材料专业毕业论文开题报告
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论文题目: 高聚物对水泥抗蚀性能的影响
1、国内外研究现状、水平及存在的问题:
随着建筑科技的进步与发展,一种新型化学建材正悄悄的却又以飞快的速度在中国建筑界得到应用和发展,这就是聚合物水泥基复合材料。聚合物水泥基复合材料通常按其化学构成大致分为两类,一类是以聚合物为基、水泥作为填充料组合成的,最常见的如目前大量应用于工程防水的“聚合物水泥防水涂料”;另一类是以水泥为基,以聚合物单体或数种聚合物对水泥进行改性而组合成的材料,如各种聚合物水泥混凝土及各种聚合物水泥砂浆等[1]。原则上讲,聚合物水泥是聚合物改性水泥,它保持了水泥水化物的一系列优点,并用聚合物的优点弥补了水泥制品的不足。因此,聚合物水泥显示出了较大的抗压、抗冲击、抗穿刺能力及耐磨性,优良的抗渗性、抗腐蚀性及抗老化性,适当的弹性模量,而不需要刻意追求高的断裂延伸率[2]。
1923 年克莱森(Cresson)首次申请了有关聚合物硬化水泥体系的专利。他把天然橡胶乳液作为填料加入道路路面建筑材料中。1924年,Lefebure申请了用天然橡胶乳液使水泥砂浆及水泥混凝土改性的专利,第一次提出了用聚合物对水泥砂浆及混凝土进行改性的概念。从此,拉开了混凝土中添加聚合物的历史性序幕。1932年,Band第一个提出了利用人造橡胶改性水泥砂浆及水泥混凝土,也获得了专利。20世纪40 年代,人们先后尝试了用合成聚合物乳胶改性,以及把聚乙烯乙酸酯也用于改性的方法。50年代,这一领域的研究与尝试开始受到各国材料界专家学者的重视,并获得了很多项研究成果,许多成果在工程上也都得到了广泛的应用。60-70年代, 人们开始研究用液态和固态的聚合物,诸如聚合物单体、树脂、聚合物乳胶粉等对水泥砂浆及水泥混凝土进行改性。80年代,各国都投入了大量的人力、物力、财力,对混凝土改性进行了研究,随着科研成果的不断出现,这一领域也得到了极大的推动,研究水平得到了极大的提升。美国是世界上聚合物水泥基复合材料研究开发的先行国家,最早于50年代就开始了对其进行实际应用的尝试。
由于我国在聚合物水泥基复合材料方面的研究起步比较晚,所以,至今还没有出台相关方面的行业标准与测试方法。多数学者认为聚合物水泥基材料的增强机理主要是由于剔除了粗骨料,降低了细集料的粒径,从而提高匀质性,使集料所得集配曲线为非连续性的;另外聚合物在水泥浆内部聚结成网络结构,起到了很好的阻裂增韧作用。近年来,人们逐渐开始从微观结构方面对聚合物改性水泥基材料进行研究,认为聚合物颗粒的分散和聚合物薄膜的形成是聚合物水泥改性的主要原因。研究认为聚合物从两方面影响了改性水泥浆的结构: (1)混合后一部分聚合物粒子吸附在水泥颗粒表面,形成薄膜;(2)另一部分聚合物分散在孔中的液相中,当自由水完全被水化和蒸发消耗掉后,聚合物在孔中形成薄膜[3]。此外,关于聚合物在改性水泥砂浆中的分布,目前还存在一些异议。 按照著名的Ohama[4] 模型,聚合物均匀分散在水相中,随着水泥水化,水分减少,聚合物逐渐凝聚成膜,因而聚合物主要存在于改性砂浆的孔隙中。 Su[5] 等对新拌改性水泥浆水相成分的分析表明,在拌合开始就有相当多的聚合物被吸附在水泥颗粒表面,他们还发现,拌合初期被吸附在水泥颗粒表面的聚合物的量与聚合物乳液种类和乳液掺量有关。 通过含氯聚合物改性砂浆的EDAX 分析表明,在聚合物改性砂浆中,水泥浆体与骨料之间的界面上聚合物的含量较高。 Ollit rault-Fichet 等的研究也说明,聚合物颗粒最初会被水泥颗粒吸附,并最终被包埋在水化水泥的颗粒之中[6]。
在实际工程中,硅酸盐水泥易在酸和酸盐溶液中遭受侵蚀是因为:(1)硅酸盐水泥中含有大量的氢氧化钙及高碱性的水化C-S-H 凝胶、水化铝酸钙等水化产物,酸溶液中的H+与Ca(OH)2发生中和反应,使水泥石碱度急剧降低,进而造成高碱性水化硅酸钙和水化硫铝酸钙等水化产物分解,转变成低碱性水化产物,最后变成无胶结能力的SiO2·nH2O 及Al(OH)3等;(2)硫酸盐溶液中的硫酸根能和水泥石中的Ca(OH)2及水化铝酸钙等[7]发生化学反应,生成有膨胀性的石膏和钙矾石晶体,当这些结晶体在水泥石毛细孔隙中逐渐积累和长大,产生孔内应力,当应力大于临界破坏应力时,造成水泥试样破坏。由于水泥石本身也不密实,有很多毛细孔通道,使砂浆产生渗透性,使得水泥的使用性能下降。同时,侵蚀性介质容易进入其内部,以致由其配制的砂浆易受到腐蚀,导致水泥材料的耐久性下降。普通水泥砂浆不饱满、不密实,不能有效地形成具有防水抗渗作用的整体不透水层。它也存在抗压强度低、耐腐蚀能力不高等缺陷,其使用范围也受到了很大的局限。
而聚合物改性水泥由于聚合物及活性成分的掺入,改善了聚合物水泥砂浆的物理、力学及耐久性能,扩大了其应用范围。对水泥性能的改善主要体现在如下几个方面:
(1) 活性作用 聚合物乳液中有表面活性剂,能够起减水作用。同时对水泥颗粒有分散作用,改善砂浆和易性,降低用水量,从而减少了水泥的毛细孔等有害孔,提高砂浆的密实度和抗渗透能力。
(2) 桥键作用 聚合物分子中的活性基因与水泥水化中游离的Ca2+、Al3 + 、Fe2 + 等离子进行交换, 形成特殊的桥键,在水泥颗粒周围发生物理、化学吸附,成连续相,具有高度均一性,降低了整体的弹性模量,改善了水泥浆物理的组织结构及内部应力状态,使得承受变形能力增加,产生微隙的可能性大大减少。即使产生微裂隙,由于聚合物的桥键作用,也可限制裂缝的发展。
(3) 充填作用 聚合物乳液迅速凝结,形成坚韧、致密的薄膜,填充于水泥颗粒之间,与水泥水化产物形成连续相填充了孔隙,隔断了与外界联系的通道[8]。从而阻止了腐蚀性介质进入水泥石内部,提高了抗腐蚀和抗渗能力。
孙炎[9]曾研究冷混合沥青混凝土,用于道路工程;聚合物改性砂浆用于钢筋混凝土结构的永久模板,结果证明它们都可以更好地防止氯离子渗透和更好地抗碳化作用,从而提高钢筋混凝土结构的耐久性,掺加有硬沥青的钢桥面也具有更高的抗腐蚀性能[10]。鉴于此我们可以通过在水泥中掺杂沥青和石腊,来改善水泥的内部结构并填充其内部孔隙,从而提高水泥的抗蚀性,解决水泥抗蚀性较差的问题。
2、选题的目的、意义:
