃｈａｒｄ Ａｌｌｉｓ．Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉ— ｃａｌ ａｎｄ ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｎｇ—ｔｅｒｍ ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ ＣＯ２ ｉｎ ｎａｔｕｒａｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ：Ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｆｉ＇ｏｍ ｔｈｅ Ｓｐｒｉｎｇｅｒｖｉｌｌｅ—Ｓｔ ［３９】张小伟，张雄．混凝土微生物腐蚀的作用机制和研究方法 ｌＪＩ．建筑材料学报，２００６，９（１）：５３－５６． ［４０】ＰＡＲＫＥＲ Ｃ．Ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ—Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｓｐｅ— ｅｉｅｓ ｏｆ ｂａｃｔｅｒｉｕｍ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｊｏｈｎｓ Ｆｉｅｌｄ Ａｒｉｚｏｎａ ａｎｄ Ｎｅｗ Ｍｅｘｉｃｏ ＵＳＡ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｇｅｏｌｏ－ ｙ，２００５，２１７：３６５—３８５．ｇ ｅｘ－ｐｏｓｅｄ ｔｏ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｓ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｓｕｌｐｈｉｄｅ［Ｊ］．Ｅｘｐ ｅｒｉｍｅｎｔ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，１９４５，２３（３）：１４－１７． ［２３１曹常富，刘洪杰．Ｇ级高抗油井水泥的研制与分析［Ｊｌ＿水 泥技术，２００４，（５）：６８—７１． ［４ １】ＰＡＲＫＥＲ Ｃ．Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｏｆ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｅｗｅｒｓ ｂｙ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｓｕｌｆｉｄｅ［Ｊ］．Ｓｅｗａｇｅ ａｎｄ Ｉｎｄｕｓｔｉｒａｌ Ｗ ａｓｔｅｓ，１ ９５ １．２３ （１０）：１４７７一ｌ４８５． ［２４Ｊ张詈富，俞庆森，徐明，等．Ｇ级油井水泥的水化及硬化 ｌＪ｝＿硅酸盐学报，２００２，３Ｏ（２）：１６７—１７７． 【２５】Ｃａｒｌｏｓ Ａ Ｇａｒｃｍ－Ｇｏｎｚａｌｅｚ，Ｎａｄｉａ ｅｌ Ｇｒｏｕｈ，Ａｎａ Ｈｉｄａｌｇｏ，ｅｌ ａ１．Ｎｅｗ ｉｎｓｉｇｈｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｔ ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｅａｌ ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ ｆｏｒ Ｉ４２ Ｊ曾庆军，莫海鸿，廖建春，等．纳米硅粉水泥土抗腐蚀性 能研究ｆＪＪ．科学技术与工程，２００７，７（２）：２２２—２２６． 【４３］王琦．无机非金属材料工艺学［Ｍ】．中国建材工业出版社， ２００５． ｔｈｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｐａｓｔｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｕ— ｐｅｒｅｒｉｔｉｃａｌ Ｆｌｕｉｄｓ，２００７，４３：５００—５０９． ｆ２６】陈砚斌．Ｇ级高抗硫酸盐型油井水泥的试制与生产ｆＪ１．水 泥．２００６（１０）：２３—２４． １４４】武红霞，芦令超，袁文海，等．贝利特一硫铝酸钡钙水泥性 能的试验研究【ＪＩ＿水泥，２００９，（８）：１－３． 【４５】伏文勇．两掺一低一砼在三峡二期工程的应用［Ｊ１．水利水 电施工，２０００，（２）：２５—２８． １２７１冯志敏，任延岭．生产Ｇ级高抗硫酸盐型油井水泥的质 量控制措施【Ｊ｝＿水泥，２００７（７）：３３—３４． 