WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 |

«КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Учебное пособие МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ...»

-- [ Страница 1 ] --

В. А. Лихачев

Е. Д. Глушков

КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА

СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Учебное пособие

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ

БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Химический факультет Кафедра технологии электрохимических производств В. А. Лихачев Е. Д. Глушков

КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА

СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Учебное пособие Киров УДК 624.01(07) Л Рекомендовано к изданию методическим советом химического факультета ФГБОУ ВПО «ВятГУ»

Допущено редакционно-издательской комиссией методического совета ФГБОУ ВПО «ВятГУ» в качестве учебного пособия для студентов специальностей 270102 «Промышленное и гражданское строительство» и 270105 «Городское строительное хозяйство» всех форм обучения, а также для студентов, обучающихся по направлению 270800 «Строительство» всех профилей и форм обучения Рецензент:

кандидат технических наук, доцент кафедры технологий электрохимических производств ФГБОУ ВПО «ВятГУ» В.И. Мамаев;

директор института «Кировкоммунпроект», доцент В.А. Прозоров Лихачев В.А.

Л651 Коррозия и защита строительных конструкций: учебное пособие / В.А.Лихачев, Е.Д.Глушков. – Киров: ПРИП ФГБОУ ВПО «ВятГУ» 2012. – 96 с.

В учебном пособии приведены теория, методика выполнения и обработка экспериментальных результатов пяти лабораторных работ по курсу «Защита строительных конструкций от коррозии». Дано краткое описание четырех направлений борьбы с коррозией строительных конструкций.

Приведены варианты контрольной работы для студентов заочной формы обучения, варианты задач для самостоятельного решения, вопросы к зачету.

УДК 624.08/.620. Редактор Е.Г. Козвонина Тех. редактор А.В. Куликова © Лихачев В.А., Глушков Е.Д., © ФГБОУ «ВятГУ», Содержание Лабораторная работа 1. ХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ............ 1.1 Теоретические предпосылки





l.2. Ход выполнения работы

1.3. Обработка экспериментальных данных

Лабораторная работа 2. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ И АНАЛИЗ КОРРОЗИОННОЙ СИТУАЦИИ

2.1. Теоретические предпосылки

2.2. Ход выполнения работы

Лабораторная работа 3. КОРРОЗИЯ С ВОДОРОДНОЙ И КИСЛОРОДНОЙ ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯМИ

3.1. Теоретические предпосылки

3.1.1. Коррозия с водородной деполяризацией

3.1.2. Коррозия с кислородной деполяризацией

3.2. Ход выполнения работы

Лабораторная работа 4. КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ В КОНТАКТЕ И ПРОТЕКТОРНАЯ ЗАЩИТА

4.1. Теоретические предпосылки

4.2. Ход выполнения работы

Лабораторная работа 5. КОРРОЗИЯ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА........ 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

6.1.1.1. Лакокрасочные покрытия по металлу

6.1.1.2. Битумные покрытия по металлу

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

6.1.2.1. Лакокрасочные 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......... 6.3. Обработка коррозионной среды

6.4. Изменение условий коррозии

ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ ПО КУРСУ «ЗАЩИТА СТРОИТЕЛЬНЫХ

КОНСТРУЦИЙ ОТ КОРРОЗИИ»

ЗАДАЧИ ДЛЯ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНОГО ФАКУЛЬТЕТА..........

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ

ПО КУРСУ «ЗАЩИТА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ОТ

КОРРОЗИИ»

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ

ХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ

Цель работы: ознакомиться с химической коррозией металлов и с влиянием различных факторов на ее скорость.

1.1 Теоретические предпосылки Химической коррозией называется процесс самопроизвольного разрушения металлов под действием сухих газов и неэлектролитов. Наиболее распространенным случаем химической коррозии является газовая коррозия под действием воздуха, при которой основным окислителем является кислород. В качестве дополнительных окислителей в воздухе могут присутствовать сероводород, диоксид серы и др.





Согласно термодинамическим оценкам все металлы, за исключением золота, должны корродировать под действием кислорода воздуха, при этом на поверхности металла протекает гетерогенная химическая реакция В результате этой реакции на металле появляются продукты коррозии в виде пленки оксидов (другие окислители приводят к образованию солевых пленок). Скорость коррозии, а следовательно, и опасность ее для практики, зависит от свойств продуктов коррозии. В свою очередь, свойства образующихся при коррозии оксидов и солевых пленок определяются тремя основными факторами: природой корродирующего металла, температурой коррозии, составом коррозионной среды.

Торможение газовой коррозии во времени прежде всего определяется так называемым условием сплошности пленки продуктов коррозии:

где - объем продуктов коррозии, V Ме - объем корродирующего металла.

При невыполнении условия сплошности, например V ок /V Ме 1, образующаяся пленка не может защитить металл и не оказывает тормозящего влияния на скорость коррозии. Подобная ситуация характерна при коррозии щелочных и щелочноземельных металлов (К, Na, Ca), в связи с чем они не могут храниться на воздухе при любых температурах.

Сплошная защитная пленка не образуется и в том случае, если V ок /V Ме 2,53,5. В этом случае в пленке возникают высокие внутренние напряжения, она постоянно разрушается и отслаивается от поверхности корродирующего металла. Это характерно, например, для коррозии вольфрама при температурах выше 600 °С.

В случае образования несплошной пленки ее толщина h пропорциональна времени коррозии t, h = kt. В этом случае коррозия протекает по линейному закону (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Линейный закон рос- Рис. 1.2. Изменение скорости Скорость коррозии, которую можно выразить отношением V кор = dh/dt, при этом будет постоянна во времени (рис. 1.2).

Для большинства конструкционных металлов условие сплошности (1 V ок /V Ме 2,53,5) выполняется, пленка продуктов коррозии получается сплошной, а скорость коррозии уменьшается во времени. Степень торможения коррозионного процесса зависит от упорядоченности образующейся пленки.

При этом в зависимости от температуры, состава газовой среды и природы металла могут наблюдаться следующие законы роста оксидной пленки: логарифмический, степенной, параболический, паралинейный. Графические и математические выражения этих законов приведены на рис. 1.3, а изменение скорости коррозии от времени при различных законах роста оксидной пленки - на рис. 1.4.

Как следует из рис. 1.4, для практики наиболее благоприятен логарифмический закон роста оксидной пленки, так как скорость коррозии в этом случае резко снижается со временем и уже через небольшое время металл практически перестает корродировать. Для многих металлов, в частности для железа, логарифмический закон роста оксидной пленки наблюдается при невысоких температурах (до 300 °С), поэтому химическая коррозия в таких условиях не опасна, а металлы не требуют специальной защиты. При повышении температуры происходит переход к степенному, параболическому и далее к паралинейному закону, в связи с чем опасность химической коррозии с ростом температуры резко возрастает.

Температура, при которой наблюдается переход к параболическому закону и на поверхности металла начинает образовываться неупорядоченная толстая пленка продуктов коррозии (окалина), называется температурой окалинообразования. Температура окалинообразования является характеристикой жаростойкости металла, выше температуры окалинообразования металл требует защиты. Например, для железа температура окалинообразования составляет С, для хрома более 1000 оС.

С химической коррозией металлов строители сталкиваются при сварке металлов при проектировании и изготовлении печей и других нагревательных устройств, металлоконструкций, работающих в контакте с горячим металлом, в процессах термической обработки металлов, прежде всего при отжиге.

Рис. 1.3. Зависимость толщины пленки продуктов коррозии Рис. 1.4. Изменение скорости коррозии во времени при различных законах роста оксидной пленки l.2. Ход выполнения работы В настоящей лабораторной работе изучение газовой коррозии производится при высокой температуре в муфельной печи, температура в которой контролируется с помощью хромель-алюмелевой термопары, соединенной с цифровым вольтметром. В ходе экспериментов изучается влияние на газовую коррозию температуры, продолжительности коррозии и природы металла в зависимости от конкретного задания.

В качестве задания к лабораторной работе преподавателем может быть предложен один из следующих вариантов исследований:

а) изучить влияние природы металла на скорость газовой коррозии при постоянной температуре и продолжительности опыта;

б) исследовать влияние температуры окружающей среды на скорость коррозии конкретного металла;

в) исследовать скорость газовой коррозии во времени.

1. Включить печь и нагреть ее до необходимой температуры.

2. Подготовить образцы к испытаниям:

- определить площадь исследуемых образцов;

- удалить с их поверхности продукты коррозии зачисткой наждачной бумагой;

- промыть образцы водой, обезжирить этиловым спиртом, высушить, промаркировать.

3. Взвесить образцы исследуемых металлов на аналитических весах.

4. Загрузить образцы в печь. Зафиксировать время. При загрузке в печь располагать образцы в тиглях так, чтобы они не экранировали друг друга.

5. По окончании процесса коррозии вынуть образцы из печи, охладить и описать их внешний вид.

6. Удалить продукты коррозии в соответствующих растворах или ластиком.

7. После удаления продуктов коррозии образцы тщательно промыть, протереть этиловым спиртом, высушить.

8. Взвесить образцы без продуктов коррозии.

9. Экспериментальные данные записать в табл. 1.1.

Экспериментальные данные по газовой коррозии 1.3. Обработка экспериментальных данных 1. По количеству прокорродировавшего металла определить массовый показатель коррозии К m = m/St г/см2 ·ч.

2. Исходя из средней величины K m, полученной при обработке параллельных опытов, определить глубинный показатель коррозии П (П=К m /g), где g - плотность металла, г/см3. Вычислить глубинный показатель (мм/год) и по его величине в соответствии с таблицей коррозионной стойкости металлов определить жаростойкость металла в исследуемых условиях (табл. П1).

3. Построить график зависимости «скорость коррозии - изменяющийся фактор», пояснить его ход и соответствие с теорией.

4. Сделать выводы.

При выполнении работы соблюдать меры безопасной работы с электронагревательными приборами. Загрузку и выгрузку тиглей с образцами в печь производят с помощью специальных щипцов, руки при этом защищают перчатками. Тигли после выгрузки из печи ставят на мраморную подставку. Перед дальнейшей работой с образцами их необходимо остудить. Снятие продуктов коррозии производят в чашках Петри, которые располагают в пластмассовой кювете. После травления образцы погружают в стакан с водой, также находящийся в кювете, и только затем окончательно промывают в раковине под струей воды. Использованные для травления кислоты с помощью воронки сливают обратно в соответствующие колбы. Перед взвешиванием образцы сушат фильтровальной бумагой и протирают спиртом

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ И АНАЛИЗ

КОРРОЗИОННОЙ СИТУАЦИИ

Цель работы: ознакомиться с понятием электрохимической коррозии металлов, научиться проводить анализ коррозионного процесса исходя из рН и состава коррозионной среды.