在我国,尤其是西部地区的盐碱地、盐湖区以及地下水中普遍存在着硫酸盐对水泥混凝土的侵蚀。在某些特种工业设施中,还存在有硫酸和硫酸盐的混合腐蚀以及H2S、CO2腐蚀等。从一些实例中我们可以看出,破坏水泥混凝土的主要原因一般都不是机械应力, 而是多种腐蚀或者是自身内部发生化学反应。这就引起了人们对水泥混凝土的耐久性能的讨论。因此,研究水泥的抗腐蚀性能不仅对建筑材料具有至关重要的作用,而且会对提高各种工程建筑的耐久性能有重大的经济价值和使用价值。关于聚合物对水泥砂浆改性的主要途径是在其中加入能起到改性作用的聚合物。从前人的研究中可看到,聚合物水泥基复合材料都显著高于普通混凝土的`力学性能,比如抗折强度、抗压强度、粘结强度等都得到了极大的提高。与普通硅酸盐材料相比,聚合物水泥基复合材料有着自身的优势见表1。
表1 聚合物水泥基复合材料与普通混凝土的比较 性能
材料 普通混凝土 PCC
W/C
断裂 1 50~60
冲击 5 80
密度
抗拉强度 2~3
抗折强度 5~7 150~200
抗压强度 40~50 200~300
此外,聚合物水泥基复合材料还具有良好的耐化学腐蚀、抗渗性、低温下的抗裂性等。这就使得聚合物改性水泥基复合材料在一定范围内部分取代了钢铁、高分子材料(像MDF 水泥基复合材料制作的唱片、轮胎都是具体的实例)[11]。它能提高水泥石的抗腐蚀能力主要是因为聚合物的添加提高了提高水泥石的密实度。混凝土结构正常情况下可以存在至少30年,但如果存在源于生物的硫酸腐蚀不过短短几年就会被破坏掉[12]。修复或完全取代这种腐蚀结构越来越有必要,但这种修复代价昂贵一直不能满足社会。然而通过沥青或石蜡对水泥进行改性,可大大提高水泥的抗蚀性,这无疑会节约了资源,减少了不必要的浪费,为社会积累更多的财富。
3、实施方案及主要研究手段:
、实验方案
、原材料的准备;
(1) 沥青粉的研制
制得分别过200目和300目筛的沥青粉,并适量添加矿物掺合料来减小沥青粉的粒度。
(2) 石蜡粉的研制
通过在石蜡中添加矿物掺合料来粉磨石蜡,并制得掺有石蜡的粉末。
、正交实验
(1) 因素水平表
因素水平用量(V%) 粒度(目) 温度(℃)
1 2() 100 100
2 4() 200 120
3 6() 300 150
(2) 根据正交表L9(34)列出以下几组实验:
序号用量(V%)粒度(目) 温度(℃)
指标
腐蚀前 抗压强度
(MPa) 抗Na2SO4腐蚀强度 (MPa) 抗Na2CO3腐蚀强度(MPa)
1 2() 100 100 2
2()
200
120
6
3 2() 300 150 4 4() 100 120 5 4() 200 150 6 4() 300 100 7 6() 100 150 8 6() 200 100 9
6()
300
120
注:括号内为石蜡的用量
、以硅酸盐水泥为基体,按以上正交方案分别掺加沥青、石蜡成型,每种高聚物与水泥的复合分别作空白样,3天强度测试样,腐蚀样。分别测定抗压强度,抗硫酸盐及碳酸盐侵蚀的能力。
、在把水泥块放入腐蚀液中前和从腐蚀液中取出,分别称取其质量,查看其质量损失。
、每一个过程留样分别作物相分析和微观分析,进行腐蚀机理分析。
、通过各组实验试样的对比,确定聚合物在水泥中的最优抗蚀配比。
、研究手段
(1)用扫描电镜观察沥青、石蜡改性水泥的微观形貌,以及硫酸盐、碳酸盐腐蚀后的微观形貌。
(2)用X射线衍射仪分析沥青、石蜡改性水泥的物相组成。
(3)用压汞仪测试水泥试样的孔结构;
(4)利用粒度分析仪测试各添加物的粒径。
4、选题的创新之处:
目前已有许多聚合物乳液(如苯丙乳液、纯丙乳液、乙丙乳液等) 用于水泥砂浆的改性,而采用沥青和石腊这两种聚合物对水泥砂浆进行改性的研究却相对较少。实验利用沥青和石腊高分子的熔胀性,在水泥水化过程中,沥青和石腊受外界刺激产生一定的熔胀从而填充水泥石的内部孔隙,提高水泥的密实度,达到提高水泥抗蚀性的目的。
5、预期研究成果:
沥青、石蜡与水泥混合成型后,一部分沥青、石蜡颗粒填充在水泥孔隙里,另一部分沥青、石蜡颗粒在一定外界条件影响下分散在孔中的液相中,当自由水完全被水化和蒸发消耗掉后形成膜。这两方面共同作用大大提高了水泥的密实度并阻止了腐蚀液与水泥浆体的接触,从而使水泥的抗蚀性能得到改善。
参考文献:
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有两篇,你看着修改吧混凝土裂缝的预防与处理 混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题,本文对混凝土工程中常见的一些裂缝问题进行了探讨分析,并针对具体情况提出了一些预防、处理措施。 一、前言 混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝,对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝,也就是混凝土工程中常说的裂缝。 混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的,由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。很多工程的失事都是由于裂缝的不稳定发展所致。近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明,在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的,在一定的范围内也是可以接受的,只是要采取有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内。钢筋混凝土规范也明确规定[1]:有些结构在所处的不同条件下,允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生,使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度,尤其要尽量避免有害裂缝的出现,从而确保工程质量。 混凝土裂缝产生的原因很多,有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待,根据实际情况解决问题。 二、 凝土工程中常见裂缝及预防 1.