W 11 KOROJA MATERIAŁÓW

W 11 KOROJA MATERIAŁÓW,
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
2008-06-13
KOROZJA MATERIAŁÓW
STOSOWANYCH W BUDOWNICTWIE
1
Terminem
korozja
określa się zjawisko
niszczenia
materiałów
pod wpływem działania otaczającego je środowiska
(atmosfery, opadów, wód), jak i czynników technologicznych
uwalnianych do atmosfery w wyniku działalności człowieka.
Są nimi tlenki siarki, azotu, dwutlenek węgla, kurz, itp. oraz
wszelkiego rodzaju chemikalia. Najczęściej zjawisko korozji
odnosimy do metali i ich stopów, jednakże dotyczy ono
również tworzyw niemetalowych, takich jak beton, materiały
ceramiczne, tworzywa sztuczne, itp.
2
1
2008-06-13
Korozji ulegają substancje mineralne (skały), materiały wiążące
(różnego rodzaju zaprawy budowlane), metale (żeliwo, stal),
substancje organiczne naturalne syntetyczne.
Dla inżyniera budownictwa najważniejszą jest korozja
elektrochemiczna powodowana przez roztwór elektrolitów (woda
deszczowa pochłaniająca różne gazy z powietrza: CO
2
, SO
2
. NO
2
,
NH
3
itp.), woda rzeczna, woda morska i woda w glebie. Przebieg
korozji może się uzewnętrznić jako ogólne, równomierne
niszczenie materiału lub w postaci miejscowych głębokich wżerów
punktowych. Racjonalne wykorzystanie techniczne materiałów i
zapewnienie jak największej trwałości konstrukcjom budowlanym
wymaga znajomości procesów korozyjnych i umiejętności ich
hamowania.
Głównym celem ochrony przed korozją jest dobór właściwych
materiałów punktu widzenia technicznego i ekonomicznego) do
pracy w danym środowisku korozyjnym oraz zastosowanie
odpowiednich sposobów na zmniejszenie szybkości procesów
korozyjnych.
3

Korozja atmosferyczna

Korozja ziemna

Korozja morska
4
2
2008-06-13
Korozja atmosferyczna
Szczególnym rodzajem korozji jest korozja atmosferyczna, bardzo
rozpowszechniona, ponieważ około 80% konstrukcji i budowli eksploatuje się w
warunkach atmosferycznych. Rozróżnia się trzy rodzaje korozji atmosferycznej:
suchą, wilgotną i mokrą
. Mechanizm korozji atmosferycznej jest określony
stopniem nawilgocenia powierzchni materiału i charakterem substancji
rozpuszczonych w warstewce wody. Szybkość procesu korozyjnego w
atmosferze zależy od następujących czynników:
1) charakteru stosowanego materiału, jak również stanu jego
powierzchni,
2) czasu działania atmosfery,
3) klimatu —wilgotność atmosfery, temperatury
4) zanieczyszczenia atmosfery:
•cząstki stałe —kurz, piasek, pył węglowy, sadza, związki chemiczne
rozpylone
w
powietrzu,
•cząstki ciekłe —mgła, kondensująca się para wodna nasycona innymi
związkami chemicznymi,
•cząsteczki gazów —dwutlenek węgla, dwutlenek siarki (1,5 miliona SO
2
rocznie dostaje się do atmosfery ze spalania 100 milionów ton węgla), tlenki
azotu, siarkowodór, amoniak i inne.
Intensywność korozji atmosferycznej jest uzależniona od agresywności
atmosfery korozyjnej.
Korozja ziemna (w glebie)
Gleba jako środowisko korozyjne jest elektrolitem. Struktura i tekstura
gleby są określone składem chemicznym cząstek stałych oraz ich
wielkością. Porowatość gleby sprzyja zatrzymaniu wody i
napowietrzaniu. Na korozyjność gleby mają wpływ następujące czynniki:
1. Rodzaj gleby, porowatość. Stwierdzono w piasku brak korozji, ta część
rurocią-gu jest katodą a w glinie anodą.
2. Wilgotność gleby —w glebie suchej brak korozji, w glebie wilgotnej ta
część konstrukcji jest anodą.
3. Napowietrzenie —rurociąg w glebie jest lepiej napowietrzony od górnej
strony i ta część rury jest katodą, natomiast dolna część rurociągu jest
anodą ponieważ jest gorzej napowietrzona, a tym samym natleniona, i
tam następuje korozja.
4. Zawartość rozpuszczonych związków chemicznych. Stwierdzono, że
zawartość jonów chlorkowych i siarczkowych uaktywnia proces korozji.
5. Kwasowość i alkaliczność gleby.
6. Przewodność elektryczna.
7. Obecność mikroorganizmów w glebie (bakterie, pleśnie, grzyby). W
glebie mogą być bakterie tlenowe, np. bakterie siarkowe utleniające
siarkę do kwasu siarkowego, który atakuje żelazo i beton.
3
5
6
2008-06-13
Korozja morska
Woda morska pod względem chemicznym stanowi roztwór wielu
soli o właściwościach buforowych. Woda morska stanowi typowy
elektrolit, o dobrym przewodnictwie, ma odczyn słabo alkaliczny
(pH 8-8,3); to wszystko sprzyja pracy mikro-i makroogniw
korozyjnych. Korozja morska żelaza, stali i żeliwa przebiega
prawie całkowicie z depolaryzacją tlenową. Szybkość korozji jest
regulowana dopływem tlenu do powierzchni metalu. Obecność
agresywnego jonu chlorkowego wodzie morskiej powoduje
korozję wżerową nawet metali i stopów odpornych działanie wielu
agresywnych środowisk korozyjnych.
Szybkość korozji osiąga maksimum, jeżeli stężenie chlorku
sodowego w wody morskiej wynosi około 3% (zasolenie Bałtyku
wynosi około 1%, wód oceanicznych —około
3,5%).
7
Korozja materiałów kamiennych
Działanie wody deszczowej i gruntowej
.
Woda deszczowa zawsze zawiera kwasy wytworzone w wyniku
rozpuszczenia występujących w powietrzu gazów, np. dwutlenku węgla,
dwutlenku siarki i tlenków azotu. Na działanie takie najbardziej narażone
są wapienie i piaskowce o lepiszczu wapiennym:
CaCO
3
+ H
2
SO
4