【２８】王唢，赵明阶，林志．公路隧道施工常见地质灾害问题综 述『Ｊ１．公路交通技术，２００９（１）：１０２—１０２． ｆ４６Ｊ陈合成，葛倍华，刘军．钢筋混凝土的腐蚀与防护…．石 油化工腐蚀与防护，２００３，２０（６）：１０—１３ １２９Ｊ施亚楠，宋清江．油井水泥在含Ｈ２Ｓ流体中的老化稳定性 【４７】虞兆年．防腐蚀涂料与涂装【Ｍ］．北京：化学工业出版社， ２【１ｆ１２ ］Ｊ１．国外油田工程，２００７，２３（４）：１７—２１． ［３０１张海燕，李光宇，袁武琴．混凝土碳化试验研究【ＪＪ．中国 （下转第８０页） 一求 工程 ７５— ２０１１年第１期 温度大于汽轮机第四级后的参数时，进行补汽，使汽 为一体，达到有机、和谐的配合。 参考文献 轮机转速稳定、且发电功率达到额定功率。 （４）整套机组额定功率调试。在调试过程中， 应以“不影响水泥生产线正常运行”为原则，循序渐 【１】陆海梅，茅素梅，陶云，等．ｓＰ余热锅炉机械振打装置设计 Ｊ］．余热锅炉，２００９（１）． 进，使窑头锅炉、窑尾锅炉及补汽的状态等各项参数 要点［达到最佳运行状态参数。 ４结语 【作者简介】周烽（１９７５年一），男，１９９９年毕业于沈阳建筑工 程学院暖通专业，工程学士，工程师，从事工业设备安装工程 干法水泥生产线纯低温余热发电双压系统锅炉 技术管理工作。 安装及调试是一项系统工程，需要我们抓住施工重 点和要点，严格控制施工质量，使余热锅炉正常、高 （编辑：刘翠荣）（收稿日期：２０１０—１１—１５） 效地工作，同时也使发电系统与干法水泥生产线融 （上接第６２页） 温度计。 模、设备与管道的布置，扩建的可能性、技术的可靠 （２）压力测量设备选型。选用智能式压力、差 性、经济的合理性等因素综合考虑；只有成熟的控制 压变送器；联锁保护用压力信号，一般选用压力开关 技术、精确的控制元件、清晰的控制脉络和可靠的人 或电接点压力表；就地压力显示，选用弹簧管压力 机界面，才能确保系统安全运行，从而达到良好的控 表，膜盒式压力表、膜片压力表。 制效果。 （３）流量测量设备选型。根据被测介质的性 质，对于汽水流量采用孔板、喷嘴测量、其他导电介 参考文献 质流量选用电滋流量计等。 ［１］《热５－自动化设计手册》编写组．热工自动化设计手册【Ｍ】 （４）液位侧量设备选型。液位测量一般选用差 水利电力出版社，１９８１． 压液位变送器；常压容器选用静压式液位变送器；液 位信号测量选用磁性浮球液位开关。 【作者简介】仇乐乐（１９８１年一），男，工程师，２００３年毕业于南 （５）调节阀设备选型。选用国内先进或引进的 京师范大学动力．Ｙ－程学院，２００３年６月至２００８年３月任职于 电动调节阀（应带有手轮）；烟道系统的风门档板选 东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所。从事火力发 用角行程电动执行机构驱动；全开、全关的风门由开 电及新能源发电热控专业设计工作。２００８年４月至今就职于 关量控制并带位置信号反馈；需要调节的风门挡板 中国中材国际工程股份有限公司自动化电气研究所余热发 由４￣２０ｍＡ信号控制。 电纽，目前主要从事水泥厂纯低温余热发电热控专业设计工 作。 ６结语 水泥窑低温余热发电厂热工控制设计基于小型 火力发电厂热工控制设计，但它又有其自身的特点， （编辑：刘翠荣）（收修改稿日期：２０１０－１２－１３） 特别是要符合环保规范要求，其涉及到的内容是很 多的。在热工控制设计时要根据发电厂的工艺、规 （上接第２６页） ［４８１王振军，沙爱民．水泥乳化沥青复合胶浆微观结构特征 ［Ｊ］．长安大学学报（自然科学版），２００９，２０（３）：１１－１３． 【作者简介】刘振，男，（１９８４年一），济南大学硕士研究生，主 ［４９１ Ｍｕｈａｍｍａｄ Ａａｍｅｒ Ｒａｆｉｑｕｅ Ｂｈｕｔｔａ，Ｙｏｓｈｉｈｉｋｏ Ｏｈａｍａ，Ｋｅｎ 要从事水泥防腐的研究。 Ｔｓｕｒｕｔａ．Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｐｏｌｙｍｅｒ ｍｏｒｔａｒ ｐａｎｅｌｓ ｕｓｉｎｇ ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｓｔｅ ｅｘｐａｎｄｅｄ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ ａｓ （编辑：沈新Ｊ（收修改稿日期：２０１０—１２—０７） ｂｉｎｄｅｒ［Ｊ】．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２０１０，２５（２）：１—６． 一８０一 水淀工程