干缩裂缝及预防 干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在之间,大体积混凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性,在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。 主要预防措施:一是选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量。二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用,同时掺加合适的减水剂。三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。四是加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护。五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。 2.塑性收缩裂缝及预防 塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态。较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。主要预防措施:一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。 3.沉陷裂缝及预防 沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30°~45°角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。 主要预防措施:一是对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。二是保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序。五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。 4.温度裂缝及预防 温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在350~550 kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500~27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力(实践证明当混凝土本身温差达到25℃~26℃时,混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力)。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。 温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。 主要预防措施:一是尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在以下。四是改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。五是改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的三冷技术的基础上采用二次风冷新工艺,降低混凝土的浇筑温度。六是在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。七是高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇筑混凝土的温度。八是大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关,混凝土结构尺寸越大,温度应力越大,因此要合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束。九是在大体积混凝土内部设置冷却管道,通冷水或者冷气冷却,减小混凝土的内外温差。十是加强混凝土温度的监控,及时采取冷却、保护措施。十一是预留温度收缩缝。十二是减小约束,浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。十三是加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击。十四是混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。 5.化学反应引起的裂缝及预防 碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。 混凝土拌和后会产生一些碱性离子,这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现中混凝土结构使用期间,一旦出现很难补救,因此应在施工中采取有效措施进行预防。主要的预防措施:一是选用碱活性小的砂石骨料。二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。 由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄,有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀,锈蚀的钢筋体积膨胀,导致混凝土胀裂,此种类型的裂缝多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现。通常的预防措施有:一是保证钢筋保护层的厚度。二是混凝土级配要良好。三是混凝土浇注要振捣密实。四是钢筋表层涂刷防腐涂料。 三、裂缝处理 裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度,还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理,以保证建筑物的安全使用。 混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法:表面修补法,灌浆、嵌逢封堵法,结构加固法,混凝土置换法,电化学防护法以及仿生自愈合法。 