CaSO
4
+ H
2
CO
3
CaCO
3
+2HNO
3

Ca(NO
3
)
2
+ H
2
O+CO
2
CaCO
3
+ H
2
CO
3

Ca(HCO
3
)
2

CaCO
3
+H
2
O+ CO
2
Niszczące działanie wody zawierającej kwasy polega na przemianie
węglanu wapniowego w rozpuszczalne sole, których wyługowanie
osłabia strukturę kamienia i powoduje powstawanie szczelin i ubytków,
a na powierzchni kamienia wykrystalizowują wykwity powstałych soli.
Działanie czynników biologicznych.
Istnieją bakterie, które niszczą kamień, powodując utlenianie lub
redukcję występujących w kamieniu związków siarki. Inne bakterie
powodują przemianę węglanów w azotany, w wyniku której wapień
kruszy się i rozdrabnia na proszek.
Również mchy i glony mogą oddziaływać na kamień niszcząco,
wytwarzając agresywne substancje, np. kwasy humusowe.
4
8
2008-06-13
RODZAJE KOROZJI
W zależności od składu środowiska agresywnego rozróżniamy
następujące rodzaje korozji:
• korozja ługująca -spowodowana działaniem wód miękkich,
• korozja kwasowęglowa -zależna od zawartości agresywnego
dwutlenku węgla,
• korozja ogólnokwasowa -związana z aktywnością jonów
wodorowych (pH),
• korozja siarczanowa -zależna od zawartości jonów
siarczanowych,
• korozja magnezowa -zależna od zawartości jonów
magnezowych.
9
Korozja ługująca
Przesączająca się przez beton woda reaguje z jego składnikami i
stopniowo wypłukuje wodorotlenek wapnia pozostawiając żel krzemowy.
Stwardniały zaczyn cementowy składa się z produktów hydratacji
minerałów klinkierowych oraz części nieuwodnionych składników
cementu. Produkty hydratacji są to uwodnione krzemiany i gliniany
wapnia, żelazian wapnia, siarczanoglinian wapnia oraz krystaliczny
wodorotlenek wapnia Ca(OH)
2
. Ponadto w porach betonu znajduje się
nasycony roztwór Ca(OH)
2
. Najbardziej podatny na korozję jest
wodorotlenek wapnia i ten składnik posiada największe znaczenie dla
zachowania trwałości betonu, gdyż pozostałe składniki stwardniałego
zaczynu cementowego mogą trwałe egzystować tylko w środowisku
zasadowym. Wodorotlenek wapnia powstaje w betonie w wyniku
hydratacji alitu i belitu:
2(3 CaO • SiO
2
) + 6H
2
O

3 CaO • 2 SiO
2
• 3 H
2
O + 3 Ca(OH)
2
Wodorotlenek wapnia jest najbardziej wrażliwym na rozpuszczanie
składnikiem stwardniałego zaczynu cementowego (rozpuszczalność
rzędu 1200-1700 mg/dm3). Dopóki Ca(OH)
2
znajduje się w porach
betonu i utrzymuje odczyn silnie zasadowy (pH >12) układ jest w stanie
równowagi i zachowuje trwałość.
5
10
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • diabelki.xlx.pl
  • Podobne
    Powered by wordpress | Theme: simpletex | © Spojrzeliśmy na siebie szukając słów, które nie istniały.