非满流污水管道内部混凝土的加速腐蚀模拟研究
发布时间：2021-06-17 06:49
当下,我国城市地下排污管道老龄化严重,加之污水排放量增多及污水处理技术不完善,致使我国多数城市地下污水管道结构破坏。混凝土污水管道的腐蚀是一个漫长的过程,特别是重力管道内部环境复杂,为了进一步研究非满流污水管道内部混凝土的腐蚀劣化机制,本文通过自行设计的加速腐蚀模拟装置,综合考虑真实污水管道内部环境条件,对气相和液相中的硫化氢浓度和污水浓度进行了加速设计,研究了不同温湿度及硫化氢浓度条件下,气相及水位区混凝土试件的外观形貌、表面pH、质量损失、腐蚀深度以及微观形貌、矿物组成、组成元素等,对混凝土试件的腐蚀诱导期及发展期进行了分析。此外,还对混凝土的腐蚀发展过程进行了探究。研究结果发现:随着硫化氢浓度、温湿度的增加,气相和水位区试件的腐蚀也越严重。对于气相试件,硫化氢浓度对试件腐蚀影响最显著,湿度次之,温度最小;对于水位区试件,硫化氢浓度对试件腐蚀影响最显著,温度次之,湿度最小。气相环境下,500 ppm条件下试件在90 d左右出现了明显的质量损失,此时试件的表面pH也降到了7左右,说明在此之后试件进入了腐蚀的快速发展阶段;对于水位区试件,同条件下出现明显质量时的表面pH也降到了7,不过...
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水位线处明显的腐蚀迹象
图 1-2 硫化氢对混凝土管的腐蚀过程) 硫化氢气体的来源：通过对排污管道内污水分析得出，污水中有含硫大量硫酸盐的存在，这为硫化氢气体的产生提供了介质。前者会通过质组分中含有的含有氨基酸的分解产生硫化氢气体。后者则是通过自厌氧还原反应，因为污水管道底部在流速较低时会有各种有机物或无积，长期如此便会在管道底部形成淤泥层，随着淤泥层的加厚导致氧入，最终形成厌氧区域。而在该位置因为有硫酸盐还原菌(SOB)的存高价态的硫元素氧化成低价态，低价态的硫离子(S2-)会与污水中存在(H+)结合生成硫化氢气体。) 硫化氢气体氧化为硫酸：混凝土是以波特兰水泥的水化物(主要是水(CSH)和水化铝酸钙(C3A))为胶结材料，配以适当比例的粗细骨料和水混合物， 经振捣、养护而成的人造建筑材料[20]。因新制混凝土组分中氧化钙(Ca(OH)2)的存在，所以混凝土的表面 pH 较高，在 12 左右。在境下，因微生物不能生存，故此时混凝土不经受微生物的侵蚀。但混
图 1-3 现场腐蚀试样安装[24]污水管道中，混凝土呈现一定的腐蚀发展规律。从文献蚀发生在接近水线的地方，即水位区位置。开始腐蚀的形成了一层薄薄的腐蚀产物，该腐蚀产物首先在水面附见且尖锐的腐蚀前缘。随着时间的推移，腐蚀面向下水 pH 值测量结果证实了此腐蚀迹象，管道未腐蚀的顶部朝着水位区方向下降。但研究人员并未对混凝土的腐蚀始腐蚀时间的快慢进行研究。位腐蚀能够将试样置于真实的污水管道环境内进行腐蚀真实的腐蚀情形，但是它所经历的腐蚀周期很长，一般几年的腐蚀时间。此外，在对试样进行定期指标测试时道内部环境条件及空间的影响从而对测试带来很大的干蚀实验中，大多数科研人员还是选择实验室加速模拟腐环境条件从而对试样进行加速模拟腐蚀研究，这样既可
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市生活污水处理技术现状及发展趋势研究[J]. 王超. 绿色环保建材. 2017(02)
[2]城市污水脱氮除磷系统的活性污泥菌群结构特征[J]. 高晨晨,郑兴灿,游佳,陈轶,范波,张文安,孙永利. 中国给水排水. 2015(23)
[3]灰色关联分析模型研究进展[J]. 刘思峰,蔡华,杨英杰,曹颖. 系统工程理论与实践. 2013(08)
[4]钢筋混凝土微生物腐蚀[J]. 朱绒霞. 装备环境工程. 2010(01)
[5]应用灰色关联理论分析塔河油田污水腐蚀因素[J]. 周鹏,袁宗明,谢英,贺三,程兴明. 天然气勘探与开发. 2007(03)
[6]舰船微生物腐蚀研究进展[J]. 陈德斌,胡裕龙,陈学群. 海军工程大学学报. 2006(01)
[7]Structural damage identification using test static data based on grey system theory[J]. 陈孝珍,朱宏平,陈传尧. Journal of Zhejiang University Science A（Science in Engineering）. 2005(08)
