呋喃樹脂混凝土電解槽的制作工藝

為解決內襯鉛板銅電解槽在生產使用過程中的缺陷，多年來國內外進行了大量的試驗研究，如采用軟聚氯乙烯塑料襯里、樹脂玻璃鋼襯里和耐酸磁板襯里等；有的還采用了整體花崗巖電解槽，整體水玻璃耐酸混凝土電解槽，以及整體全玻璃鋼電解槽和不飽和聚酯樹脂混凝土電解槽……，都取得了一定的成效，但也存在著各自的局限性。

七十年代末，由于YJ呋喃樹脂的開發(fā)，以其粘度低，防腐蝕性能和耐熱性能好等獨特技術性能，用它來研制樹脂混凝土；八十年代初，我廠就用樹脂混凝土研制了銅電解槽，在材質的選擇和制作槽體的工藝方法方面都取得了一定的經驗，獲得了較好的經濟效益和社會效益，深受生產車間的好評。1987年11月由中國有色總公司組織了技術鑒定，得到到會專家的一致肯定。這種新型銅電解槽現(xiàn)已正式投入生產使用。

一、使用的主要材料

（一）呋喃樹脂混凝土主要由膠凝材料、硬化劑、耐酸粉料及耐酸粗細骨料和助劑所組成。現(xiàn)分述如下：

膠凝材料。采用YJ呋喃樹脂液，它是一種低粘度的糠醇一糠醛型呋喃樹脂，黑褐色液體，粘度20℃時為20～30秒（涂-4粘度計），密度不小于1.18克／厘米3。

硬化劑。采用酸性固體固化劑，與YJ呋喃樹脂有較好的反應時間和條件．既使樹脂混凝土具有較好的施工和易性，還能同呋喃樹脂充分反應，交聯(lián)成為具有良好的各種技術性能的體型結構。

耐酸粉料。要求耐酸度不低于98.5%、細度小于53微米的粉料，與硬化劑充分混合，制成YJ呋喃混凝土粉料與YJ呋喃樹脂液組成全商品化的雙組分耐腐蝕材料。

耐酸粗細骨料。要求耐酸度不低于98.5%，含水率不大于0.5%，細骨料粒徑為1～5毫米，其中3～5毫米的部分不低干70%。粗骨料粒徑視結構尺寸來選定，一般為5～20毫米，不得大于30毫米，其級配應符合普通混凝土的粗骨料級配要求。

（二）呋喃樹脂混凝土配合比的選擇呋喃樹脂混凝土的配合比的設計，原理上同普通水泥混凝土相似，雖然不存在水灰比問題，但必須具備一定的施工和易性，以滿足施工工藝的需要。因此，呋喃樹脂混凝土的配合比的設計，首先要求粗細骨料有較好的級配，力求孔隙率小，粗細骨料的表面積小，每立方米的樹脂用量為265～280公斤（視粗細骨料的級配，施工時的溫度及所需要的和易性而定）。一般來說，呋喃樹脂液的用量多一些，其強度要高一些，但在保證樹脂混凝土技術性能的前提下，使樹脂用量最小以取得經濟上的合理性，因此要求在施工前對已設計好的配合比先儆三組70x70x70毫米的試塊，在室溫20℃左右養(yǎng)護l天，其強度應為設計強度的50%，3天強度為設計強度的70%，7天強度為設計強度的79%，28天達到設計強度。

每立方米YJ呋喃樹脂混凝土參考配合比如下：YJ呋喃樹脂液265～280公斤’YJ呋喃樹脂混凝土粉700公斤；石英砂300～400公斤，石英石1080～1180公斤。