Процесс электрохимической коррозии наблюдается всегда, когда на поверхности металла появляется электролит. В строительной практике электрохимическая коррозия - это коррозия металлических конструкций в условиях атмосферной, подводной и грунтовой коррозии, это коррозия арматуры во влажном бетоне, коррозия транспорта и т.д. При электрохимической коррозии на поверхности металла одновременно протекают две электрохимические реакции: реакция ионизации металла (анодная реакция коррозионного процесса), реакция восстановления какого-либо окислителя (окислителей), присутствующего (присутствующих) в коррозионной среде (катодная реакция коррозионного процесса).

Корродирующий в электролите металл за счет одновременного протекания на нем двух электрохимических реакций, связанных с переносом электронов, приобретает потенциал, который называют потенциалом коррозии Е кор. Этот потенциал измеряют с помощью вольтметра, если имеется электрод сравнения с известным потенциалом (например, хлорсеребряный электрод сравнения с потенциалом +0,201 В).

Катодная реакция коррозионного процесса заключается в восстановлении окислителя, каковым в строительной практике обычно является растворенный в коррозионной среде кислород:

Вторым по распространенности окислителем являются ионы водорода (Н+), в некоторых случаях в коррозионной среде могут присутствовать и другие окислители (например, SO 2, H 2 S и т.д.).

Если в качестве одного из окислителей выступают ионы Н+, что обычно характерно для кислых сред, тогда коррозия металла сопровождается выделением водорода. В этом случае катодная реакция коррозионного процесса следующая:

Анодная реакция коррозионного процесса может протекать разными путями, что приводит к появлению на поверхности металла или в коррозионной среде разнообразных продуктов коррозии (ими могут быть оксиды, гидроксиды, комплексные соединения, растворимые в коррозионной среде соли, труднорастворимые соли).

Вид образующихся продуктов оказывает решающее влияние на скорость, а следовательно, и на опасность коррозии.

Наиболее опасен для практики случай, когда в результате анодной реакции коррозионного процесса получаются растворимые продукты коррозии (гидратированные катионы, сложные анионы металла, комплексные соединения). Такие продукты не оказывают тормозящего влияния на скорость коррозии, а следовательно, она постоянно идет с высокой скоростью.

Если в результате анодной реакции коррозионного процесса образуются нерастворимые продукты коррозии (оксиды, гидроксиды, труднорастворимые соли), то такие продукты обычно снижают скорость коррозии во времени, и тем в большей степени, чем выше степень упорядоченности (плотности) получаемых продуктов коррозии. В том случае, когда нерастворимые продукты коррозии имеют очень высокую степень упорядоченности, коррозия резко тормозится во времени, продукты коррозии защищают металл, и он становится пассивным (явление пассивности).

Таким образом, чтобы проанализировать коррозионную ситуацию и оценить опасность коррозии, необходимо выяснить:

1) какие катодные реакции идут на поверхности металла при коррозии, т.е. какие окислители ее вызывают;

2) по какому пути идет анодная реакция коррозионного процесса, т.е.

какие продукты коррозии получаются: растворимые, нерастворимые, упорядоченные, неупорядоченные.

Чтобы ответить на поставленные вопросы, необходимо знать состав коррозионной среды, ее рН и измерить значение стационарного потенциала коррозии (Е кор ).

Исходя из состава коррозионной среды, прежде всего определяется, какие окислители в ней присутствуют. Обычно их как минимум два: ионы водорода (Н+) и растворенный в коррозионной среде кислород (O 2 ). Иногда в коррозионной среде могут быть и дополнительные окислители (Fе3+, N0 з -, S2- и т.д.). Чтобы узнать, какие из этих окислителей участвуют в процессе коррозии, необходимо сравнить стационарный потенциал коррозии (Е кор ) с равновесными потенциалами этих окислителей (Eox paвн ). Данный окислитель участвует в процессе коррозии, если выполняется соотношение Это соотношение проверяется для всех окислителей, которые присутствуют в данной коррозионной среде. При этом значения Еох равн находятся в справочной литературе или рассчитываются, например:

В дальнейшем, также с учетом состава коррозионной среды, ее рН и величины стационарного потенциала коррозии (Е кор ), определяется возможный путь анодной реакции коррозионного процесса и, следовательно, получающиеся продукты коррозии. Если в коррозионной среде присутствует комплексообразователь, способный образовывать с корродирующим металлом растворимые комплексы, то продуктами коррозии будут именно эти комплексы, в результате чего опасность коррозии резко возрастает.

В том случае, когда в коррозионной среде имеются анионы, способные образовывать с корродирующим металлом труднорастворимые соли, эти соли в той или иной мере обязательно будут оказывать тормозящее влияние на коррозию и снижать ее опасность, а в некоторых случаях коррозия будет практически прекращаться (явление солевой пассивации). Если в коррозионной среде отсутствуют комплексообразователи и анионы, способные давать труднорастворимые соли, то дальнейшие предположения о характере образующихся продуктов делают с помощью диаграмм Пурбе при известных рН коррозионной среды и стационарном потенциале коррозии. Диаграммы Пурбе дают представление о наиболее термодинамически устойчивых соединениях металла в зависимости от его потенциала и рН коррозионной среды. Пример такой диаграммы для алюминия приведен на рис. 2.1.

-1, -1, -2, Рисунок2.1. Диаграмма Пурбе для алюминия ия Согласно диаграмме, алюминий в средах, близких к нейтральным (рН 3-10), корродирует с образованием упорядоченного нерастворимого оксида алюминия A1 2 О 3, который хорошо защищает металл от дальнейшей коррозии, поэтому в этих средах алюминий устойчив. В кислых (рН3) и щелочных (рН10) средах получаются растворимые продукты коррозии А13+ и AlО 2 -, которые не могут оказывать тормозящего влияния на коррозию. В этих средах алюминий не устойчив (алюминий относится к классическим амфотерным металлам). Применять алюминий и его сплавы в кислых и щелочных средах без специальных мероприятий по защите нельзя.

Для примера можно проанализировать коррозию железа в растворах Na 2 S0 4 с рН 2, рН 7, рН 12, если известно, что потенциалы коррозии железа (Е кор ) в этих средах соответственно равны:

-0,35; -0,40; -0,46 В (н.в.э.).

Прежде всего рассматривают, какие окислители могут быть в этих растворах. Так как речь идет о водных растворах Na 2 S0 4, то ясно, что в них есть ионы водорода Н+ и растворенный кислород О 2, а присутствующие в растворе ионы Na+, S0 4 2- окислителями не являются.

Равновесные потенциалы этих двух окислителей для растворов с различным рН могут быть рассчитаны по уравнениям (2.1) и соответственно равны Если проверить, когда выполняется соотношение Е кор Еох равн, то можно заметить, что при рН = 2 коррозия протекает под действием обоих окислителей, а при рН = 7, и рН=12 в коррозионном процессе участвует только один окислитель O 2.

Далее нужно проанализировать, по какому пути пойдет анодная реакция коррозионного процесса. В рассматриваемых растворах нет комплексообразователей и анионов, способных образовывать с железом труднорастворимые соли, поэтому можно сразу обратиться к диаграмме Пурбе для железа (рис. 2.2).

Как следует из анализа диаграммы, в растворах Na 2 S0 4 железо в зависимости от рН корродирует с образованием следующих продуктов:

Так, в растворе Na 2 SО 4 с рН = 2 (рис. 2.2) в качестве продукта коррозии образуются ионы Fe2+, которые в дальнейшем под действием кислорода, растворенного в коррозионной среде, окисляются до ионов Fe3+ (т.е. коррозия идет с образованием растворимых солей железа). При этом продукты коррозии не оказывают тормозящего влияния на скорость коррозии, поэтому в таких средах коррозия протекает быстро, и тем быстрее, чем кислее коррозионная среда, так как количество основного окислителя ионов Н+ увеличивается.

В растворе Na 2 S0 4 с рН = 7 в качестве продуктов коррозии образуется смесь нерастворимых гидроксидов (nFе(ОН) 2 · mFе(ОН) 3 · kH 2 O).

Чтобы определить, насколько сильно эти оксиды тормозят скорость коррозии, необходимо узнать, насколько упорядоченными они получаются.

Это можно выяснить, только поставив опыт по коррозии железа в растворе Na 2 S0 4. Если такой опыт провести, то можно определить, что при таком рН оксиды получаются очень неупорядоченные. Такие неупорядоченные оксиды на железе часто называют ржавчиной. Ржавчина может снизить скорость коррозии только при достаточно большой толщине, поэтому в растворе Na 2 S0 4 с рН = 7 коррозия железа опасна и его необходимо защищать.

В щелочном растворе Na 2 S0 4 с рН = 12, согласно диаграмме Пурбе, также получаются гидроксиды Fe(OH) 2 и Fе(ОН) 3, но, как показывает опыт, в данных условиях они получаются упорядоченными и хорошо защищают металл, поэтому в растворе Na 2 S0 4 с рН = 12 железо пассивируется и становиться устойчивым.

Рисунок 2.3. Зависимость скорости коррозии железа от рН среды Если раствор Na 2 S0 4 подщелочить еще в большей степени, до рН 13, то в таком растворе, наряду с упорядоченными оксидами и гидроксидами, могут получаться анионы Fe0 2 -,и НFe0 2 -,т.е. вновь получаются растворимые продукты коррозии. Скорость общей коррозии при этом немного повышается и увеличивается вероятность локальных форм коррозии, в частности коррозионного растрескивания.

Зависимость скорости коррозии железа, углеродистых и низколегированных от рН коррозионной среды представлена на рис. 2.3.

2.2. Ход выполнения работы В данной лабораторной работе студентам предлагается проанализировать коррозионную ситуацию в четырех различных средах. Примером могут служить следующие четыре вида коррозионных сред:

1) подкисленный раствор NaCI или Na 2 SO 4 с рН 12,5, моделирующий коррозию железа в кислых грунтах, в кислых сточных водах и т.д.