1.表面修补法 表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。 2.灌浆、嵌逢封堵法 灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。 嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。 3.结构加固法 当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。 4.混凝土置换法 混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。 5.电化学防护法 电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小,适用钢筋、混凝土的长期防腐,既可用于已裂结构也可用于新建结构。 6.仿生自愈合法 仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法,它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊),在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合[4]。 四、结 论 裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
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2.腐蚀与防护
《腐蚀与防护》(月刊)创刊于1980年,由上海市腐蚀科学技术学会、上海材料研究所主办。 《腐蚀与防护》本刊是国内最早的腐蚀专业学会——上海市腐蚀科学技术学会的会刊,也是国内创办最早的腐蚀专业杂志之一,为...
3.腐蚀科学与防护技术
《腐蚀科学与防护技术》是由中国科学院金属研究所主办,期刊荣誉为:中国学术期刊(光盘版)全文收录期刊。《腐蚀科学与防护技术》主要刊登金属腐蚀与防护领域中有所创见的研究报告、综述,技术报告等稿件,适于科...
4.材料保护
《材料保护》是由武汉材料保护研究所、中国腐蚀与防护学会、中国表面工程协会,中国机械工程学会表面工程分会主办的全国性表面应用技术杂志,是北大核心期刊,统计源期刊,CSCD核心期刊,综合因子为:。材料保...
你可以看看一些关于防腐蚀的片子 得到心得后 再写吖
§5-2金属在海水中的腐蚀 海水是具有强腐蚀性的天然电解质,海上各种运输工具舰船,海上石油采钻平台,海底电缆,输油管道都面临海水腐蚀,所以研究和解决金属材料的海水腐蚀??对发展我国海运和海洋开发都具有重要的意义。一,海水特点1, 海水溶有大量NaCl为主的盐类。其含NaCl量约为3%或%2, 海水具有很高的导电率3, 海水表面含氧量随水温不同大约在5-12ppm之间4, 海水的PH值通常在-%二、海水腐蚀的电化学过程海水既然是一种典型的电解质溶液,关于电化学腐蚀的基本规律也适用于海水腐蚀,但海水腐蚀的电化学过程又有其自身的特点。1、 海水近中性且含有溶解氧,对于大多数金属或合金在海水中的腐蚀过程都是氧去极化过程2、 海水中含有大量Cl-离子,对于大多数金属(钢,铁,锌)在海水中的腐蚀,阳极极化程度很小,这是因为Cl-离子能阻碍和???金属的钝化,其破坏方式有①破坏氧化膜,②Cl-比某些钝化剂更易吸附,③Cl-与金属形成络合物加速了阳极溶解。由于这些原因即使是不锈钢也难以保持不腐蚀,若在不锈钢中加入Mo则能提高其在海水中的稳定性。3、 海水的电阻率很小,因此异种金属接触能造成的显著的电焊腐蚀。其作用强烈,作用范围大,如前面讲了海船的青铜螺旋桨能引起数十米远钢制船身腐蚀。4、 在海水中由于钝化的局部破坏,很容易发生空隙和缝隙腐蚀等局部腐蚀。三、影响海水腐蚀的因素。海水是含有多种盐类的溶液且又含有生物,悬浮状砂,腐败的有机物等,其腐蚀速度与化学物理,生物等因素有关它要比单纯的盐溶液腐蚀强很多。1、 盐的浓度:海水是以NaCl为主的盐溶液,钢的腐蚀速度与含盐量关系如下图所示,随NaCl浓度升高腐蚀速度加快对海水来说其NaCl的浓度范围正好在最大范围内,当溶盐超过一定值后,由于氧的溶解度降低使金属腐蚀速度下降。2、 含氧量:海水中氧含量是影响海水腐蚀的重要因素,因金属在海水中的腐蚀主要是氧去极化过程,因此海水中含氧量增加可使金属腐蚀速度增加,海水表面与大气接触,含氧量最高可达12ppm,随海水浓度增加氧含量降低,随海水中盐浓度增加和温度上升,含氧量也降低。3、 温度:和其他反应一样,温度升高,金属腐蚀速度加快而海水温度随纬度季节和海水???不同而变化。4、 海生物:在海生物为了维持其生命活动要吸收氧气,放出二氧化碳在其死亡后,尸体分解析出H2S。CO2和H2S会加速金属的海水腐蚀速度,如在??设在海水中的金属设备常丛生着一些??和附着一些动物使金属腐蚀加速。5、 海水流速(金属结构与海水的相对运动速度)因海水的腐蚀过程是氧去极化过程,海水流速大使金属腐蚀速度加快。四、防止海水腐蚀的方法1、 电化学保护,主要是阴极防护是防止海水腐蚀的常用方法,它是依靠牺牲阳极来实现阴极保护的。用来作牺牲阳极的材料为锌合金,镁合金,铅合金。2、 合理选材:①选用含Mo的不锈钢??减少????,②选用耐腐蚀的钛合金,铜合金,??合金。3、 涂层保护,这是防止海水腐蚀的普遍采用的方法,如采用防锈漆涂料和防止生物粘污的防污涂料§5-3土壤腐蚀埋在地下的金属油气水管,电缆等由于土壤腐蚀造成管线穿孔,而漏气,漏油,漏水或使电信发生故障而且这些设备很难检测,给生产造成很大的损失和危害,如美国每年因腐蚀而替换的管子费用就有几亿美元之多,对我国来说,随着石油工业的发展,每年有大量的管线埋在地下投入运行,因此研究土壤腐蚀规律寻找有效的防护措施具有重要的实际意义土壤腐蚀是一种电化学腐蚀,溶解有盐类和其他物质的土壤电解质,其腐蚀要比一般盐类溶液腐蚀严重的多。一、土壤电解质的特点1、 土壤的多相性:土壤由土粒,水,空气等组成,具有复杂的多相结构,土粒中又含有多种无机物和有机物土粒粒度大小也不同,往往有几种不同土粒(砂,碳土,粉沙土,粘土)组成的。2、 土壤具有毛细管多孔性:在土壤颗粒间形成大量毛细管微孔或孔隙,孔隙中充满空气和水,因此土壤的孔隙度和含水性的程度有影响土壤的透气性和导电率的大小。