- •Киров 2010
- •1.1. Теоретические предпосылки
- •l.2. Ход выполнения работы
- •1.3. Обработка экспериментальных данных
- •1.4. Правила техники безопасности
- •2.1. Теоретические предпосылки
- •2.2. Ход выполнения работы
- •2.3. Правила техники безопасности
- •3.1. Теоретические предпосылки
- •3.1.1. Коррозия с водородной деполяризацией
- •3.1.2. Коррозия с кислородной деполяризацией
- •3.2. Ход выполнения работы
- •3.3. Правила техники безопасности
- •4.1. Теоретические предпосылки
- •4.2. Ход выполнения работы
- •4.3. Обработка результатов экспериментов
- •4.4 Правила техники безопасности
- •5.1. Коррозия бетона и железобетона в жидких средах
- •5.2. Коррозия бетона и железобетона в условиях агрессивной атмосферы
- •5.3. Подземная коррозия бетона и железобетона
- •5.4. Ход выполнения работы
- •6. ЗАЩИТА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ОТ КОРРОЗИИ
- •6.1. ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ
- •6.1.1 Защитные покрытия по металлу
- •6.1.1.2. Битумные покрытия по металлу
- •Составы битумных мастик
- •6.1.1.3. Полимерные покрытия по металлу
- •6.1 1.4. Металлические покрытия.
- •6.1.1.5. Композиционные покрытия по металлу
- •6.1.2. Защитные покрытия по бетону и железобетону
- •6.1.2.2. Битумные покрытия
- •6.1.2.3. Защитные покрытия с использованием рулонно-оклеечной изоляции
- •6.1.2.4. Неорганические покрытия по бетону
- •6.1.2.5. Композиционные покрытия
- •6.1.2.6. Гидрофобизаторы
- •6.2. Изменение природы корродирующего материала
- •6.2.1.Легирование стали
- •6.2.2. Повышение химической стойкости бетона и железобетона
- •Виды ингибиторов коррозии арматуры и их попутное действие
- •6.3. Обработка коррозионной среды
- •6.4. Изменение условий коррозии
- •ПРИЛОЖЕНИЕ
- •ЗАДАЧИ ДЛЯ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНОГО ФАКУЛЬТЕТА
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
21
2.3. Правила техники безопасности
Все опыты проводятся в пластмассовых кюветах. При проливах коррозионных сред на стол тщательно удалить их протиркой влажной тряпкой. Не допускать по-
падания исследуемых растворов на электроизмерительные приборы.
Лабораторная работа 3
КОРРОЗИЯ С ВОДОРОДНОЙ И КИСЛОРОДНОЙ ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯМИ
Цель работы: ознакомиться с наиболее распространенными видами электрохимической коррозии.
3.1. Теоретические предпосылки
Электрохимическая коррозия металлов состоит из трех основных процессов:
- анодного процесса ионизации металла с получением разнообразных продуктов коррозии:
гидратированные катионы [Ме(Н2О)]ne+ комплексные соединения[Ме(Кn)]m+, [Ме(Кn)]m-
Ме - ne оксиды и гидроксиды МеО, Ме(ОН)2 сложные анионы металла МеО -2, МеО22- труднорастворимые соли МеА
-перемещения освободившихся электронов по металлу от анодных участков к катодным и движения ионов в растворе;
-катодного процесса присоединения электронов каким-либо окислителем (де-
поляризатором) коррозионной среды:
Ox + Ze → Red
Наиболее часто в коррозионных процессах в качестве окислителей участвуют ионы водорода (вода) и растворенный в коррозионной среде кислород. В первом случае коррозия металла сопровождается выделением водорода и ее так и назы-
вают: коррозия с выделением водорода, или коррозия с водородной деполяриза-
цией. Во втором случае коррозию называют: коррозия под действием растворен-
22
ного кислорода, или коррозия с кислородной деполяризацией.
3.1.1. Коррозия с водородной деполяризацией
При коррозии с водородной деполяризацией катодная реакция коррозионного
процесса описывается следующими реакциями:
2Н+ + 2е → H2 |
кислая среда; |
2H2O + 2е → H2 + 20Н- |
нейтральная и щелочная среда. |
Для того чтобы коррозия с водородной деполяризацией была возможна, необ-
ходимо, чтобы было выполнено термодинамическое условие электрохимической коррозии
Е равнМе < Е равнН2 |
(3.1) |
Равновесный потенциал металла ( Е равнМе ) можно приравнять к его стандартному потенциалу, который легко найти в литературе; равновесный потенциал водород-
ного электрода ( Е равнН2 ) определяется исходя из рН коррозионной среды:
ЕравнН2 = -0,06рН |
(3.2) |
Как показывает практический опыт, железо и его сплавы корродируют с выде-
лением водорода в средах, имеющих рН < 3, т.е. в кислых средах. Для строитель-
ной практики это коррозия металла в кислых грунтах, кислых сточных водах,
коррозия строительных конструкций на производствах, связанных с применением кислот (травильные участки заводов ОЦМ, гальванические цеха и т.д.). Необхо-
димо помнить, что выделение водорода при коррозии с водородной деполяриза-
цией происходит через стадию образования атомарного водорода, который имеет небольшой радиус и может легко диффундировать в глубь металла, ухудшая его механические характеристики. Такое явление называется наводороживанием ме-
талла, оно приводит к повышению хрупкости металла и затрудняет его сварку.
Кроме того, выделяющийся водород способствует разрушению на металлах защитных покрытий (лакокрасочных, битумных, полимерных), что существенно повышает коррозию металлических конструкций.
23
Учитывая все эти отрицательные особенности коррозии с выделением водоро-
да, можно сделать вывод, что при эксплуатации строительных конструкций такая коррозия должна быть исключена.
3.1.2. Коррозия с кислородной деполяризацией
Растворенный в коррозионной среде кислород является основным окисли-
телем во всех наиболее распространенных на практике видах коррозии(атмо-
сферной, подводной, грунтовой). Именно с коррозией с кислородной деполяриза-
цией строители сталкиваются чаще всего.
Катодный процесс при коррозии с кислородной деполяризацией описывается
следующими реакциями: |
|
O2 + 4Н+ + 4е → 2H2O |
кислая среда, |
О2 + 2H2O + 4е → 40Н- |
нейтральная и щелочная среда. |
Согласно термодинамическим оценкам, под действием растворенного кисло-
рода должны корродировать все металлы за исключением золота.
Так как растворимость кислорода в электролитах невелика, то очень часто скорость коррозии определяется диффузией кислорода к корродирующему метал-
лу и, следовательно, очень сильно зависит от перемешивания коррозионной сре-
ды.
При коррозии в реальных условиях диффузия кислорода к отдельным участ-
кам поверхности корродирующего металла может быть неодинаковой(неравно-
мерная аэрация). В этой связи коррозия с кислородной деполяризацией часто происходит локально, возникают так называемые аэрационные пары, при работе которых металл разрушается в местах, где диффузия затруднена, а катодный про-
цесс коррозии осуществляется на участках с хорошей аэрацией.
Работой аэрационной пары объясняются, например, щелевая коррозия (рис. 3.1) и
неравномерная коррозия подземных трубопроводов на различных участках