2) водопроводная вода с рН 58, моделирующая коррозию железа под водой, в атмосфере и нейтральном грунте.

3) раствор Са(ОН) 2 с рН 12, моделирующий коррозию железа в свежеприготовленном влажном бетоне.

4) раствор Са(ОН) 2 + NaCI с рН 12, моделирующий коррозию железа во влажном бетоне при контакте его со средами, содержащими NaCI.

Так как коррозия достаточно длительный по времени процесс, наблюдения за ним предлагается делать как на образцах, помещенных в коррозионные среды непосредственно на занятии (текущие наблюдения), так и на образцах, помещенных в данные среды заранее (длительные испытания).

Прежде всего студент подготавливает необходимое количество образцов для испытаний. Подготовка включает в себя следующие операции:

зачистку образцов для удаления всех дефектов и продуктов коррозии, обезжиривание их содой, промывку водой, травление серной кислотой и окончательную промывку.

Далее работа проводится в следующем порядке:

- загрузить образцы в стаканы с исследуемыми коррозионными средами;

- провести наблюдения за процессом коррозии в период испытаний, отметить появление газовых пузырьков на поверхности образцов, появление на них продуктов коррозии, изменение вида коррозионной среды;

- измерить стационарный потенциал коррозии Ех х.с.э в этих средах относительно хлорсеребряного электрода сравнения со значением потенциала Е х.с.э. = 0,2 В. ;

- пересчитать значение полученного потенциала коррозии на стандартную шкалу, шкалу нормального водородного электрода (н.в.э.) Ех н.в.э.

(рис. 2.4);

Рис. 2.4. Пересчет потенциала на шкалу нормального водородного - описать состояние контрольных образцов, подвергавшихся коррозии в исследуемых коррозионных средах длительное время, отметить также изменение вида коррозионных сред.

Все экспериментальные данные и наблюдения за ходом процесса коррозии заносятся в табл. 2.1.

Анализ коррозионной ситуации проводится на основании наблюдений, отраженных в табл. 2.1, а также с помощью диаграммы Пурбе для железа (рис. 2.2) и графика зависимости скорости коррозии железа от рН (рис. 2.3).

Для анализа коррозионной ситуации необходимо определить:

1) вид окислителей, участвующих в процессе коррозии (на основании наблюдений за ходом коррозии и теоретических предпосылок);

2) предполагаемые продукты коррозии (с помощью диаграммы Пурбе при известных Е кор и рН среды);

3) упорядоченность продуктов коррозии (на основании длительных испытаний).

Результаты анализа коррозионной ситуации заносятся в табл. 2.2.

Коррозионная Окисли- Предполагаемые продукты кор- Опасность корсреда и ее рН тели розии и их упорядоченность розии На основании данных табл. 2.2 делается вывод об опасности коррозии в данных средах и необходимости защиты в них металла.

Все опыты проводятся в пластмассовых кюветах. При проливах коррозионных сред на стол тщательно удалить их протиркой влажной тряпкой. Не допускать попадания исследуемых растворов на электроизмерительные приборы.

КОРРОЗИЯ С ВОДОРОДНОЙ И КИСЛОРОДНОЙ

ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯМИ

Цель работы: ознакомиться с наиболее распространенными видами электрохимической коррозии.

Электрохимическая коррозия металлов состоит из трех основных процессов:

- катодного процесса присоединения электронов каким-либо окислителем (деполяризатором) коррозионной среды:

- анодного процесса ионизации металла с получением разнообразных продуктов коррозии:

- перемещения освободившихся электронов по металлу от анодных участков к катодным и движения ионов в растворе;

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 называют: коррозия с выделением водорода или коррозия с водородной деполяризацией. Во втором случае коррозию называют коррозией под действием растворенного кислорода или коррозией с кислородной деполяризацией.

3.1.1. Коррозия с водородной деполяризацией При коррозии с водородной деполяризацией катодная реакция коррозионного процесса описывается следующими реакциями:

Для того чтобы коррозия с водородной деполяризацией была возможна, необходимо, чтобы было выполнено термодинамическое условие электрохимической коррозии Равновесный потенциал металла ( Е равн ) можно приравнять к его стандартному потенциалу, который находят в литературе; равновесный потенН циал водородного электрода ( Е равн ) определяется исходя из рН коррозионной среды:

Как показывает практический опыт, железо и его сплавы корродируют с выделением водорода в средах, имеющих рН 3, т.е. в кислых средах.

Для строительной 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.). Необходимо помнить, что выделение водорода при коррозии с водородной деполяризацией 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 металла, оно приводит к повышению хрупкости металла и затрудняет его сварку.

Кроме того, выделяющийся водород способствует разрушению защитных покрытий (лакокрасочных, битумных, полимерных) на металлах, что существенно повышает коррозию металлических конструкций.

Учитывая все эти отрицательные особенности коррозии с выделением водорода, 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 окислителем во всех наиболее распространенных на практике видах коррозии (атмосферной, подводной, грунтовой). Именно с коррозией с кислородной деполяризацией строители сталкиваются чаще всего.

Катодный процесс при коррозии с кислородной деполяризацией описывается следующими реакциями:

Согласно термодинамическим оценкам, под действием растворенного кислорода должны корродировать все металлы за исключением золота.

Так как растворимость кислорода в электролитах невелика, то очень часто скорость коррозии определяется диффузией кислорода к корродирующему металлу и, следовательно, очень сильно зависит от перемешивания коррозионной среды.

При коррозии в реальных условиях диффузия кислорода к отдельным участкам поверхности корродирующего металла может быть неодинаковой (неравномерная аэрация). В результате этого коррозия с кислородной деполяризацией часто происходит локально, возникают так называемые аэрационные пары, при работе которых металл разрушается в тех местах, где диффузия затруднена, а катодный процесс 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.

Рис. 3.1. Возникновение аэрационной пары при наличии Диффузия кислорода к острию щели затруднена, поэтому на ее вершине локализуется анодный процесс, катодный процесс коррозии будет протекать на поверхности металла вблизи трещины и на стенках трещины.

Таким образом, при наличии щели коррозионное поражение интенсивно распространяется в глубь металла (щелевая коррозия).

Если в реальных условиях возможна коррозия с водородной деполяризацией, то ей в той или иной мере обязательно сопутствует и коррозия с кислородной деполяризацией. В настоящей лабораторной работе коррозию с водородной и кислородной изучают, используя одновременно весовой и объемный методы исследования коррозии.

Весовой метод позволяет рассчитать по разнице между массой металла до коррозии и после массовый показатель коррозии под воздействием обоих окислителей (ионов водорода и растворенного кислорода):

где m 1 - масса металла до коррозии, г;

m 2 - масса металла после коррозии, г (определяется после удаления продуктов коррозии);

S - поверхность корродирующего металла, см2;

- время коррозии, ч.

Объемный метод исследования коррозии с помощью водородного коррозиметра (рис. 3.2) позволяет определить количество выделившегося водорода, а следовательно, и количество металла, прокорродировавшего за счет коррозии с водородной деполяризацией, а также массовый показатель коррозии К m 2. Определение К m 2 осуществляется в следующей последовательности:

- фиксируется количество водорода VH 2, выделившееся за определенное время при коррозии металла с площадью поверхности S;

- объем выделившегося водорода VH 2 приводится к нормальным условиям:

где VH 2 - измеренный объем водорода, см3;

Р - давление, мм (определяется по барометру);

Т - температура опыта в градусах Кельвина.

Исходя из условия стационарности коррозии, количество металла, прокорродировавшего по коррозии с водородной деполяризацией, пропорционально количеству выделившегося водорода, и может быть определено по формуле где А - атомный вес металла;

22400 мл – объем, занимаемый 1 г/моль H 2 при нормальных условиях.

Далее рассчитывается массовый показатель коррозии под действием ионов водорода:

К m 2 можно определить массовый показатель коррозии с кислородной деполяризацией и долю коррозии (С) с водородной и кислородной деполяризацией:

Лабораторная работа проводится в следующей последовательности:

1. Подготовить образцы к работе: измерить поверхность, зачистить, протереть спиртом, высушить, взвесить.

2. Подготовить установку к измерениям (рис. 3.2), для чего в сосуд залить коррозионную среду, с помощью груши заполнить ею бюретку 1, закрыть кран 5.

Рис. 3.2. Установка для определения скорости коррозии с водородной деполяризацией 3. Вставить образец в резиновую пробку.

4. С помощью щипцов подвести резиновую пробку с образцом металла под бюретку, зафиксировать время и начать измерение объема выделившегося водорода.

5. По окончании опыта достать образец, промыть его, описать внешний вид, наличие продуктов коррозии.

6. Снять продукты коррозии, если они есть, промыть образец, протереть спиртом, высушить, взвесить.

7. Экспериментальные данные занести в табл. 3.1.

Экспериментальные данные по исследованию коррозии с водородной и кислородной деполяризациями 9. Провести необходимые расчеты по определению показателей коррозии К m 2 O2, К m 2, К m 2 и доли коррозии с кислородной и водородной депоH H O ляризациями.

10. Рассчитать глубинный показатель общей коррозии (П, мм/год):

11. По величине глубинного показателя с помощью шкалы коррозионной стойкости (табл. П1) пределить группу и балл стойкости исследуемого металла.

При выполнении работы необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности:

- работа выполняется в халате;

- всасывание кислоты в бюретку водородного коррозиметра осуществляется с помощью резиновой груши;

- после окончания опытов по исследованию коррозии в кислоте образец промывается в стакане с водой, находящемся непосредственно на рабочем месте, только после такой предварительной промывки осуществляется окончательная промывка образца в раковине под струей воды;

- загрузка и выгрузка образцов в коррозиметр производится пинцетом;

- по окончании опытов вся кислота сливается обратно в исходную емкость;

- рабочая посуда и коррозиметр тщательно промываются;

- все возможные проливы на рабочий стол тщательно вытираются и при необходимости нейтрализуются содой;

- перед взвешиванием образцы сушатся фильтровальной бумагой и протираются этиловым спиртом.

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ В КОНТАКТЕ

И ПРОТЕКТОРНАЯ ЗАЩИТА

Цель работы: ознакомиться с контактной коррозией металлов, влиянием на нее различных факторов и применением в практике защиты.

