1.1输水钢管内防腐的必要性
金属与水接触时,会通过各种电化学反应,在金属表明形成水垢和锈瘤,这就是金属的“腐蚀”。若这种腐蚀发生在输水金属管道中,则会引起管道通水截面由大变小,摩阻系数上涨,输水能力下降等问题,严重的腐蚀还会引起管道的堵塞,对管道安全供水产生较大的危害。
1.2水泥砂浆内防腐的工作机理
目前较常见的管道内壁防腐蚀措施是在管道内壁上覆盖无毒的防腐蚀材料,阻止水和管道的直接接触。如环氧类涂料,高分子涂料,水泥砂浆涂料等。
水泥砂浆衬里就是用普通的水泥与一定级配要求的砂和添加剂,按照试验的配合比,拌制成砂浆,然后通过机械喷涂的施工工艺,涂敷到管道内壁上,形成一定厚度的砂浆涂层。砂浆层与管道结合,利用水泥砂浆的碱性特征,在管道内表面形成一层钝化膜,保护钢管不受氧化;同时,水泥砂浆将钢管内壁与水或空气隔离,形成一层致密的保护层,故水泥砂浆从隔离和电化学防护两方面抑制了钢管内壁被氧化和腐蚀结垢。
1.3水泥砂浆内防腐的优点
水泥沙浆内防腐除了取材方便、价格低廉、使用寿命长等突出优点外,还有以下几个明显的优点:①水泥砂浆无毒无害,保证了输水的水质:③水泥砂浆摩阻系数<0.012,可使管道保持良好的输水状态:③一定厚度的水泥砂浆内防腐层与钢管紧密结合,可提高钢管的刚性,减少钢管的壁厚,降低管道的成本。
2水泥砂浆内防腐裂缝产生原因
采用水泥沙浆作为管道衬里,是阻止水体与管道的直接接触,达到防腐蚀的目的。但是在不少工程中,水泥砂浆内防腐施工后充水前,会发现有些
钢管水泥砂浆内防腐层上会产生裂缝。如某工程输水管采用D N 2800 m m钢管,壁厚28 m m,水泥砂浆内防腐层18mm。在水下验收时,发现不少裂缝,其中大于2m长的裂缝有312个,裂缝宽度0.5-1.2
mm不等。
根据对以往工程经验以及施工工艺的分析,这些裂缝产生的原因不外乎以下几点:
(1)温度裂缝。砂浆浇筑后,水泥水化热产生大量热量,使砂浆内部温度升高;而周边环境温度较低,砂浆温度开始下降。在温度下降过程中,砂浆发生收缩,当收缩变形大于砂浆极限拉伸变形时,砂浆就会产生裂缝。
(2)干缩裂缝。砂浆在硬化过程中,水分会逐渐蒸发散失,使得水泥中的凝结胶体干燥收缩产生变形,从而产生干缩应力。当干缩应力大于抗拉强度时,砂浆就会产生裂缝。
(3)荷载变形裂缝。钢管受外压变形时,砂浆也会因此而相应产生变形,变形会对砂浆产生拉应力。当这种变形过大时,拉应力超过砂浆的抗拉强度,就会在砂浆上产生裂缝。