第３２卷第６期 甘肃冶金 Ｖ０１．３２ Ｎｏ．６ ２０１０年１２月 ＧＡＮＳＵ ＭＥＴＡＬＬＵＲＣＹ Ｄｅｃ．，２０１０ 文章编号：１６７２．－４４６１（２０１０）Ｏ６－Ｏ１５８－０２ 改性水玻璃砼整体地坪在铜厂中的防腐应用 姜欣民 （白银有色集团股分有限公司，甘肃 白银７３００９０） 摘要：在重有色湿法冶炼中，多处存在严重的腐蚀，利用糠醇单体改性钠水玻璃制做砼整体地坪的方法，可以有 效解决铜冶炼厂中硫酸和电解系统面临的腐蚀。 关键词：糠醇单体；钠水玻璃；砼整体地坪；硫酸；电解 中图分类号：ＴＵ５２８．３３ 文献标识码：Ｂ １ 引言 例混合后经１ ４００ ｃｃ熔融反应而成。钠水玻璃材料 是无机质的化学反应型胶凝材料。钠水玻璃与氟硅 钠水玻璃砼具有耐高温、耐高浓度硫酸腐蚀、使 酸钠的反应产物是硅酸凝胶，它对强氧化性酸、高浓 用强度高等优点；但其固化收缩大、制品孔隙率高， 度硫酸等具有足够的耐腐蚀能力，耐热性能很高。 不耐低浓度硫酸腐蚀，妨碍了它的使用；本文采用加 由于水玻璃硬化后水分会随时问延长而不断挥发逸 人改性剂的方法，极大地改善其缺点，有力地保证其 出，造成水玻璃硬化体中留下许多微小的毛细孔和 作为整体地坪的应用。而在铜冶炼厂中尤其以硫酸 毛细通道，因此，没有改性的钠水玻璃材料的孔隙率 制取系统和湿法电解系统地面腐蚀较为严重，需要 大，密实度差。由此钠水玻璃混凝土虽然具有耐高 重点防腐。 温、耐高浓度硫酸腐蚀、使用强度高等优点，但其固 ２ 应用原理 化收缩大、制品孔隙率高，不耐低浓度硫酸腐蚀，所 以妨碍了它的使用。本文采用加入改性剂的方法， 钠水玻璃俗称泡花碱，化学成分为偏硅酸钠，可 以改性钠水玻璃作胶结料，以石英砂、石英粉、辉绿 表示为：Ｎａ２Ｏ・ｎＳｉＯ２・ｍＨ：Ｏ或Ｎａ２ＳｉＯ３，固化剂 岩粉作骨料，用氟硅酸钠作固化剂，而氟硅酸钠是水 为：ＮａＳｉＦ６，其在水玻璃溶液中除可发生水解生成部 玻璃用得最多、最有实用价值的固化剂。这样可以 分硅酸外（其反应为：ＮａＳｉＦ６＋４Ｈ２０＝２ＮａＦ＋４ＨＦ 极大地改善其缺点，有力地保证其作为整体地坪的 ＋Ｓｉ（ＯＨ） ），还主要与水玻璃发生固化反应，其反 应用。在硫酸的生产过程中，因地面腐蚀较为严重， 应式为： 所以，应对此进行重点防腐。 Ｎａ２ＳｉＯ３＋ＮａＳｉＦ６＝６ＮａＦ＋３Ｓｉ（ＯＨ）４ 它们生成的硅酸凝胶脱水后即成为耐酸的二氧 ３ 现状 化硅，其反应为： 西北某铜冶炼厂是我国一五期间１５６个国家重 Ｓｉ（ＯＨ）４＝ＳｉＯ２＋２Ｈ２Ｏ 点项目之一，在生产过程中尤其以硫酸制取和湿法 由于反应过程中还会残留部分水玻璃，由于它 电解生产中，存在着硫酸和电解液的严重腐蚀，在以 不耐稀酸和水，所以最后必须进行酸化处理，使其转 往的防腐措施中多采用设置一定层数的沥青油毡或 化成耐蚀性能良好的不溶性硅胶而填满空隙，既可 树脂玻璃钢隔离层，之上采用沥青胶泥或树脂胶泥 提高耐水性，也可使水玻璃内部有害物质氧化钠变 砌筑一定厚度的耐酸瓷板或瓷砖。该复合防腐方法 成白色晶体析出，其反应为： 多处存在着砖板结合的施工缝，在使用中由于施工 Ｎａ２ＳｉＯ３＋２ＨＣＩ＋Ｈ２０＝Ｓｉ（ＯＨ）４＋２ＮａＣ１ 或其它原因，总有腐蚀损坏的地方，每年的大修期间 酸化时可采用２５％一４０％硫酸、１５％ ２０％的 都需要进行修补处理，较为麻烦，而且该法造价较 或盐酸进行处理。 高。需要找到一种方便、有效、低廉的方法来解决这 钠水玻璃是碱金属硅酸盐的玻璃状溶合物，它 一问题。 是由石英砂（或粉）与碳酸钠（或硫酸钠）按一定比 ４ｏ，涩￣ｎｌｈ］ｌｔ翊．．￣ｓ ／／ｐｆａｖｔ，￣．ｏ／ 誉臻 ６－ｃ０ 第６期 姜欣民：改性水玻璃砼整体地坪在铜厂中的防腐应用 进行调节。 １５９ ４ 方案的制定 在防腐蚀的方案制定中选择可以多种多样，但 要选择一个好的方案，还是需要选择优化，在本文碰 到的情况下，主要考虑以下几个方面的问题：（１）能耐 （２）氟硅酸钠纯度不小于９５％，含水率小于１％， 要求全部通过０．１５ ｍｍ的筛。 （３）糠醇单体为无色易流动液体，有毒性，比重为 １．１９６。 该环境腐蚀；（２）施工方便；（３）造价较低。所以最终优 化选择使用改性水玻璃整体混凝土技术，即先用两 底两布两面环氧树脂玻璃钢作隔离层，以糠醇单体 改性钠水玻璃作胶结料，以石英砂、石英粉、辉绿岩 粉作骨料，用氟硅酸钠作固化剂，制作１０ ｃｍ厚整体 混凝土地坪。 （４）石英砂等骨料要求耐酸率大于９６％，含水率 小于０．５％，吸水率不大于１％，并符合混凝土的级 配要求。 ５．５ 施工注意事项 （１）成品养护期酸化处理前，严禁与水接触，严禁 外力破坏。 ５ 方案实施 ５．１ 基层处理 （２）配料、搅拌人员应穿好工作服并配戴好防护 眼镜、防尘口罩和手套。 （３）氟硅酸钠为粉状有毒物质，应加强保管，注明 有毒字样，防止中毒。 将已基本损坏的原防腐层彻底清除，对已遭到 腐蚀的砼基层进行修补，将楼地面砼基层坡度在原 基础上加大，防止可能有积液的地方产生。所有预 埋的钢构件需先除锈然后涂刷环氧树脂漆两遍。 ５．２ 防腐施工 ６ 结语 经过糠醇单体改性的水玻璃混凝土，具有耐高 温、耐硫酸、耐铜电解液的腐蚀、使用强度高等特点， 经过在该厂硫酸车间楼地面、电解车间地面的大量 待砼基层含水率２ ｃｍ内小于５％时，作两底两 布两面环氧树脂玻璃钢隔离层，其中玻璃纤维布采 用０．２ ｍｍ厚中碱无蜡布，树脂采用Ｅ４４，涂刷最后 遍面漆的同时均匀撒一层０．５ ｍｍ粗细的石英 一使用，目前已达数万平米，多年后检查仍然完好，证 明该方案在该环境下是可行的，它也是一种价格低 廉的防腐蚀方法，值得推广。 应用原理： 砂，待固化养护一周以后，作一层１０ ｃｍ厚改性水玻 璃混凝土。在做混凝土时，采用平板振动器振，可以 采用零收缩法问断施工，改性水玻璃混凝土采用强 水玻璃俗称泡花碱，化学成分为偏硅酸钠，可表 示为：Ｎａ。ＯＳｉＯ，，固化剂为：ＮａＳｉＦ ，其在水玻璃溶液 制式搅拌机搅拌，向搅拌机中加料顺序为：辉绿岩粉 一石英砂一石英石一氟硅酸钠—搅拌一分钟一水玻 璃—搅拌三分钟糠醇单体。 ５．３ 施工配合比（见表１～２） 表１ 环氧树脂玻璃钢施工配合比 中除可发生水解生成部分硅酸外（其反应为：ＮａＳｉＦ ＋４Ｈ２Ｏ＝２ＮａＦ＋４ＨＦ＋ｓｉ（ＯＨ）４），还主要与水玻璃 发生固化反应，其反应式为：Ｎａ：ＯＳｉＯ，＋ＮａＳｉＦ６＝ ６ＮａＦ＋３ Ｓｉ（０Ｈ） ，它们生成的硅酸凝胶脱水后即 成为耐酸的二氧化硅，其反应为：ｓｉ（ＯＨ） ＝ＳｉＯ ４－ ２Ｈ２Ｏ。 由于反应过程中还会残留部分水玻璃，由于它 不耐稀酸和水，所以最后必须进行酸化处理，使其转 化成耐蚀性能良好的不溶性硅胶而填满空隙，既可 提高耐水性，也可使水玻璃内部有害物质氧化钠变 成白色晶体析出，其反应为：Ｎａ２ＯＳｉＯ ＋２ＨＣ１＋Ｈ２０ ＝Ｓｉ（ＯＨ） ＋２ＮａＣＩ。酸化时可采用２５％一４０％硫 垒整 混凝土墼堕垦壁塑 壁 ｌＯＯ １８ ５ 互茎查互蔓 ３２０ ２４０ 堡堂塑 酸，１５％～２０％的或盐酸进行处理。 ２００ 参考文献： ［１］崔维汉．中国防腐蚀工程师实用技术大全［Ｍ］．太原： 山西科学技术出版社，２００１． 收稿日期：２０１０－０６－２３ Ｓ．４原材料要求 （１）水玻璃比重为１．４０，可用加温１００ ｃ《＝以下脱 水或常温下加水的方法进行调节，模数要求为２．８， 可用加入高模数水玻璃或加入氢氧化钠溶液的方法 藏 Ｉｎ