[8]城市污水对初沉池混凝土不均衡损伤特性研究[J]. 韩静云,郜志海,张小伟. 土木工程学报. 2005(07)
[9]模拟城市生活污水对混凝土的加速腐蚀[J]. 张小伟,韩静云,田永静,陈忠汉. 腐蚀科学与防护技术. 2003(04)
[10]中国工业与自然环境腐蚀调查[J]. 柯伟. 全面腐蚀控制. 2003(01)
博士论文
[1]城市污水环境下混凝土腐蚀及耐久性研究[D]. 闻宝联.天津大学 2005
[2]含钢渣粉掺合料的水泥混凝土组成、结构与性能的研究[D]. 李永鑫.中国建筑材料科学研究院 2003
硕士论文
[1]污水环境下混凝土的劣化行为及预测研究[D]. 包昕.石家庄铁道大学 2016
本文编号：3234699
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水位线处明显的腐蚀迹象
图 1-2 硫化氢对混凝土管的腐蚀过程) 硫化氢气体的来源：通过对排污管道内污水分析得出，污水中有含硫大量硫酸盐的存在，这为硫化氢气体的产生提供了介质。前者会通过质组分中含有的含有氨基酸的分解产生硫化氢气体。后者则是通过自厌氧还原反应，因为污水管道底部在流速较低时会有各种有机物或无积，长期如此便会在管道底部形成淤泥层，随着淤泥层的加厚导致氧入，最终形成厌氧区域。而在该位置因为有硫酸盐还原菌(SOB)的存高价态的硫元素氧化成低价态，低价态的硫离子(S2-)会与污水中存在(H+)结合生成硫化氢气体。) 硫化氢气体氧化为硫酸：混凝土是以波特兰水泥的水化物(主要是水(CSH)和水化铝酸钙(C3A))为胶结材料，配以适当比例的粗细骨料和水混合物， 经振捣、养护而成的人造建筑材料[20]。因新制混凝土组分中氧化钙(Ca(OH)2)的存在，所以混凝土的表面 pH 较高，在 12 左右。在境下，因微生物不能生存，故此时混凝土不经受微生物的侵蚀。但混
图 1-3 现场腐蚀试样安装[24]污水管道中，混凝土呈现一定的腐蚀发展规律。从文献蚀发生在接近水线的地方，即水位区位置。开始腐蚀的形成了一层薄薄的腐蚀产物，该腐蚀产物首先在水面附见且尖锐的腐蚀前缘。随着时间的推移，腐蚀面向下水 pH 值测量结果证实了此腐蚀迹象，管道未腐蚀的顶部朝着水位区方向下降。但研究人员并未对混凝土的腐蚀始腐蚀时间的快慢进行研究。位腐蚀能够将试样置于真实的污水管道环境内进行腐蚀真实的腐蚀情形，但是它所经历的腐蚀周期很长，一般几年的腐蚀时间。此外，在对试样进行定期指标测试时道内部环境条件及空间的影响从而对测试带来很大的干蚀实验中，大多数科研人员还是选择实验室加速模拟腐环境条件从而对试样进行加速模拟腐蚀研究，这样既可
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市生活污水处理技术现状及发展趋势研究[J]. 王超. 绿色环保建材. 2017(02)
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[5]应用灰色关联理论分析塔河油田污水腐蚀因素[J]. 周鹏,袁宗明,谢英,贺三,程兴明. 天然气勘探与开发. 2007(03)
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[8]城市污水对初沉池混凝土不均衡损伤特性研究[J]. 韩静云,郜志海,张小伟. 土木工程学报. 2005(07)
[9]模拟城市生活污水对混凝土的加速腐蚀[J]. 张小伟,韩静云,田永静,陈忠汉. 腐蚀科学与防护技术. 2003(04)
[10]中国工业与自然环境腐蚀调查[J]. 柯伟. 全面腐蚀控制. 2003(01)
博士论文
[1]城市污水环境下混凝土腐蚀及耐久性研究[D]. 闻宝联.天津大学 2005
[2]含钢渣粉掺合料的水泥混凝土组成、结构与性能的研究[D]. 李永鑫.中国建筑材料科学研究院 2003
硕士论文
[1]污水环境下混凝土的劣化行为及预测研究[D]. 包昕.石家庄铁道大学 2016
本文编号：3234699
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