4.1. Теоретические предпосылки Контактная коррозия является довольно распространенным видом коррозии. О ней нужно помнить всегда, когда корродирующий объект имеет в своем составе по крайней мере два различных по природе металла.

Возьмем два куска из различных металлов Me 1 и Ме 2, причем Me относится к более отрицательным и, следовательно, более активным в коррозионном отношении металлом, а Ме 2 - к более положительным металлам.

Рис. 4.1. Распределение потенциалов по поверхности контактирующих металлов в электролитах с разной электропроводностью При коррозии Me 1 без контакта с Me 2 на всей поверхности Me 1 устанавливается стационарный потенциал коррозии Е1 ст (рис. 4.1). При этом на Me 1 наблюдается общая коррозия с определенной скоростью V 1. На Ме 2, работающем без контакта с Me 1, устанавливается стационарный потенциал коррозии Е2 ст, и он также подвергается общей коррозии со скоростью V 2.

Если эти два куска металлов привести в контакт в коррозионной среде с высокой электропроводностью (R0), то на поверхности Me 1 и Ме 2 установится единый стационарный потенциал коррозии Е ст, лежащий между потенциалами Е1 ст и Е2 ст. Таким образом, при контакте двух металлов потенциал коррозии более отрицательного металла сдвигается в положительную сторону и скорость его коррозии увеличивается. Потенциал более положительного металла смещается в отрицательном направлении, при этом скорость его коррозии уменьшается либо он совсем перестает корродировать, т.е. положительный металл как бы защищается отрицательным.

В условиях ограниченной электропроводности коррозионной среды, что обычно характерно для реальных условий, распределение потенциала по поверхности металла подчиняется более сложной зависимости (на рис. 4.1 кривая 1 приведена для коррозионной среды с большей электропроводностью, кривая 2 - с меньшей электропроводностью). Согласно рис.

4.1, при распределении потенциала на поверхности Me 1 и Me 2 по кривой контактная коррозия проявится на участках, прилегающих к точкам контакта. Причем коррозия отрицательного металла Me 1 на участке L 2 будет усиливаться и достигнет максимума вблизи точки контакта. Me 2 на участке L 3 будет полностью защищен от коррозии, в связи с чем расстояние L называют радиусом полной протекторной защиты. На участке L 4 металл Ме 2 защищается металлом Me 1, но не полностью, а на участке L 5 металл Ме 2 корродирует так же, как он корродировал бы без контакта.

Таким образом, при коррозии двух металлов (или нескольких) в контакте коррозионный процесс полностью или частично локализуется на более отрицательном металле. Локализация коррозии на отдельных участках корродирующего объекта приводит к быстрому выходу его из строя.

В связи с этим необходимо знать, какие контакты допустимы и как уменьшить опасность контактной коррозии при необходимости использования металлов с очень разными потенциалами. Ответ на эти вопросы дает ГОСТ 9.005-72 ЕСЗКС «Допустимые и недопустимые контакты металлов». Согласно ГОСТ, все конструкционные металлы делятся на 16 групп при атмосферной коррозии и на 11 групп при подводной коррозии. ГОСТ 9.005-72 отмечает, контакт между какими группами металлов является недопустимым, ограниченно допустимым и допустимым в этих коррозионных средах. При необходимости использовать в конструкциях недопустимый контакт нужно предусмотреть методы защиты от контактной коррозии, также регламентируемые ГОСТ 9.005-72. ГОСТ дополнительно приводит примеры рационального конструирования при контакте двух металлов и схемы изоляционной защиты.

Как уже отмечалось выше, контакт двух металлов благоприятно сказывается на коррозии более положительного металла.

Скорость коррозии такого металла уменьшается или металл полностью прекращает корродировать в зависимости от того, насколько контакт металлов смещает потенциал положительного металла в отрицательную сторону. Коррозия полностью прекращается, если потенциал защищаемого металла становится более отрицательным, чем его равновесный потенциал.

Это положительное свойство контактной коррозии используется в практике протекторной защиты.

Сущность протекторной защиты заключается в том, что к корродирующей конструкции, выполненной, например, из углеродистой стали, присоединяется жертвенный более отрицательный металл - защитник (протектор). Вся коррозия при этом локализуется на протекторе и, при его периодической смене, обеспечивается эффективная защита стальной конструкции.

Протекторная защита обычно используется при подземной и подводной коррозии. Для увеличения радиуса действия протектора и уменьшения его расхода протекторная защита всегда используется в комбинации с «пассивной» защитой с помощью различных покрытий: лакокрасочных, битумных, полимерных и т.д. При защите стальных конструкций в качестве протектора применяют обычно Zn и сплавы А1 и Mg с Zn.

4.2. Ход выполнения работы В настоящей лабораторной работе студенту предлагается ознакомиться с протекторной защитой железа цинком и определить эффективность защиты и коэффициент полезного действия (КПД) протектора. Изучение протекторной защиты железа цинком проводится в двух коррозионных ячейках. В первую ячейку помещают железный и цинковый образцы, не соединенные между собой (рис. 4.2).

Рис 4.2. Схема установки для исследования скорости коррозии железа и цинка, работающих без контакта друг с другом Во вторую ячейку помещают железный и цинковый электроды, соединяющиеся между собой через амперметр (рис. 4.3), с помощью которого оценивается ток защиты. В процессе коррозии с помощью мультиметра измеряются потенциалы цинка и железа, работающие в контакте и без контакта.

Рис 4.3. Схема установки для исследования скорости коррозии железа и цинка, работающих в контакте друг с другом Сокращения на рис. 4.2 и 4.3:

Fe – железный электрод; Zn – цинковый электрод;

А – амперметр; М - мультиметр (вольтметр);

К - ключ; Ag/AgCl - хлорсеребряный электрод сравнения.

Опыты проводятся в следующей последовательности:

1. Четыре электрода (два цинковых и два железных) подготовить к работе: механически обработать, обезжирить, промыть, высушить, взвесить.

2. Электроды попарно разместить в коррозионных камерах: железо и цинк, находящиеся во второй ячейке, соединить между собой через амперметр.

3. В коррозионные камеры залить исследуемую среду и зафиксировать время опыта.

4. В процессе коррозии периодически (каждые 5 - 10 мин) фиксировать величину тока защиты (I, мА).

5. 4 - 5 раз за время опыта замерить потенциалы цинка и железа, работающих в контакте и без контакта (Е, В).

6. По окончании опыта все четыре электрода промыть, высушить, взвесить на аналитических весах. Результаты опытов представить в виде табл. 4.1 и 4.2.

Изменение тока защиты в процессе эксперимента I, мА Экспериментальные данные по протекторной защите ло- потенциал, В (н.в.э.) мас- масса m потенциал, В (н.в.э.) мас мас- m 1. По результатам измерений, отраженных в табл. 4.1, рассчитывается среднее значение тока защиты.

2. Оценивается КПД протектора:

где I cp - средний ток защиты. А;

g - электрохимический эквивалент цинка, равный 1,22 г/А·час;

m пол - полезный расход протектора на защиту, г;

m общ - общая потеря протектора в массе, г.

3. Сравнением убыли в массе железных электродов, работавших в контакте и без контакта с цинком, определяется эффективность защиты.

В качестве количественных характеристик эффективности протекторной защиты может служить степень защиты (Z) и коэффициент торможения коррозии (Y):

где m Fе. - убыль в массе железа, корродирующего без контакта с Zn;

m Fе. - убыль в массе железа, корродирующего в контакте с Zn.

4. На практике оценить эффективность защиты количественно весовым методом по показателям Z и Y можно только с помощью образцовсвидетелей, однако более часто ее оценивают качественно сравнением среднего потенциала защищаемого металла ( Е кор ), работающего в контакконт те с цинком с равновесным потенциалом этого металла в коррозионной среде ( Е рав ). Если Е кор Е рав, то защита должна быть эффективной.

Для подземной и подводной коррозии углеродистых сталей значения Е рав обычно составляют от -0,53 до -0,55 В (н.в.э. - нормальный водородFе ный электрод). Именно с таким значением Е рав необходимо сравнивать среднее значение стационарного потенциала коррозии железного электрода, работающего в контакте с цинком (табл. 4.2), предварительно пересчитав его по шкале нормального водородного электрода.

Потенциал применяемого в опытах хлорсеребряного электрода сравст Fе нения равен 0,201 В (н.в.э.). Если окажется, что Е кор Е рав, то протекторную защиту следует считать эффективной.

При выполнении работы необходимо соблюдать меры безопасной работы с электроизмерительными приборами и слабыми кислотами.

КОРРОЗИЯ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

Цель работы: ознакомиться с основными видами коррозионного разрушения бетона и железобетона.

5.1. Коррозия бетона и железобетона в жидких средах Конструкции из бетона и железобетона нередко контактируют с самыми разнообразными жидкими средами, резко отличающимися по своим агрессивным свойствам. Это и обычные природные воды, сточные воды различных предприятий, грунтовые воды, технологические растворы, зачастую очень агрессивные, например растворы кислот и щелочей, проливы которых на перекрытия происходят довольно часто.

Знания по коррозионной устойчивости бетона в различных средах позволяют сделать бетонные и железобетонные конструкции более жизнеспособными.

Бетон - сложный пористый искусственный композиционный материал, полученный путем затвердевания смеси вяжущего вещества, заполнителей (щебня, гравия, песка) и воды. В результате взаимодействия вяжущего вещества с водой образуется цементный камень, содержащий в себе разнообразные химические соединения, состав которых зависит от вида вяжущего, например:

5СаО · 6SiO 2 · 5,5Н 2 О - гидросиликат кальция-1 (фаза C-S-H(1);

2СаО · SiO 2 · 1,17Н 2 O - гидросиликат кальция-2 (фаза C-S-H(2);

4СаО · Аl 2 O 3 · 19H 2 O - гидроалюминат кальция (фаза С-A-Н);

4СаО · Аl 2 O 3 · 3CaS0 4 ·32Н 2 O - гидросульфоалюминат кальция (фаза С-A-Cs-H) (эттрингит) и т.д.

Все эти фазы, находясь в равновесии с водой в порах бетона, обеспечивают ее рН в пределах 12 - 13. При таком рН внутри бетона устойчивы как все его составляющие, так и арматура железобетона. Сталь в слабощелочном растворе с рН = 12 - 13 хорошо пассивируется за счет образования упорядоченной плотной пленки гидроксидов железа (Fе(ОН) 2, Fе(ОH) 3 ).