3、 土壤的不均匀性:在宏观上讲不同区域,土壤性质上不同,从微观结构讲,即前面讨论的由水,土壤,气孔,水分的存在其结构紧密程度上的差异。4、 土壤的相对固定性:土壤固体部分对埋在地下的金属构件是固定不变的,仅土壤中液相和气相可作有限运动。二、土壤腐蚀过程 土壤腐蚀过程同样可分为阳极过程和阴极过程1、 阳极过程:钢管埋在土壤中阳极区发生铁的溶解反应。 阳极反应进行的速度首先受金属离子水化过程的难易控制,因此土壤的湿度对阳极过程影响较大,尤其是土壤中的氯离子Cl-和硫酸根离子能与Fe2+生成可溶性盐类,会加速阳极溶解。2、 阴极过程:在弱酸性,中性和碱性土壤中阴极过程主要是氧的去极化作用。土壤中的氧存在于土壤孔隙中和溶解在水中,由于水中溶解氧是有限的,对土壤腐蚀其主要作用的缝隙和毛细管中的氧,但是这些氧到达阴极表面的传递过程是比较复杂的,其传递速度取决于土层的厚度,结构和湿度,厚的土层阻碍氧的扩散,且土壤粘度越大湿度越高,氧到达阴极表面越困难,金属的腐蚀越轻,反之,土层浅土壤疏松,湿度小,透气性好金属腐蚀就越严重。对于大多数土壤来说是腐蚀决定于腐蚀微电池作用时,腐蚀过程强烈的为阴极过程所控制,如下图所示三、土壤腐蚀的几种形式1、 由于充气不够均匀引起的腐蚀:主要是地下管道穿过结构不同和潮湿度不同的土壤带时,由于所接触的氧浓度差别引起的宏观电池腐蚀,(图)与含氧量较高的土壤(砂土)接触的管道成为宏观腐蚀电池的阴极区,而与含氧量较少的土壤(粘土区)接触的管道,成为宏观腐蚀电池的阳极区。该区将受到腐蚀。管道埋设在结构不同土壤中发生氧的浓差电池腐蚀,??如埋设湿度不同也会造成氧的浓差宏观电池,离地面较深的部位为阳极区受到腐蚀,在直径较大的水平输送管道上就能看到感到下部比上部腐蚀更为严重。2、 由于杂散电流引起的腐蚀:所谓杂散电流指由原定的正常电路漏失而流入它处的电流,其主要来源是应用直流电大功率装置,如有轨电车,地铁,电气大??以接地为回路的交通工具以及电解电镀槽等直流电力系统,图是有轨电车附近的下金属管道由于杂散电流而引起的腐蚀示意图,在正常情况下,电流自电源的正极通过电力机车的架空线再沿铁轨回到电源负极,但是当铁轨与土壤间的绝缘不良时,有一部分电流就会从铁轨漏失到土壤中,如果其附近有地下管道,杂散电流便通过管道再流经土壤回到电源,此时相当于有两个串连的电解池即:路轨(阳极)│土壤│管道(阴极)管道(阳极)│土壤│路轨(阴极) 在第二个电解池中的阳极区(杂散电流从管道的流出端)发生腐蚀,管道上的杂散电流可高达300-500A其影响又达到几十公里,如??7-8mm的钢管在4个月内便可腐蚀掉。3、 由于微生物引起的腐蚀 在缺氧条件下,如密实,潮湿的粘土深处,金属腐蚀似乎很难进行,但是这样的条件却特别有利于某些微生物的生长,特别是有硫酸盐还原菌存在时,这种细菌能将硫酸盐还原成氧,其中一部分消耗于微生物自身的新陈代谢,大部分可作为阴极去极化剂,引起地下金属管道强烈腐蚀,据统计地下埋设的金属构件有一半是属于这种腐蚀四、影响土壤腐蚀的因素2、孔隙度(透气性),较大的孔隙度有利于用氧的渗透和水分存在,因而是腐蚀的促进因素。3、含水量:图表示铜管的腐蚀速度与土壤含水量关系,可以表示当含水量很高时,氧的扩散,渗透受到阻碍,腐蚀速度较小,随含水量减少,扩散渗透氧均匀,氧去极化变易腐蚀速度增加,当含水量在10%一下,由于水分短缺,因阳极极化和土壤的电阻增大,腐蚀速度又急剧降低。4、 电阻率:土壤电阻率与土壤孔隙度,含水量及含盐量等因素有关,土壤的电阻越小腐蚀越严重,如土壤潮湿含氧量高,腐蚀严重。5、 土壤的酸度PH值:大部分土壤呈中性PH值为6-8之间,但也有PH值为9-10的碱性土壤及PH值为3-6的酸性土壤(沼泽土,腐植土)在PH≤4的酸性土壤中氢的阴极去极化,能顺利进行,使腐蚀速度增加。1. 土壤中的含氧量。土壤中的氧有的溶解在水中有的存在于毛细管中和隙缝中,含氧量在干燥的砂土中最高,在潮湿的砂土中次之,在潮湿密实的粘土中最少,??的速度由于湿度和结构不同土壤中含氧量可相差几百倍,这种充气不均匀是造成氧浓度差电池腐蚀的主要原因。五、防止土壤腐蚀的措施1、 覆盖层保护:在土壤中普遍使用焦油沥青质的覆盖层,在涂层内用玻璃纤维(布),石棉等纤维材料地下还缠绕加固地基,也可采用聚乙烯叠料或环氧树脂喷涂。2、 金属土层或包覆金属:镀锌有一定效果,?????,因为镀层与被覆的金属构成腐蚀电路,使镀层很快造成破坏。用铅包覆电缆有较好的效果,因为铅在地下比碳钢稳定很多,腐蚀速度小。3、 采用电化学保护:广泛采用牺牲阳极或外加电流对地下管道进行保护,甚至把覆盖层与电化学保护结合地使用,在涂层??地方阴极保护其作用。§5-4微生物(细菌)腐蚀微生物(细菌)腐蚀指在微生物生命活动参与下所发生的腐蚀过程,又由于与腐蚀有关的微生物主要是细菌类,又称细菌腐蚀。凡是同水,土壤,潮湿空气接触的金属???都可能遭到微生物腐蚀,前面曾讲到有50%以上的地下管道的腐蚀都与微生物腐蚀有关。此???深水泵,油田冷水系统,水坝,码头等金属设施也都可能发生微生物腐蚀。一、微生物腐蚀的特征1、 微生物腐蚀并非微生物直接食取金属,而是微生物生命活动结果直接或间接参与了腐蚀过程。2、 微生物的生命过程即生长繁殖需具有适宜的环境条件,如一定的温度,湿度,酸度,环境含氧量及营养源等,因此微生物腐蚀显然与这些条件密切相关3、 微生物腐蚀往往是多种微生物共生(嗜氧菌的腐蚀造成厌氧菌的环境)是相互作用的结果。4、 有粘泥存在5、 腐蚀部位伴有孔蚀迹象(∵粘泥下为贫氧区,因氧浓差电池腐蚀会造成)二、微生物腐蚀机制1、 微生物新陈代谢产物的腐蚀作用,这些腐蚀性的新陈代谢物包括无机物,有机物,硫化物,氨等??腐蚀环境2、 促进腐蚀的电极反应动力学过程如硫酸盐还原菌的存在(其活动过程)3、 致变金属周围环境的氧浓度含盐量,??度等,形成氧浓差等局部腐蚀电池。4、 破坏具有保护作用的涂覆层或缓蚀剂的稳定性,如有机纤维覆盖层被分解破坏,亚硫盐缓蚀剂因细菌作用而被氧化。三、与腐蚀有关的主要微生物(细菌) 细菌按其生长发育中对氧的要求分为:嗜氧性细菌及厌氧性细菌,前者需要有氧存在才能生长繁殖,后者在缺氧条件下才能生长繁殖。1、 硫酸盐还原菌:这种菌在自然界分布非常广泛,属于厌氧细菌,所造成的腐蚀类型常呈点蚀局部腐蚀。腐蚀产物是黑色的带有难闻气味的硫化物。