軟水中碳酸鹽和碳酸氫鹽濃度較低,由于出現(xiàn)溶解的CO2使得軟水呈酸性,它對水泥中的氫氧化鈣(Ca(OH)2)有侵蝕作用,會將這種成分浸出。由于硅酸鈣水解成軟硅膠,軟水還會降低管道表面的機(jī)械強度。
低離子含量的水會使氫氧化鈣浸出,對水泥砂漿中的氫氧化鈣也有侵蝕作用。碳酸鈣還會與這種水化合形成硅膠使表層軟化,強度降低。pH值的提高取決于水的堿性以及與水泥接觸的緩沖能力。
侵蝕性水會在水泥砂漿和管壁之間浸出金屬,從而影響到水質(zhì),鋁是已知被浸出量較多的金屬,對透析患者有健康危害。兩個月后鋁的含量從5μg/L上升到690μg/L,鉻,鋇和鎘也被檢出。浸出金屬通常發(fā)生在較低流速的情況下,新建管道會連續(xù)浸出4年。
水泥砂漿襯里金屬管道的可浸出性同樣與生產(chǎn)干水泥混合物的水泥窯中的有害物有潛在關(guān)系,實驗研究表明在水中浸泡14天被試驗的管段顯著浸出鉻,鋇和鎘。
水泥砂漿內(nèi)襯與輸送的水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)會影響到水質(zhì)。水泥砂漿損壞,水的堿性,氯離子消耗和內(nèi)襯上的細(xì)菌生長都會顯著影響到水質(zhì)。通常認(rèn)為水泥砂漿腐蝕與酸雨有一定的關(guān)系,環(huán)境保護(hù)局EPA(Environmental Protection Agency)有報告認(rèn)為受酸雨影響的湖泊其堿性會下降,弱緩沖的,低pH值和低堿度的水通過浸出鈣來恢復(fù)平衡,會使水泥砂漿受到侵蝕,重點是此處的水泥砂漿會對水質(zhì)造成影響。
工程技術(shù)人員試圖找出一種方法來預(yù)測混凝土襯里輸水管道的侵蝕,水泥與水的相互作用發(fā)生在水泥的空隙中,有兩種化學(xué)反應(yīng),主要作用是通過碳酸鈣浸透和碳酸類水使得水泥退化,其次是石灰浸出產(chǎn)生的作用,鋁酸鈣或硅酸鈣濾出浸入水中會升高pH值,影響水的質(zhì)量。緩沖能力與水的堿度有關(guān),希望提高堿度來減少侵蝕,通過增加自由CO2或碳酸氫鹽來降低侵蝕率。
在德國開展了一項研究調(diào)查,試驗六種不同的水確定哪一種水的參數(shù)對水泥砂漿和水質(zhì)影響最大。
對各種水泥砂漿的影響也進(jìn)行了試驗,砂和水泥配比對侵蝕沒有影響,襯里工藝對應(yīng)的侵蝕率也沒用明顯變化。侵蝕量與水中CO2溶解量有直接關(guān)系,極限濃度與砂漿磨損相當(dāng)?shù)?mg/L,水質(zhì)參數(shù)如CO2,鈣離子濃度,物理參數(shù)如表面體積反應(yīng)率,對侵蝕和水質(zhì)都有顯著的影響。
一項AwwaRF(美國水協(xié)研究基金會)試圖定義導(dǎo)致水泥砂漿襯里侵蝕的參數(shù),研究水質(zhì)和水泥砂漿配比對侵蝕率的影響,10根襯里管節(jié)同時垂直放置試驗架中,觀測其侵蝕和對水質(zhì)的影響,結(jié)果顯示對水質(zhì)最大的影響是pH值,堿度和鈣離子濃度。在低流速的水中時間越長會浸出更多的pH,堿和鈣。高流速水流接觸似乎會加速這些影響,低pH,堿和鈣含量的水對水泥內(nèi)襯的侵蝕最大。侵蝕率也與水泥砂漿成分,襯里方法以及保護(hù)涂層有關(guān),建議定期沖洗管道低速段,以避免對水質(zhì)的不利影響。
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