При воздействии агрессивных жидких сред на бетон и железобетон могут происходить самые разнообразные процессы:

1) снижение рН внутри бетона, приводящее к увеличению растворимости составляющих бетона, постепенному их растворению и, следовательно, к повышению пористости бетона и к снижению его несущих свойств. Одновременно снижение рН до значений 11.8 приводит к коррозии арматуры с образованием объемных продуктов коррозии (mFeO· · nFe 2 O 3 · kH 2 O), в результате которых внутри железобетона около корродирующей арматуры появляются высокие внутренние напряжения, в итоге приводящие к растрескиванию бетона вдоль арматуры;

2) взаимодействие составляющих бетона с агрессивными компонентами жидких сред с образованием растворимых и нерастворимых продуктов. Свойства этих продуктов, условия их вымывания из бетона и определяют коррозионный эффект.

Согласно В.М. Москвину, различают три основных вида воздействия жидких сред на бетон.

1. Коррозионное воздействие мягких природных вод Мягкие природные воды, содержащие небольшое количество растворенных компонентов, в частности солей жесткости, оказывают коррозионное воздействие на бетонные и железобетонные сооружения напорного типа, в которых происходит фильтрация воды через бетон или железобетон (рис. 5.1).

При эксплуатации таких сооружений возможны два случая:

- скорость фильтрации больше скорости испарения (V ф V исп );

- скорость фильтрации меньше скорости испарения (V ф V исп ).

Для практики наиболее опасна первая ситуация, когда V ф V исп. В этом случае мягкие промывные воды при фильтрации через бетон вымывают из поровой жидкости известь (Ca(OH) 2 ), рН внутри пор уменьшается, повышается растворимость малорастворимых составляющих бетона, в частности кристаллического Са(ОН) 2, и они начинают растворяться. Известь Са(ОН) 2 и другие растворяющиеся компоненты бетона вместе с фильтрующимися водами выносятся на поверхность бетона со стороны воздуха.

V Ф – скорость фильтрации природных вод через бетон; V ИСП – скорость испарения фильтрующихся вод с поверхности бетона со стороны воздуха На поверхности происходит реакция взаимодействия извести с углекислым газом, присутствующим в воздухе:

В результате этой реакции на поверхности бетона появляются белые подтеки мела, четко указывающие на то, что происходит вымывание составляющих бетона.

При постепенном вымывании Са(ОН) 2 и других компонентов бетона возрастает пористость бетона и происходит его нейтрализация (рН внутри бетона уменьшается). Существенное увеличение пористости увеличивает фильтрацию, ухудшает рабочие характеристики бетона и может приводить к появлению морозильных эффектов. При нейтрализации бетона до рН 11,8 начинается коррозия арматуры с образованием объемных продуктов коррозии, которые приводят к растрескиванию бетона вдоль арматуры.

В том случае, когда при работе напорного сооружения V ф V исп, фильтрующиеся мягкие воды не выходят на поверхность бетона со стороны воздуха и реакция Са(ОН) 2 + СО 2 СаСО 3 + Н 2 О происходит в поверхностных слоях бетона. Образующийся при этом малорастворимый мел заполняет поры бетона, и происходит уплотнение поверхностных сдоев бетона со стороны воздуха. Фильтрация мягких вод через бетон уменьшается, а следовательно, вымывание составляющих бетона и его нейтрализация не происходят. Именно такой ситуации необходимо добиваться при проектировании напорных бетонных и железобетонных напорных сооружений.

2. Коррозионное воздействие жидких сред с компонентами, которые вступают во взаимодействие с составляющими бетона и образуют при этом растворимые соединения К таким средам относятся прежде всего растворы кислот, щелочей и некоторых солей, например MgCl 2 и NaCl.

Кислотная коррозия. Кислые растворы, взаимодействуя со многими составляющими бетона, приводят к появлению растворимых веществ, легко вымываемых из бетона, вследствие чего резко ухудшаются его технологические свойства. Одновременно кислые растворы приводят к быстрой нейтрализации бетона, в результате чего начинается коррозия арматуры, сопровождающаяся растрескиванием бетона.

Согласно СНиП 2.03.11-85, кислые воды любого состава с рН 3 для бетонов с повышенной плотностью (W 8 ) являются сильноагрессивными.

Для бетонов меньшей плотности (W 4 ) сильноагрессивными являются растворы с рН 4. Чем выше концентрация кислот, тем меньше в них устойчивость бетона. Так, 1%-ные растворы серной соляной и азотной кислот сильно разъедают бетон в течение нескольких месяцев. Фосфорная кислота менее агрессивна по отношению к бетону из-за малой растворимости образующегося фосфата кальция. Однако в растворах с 5%-ной концентрацией фосфорной кислоты разрушение происходит довольно быстро.

Агрессивными всего молочной, масляной, уксусной, яблочной и др.

Щелочная коррозия. Для бетона опасны растворы щелочей с концентрацией более 50 г/л. В результате действия на бетон таких растворов растворимость гидроксида кальция Са(ОН) 2 значительно понижается, но одновременно резко возрастает растворимость кремнезема (SiO 2 ) и некоторых оксидов, например Al 2 O 3. Взаимодействие этих соединений со щелочами приводит к образованию растворимых или гелеобразных соединений:

Наиболее агрессивно действуют на бетон растворы гидроксида натрия (NaOH), затем следуют растворы гидроксида калия (КОН), аммония (NH 4 ОH) и карбоната натрия (Na 2 CO 3 ). При полном погружении в растворы щелочей с концентрацией 1 - 2 % наибольшей стойкостью обладают бетоны на пуццолановых и шлакопортландцементах.

Магнезиальная коррозия. В сточных и грунтовых водах часто встречаются соли магния, в частности хлорид магния (MgCl 2 ). При его взаимодействии с Са(ОН) 2, находящемся в бетоне, получаются два продукта:

CaCl 2 и Мg(ОН) 2.

Один из продуктов - малорастворимый Mg(OH) 2 (растворимость 18, мг/л). Процесс образования Mg(OH) 2 сопровождается понижением рН в порах бетона, что создает благоприятные условия для растворения и гидролиза гидратных образований в цементном камне (т.е. действие аналогично коррозии I рода по Москвину). Второй продукт, CaCl 2, способен вымываться, в этой связи растворы MgCl 2 с концентрацией 5 % и выше разрушают все гидратные образования в цементном камне.

Коррозия в NaCl. Растворы NaCl взаимодействуют с Са(ОН) 2 в бетоне, образуя растворимые CaCl 2 и NaOH, которые постепенно вымываются из бетона:

При этом растет пористость бетона и ухудшаются его несущие свойства. Следует отметить, что растворы NaCl вызывают коррозию арматуры с образованием объемных соединений даже в том случае, когда нейтрализация бетона еще не прошла и рН внутри пор остается достаточно высоким (рН 11,8). Это объясняется тем, что ионы С1- разрушают пассивную пленку на железе, вызывая локальную (местную) коррозию. Эффект растрескивания железобетона вдоль арматуры, особенно при периодическом обливании растворами NaCl, может проявиться очень быстро (2 - 5 лет).

3. Коррозионное воздействие жидких сред с компонентами, которые вступают во взаимодействие с составляющими бетона и образуют при этом нерастворимые объемные соединения К третьему виду коррозии, по классификации В.М. Москвина, относится сульфатная коррозия бетона. Сульфатная коррозия является особенно распространенной из-за того, что сульфат-ионы присутствуют практически во всех видах природных и сточных вод.

При взаимодействии сульфатов кристаллический Са(ОН) 2, находящийся в цементном камне, и Са(ОН) 2 поровой жидкости взаимодействуют с сульфатами с образованием гипса CaSO 4 ·2H 2 O:

При взаимодействии сульфатов с другими компонентами цементного камня может образоваться гидросульфоалюминат кальция (ГСАК) (3СаО·А1 2 O 3 ·3CaSO 4 · 32Н 2 O.), или (3СаО · Al 2 O 3 · 3СаSО 4 · 11Н 2 О).

Гипс и ГСАК имеют объем, более чем в два раза превышающий объем исходных компонентов цементного камня. В результате этого в бетоне появляются большие внутренние напряжения, приводящие к послойному растрескиванию бетона, оголению и выпадению наполнителей.

5.2. Коррозия бетона и железобетона в условиях агрессивной атмосферы Любая сухая атмосфера для бетона и железобетона не опасна. Такой атмосферой является атмосфера с влажностью меньше 60 %. При влажности больше 60 % внутри бетона появляется капиллярная влага, в которой растворяются газы, присутствующие в загрязненной агрессивной атмосфере (атмосфера промышленных предприятий, городов, морская атмосфера и т.д.), и начинается их взаимодействие с составляющими цементного камня.

С.Н. Алексеев [5] делит все газы, которые могут присутствовать в атмосфере, на три группы:

1. Газы, образующие при реакции с Ca(OH) 2 нерастворимые или малорастворимые соли с небольшим объемом. Это СО 2, пары плавиковой кислоты, пары щавелевой кислоты, Р 2 О 5 и т. д.

Например, при повышенном содержании углекислого газа в воздухе в поровой влаге бетона происходит следующая реакция:

Образующийся по этой реакции мел CaCO 3 по объему лишь на 30 % больше исходной извести Ca(OH) 2, поэтому такие газы по отношению к бетону представляют не очень высокую опасность, так как бетон даже постепенно уплотняется. Лишь в том случае, когда большая часть Ca(OH) заменяется на CaCO 3, бетон постепенно начинает терять несущую способность.

Однако эти газы представляют опасность для железобетона, так как вышеотмеченная реакция приводит к нейтрализация бетона, pH внутри бетона снижается с 12,5 до 11,5. Эта нейтрализация может идти достаточно долго (30 – 50 лет) в зависимости от концентрации углекислого газа в воздухе. Но как только она пройдет, начинается коррозия арматуры с образованием объемных продуктов коррозии, и бетон начинает растрескиваться вдоль арматуры.

2. Газы, образующие при реакции с Ca(OH) 2 нерастворимые объемные продукты коррозии. Это серосодержащие газы SO 3, SO 2, H 2 S.

