冷却塔混凝土的腐蚀原因分析

混凝土冷却塔腐蚀的原因很多，可以归纳以下几个主要方面：

A、由于混凝土的耐久性不足，其本身被腐蚀破坏，同时也由于钢筋的裸露、腐蚀而导致整个结构的破坏

B、混凝土本身并未腐蚀，由于外部介质的作用，导致混凝土本身化学性质改变，或引入了强激发钢筋腐蚀的离子，使钢筋表面丧失钝化作用，引起钢筋锈蚀。钢筋的锈蚀产物一般为Fe（OH）3、Fe（OH）2、Fe3O4·H2O、Fe2O3等，其体积比原金属体积增大2～4倍，铁锈膨胀，对混凝土保护层产生巨大的辐射压力，其数值可达30MPa（大于混凝土的抗拉极限强度），使混凝土保护层沿着锈蚀的钢筋形成裂缝（俗称顺筋裂缝）。这些裂缝进一步成为腐蚀性介质渗入到钢筋的通道，加速了钢筋的腐蚀。钢筋在顺筋裂缝中的锈蚀速度比裸露情况快，混凝土表面的裂缝发展到一定程度，混凝土保护层则开始剥落，最终使构件丧失承载能力。

C、预应力混凝土结构的腐蚀除了具有普通混凝土结构腐蚀的类型外，由于高强度钢筋和多筋在高应力条件下工作，所以可能发生应力腐蚀和钢材的氢脆

D、日常使用过程中，烟气中的二氧化碳会逐渐向混凝土内部扩散，并与混凝土中的氢氧化钙发生作用，生成碳酸盐或其他物质，从而使水泥的碱度降低，使混凝土碳化，其碳化的主要化学反应为：CO2+H2O→H2CO3，Ca（OH）2+H2CO3→+2H2O。碳化降低了混凝土的碱度，从而破坏了钢筋表面的钝化膜，使混凝土失去了对钢筋的保护作用，给混凝土中的钢筋锈蚀带来不利的影响。同时，碳化还会加剧混凝土的收缩，这些都可导致混凝土的裂缝，加速混凝土结构的破坏。

E、硫酸根离子腐蚀。进入冷却塔的湿烟气中存在的SO42-接触混凝土表层与混凝土的某些成分反应，生成物吸水膨胀产生膨胀应力，当应力达到一定程度时混凝土就产生裂缝，这种腐蚀作用在不同条件下又有两种表现形式，即E盐破坏和G盐破坏。E盐破坏即钙矾石膨胀破坏，其生成物的体积比反应物大115倍多，呈针状结晶，引起很大的内应力，其破坏特征为混凝土表面出现几条较粗大的裂缝。G盐破坏即石膏膨胀破坏，当外界中SO42-浓度达到1000mg/L，SO42-可与Ca（OH）2反应生成石膏晶体，生成的CaSO4·2H2O体积增大1124倍，导致混凝土因内应力而破坏，其破坏特征为混凝土表面虽无粗大裂缝但是遍体溃散。

F、氯离子腐蚀。一般情况下，由于混凝土为碱性物质，其液相PH值为12.5～13.5，钢筋在这种环境中能形成钝化膜，它不仅可以隔绝氧接触钢筋，而且阻止钢筋内部形成腐蚀电流，因此对钢筋起到保护作用。然而，进入冷却塔的烟气中存在氯化物（HCl），当氯离子渗透到钢筋表面并达到一定浓度时会使得局部保护膜破坏，成了活化态。活化的钢筋表面形成一个小阳极，未活化的钢筋表面成为阴极，在氧和水充足的条件下钢筋开始锈蚀。钢筋的锈胀体积一般增大215～5倍，在塔内部水份这样充足的条件下体积膨胀甚至可达7倍，从而导致混凝土保护层开裂（即顺筋裂缝）、钢筋锈蚀，降低或破坏了钢筋与混凝土的握裹力，钢筋截面减小、承载能力降低，从而降低了结构的耐久性。同时氯盐还可以和混凝土中的Ca离子反应生成易溶的CaCl2并带有大量结晶水，形成比反应物体积大几倍的固相化合物，造成混凝土的膨胀破坏。如果水泥中铝酸三钙含量高于8%，其制成的混凝土很容易受到Cl-腐蚀。