反应机理如下:阳极反应: 水电离: 阴极反应: 细菌引起阴极去极化: (腐蚀产物)2、 硫氧化菌:属于嗜氧性细菌,被还原的土壤组分是硫,硫化物,硫代硫酸盐,常存在施肥的及含有硫的土壤,这种细菌能将硫及硫化物氧化成硫酸,其反应为:3、 铁细菌:属于嗜氧性细菌,其分布也相当广泛,有杆,球,丝多种形态,被还原的土壤组分主要是碳酸亚铁,碳酸氢亚铁等常存在于含有铁盐的有机物的静水流水中,溪流和泉水少,该细菌能使二价铁离子氧化成三价并沉淀于菌体内。四、微生物腐蚀的控制1、 使用杀菌剂和抑菌剂:所用的这些药剂除具有高校,低毒,稳定价廉外,主要根据微生物种类及使用环境来选择,如对于铁细菌可通氯杀死,但残余氯含量应该控制在-1ppm之间,否则氯离子又要引起腐蚀,对于硫酸盐还原菌采用铬酸盐较为有效。2、 致变环境条件,通过改变环境条件抑制微生物生长,如减少微生物有机物营养源,提高PH值(PH>5)及提高温度(>50℃)3、 覆盖防护层:地下管道采用炼焦油沥青涂层4、 阴极保护,如为防止硫酸盐还原菌的作用对于土壤中钢铁构件的保护电位被控制在-以下。
腐蚀是金属表面部分或者全部剥离、溶解或软化的化学反应。“生锈”经常被误用或者误解,它仅仅指铁和钢。“腐蚀”不仅包含黑色金属,而且包含有色金属。以下内容主要讨论腐蚀的成因和纠正措施。移除热量是金属加工液最重要的功能之一。有效移除热量,就能保证刀具的良好使用寿命,以及工件的几何精度。和油相比,水在移除热量方面性能更卓越;但纯水和新加工的金属接触后会导致腐蚀。因此,腐蚀是每位用户,也是水基金属加工液制造商必须面对的问题。干切削过程也会面对腐蚀问题,并不仅仅由水基金属加工液引起。引起金属表面腐蚀有许多种原因,下面做具体介绍。1季节性腐蚀腐蚀可以发生在一年内的任何时候。一般来说,7~9月的温度和相对湿度较高,在美国东部和中西部更容易发生腐蚀。干旱地区,如克罗拉多州、新墨西哥州、亚利桑那州、犹他州及加州,这些地方的相对湿度较低,腐蚀情况就很少发生。2手印腐蚀当工件接触人手后,就容易发生腐蚀。搬运过程中新机床和金属工件表面留下的手印,会导致腐蚀。这种情况普遍存在于皮肤呈酸性的人群,以及表面光洁度高的工件。使用手印中和剂能防止类似的手印腐蚀。随着温度上升,包括腐蚀在内的化学反应速度就会更快。夏季高温和空气中的水分和氧气也是加速腐蚀的原因。当水分凝结在工件表面,就会形成电池的电解液。秋冬季节能提供防锈保护的加工液浓度,当湿度持续上升时,就不再提供有效的防锈保护。因此,适当的浓度调整非常必要。秋冬季节,浓度1:30()已经足够;但湿热季节,浓度可能需要提高到1:25(4%),或者不再看到工件表面生锈为止。需要注意的是,提高中央槽系统的浓度,会导致泡沫和皮炎问题。金属加工液用户也可能需要增加防锈添加剂,这取决于金属加工液的种类、用户对化学品的限制、添加剂的有效性以及所使用的加工液。3pHpH值是金属加工液控制腐蚀的一个重要参数。超过9的高pH值,可以保护黑色金属,但对有色金属腐蚀防护不利,如:铝、黄铜和青铜。水硬度会影响加工液的平衡,不同地理区域的水硬度是不同的,调节水硬度会优化加工液的表现性能。单机条件下如果pH值较低,最简单的解决方法是倾倒和清洗,然后按照推荐浓度加新鲜金属加工液。如果是加工黑色金属的中央槽系统,可以用适当添加剂,将pH值调整到。如果pH值特别高,往往是金属加工液已经受到污染,需要倾倒和换新液。4污垢再循环金属加工液的金属微粒,往往被认为是“污垢”或“碎屑”。如果没有及时清理,碎屑会在工件表面堆积而形成电池,碎屑下面的金属往往会生锈。单机条件下,应及时排空—清洗—用清水冲洗,按照推荐浓度加新鲜金属加工液。5水通常水中的化学物质是积累的,会提高加工液的腐蚀程度。所有水包含离子,部分离子富有侵蚀性,会导致大部分金属腐蚀。水含有超过100×106的氯化物、超过100×106的硫化物,或50×106硝酸盐,这些离子被认为富有侵蚀性。氯化物、硫化物和硝酸盐破坏金属表面的防护层,导致腐蚀。持续加水会提高中央槽系统的氯化物、硫化物和硝酸盐含量。金属加工液使用时间越长,离子的侵蚀性更高。每种金属加工液的配方,都需要维持浓度来发挥“最佳点”。定期检测金属加工液浓度,可以避免加工性能和环境问题。如果用户怀疑水有侵蚀性时,可取样并通过全分析来确定。当中央槽系统的金属加工液被怀疑导致腐蚀,请取样并检测离子含量。当氯化物、硫化物和硝酸盐浓度超过可接受范围,可使用去离子水或者蒸馏水作为工艺用水,也可选择防腐蚀性能高的金属加工液。溶解在水中的固体,可以破坏金属加工液很多的渴望性能。最熟悉的例子就是“水硬度”,是由于钙和镁离子溶解在水中引起。二价离子和皂类、润湿剂和乳化剂反应所形成化合物,溶解度会降低。这种不溶解的成分,耗竭机床和工件防锈剂。硬水指的是含量超过250×106碳酸钙或者15“德国克”(德国硬度标准)。硬度越高,越容易产生腐蚀。电导率是另一个检测金属加工液中溶解离子的方法。高电导率增加了腐蚀、金属加工液的不稳定、残留物和其他问题。超过4MilliSiemens/cm被认为高电导率。3pHpH值是金属加工液控制腐蚀的一个重要参数。超过9的高pH值,可以保护黑色金属,但对有色金属腐蚀防护不利,如:铝、黄铜和青铜。水硬度会影响加工液的平衡,不同地理区域的水硬度是不同的,调节水硬度会优化加工液的表现性能。单机条件下如果pH值较低,最简单的解决方法是倾倒和清洗,然后按照推荐浓度加新鲜金属加工液。如果是加工黑色金属的中央槽系统,可以用适当添加剂,将pH值调整到。如果pH值特别高,往往是金属加工液已经受到污染,需要倾倒和换新液。4污垢再循环金属加工液的金属微粒,往往被认为是“污垢”或“碎屑”。如果没有及时清理,碎屑会在工件表面堆积而形成电池,碎屑下面的金属往往会生锈。单机条件下,应及时排空—清洗—用清水冲洗,按照推荐浓度加新鲜金属加工液。5水通常水中的化学物质是积累的,会提高加工液的腐蚀程度。所有水包含离子,部分离子富有侵蚀性,会导致大部分金属腐蚀。水含有超过100×106的氯化物、超过100×106的硫化物,或50×106硝酸盐,这些离子被认为富有侵蚀性。氯化物、硫化物和硝酸盐破坏金属表面的防护层,导致腐蚀。持续加水会提高中央槽系统的氯化物、硫化物和硝酸盐含量。金属加工液使用时间越长,离子的侵蚀性更高。每种金属加工液的配方,都需要维持浓度来发挥“最佳点”。定期检测金属加工液浓度,可以避免加工性能和环境问题。如果用户怀疑水有侵蚀性时,可取样并通过全分析来确定。