При взаимодействии этих газов с известью протекают следующие реакции:

Все газы при взаимодействии с Ca(OH) 2 дают один продукт: CaSO 4 – гипс, который по объему в 2,3 раза больше, чем Ca(OH) 2. Вначале бетон уплотняется, затем в поверхностных слоях начинают возрастать внутренние напряжения, и бетон начинает трещать и отслаиваться с оголением наполнителей. Таким образом, газы этой группы опасны прежде всего по отношению к бетону.

3. Газы, образующие при взаимодействии с Ca(OH) 2 растворимые продукты коррозии (обычно это растворимые соли).

Газы этой группы разделяются на две подгруппы.

Подгруппа А: Cl 2, пары HCl, HBr, HI, CH 3 COOH.

При взаимодействии с такими газами образуются растворимые соли.

Например, Растворимые соли вымываются из бетона, в результате чего постепенно растет пористость бетона и уменьшаются его несущие свойства. Кроме того, эти газы могут вызывать локальную коррозию арматуры с образованием объёмных продуктов даже при pH = 12 –12,5. Образование таких продуктов приводит к появлению внутренних напряжений внутри бетона около арматуры, которые вызывают растрескивание бетона вдоль арматуры. Таким образом, газы этой подгруппы опасны как по отношению к бетону, так и по отношению к арматуре железобетона.

Подгруппа В: азотосодержащие газы (NO 2, NO, пары HNO 3 ) Газы группы В опасны по отношению к бетону. По отношению к арматуре железобетона эти газы опасности не представляют, а являются ингибиторами коррозии.

В реальной практике часто коррозия идет более сложно, так как в агрессивной атмосфере может присутствовать смесь этих газов, и тогда действие газов может ослабляться или усугубляться. Наибольшую опасность по отношению к бетону и железобетону представляют промышленные загрязненные атмосферы и загрязненные атмосферы больших городов, морская атмосфера.

5.3. Подземная коррозия бетона и железобетона На агрессивность грунта по отношению к бетону и железобетону влияют несколько факторов.

1) Влажность грунта.

Грунт подразделяется на сухой, нормальный и влажный. Сухой грунт встречается редко и опасности не представляет. Нормальный и влажный грунт обязательно способствует увлажнению бетона и железобетона, появлению в нём капиллярной влаги и растворению в ней активных составляющих грунта с последующим взаимодействием с составляющими цементного камня.

2) Агрессивность грунтовых вод (прежде всего их pH):

а) озерные грунтовые воды (pH = 6,5 – 7,4) - низкая коррозионная активность;

б) речные грунтовые воды (pH = 6 – 8,2) - средняя коррозионная агрессивность;

в) грязные речные, болотные, загрязненные грунтовые воды промышленных предприятий и городов (pH = 6 – 8,2) - высокая агрессивность грунта.

3) Периодичность подъемов грунтовых вод.

При подъеме (опускании) грунтовых вод создаются условия вымывания компонентов из цементного камня со всеми вытекающими последствиями: повышением пористости бетона, нейтрализацией бетона, коррозией арматуры и растрескиванием бетона вдоль арматуры.

4) Наличие фильтрации грунтовых вод через бетон (см. раздел 5.1).

5) Солевой состав грунта, прежде всего концентрацией ионов SO- 4 и Cl-, которые, попадая в бетон, начинают взаимодействовать с составляющими цементного камня (см. раздел 5.1). В зависимости от плотности бетона содержание сульфатов от 0,5 до 15 г/кг делает грунт средне- и высокоагрессивным по отношению к бетону. Хлориды опасны при концентрациях 0,75г/кг.

6) Подземная коррозия железобетона может осложняться электрокоррозией. Влажный бетон плохо, но все-таки проводит ток, поэтому утечки тока или блуждающий ток может попадать на арматуру железобетона. Арматура начинает работать как заземлитель, нижняя часть арматуры становится анодом и растворяется по закону Фарадея. Усиленная коррозия арматуры нижней части здания приводит к потере несущих свойств фундамента, здание оседает, растрескивается и рассыпается.

Для предотвращения электрокоррозии нельзя использовать закладные элементы и элементы арматуры в качестве обратного провода при сварке.

Электрокоррозия часто возникает там, где применяется постоянный ток, в таких случаях необходимо всегда предотвращать возможные утечки тока.

При опасности электрокоррозии применяется бетон с повышенной плотностью (не менее W 6 ). Нельзя вводить в бетон добавки типа ингибиторов коррозии, которые понижают сопротивление бетона, допускать облив бетона электролитами. Защитный слой под арматурой должен быть не менее 20 мм.

5.4. Ход выполнения работы В данной лабораторной работе студентам предлагается оценить устойчивость бетона в разных средах:

- в концентрированных кислотах (H 2 SО 4, НС1, НNO 3 );

- в концентрированных щелочах (NaOH, КОН);

- в нейтральных растворах солей (NaCI, Na 2 SО 4 ).

Коррозия бетона очень длительный по времени процесс, поэтому устойчивость бетона и железобетона в заданных коррозионных средах предлагается оценить теоретически, а также наблюдая за образцами, помещенными в данные среды заранее (длительные испытания).

В процессе эксперимента отмечают изменение формы и размера образцов бетона, изменения в коррозионной среде. Все наблюдения и результаты анализа коррозионной ситуации фиксируются в табл. 5.1.

Экспериментальные данные по коррозии бетона и анализ коррозионной Среда Изменения в Изменение в Предполагаемые Опасность состоянии об- коррозионной реакции в бетоне коррозии На основании наблюдений, отраженных в табл. 5.1, и данных анализа коррозионной ситуации выделяют наиболее агрессивные среды. Делают выводы об условиях эксплуатации бетона и железобетона в этих средах.

6. ЗАЩИТА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ОТ КОРРОЗИИ

В строительной практике широко используются четыре направления защиты от коррозии:

- защитные покрытия, изолирующие корродирующий материал от коррозионной среды;

- изменение природы корродирующего материала с целью увеличения его коррозионной стойкости;

- обработка коррозионной среды, позволяющая снизить ее коррозионную агрессивность;

- изменение условий коррозии (рациональное конструирование, электрохимическая защита).

6.1. ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ 6.1.1. Защитные покрытия по металлу Защитные покрытия являются самым распространенным и относительно дешевым способом защиты. Они широко используются для снижения потерь от всех наиболее распространенных видов коррозии: атмосферной, подводной, подземной, в различных электролитах и органических жидкостях. Классификация защитных покрытий, использующихся в строительной практике защиты металла, представлена в табл. 6.1.

6.1.1.1. Лакокрасочные покрытия по металлу Лакокрасочные покрытия (ЛКП) самый распространенный, простой, доступный, дешевый и достаточно эффективный способ защиты от коррозии. Лакокрасочное покрытие, наряду с защитой металла, часто обеспечивает также декоративную его обработку. К недостаткам ЛКП можно отнести их невысокую механическую прочность и старение с ростом срока эксплуатации, приводящее к растрескиванию и отслаиванию покрытия, а следовательно, к ухудшению его защитных свойств во времени. В этой связи ЛКП – это обычно возобновляемый способ защиты; они используются в конструкциях, не подвергающихся заметным механическим воздействиям. В строительной практике ЛКП широко используются как для защиты металлических конструкций, так и конструкций из бетона и железобетона.

При нанесении ЛКП используются специальные лакокрасочные материалы (ЛКМ), которые можно разделить на шесть групп: лак, краска, порошковая краска, эмаль, грунтовка, шпатлевка.

Лак – раствор пленкообразующих в органических растворителях или воде, образующий после высыхания твердую прозрачную или черную однородную пленку.

Порошковая краска – сухая композиция пленкообразующего вещества с пигментами и наполнителями, образующая после сплавления, отверждения и охлаждения непрозрачную однородную пленку Краска – суспензия пигментов и наполнителей в олифе, масле, эмульсии, латексе, образующая при высыхании непрозрачную однородную пленку.

Эмаль – суспензия пигментов и наполнителей в лаке, образующая после высыхания непрозрачную твердую пленку с различным блеском и фактурой поверхности.

Грунтовка – суспензия пигментов и наполнителей в пленкообразующем веществе, образующая после высыхания непрозрачную твердую пленку с хорошей адгезией к подложке и покровным слоям.

Шпатлевка – густая, вязкая масса, состоящая из смеси пигментов с наполнителями в связующем веществе, предназначенная для заполнения неровностей и сглаживания окрашиваемой поверхности.

В соответствии с определениями, лакокрасочный материал - это всегда композиция, которая может содержать следующие основные компоненты: пленкообразователи, растворители, пигменты, наполнители и другие добавки.

Основным компонентом лакокрасочного материала является пленкообразователь или связующее. Именно пленкообразователь обеспечивает основные механические, защитные и адгезионные свойства наносимого слоя. В качестве пленкообразавателя часто используют различные органические смолы, в масляных красках пленкообразователем является масло, в частности олифа. Обозначения различных пленкообразователей представлены в табл. 6.2.

Растворители обеспечивают технологичность нанесения лакокрасочного материала и определяют время его высыхания. Широко используемыми обычными растворителями являются ацетон, уайт-спирит, скипидар, в масляных красках пленкообразователь (олифа) частично выполняет и роль растворителя. Кроме них отечественная промышленность выпускает многокомпонентные растворители, которые обозначаются цифровой или буквенно-цифровой маркировкой, например растворитель 646 или Р-9.

Обозначения пленкообразователей лакокрасочных материалов Вид пленкообра- Обозначение Вид пленкообразова- Обозначение В качестве пигментов в ЛКМ используются высокодисперсные окрашенные порошки. Основное назначение пигментов - придать краске необходимый цвет, следовательно, декоративность. Помимо придания ЛКМ декоративных свойств пигменты также способствуют повышению его защитных свойств. Механизм повышения защитных свойств, в зависимости от вида пигмента, может быть различен: пассивирование поверхности металла за счет образования на его поверхности оксидных, хроматных или солевых труднорастворимых соединений, катодная защита металла, затруднение диффузии окислителей через покрытие, снижение старения.

Примерами пигментов, использующихся в отечественных ЛКМ, могут служить: хроматы различных металлов (CaCrO 4, SrCrO 4, PbCrO 4 · PbO и т.д.); фосфаты (CrPO 4 · nH 2 O, Zn{PO 4 ) 2 · nH 2 O); оксиды (2PbO · PbO 2, ZnO, FeO, Fe 3 O 4, Cr 2 O 3 и т.д.); высокодисперсные порошки металлов (алюминиевая и бронзовая пудра, цинковая пыль).

