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球墨铸铁管水泥砂浆衬里对水质的影响

日期:2018-8-6 16:03:51

软水中碳酸盐和碳酸氢盐浓度较低,由于出现溶解的CO2使得软水呈酸性,它对水泥中的氢氧化钙(Ca(OH)2)有侵蚀作用,会将这种成分浸出。由于硅酸钙水解成软硅胶,软水还会降低管道表面的机械强度。 
  低离子含量的水会使氢氧化钙浸出,对水泥砂浆中的氢氧化钙也有侵蚀作用。碳酸钙还会与这种水化合形成硅胶使表层软化,强度降低。pH值的提高取决于水的碱性以及与水泥接触的缓冲能力。 
  侵蚀性水会在水泥砂浆和管壁之间浸出金属,从而影响到水质,铝是已知被浸出量较多的金属,对透析患者有健康危害。两个月后铝的含量从5µg/L上升到690µg/L,铬,钡和镉也被检出。浸出金属通常发生在较低流速的情况下,新建管道会连续浸出4年。 
  水泥砂浆衬里金属管道的可浸出性同样与生产干水泥混合物的水泥窑中的有害物有潜在关系,实验研究表明在水中浸泡14天被试验的管段显著浸出铬,钡和镉。 
  水泥砂浆内衬与输送的水产生化学反应会影响到水质。水泥砂浆损坏,水的碱性,氯离子消耗和内衬上的细菌生长都会显著影响到水质。通常认为水泥砂浆腐蚀与酸雨有一定的关系,环境保护局EPA(Environmental Protection Agency)有报告认为受酸雨影响的湖泊其碱性会下降,弱缓冲的,低pH值和低碱度的水通过浸出钙来恢复平衡,会使水泥砂浆受到侵蚀,重点是此处的水泥砂浆会对水质造成影响。 
  工程技术人员试图找出一种方法来预测混凝土衬里输水管道的侵蚀,水泥与水的相互作用发生在水泥的空隙中,有两种化学反应,主要作用是通过碳酸钙浸透和碳酸类水使得水泥退化,其次是石灰浸出产生的作用,铝酸钙或硅酸钙滤出浸入水中会升高pH值,影响水的质量。缓冲能力与水的碱度有关,希望提高碱度来减少侵蚀,通过增加自由CO2或碳酸氢盐来降低侵蚀率。 
  在德国开展了一项研究调查,试验六种不同的水确定哪一种水的参数对水泥砂浆和水质影响最大。 
  对各种水泥砂浆的影响也进行了试验,砂和水泥配比对侵蚀没有影响,衬里工艺对应的侵蚀率也没用明显变化。侵蚀量与水中CO2溶解量有直接关系,极限浓度与砂浆磨损相当的7mg/L,水质参数如CO2,钙离子浓度,物理参数如表面体积反应率,对侵蚀和水质都有显著的影响。 
  一项AwwaRF(美国水协研究基金会)试图定义导致水泥砂浆衬里侵蚀的参数,研究水质和水泥砂浆配比对侵蚀率的影响,10根衬里管节同时垂直放置试验架中,观测其侵蚀和对水质的影响,结果显示对水质最大的影响是pH值,碱度和钙离子浓度。在低流速的水中时间越长会浸出更多的pH,碱和钙。高流速水流接触似乎会加速这些影响,低pH,碱和钙含量的水对水泥内衬的侵蚀最大。侵蚀率也与水泥砂浆成分,衬里方法以及保护涂层有关,建议定期冲洗管道低速段,以避免对水质的不利影响。 
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