当中央槽系统的金属加工液被怀疑导致腐蚀,请取样并检测离子含量。当氯化物、硫化物和硝酸盐浓度超过可接受范围,可使用去离子水或者蒸馏水作为工艺用水,也可选择防腐蚀性能高的金属加工液。溶解在水中的固体,可以破坏金属加工液很多的渴望性能。最熟悉的例子就是“水硬度”,是由于钙和镁离子溶解在水中引起。二价离子和皂类、润湿剂和乳化剂反应所形成化合物,溶解度会降低。这种不溶解的成分,耗竭机床和工件防锈剂。硬水指的是含量超过250×106碳酸钙或者15“德国克”(德国硬度标准)。硬度越高,越容易产生腐蚀。电导率是另一个检测金属加工液中溶解离子的方法。高电导率增加了腐蚀、金属加工液的不稳定、残留物和其他问题。超过4MilliSiemens/cm被认为高电导率。3pHpH值是金属加工液控制腐蚀的一个重要参数。超过9的高pH值,可以保护黑色金属,但对有色金属腐蚀防护不利,如:铝、黄铜和青铜。水硬度会影响加工液的平衡,不同地理区域的水硬度是不同的,调节水硬度会优化加工液的表现性能。单机条件下如果pH值较低,最简单的解决方法是倾倒和清洗,然后按照推荐浓度加新鲜金属加工液。如果是加工黑色金属的中央槽系统,可以用适当添加剂,将pH值调整到。如果pH值特别高,往往是金属加工液已经受到污染,需要倾倒和换新液。4污垢再循环金属加工液的金属微粒,往往被认为是“污垢”或“碎屑”。如果没有及时清理,碎屑会在工件表面堆积而形成电池,碎屑下面的金属往往会生锈。单机条件下,应及时排空—清洗—用清水冲洗,按照推荐浓度加新鲜金属加工液。5水通常水中的化学物质是积累的,会提高加工液的腐蚀程度。所有水包含离子,部分离子富有侵蚀性,会导致大部分金属腐蚀。水含有超过100×106的氯化物、超过100×106的硫化物,或50×106硝酸盐,这些离子被认为富有侵蚀性。氯化物、硫化物和硝酸盐破坏金属表面的防护层,导致腐蚀。持续加水会提高中央槽系统的氯化物、硫化物和硝酸盐含量。金属加工液使用时间越长,离子的侵蚀性更高。每种金属加工液的配方,都需要维持浓度来发挥“最佳点”。定期检测金属加工液浓度,可以避免加工性能和环境问题。如果用户怀疑水有侵蚀性时,可取样并通过全分析来确定。当中央槽系统的金属加工液被怀疑导致腐蚀,请取样并检测离子含量。当氯化物、硫化物和硝酸盐浓度超过可接受范围,可使用去离子水或者蒸馏水作为工艺用水,也可选择防腐蚀性能高的金属加工液。溶解在水中的固体,可以破坏金属加工液很多的渴望性能。最熟悉的例子就是“水硬度”,是由于钙和镁离子溶解在水中引起。二价离子和皂类、润湿剂和乳化剂反应所形成化合物,溶解度会降低。这种不溶解的成分,耗竭机床和工件防锈剂。硬水指的是含量超过250×106碳酸钙或者15“德国克”(德国硬度标准)。硬度越高,越容易产生腐蚀。电导率是另一个检测金属加工液中溶解离子的方法。高电导率增加了腐蚀、金属加工液的不稳定、残留物和其他问题。超过4MilliSiemens/cm被认为高电导率。
在网站上找了一份,希望对你有帮助。一电化学腐蚀原理�1.腐蚀电池(原电池或微电池)金属的电化学腐蚀是金属与介质接触时发生的自溶解过程。在这个过程中金属被氧化,所释放的电子完全为氧化剂消耗,构成一个自发的短路电池,这类电池被称之为腐蚀电池。腐蚀电池分为三(或二)类:(1)不同金属与同一种电解质溶液接触就会形成腐蚀电池。例如:在铜板上有一铁铆钉,其形成的腐蚀电池。铁作阳极(负极)发生金属的氧化反应:Fe→Fe2++2e-;(Fe→Fe2++2e)=-.阴极(正极)铜上可能有如下两种还原反应:(a)在空气中氧分压=21kPa时:O2+4H++4e-→2H2O;(O2+4H++4e-→2H2O)=,(b)没有氧气时,发生2H++2e-→H2;(2H++2e-→H2)=0V,有氧气存在的电池电动势E1=-()=;没有氧气存在时,电池的电动势E2=0-()=。可见吸氧腐蚀更容易发生,当有氧气存在时铁的锈蚀特别严重。铜板与铁钉两种金属(电极)连结一起,相当于电池的外电路短接,于是两极上不断发生上述氧化—还原反应。Fe氧化成Fe2+进入溶液,多余的电子转向铜极上,在铜极上O2与H+发生还原反应,消耗电子,并且消耗了H+,使溶液的pH值增大。在水膜中生成的Fe2+离子与其中的OH—离子作用生成Fe(OH)2,接着又被空气中氧继续氧化,即:Fe2++2OH-→Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3Fe(OH)3乃是铁锈的主要成分。这样不断地进行下去,机械部件就受到腐蚀。(2)电解质溶液接触的一种金属也会因表面不均匀或含杂质微电池。例如工业用钢材其中含杂质(如碳等),当其表面覆盖一层电解质薄膜时,铁、碳及电解质溶液就构成微型腐蚀电池。该微型电池中铁是阳极:Fe→Fe2++2e-碳作为阴极:如果电解质溶液是酸性,则阴极上有氢气放出(2H++2e-→H2);如果电解质溶液是碱性,则阴极上发生反应O2+2H2O+4e-→4OH-。总结:从上面的分析可以看出:所形成的腐蚀电池阳极反应一般都是金属的溶解过程:M→Mz++ze-阴极反应在不同条件下可以是不同的反应,最常见的有下列两种反应:�①在缺氧条件下,H+离子还原成氢气的反应(释氢腐蚀)2H++2e-→H2。(=)该反应通常容易发生在酸性溶液中和在氢超电势较小的金属材料上。②氧气还原成OH-离子或H2O的反应(耗氧腐蚀)中性或碱性溶液中O2+2H2O+4e—→4OH-。(=)在酸性环境中,O2+4H++4e-→2H2(=)2.腐蚀电流一旦组成腐蚀电池之后,有电流通过电极,电极就要发生极化,因而研究极化对腐蚀的影响是十分必要。在金属腐蚀文献中,将极化曲线(电势~电流关系)绘成直线(横坐标采用对数标度),称为Evans(埃文斯)极化图(图10—8)。在Evans极化图中的电流密度j腐蚀表示了金属腐蚀电流,实际上代表了金属的腐蚀速率。影响金属表面腐蚀快慢(即腐蚀电流j)的主要因素:①腐蚀电池的电动势——两电极的平衡电极电势差越大,最大腐蚀电流也越大。②金属的极化性能——在其它条件相同的情况下,极化程度愈大(即极化曲线的斜率),腐蚀电流愈小。③氢超电势——释氢腐蚀时,氢在金属表面析出的超电势逾大,极化曲线的斜率就逾大,腐蚀电流反而减小。二、金属的稳定性“在所处环境下金属材料的稳定性如何?”是研究金属腐蚀与防腐首先必须考虑的问题。因此,金属-水系统的电势—pH图无疑是很有用的工具。1.电势(E)—pH关系的一般表达式若有如下电极反应:xO(氧化态)+mH++ze-�-→yR(还原态)+nH2O例如:Fe3O4+8H++2e-=3Fe2++4H2O式中O代表氧化态、R代表还原态;x,m,z,y,n为各反应物、产物的计量系数。当T=时E=-(10—14)因pH=-lg[a(H+