Наполнители вводят в состав ЛКМ для их удешевления, а также для придания им специальных свойств: повышения адгезии, укрывистости, плотности и твердости, стойкости к старению. В качестве наполнителей используют природные материалы: тальк, кальцит, доломит, каолин, барит, алюмосиликат кальция.

Защита металла от коррозии лакокрасочными покрытиями определяется следующими факторами:

- механической изоляцией металла от агрессивной среды;

- адгезией, препятствующей образованию новой фазы (продуктов коррозии) на границе раздела металл-покрытие;

- торможением электрохимических реакций коррозионного процесса за счет дополнительной пассивации металла или его электрохимической защиты.

В зависимости от того, какой из этих факторов является определяющим, различают несколько механизмов защитного действия ЛКП: барьерный, адгезионный, смешанный.

Для ЛКП с барьерным механизмом защиты скорость коррозии определяется скоростью массопереноса окислителей агрессивной среды через покрытие. Такой механизм характерен для ЛКП на основе хлорсодержащих, полиамидных и полиакрилатных пленкообразователей, которые достаточно легко отслаиваются от подложки в результате адсорбции компонентов среды на границе раздела. Надежность защиты в этом случае зависит от толщины и дефектности покрытия.

Для ЛКП с адгезионным механизмом защиты характерно сохранение адгезии в течение длительного времени эксплуатации изделия в коррозионной среде, при этом затруднена адсорбция компонентов коррозионной среды на границе раздела металл – покрытие и образование новой фазы (продуктов коррозии). Такой механизм характерен для ЛКП на основе полиуретанов, эпоксидов, фенолформальдегидов при эксплуатации в атмосферных условиях.

При смешанном механизме защиты влияют оба фактора: затрудняется массоперенос окислителей через покрытие и образование новой фазы на границе раздела «металл – покрытие». Смешанный механизм защиты характерен для большинства ЛКП.

Учитывая, что смешанный механизм защиты наиболее распространен, при получении качественного лакокрасочного покрытия необходимо выполнить два основных условия:

1) лакокрасочное покрытие должно быть хорошо связано с основой;

2) лакокрасочное покрытие должно быть сплошным, без пор, трещин и других дефектов.

Первое условие выполняется прежде всего за счет качественной подготовки металла под покрытие, предполагающей удаление грязи, пыли, жировых и оксидных загрязнений. Наилучшее сцепление с лакокрасочным покрытием получается на чистой поверхности металла или на поверхности, подвергшейся специальной обработке: оксидированию или фосфатированию.

Удаление жировых загрязнений, пыли и грязи проводится с помощью моющих щелочных составов. Удаление оксидов и гидроксидов (ржавчины и окалины) производится механически (шлифованием или крацеванием) или химически с помощью травящих кислотных составов или с помощью модификаторов ржавчины (МФ), преобразователей ржавчины (ПР) и грунтовок - преобразователей ржавчины. Наиболее качественное ЛКП получается после механической обработки поверхности.

Хорошее сцепление обеспечивается также тем, что первым слоем ЛКП является слой грунтовки (специального лакокрасочного материала с хорошим сцеплением с основой и с последующими слоями).

Второе условие может быть выполнено только за счет многослойности лакокрасочного покрытия. При высыхании любого слоя ЛКП после испарения растворителя в нем закономерно появляются поры. Нанесение следующего слоя обеспечивает закрытие пор предыдущего, и вероятность образования сквозной пористости резко уменьшается. В связи с этим конструкция качественного лакокрасочного покрытия должна быть следующей (табл. 6.3).

Третий Эмаль или Защитные и декора- Выбор эмали и краски слой краска тивные свойства определяется условиями эксплуатации Четвертый Эмаль или Защитные и декора- Выбор эмали и краски *количество слоев эмали или краски может быть и большим Выбор ЛКМ осуществляется исходя из условий эксплуатации покрытия. В зависимости от условий эксплуатации все ЛКМ делятся по группам, группа покрытия обозначается буквенным индексом (СНиП 2.03.11-85) или цифрой в соответствии с ГОСТ 9.032-74, которая всегда указывается в маркировке (обозначении) ЛКМ (табл. 6.4).

В обозначении лакокрасочного материала, проставляемого на таре, в которой он распространяется, указывается несколько групп знаков.

Например: эмаль ПФ-116 белая, где эмаль – вид лакокрасочного материала, ПФ – вид пленкообразователя, 1 – атмосферостойкая вне помещений (т.е. эмаль для наружных работ), 16 номер эмали, белая – цвет эмали.

Обозначение групп лакокрасочных материалов Атмосферостойкие под навесом ан Масляные краски обозначаются несколько по-другому, например:

цинковые белила МА-22, где цинковые белила – пигмент и цвет ЛКМ;

МА – вид пленкообразователя (масляный ЛКМ); первая цифра 2 – атмосферостойкий внутри помещений (ЛКМ для внутренних работ); вторая цифра 2 – вид олифы, на основе которой изготовлен данный ЛКМ, при этом: 1 – натуральная олифа; 2 – олифа оксоль; 3 – глифталевая; 4 – пентафталевая; 5 – комбинированная олифа. Обширная сводка ЛКМ для защиты металлов, бетона и дерева представлена в СНиП 2-03.11-85.

Примерами ЛКМ, рекламируемые другими источниками и интересными в плане эффективности защиты являются композиции «Вектор» на основе полиуретана. Они рекомендованы для защиты трубопроводов тепловых систем и бетонных конструкций (СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети», а также «Типовая инструкция по защите трубопроводов тепловых сетей от наружной коррозии» РД 153-34.0-20.518-2003).

Композиции «Вектор» можно наносить на поверхность без специальной подготовки. Покраска может осуществляться в широком интервале температур (от -10 до +80 оС) при любой влажности воздуха. Покрытие наносится в 2 - 3 слоя (в том числе и на ржавую поверхность) как ручным, так и механическим способом. Долговечность композиций «Вектор» составляет 18 - 25 лет, покрытия прочные выдерживают эксплуатационную температуру от -35 до 175 оС. Примерами покрытия «Вектор» могут служить «Вектор-1025» - грунт, предназначенный прежде всего для защиты тепловых сетей (покрытие может быть использовано также в качестве грунта под большинство ЛКМ для защиты от атмосферной коррозии любых металлоконструкций); «Вектор-1214» – химически стойкая композиция; «Вектор-1236» – универсальный ЛКМ для защиты любых металлоконструкций от атмосферной коррозии (особенно дымовых труб); «Вектор-1214Б» паро- и гидроизоляционный ЛКМ по бетонным поверхностям, работающим в условиях повышенных температур и влажности атмосферы.

Интерес представляет покрытие Zinga (продукт бельгийской компании Zinga-Metall, холодное цинкование) – жидкий состав, состоящий из электролитического цинка, летучих веществ (ненасыщенных углеводородов) и связующих агентов (смол). В высохшем состоянии содержит до 96% цинка. Обеспечивает защиту на протяжении 25 лет и более. Выдерживает температуру от -40 до +150 оС. Покрытие легко наносится повторно, так как последующий слой Zinga прекрасно соединяется с предыдущим. Идеально подходит и для ремонта изделий из черных металлов, и для восстановления ранее оцинкованных поверхностей. Покрытие просто как окраска и надежно как горячая оцинковка, так как защищает металл не только за счет механической изоляции от окружающей среды, но и электрохимически по принципу протекторной защиты.

Подготовка поверхности и нанесение покрытия стандартные.

Сайт Antikor_krasko.ru для холодного цинкования (95 % цинка) предлагает полиуретановый цинкнаполненный грунт-протектор Цинконол).

Цинконол может использоваться как самостоятельное покрытие в 2 - слоя, так и в системах с другими материалами: Цинконол (один слой) – Полимерон (два слоя) – 10 - 12 лет; Цинконол (один слой) – Полиуретол (два слоя) - 15 - 20 лет; Цинконол (один слой) – Сереброл (два слоя) - лет.

Этот же производитель рекомендует Сереброл (антикоррозионная эмаль для оцинкованного железа на основе алюминиевой пудры, эпоксидных и перхловиниловых смол с антикоррозионными добавками) и Цикроль (матовая акриловая краска с антикоррозионными добавками и хорошим сцеплением) в качестве материалов для защиты оцинкованных поверхностей.

Состав для холодного цинкования «Гальванол» предлагает также Московский научно-производственный центр антикоррозионной защиты.

6.1.1.2. Битумные покрытия по металлу Битумные покрытия широко используются для защиты металлических конструкций прежде всего от подземной коррозии. Различают три вида битумных покрытий: нормальные, усиленные и весьма усиленные.

Конструкция битумных покрытий приведена в табл. 6.5.

Конструкция битумного покрытия во многом напоминает конструкцию лакокрасочного покрытия (табл.6.5). В них также присутствует слой грунтовки, обеспечивающий качественное сцепление покрытия с металлом и они являются многослойными. Под битумные покрытия могут быть использованы битумно-полимерные грунтовки заводского изготовления ГТИН, ГТП-821, ГТ-832 НИК и другие, а также раствор битума в бензине в соотношении 1:3 по объему.

поверхности металла крытия, мм Перед нанесением грунтовки поверхность металла должна быть очищена от грязи, пыли, масел, ржавчины. На рабочих площадках битумная грунтовка готовится следующим образом: битум расплавляют, обезвоживают, охлаждают до температуры 70 оС и тонкой струйкой при перемешивании вливают в бак с бензином. Получаемый жидкий раствор битума в бензине может быть нанесен на поверхность металла распылением, кистью, валиком и после высыхания бензина обеспечивает тонкую пленку битума, хорошо сцепленного с металлом.

Битумная мастика является основным защитным слоем. Она может быть двух видов: горячая и холодная. Горячая мастика применяется в теплое время года; представляет собой композицию, состоящую из битума и наполнителей. Наполнители могут быть двух типов: порошковые и объемные. Назначение наполнителей - уменьшить растрескивание битума, придать специальные свойства битумному покрытию, удешевить покрытие.

Наиболее часто из порошковых наполнителей используются доломитизированный или асфальтовый известняк, доломит (ГОСТ 8267-82), талькмагнезит молотый или тальк А (ГОСТ19729-74), андезитовая мука. В качестве объемных наполнителей используют отходы различных производств: асбест, резиновая крошка, полимерная сечка и т.д. Битумная мастика изготавливается при температуре 170 - 180 оС.