（三）呋喃樹脂混凝±的主要技術性能容重（克／厘米3）～2.45，

抗壓強度(MPa)不小于50，

抗折強度(MPa)不小于l4，

抗拉強度(MPa)不小于5，

與鋼筋粘結力(MPa)不小于6，

彈性模量(MPa)l.6×l04，

抗?jié)B性(MPa)不小于2.0；

電性能：

體積電阻系數(shù)(歐姆／厘米)4.37×lO10；

表面電阻系數(shù)（歐姆）3.65×l09；絕緣電阻（歐姆）7×lO7；

使用溫度(℃)140；

化學腐蝕性能，耐各種溫度電解液。

二、電解槽施工工藝

由于呋喃樹脂混凝土的各項技術性能與普通水泥混凝土相差很大，特別是呋哺樹脂的固化收縮率較大，約為千分之一。同時，YJ呋喃樹脂還是一種低粘度樹脂，不利施工，況且對側壁較薄的電解槽來說，要一次澆搗成形難度就更大，為此必須改革施工工藝。利用YJ呋喃樹脂強度大，粘接性好的特點，將整體澆搗的施工工藝，改為拼裝工藝。此工藝的特點為槽體的主要側面先進行預制，然后拼裝，再進行二次澆灌而成槽體。為防止拼裝槽在接縫處可能產生的滲漏現(xiàn)象，在預制側板時將接縫做成企口型（如圖）。為增加槽體主要側板縱向側板的抗裂性，在預制時其配筋為φ6.5④80采用先張法預應力施工。各道工序的一般要求如下：

1．混凝土施工溫度不宜低于15℃和不超過25℃，否則需要采取一定措施。

2．模板。預制槽體主要側板時，需事先制作臺模，臺模表面要求平整光滑，宜用磨石子或環(huán)氧膠泥自流平，同時在臺模四周預埋錨固預應力張拉筋的埋設件。其二，灌漿的模板，可以使用木模板或鋼模板，模板表面平整光滑，接縫嚴密，模板表面必須涂刷脫模劑或作其它類型的脫模處理，既容易脫模又使呋喃樹脂混凝土獲得表面密實而又有光澤，這樣不僅能美化槽體外觀，同時能提高耐腐蝕性能。

3．鋼筋及其表面處理。因呋喃樹脂采用酸性固化劑，要求在鋼筋表面先涂一層環(huán)氧涂料作隔離層，同時還能增加與鋼筋的粘結力。

4．YJ呋喃樹脂混凝土的拌合。呋哺樹脂混凝土應采用強制式攪拌機拌合，不宜用人工拌合，其拌合順序如下：YJ呋喃粉+細骨料拌合二分鐘，加粗骨料拌合5分鐘，加1/2YJ呋喃液拌合5分鐘+l／2YJ呋喃液拌合5分鐘得到YJ呋喃樹脂混凝土。

肉眼觀察混凝土中的粉料及粗細骨料的表面全部被樹脂液潤濕，有較好的和易性。混凝土每次拌合量一般為0.1米3。

5．采用機械震搗，在預制槽體的主要側板時，可采用平板震動器，在槽體拼裝后采用插入式震動棒進行搗實。

6．養(yǎng)護與拆模。呋喃樹脂混凝士在干燥的常溫下養(yǎng)護，當氣溫在20℃左右的環(huán)境中養(yǎng)護時，一般24小時即可拆模，不必進行任何處理，三天后可安裝使用。若溫度低于15℃時，拆模及使用時間可適當增長。

7．缺陷與修補。在正常施工條件下，由于震搗不充分，經常在靠模板面的一側留有未排出的氣泡，造成坑狀小孔（一般約45～7毫米，深3毫米），對這種缺陷一般用吠喃樹脂膠泥(YJ呋喃樹脂液：YJ呋喃樹脂膠泥粉為1：3.5)，用油漆刮刀填入刮平即可。如發(fā)生搗不密實，出現(xiàn)蜂窩麻面時，可用小錘將浮面打掉，用抹刀將1:2.5：1.5(YJ呋喃樹脂液：YJ呋喃膠泥粉：石英砂)砂漿抹面，外面再刮膠泥一層。

8．密實涂料。由于槽子沿口在使用中經常受水沖洗，及受電解液的結晶腐蝕等，經二、三年使用后，表面的膠料易被沖刷而產生翻砂現(xiàn)象，為防止上述情況，在槽子外表面應刷兩遍密實涂料，進行保護。

三、呋喃樹脂銅電解槽的發(fā)展

YJ呋喃樹脂銅電解槽機械強度高，耐腐性能好，我廠從1983年使用至今尚未發(fā)現(xiàn)有損壞現(xiàn)象，當槽子遇到機械損傷而裂縫時，可立刻進行快速維修。

單槽的制作費用高于玻璃鋼內襯的電解槽，一次性投資較大。目前已研制成復合槽體，槽體的結構層和防腐層分別用不同的材料制造，這樣不僅大大降低了槽體的造價，而且增強了槽體的剛性。YJ呋喃樹脂混凝土銅電解槽在單體造價上將會同玻璃鋼內襯槽的造價相仿，在鉛板價格上調的情況下將會低于鉛板內襯槽的造價，成為理想中的銅電解槽。