2000字很好搞的,先弄个引言啊啥的,最好是双语的。然后可以简单的回顾一下化学腐蚀与防护的历史起源啊发展啊,再说一下现状,最后展望一下未来。如果还没凑够字数就发表一下自己的看法啊学校在这方面的成就啊啥的。记得最后要写明参考资料
查一下资料,首先把化学腐蚀和电化学腐蚀解释一下,弄明白,然后再把防止腐蚀的方法展开写一下差不多字说就够了。
《 深圳燃气管线的腐蚀与防护设》摘要:介绍了燃气管线的腐蚀原因与特点。常用涂层及其特点重要考虑因素。埋地管网是现代化城市必不可少的神经和血管。适当的防腐设计是确保其安全平稳运行的先决条件。因而越来越引起人们的重视。1腐蚀原因与特点 埋地管网的腐蚀通常包括四大类,微电池腐蚀、宏电池腐蚀、微生物腐蚀、杂散电流腐蚀。微电池腐蚀的成因在于钢管微观金相结构的不均匀,其腐蚀形态为均匀减薄,只需在设计时考虑足够的钢管壁厚裕量即可,通常不会造成大的损失。宏电池腐蚀的成因则是由于管线穿越不同类型的地质(如粘土和回填渣土),沿线土壤透气性等物理化学参数有较大变化,导致管段两端存在明显的电位差异,造成的电化学腐蚀。其腐蚀形态是在阳极区生成局部麻坑、是管线穿孔泄漏的重要原因。微生物腐蚀则是土壤中的部分菌类参与腐蚀进程,如硫酸盐还原菌可将硫酸根还原为硫根、促成钢管的腐蚀、其通常发生于特定的土壤(如密实粘土)。杂散电流腐蚀是由于管网沿线地铁或电车的泄漏电流以管线作为回流通路,导致流出点的局部坑蚀。除微电池腐蚀外,其余三类腐蚀都可以通过连续致密的外涂层切断钢管与土壤间的电接触,得到有效的控制。与埋地长输管线相比燃气管线有着自己的特点,其防腐设计应充分加以考虑。(1)其管径通常较小,长度也较短,因而工程造价经济性的考虑可适当降低。 (2)管线周边往往有其它市政管道,操作空间较狭窄,不便于大型自动化机械的展开,手工操作工效低,质量保证相对困难。(3)管线位于市区,环境保护的要求严格。(4)直接关系居民生活和社会稳定,管线投运后维修困难。(5)管线事故可能导致严重的人身安全事故,其防护要求较高。 (6)管线上各种附件(如弯头、三通、阀门和管件) 很多、不便于流水作业。2常用涂层及特点 早期埋地管线防腐基本上是沥青类的一统天下, 随着化学工业的进步和管线向恶劣地带的延伸,涂层 经历了从天然到合成、从热塑到热固的发展历程,环 氧煤沥青、胶带、夹克、环氧粉末先后进入工业防腐 领域。为防腐设计提供了广阔的选择空间,使我们可 根据不同的工况选择相应的防腐方案,达到最佳的投 入产出比。2.1沥青类涂层 沥青类涂层包括石油沥青和煤沥青,我国和东欧 多采用石油沥青,西方国家多采用煤沥青。施工时将 熔融的沥青与加强物(如玻璃布)交替缠敷,形成多 层厚涂层。其优点是价格低廉,施工工艺成熟,缺点 足粘结力差,环境污染严重、适用于地质条件相对较 好、土壤电阻率较高的旷野。2.2环氧煤沥青涂层 为改善其粘结力和减轻环境污染,在沥青中加入 环氧树脂就制成了环氧沥青涂料。其与玻璃布共同形 成的环氧煤沥青涂层较好满足了燃气管线防腐的需要, 成为北京、天津燃气管线的主流涂层。其缺点在于施 工麻烦、周期长,人为和环境影响因素较大。适用于 地质条件较为复杂,土壤电阻率中等的燃气短管段和 附件。2.3胶带 胶带是由聚乙烯单面涂敷胶粘剂而成,施工时直 接缠绕在钢管表面。其突出特点是施工简便,无污染,涂层较薄、强度低。工厂预制的涂层质量均匀可靠、但 在运输过程中注往发生较多破损、现场缠绕的胶带则 张力不均在所难免、使搭接部分粘结不牢,导致水份渗入。我国七十年代在某长输管线首次使用时、外加 电流阴极保护电位无法达标.此后再没有长输管线使 用。而其在深圳、广州等燃’门守线亡有较多应用、们 防腐效果个甚理想。胶带适用于地下水位较低且土制 较好的场合。2.4夹克 夹克足在钢管外热挤除一层聚乙烯壳,形成复合管。厚实连续的夹克具有极好的物理化学性能,可适合各种恶劣的环境条件。其只能在工厂预制,防腐质量基本不受人为影响、其缺点在于夹克和钢管间热膨胀系数差异较大、当管内介质温度波动时造成二者相对错动、严重时发牛夹克破损。对十温度波动极小的燃气管线。其影响个大。央克防腐的另一缺点是其对阴极保护电流屏蔽严重,对于不采用外加电流的燃气管线,这也不成为问题。对燃气管线来说、影响夹克防腐效果的足补口和管件必须选用其他材料,日前应用较好的是电融套或热收缩材料、电融套价格偏高、热收缩材料要求较高的操作技巧。2.5环氧粉末涂层 环氧粉末是新型的热固涂料。其涂层很薄,但物理化学性能优异。且对阴极保护电流无屏蔽,从而成为西方国家长输管线的首选涂层。与夹克相比,其抗冲击磨损能力稍差,燃气管线通常不采用外加电流阴极保护,故其主要应用在油田、燃气管线上应用很少。
主管单位:上海市科学技术协会主办单位:上海市腐蚀科学技术学会上海材料研究所主编:杨武地址:上海市邯郸路99号邮政编码:200437国际标准刊号:ISSN 1005-748X国内统一刊号:CN 31-1456/TQ刊期:月刊创刊日期:1980-01-01年创刊开数:大16开国内外公开发行,邮发代号:4-593 (也可向本刊编辑部订阅)2004年经专家评审,《腐蚀与防护》杂志被编入《中文核心期刊要目总览》,在此之前本刊已被包括NACE International、ENGINEERING INDEX、Elsevier等国外多家重要检索系统收录。腐蚀科学是一门新兴的边缘学科,为减轻因腐蚀造成的经济损失,各界对这门学科的重视程度以及对相关技术的需求正呈现不断上升的趋势,我刊恰好顺应了这一需求。刊物特点体现在:不限于某一行业的专门问题,而是着眼于普遍的规律和现象;注重理论对实践的指导,偏重先进的实用性技术的推广。因此,刊物适合国民经济各领域的科学技术人员和管理人员阅读。根据反馈信息不完全统计,我刊读者主要包括:防腐工程技术人员、建筑工程技术人员,油田、石油化工、化工厂、电镀厂、发电厂、矿山的工程技术人员和工程管理、设备管理人员,以及大学及科研单位的研发人员。
《中国腐蚀与防护学报》 双月刊 刊 《全面腐蚀控制》 月刊 刊 《石油化工腐蚀与防护》 双月刊 /刊 《腐蚀与防护》 月刊 /刊 《腐蚀科学与防护技术》 双月刊 /刊