Холодная мастика применяется в основном в холодное время года и в своем составе, помимо порошковых и объемных наполнителей имеет еще пластификатор, в качестве которого может быть использовано зеленое масло (ОСТ 38-01140-77) или отработка любых автомобильных и машиностроительных масел. Пластификатор в зависимости от температуры использования мастики обычно вводится в ее состав в количестве 3 – 7 %.

Пластификатор прежде всего улучшает технологичность нанесения мастики, а также снижает вероятность растрескивания покрытия. Некоторые составы битумных мастик, применяемых для защиты трубопроводов, приведены в табл. 6.6.

Армирующие слои в усиленном и весьма усиленном покрытии обеспечивают необходимые физико-механические свойства покрытия и предотвращают его растрескивание. В качестве армирующего материала обычно применяют стеклохолст марок ВВ-Г и ВВ-К.



Pages:   || 2 |
 
Похожие работы:

«БИЗНЕС-ПЛАНИРОВАНИЕ НА ПРЕДПРИЯТИИ С ПОМОЩЬЮ PROJECT EXPERT 7 Методические указания по выполнению курсовой работы для студентов IV курса специальности 06.08.00 и ПСК Составители В.В. Мыльников, П.С. Кролевец 1 Министерство образования РФ Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) Кафедра экономики и управления недвижимостью БИЗНЕС-ПЛАНИРОВАНИЕ НА ПРЕДПРИЯТИИ С ПОМОЩЬЮ PROJECT EXPERT 7 Методические указания по выполнению курсовой работы для студентов IV курса специальности...»

«Ф ЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО О БРАЗОВАНИЮ УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра ландшафтного строительства Л.И. Аткина Т.Б. Сродный А.Ю. Чикурова ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО С ОСНОВАМИ АРХИТЕКТУРЫ Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов очной и заочной форм обучения по специальности 260500 по дисциплине Градостроительство с основами архитектуры У г Я ТУ А б он е м ен т у ч е б н о -м е то д и че с к о й л и те р а ту р ы Екатеринбург Со держ ание В ВЕ Д ЕН И...»

«Министерство образования Российской Федерации Томский государственный архитектурно-строительный университет ПРОЕКТНЫЙ И ПРЕДПРОЕКТНЫЙ АНАЛИЗ Программа лекционного курса и методические указанию к выполнению аналитической части курсового проекта Томск 2010 Проектный и предпроектный анализ: программа лекционного курса и методические указания к выполнению аналитической части курсового проекта. / Сост. И.И. Левченко. – Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2010. – 22 с. Рецензент к.арх.н....»

«В.П. Михайловский ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ к выполнению технологических дипломных (курсовых) проектов и работ для студентов уровня подготовки бакалавр производства строительных материалов, изделий и конструкций Министерство образования и науки РФ ГОУ ВПО Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) В.П. Михайловский ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ к выполнению технологических дипломных (курсовых) проектов и работ для студентов уровня подготовки бакалавр производства строительных...»

«Федеральное агентство по образованию Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Кафедра технологии строительного производства ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 270102 ПРОМЫШЛЕННОЕ И ГРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО Санкт Петербург 2009 1 УДК [693:721/728]:378.147.85(075.8) Рецензент канд. техн. наук, доцент Лихачев В.Д. Дипломное проектирование: метод. указ. для студентов специальности 270102 - промышленное и гражданское...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Факультет городского строительства и жилищно-коммунального хозяйства Кафедра городского строительства и хозяйства ОРГАНИЗАЦИЯ РЕЛЬЕФА ТЕРРИТОРИИ ЗАСТРОЙКИ Методические указания к курсовой работе по дисциплине Инженерное благоустройство и транспорт для студентов специальностей 270300 – архитектура и 120303 – городской кадастр Санкт-Петербург 2010 1 УДК 711.96 Рецензент...»

«ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ рабочей документации по титулу Модернизация каналов связи на объектах ОАО Янтарьэнерго Инв. №№ 5185044,5184966, 5184925, 5185109, 5185110, 5185121 Наименование объекта 1. Модернизация цифровых каналов. Основание для модернизации 2. 2.1. Инвестиционная программа ОАО Янтарьэнерго на 2010-2015 годы. Нормативно-технические документы (НТД), определяющие 3. требования к оформлению и содержанию проектной документации: 3.1. Федеральные законодательные документы: ­ Земельный...»

«Федеральное агентство по образованию ИНСТИТУТ НЕПРЕРЫВНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Уральский государственный экономический университет ФАКУЛЬТЕТ СОКРАЩЕННОЙ ПОДГОТОВКИ анализ в строительстве Методические указания и практические задания к индивидуальной контрольной работе для студентов специальности 08.01.09 бухгалтерский учет, анализ и аудит екатеринбург ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Уральский государственный экономический университет ИНСТИТУТ НЕПРЕРЫВНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Факультет сокращенной...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра дорожного, промышленного и гражданского строительства ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 270102 Промышленное и гражданское строительство всех форм...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный архитектурно-строительный университет В.Н. Барашков, И.Ю. Смолина, Л.Е. Путеева, Д.Н. Песцов ОСНОВЫ ТЕОРИИ УПРУГОСТИ Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов РФ по образованию в области строительства в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальности (направлению) 271101 Строительство...»

«Дальневосточный федеральный университет Школа естественных наук ОЦЕНКА ГОДОВОГО СТОКА И ЕГО ВНУТРИГОДОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ Учебно-методическое пособие Составитель И.А. Лисина Владивосток Дальневосточный федеральный университет 2013 1 УДК 26.23 ББК 551.5 О-93 Оценка годового стока и его внутригодовое распределение О-93 [Электронный ресурс] : учебно-методич. пособие / сост. И.А. Лисина. – Владивосток : Дальневост. федерал. ун-т, 2013. – Режим доступа: http://www.dvfu.ru/meteo/book. Данное...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Томский государственный архитектурно-строительный университет СИСТЕМЫ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ ЧАСТЬ 2 ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ В МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЯХ Методические указания к курсовому и дипломному проектированию Составитель Е.М. Хромова Томск 2011 Системы водяного отопления. Часть 2. Индивидуальное регулирование в многоэтажных зданиях: методические указания к курсовому и дипломному проектированию / Сост. Е.М. Хромова. – Томск: Изд-во Том....»

«Приложение к приказу Председателя Комитета атомной энергии Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан от 30 марта 2011 г. № 11-пр. Методические рекомендации по составлению отчета по анализу безопасности атомных станций с водоохлаждаемым реактором типа ВВЭР РД-МР-024-11 СОДЕРЖАНИЕ Список сокращений Раздел 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ 1. Назначение и область применения отчета 2. Порядок подготовки отчета 3. Требования к содержанию, форме отчета и его поддержанию 4. Приложение 1-...»

«Б А К А Л А В Р И А Т Х.З. Ксенофонтова социология управления Допущено Советом Учебно-методического объединения вузов России по образованию в области менеджмента в качестве учебного пособия по специальности Менеджмент организации КНОРУС • МОСКВА • 2013 УДК 316:65.0(075.8) ББК 60.561.1я73 К86 Рецензенты: В.В. Маркин, заведующий кафедрой управления и социологии Пензенского государственного университета, д-р соц. наук, проф., С.Д. Резник, директор Института экономики и менеджмента Пензенского...»

«Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования Полоцкий государственный университет Е. Б. Малей, Ж. М. Банзекуливахо, В. Н. Стахейко ЭКОНОМИКА СТРОИТЕЛЬСТВА Методические указания к выполнению экономических разделов дипломного проекта для студентов специальности 1-70 02 01 Промышленное и гражданское строительство Новополоцк ПГУ 2011 УДК 69(075.8) ББК 65.31я73 Одобрено и рекомендовано к изданию методической комиссией инженерно-строительного факультета в качестве методических...»

«Министерство общего и профессионального образования РФ Сибирский автомобильно-дорожный институт Кафедра безопасности жизнедеятельности МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по составлению раздела дипломного проекта Безопасность жизнедеятельности для студентов всех форм обучения строительных специальностей Составитель И.И.Раб Омск Издательство СибАДИ 1997 — /. ^ •& & УДК 624.057.1 Рецензенты: канд. техн. наук, доц. В.П.Пушкарев, канд. техн. наук, доц. р у к о в о д и т е ^ цикла БЖД С.А.Ковалев. Работа одобрена...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ СОЧИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТУРИЗМА И КУРОРТНОГО ДЕЛА ФИЛИАЛ СОЧИНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ТУРИЗМА И КУРОРТНОГО ДЕЛА В Г. НИЖНИЙ НОВГОРОД В.Д.Фетисов, Т.В.Фетисова ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ по специальности 100200 Менеджмент организации Нижний Новгород 2010 ББК 65.2 С 56 Фетисов В.Д. Финансовый менеджмент: учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности 100200 Менеджмент организации / В. Д. Фетисов, Т. В....»

«СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ КАФЕДРА ВОСПРОИЗВОДСТВА ЛЕСНЫХ РЕСУРСОВ СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ Методические указания для подготовки дипломированного специалиста по направлению 656200 Лесное хозяйство и ландшафтное строительство специальности 250201 Лесное хозяйство СЫКТЫВКАР 2007 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ – ФИЛИАЛ ГОУ ВПО САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ С. М. КИРОВА КАФЕДРА ВОСПРОИЗВОДСТВА...»

«Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Хабаровский государственный технический университет” Утверждаю в печать Ректор университета профессор д-р техн. наук_ В.К.Иванченко “” 2003 г. ЭКОНОМИКА ПРЕДПРИЯТИЯ Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности 060800 всех форм обучения Составители: И.В. Брянцева, А.В. Калягина Рассмотрены и рекомендованы к изданию кафедрой “Экономика...»

«СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ З.А. ХРУСТАЛЁВА МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ ПРАКТИКуМ Рекомендовано ФГУ Федеральный институт развития образования в качестве учебного пособия для использования в учебном процессе образовательных учреждений, реализующих программы среднего профессионального образования УДК 006(075.8) ББК 30.10я73 Х95 Рецензенты: В. А. Гурьев, заместитель начальника отдела НПО им. С. А. Лавочкина; И. А. Карандина, председатель ПЦК спец. 210306, преподаватель...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.