Обработка экспериментальных результатов

Результаты измерений и анализ коррозионной ситуации и опасности коррозии в заданных средах представляют виде трех таблиц.

На основании анализа, отраженного в табл. 3.1 - 3.3, выделить наиболее агрессивные среды. Сделать выводы об условиях эксплуатации стали, бетона и железобетона в заданных средах.

 

 

Таблица 3.1

Анализ коррозионной ситуации и опасность коррозии по отношению к стали

 

Среда	рН среды	Потенциал коррозии	Анализ коррозионной ситуации
ε кор х.с.э.	ε кор н.в.э.	Предполагаемые катодная и анодная реакции коррозионного процесса	Опасна или не опасна коррозия, и в чем ее опасность

 

 

Таблица 3.2

Анализ коррозионной ситуации и опасность коррозии по отношению к бетону

 

Среда	рН среды	Анализ коррозионной ситуации
Предполагаемые реакции, протекающие внутри бетона	Опасна или не опасна коррозия, и в чем ее опасность

 

Таблица 3.3

Анализ коррозионной ситуации и опасность коррозии по отношению

к железобетону

 

Среда	рН среды	Анализ коррозионной ситуации
Предполагаемые реакции, протекающие внутри железобетона	Опасна или не опасна коррозия, и в чем ее опасность.

 

Правила техники безопасности

Измерительные ячейки при измерении коррозионного потенциала должны находиться в специальных пластмассовых кюветах.

При проливе исследуемых коррозионных сред необходимо провести тщательную уборку.

 

Вопросы для самопроверки

1. Бетон как композиционный материал, составляющие цементного камня.

2. Что такое нейтрализация бетона?

3. Химическое сопротивление бетона и железобетона в воде.

4. Химическое сопротивление бетона и железобетона в кислотах.

5. Химическое сопротивление бетона и железобетона в растворах NaCl.

6. Магнезиальная коррозия железобетона.

7. Сульфатная коррозия бетона. В каких естественных средах она может наблюдаться?

8. Три группы газов промышленных атмосфер по С.Н. Алексееву.

9. Взаимодействие СО₂ с бетоном и железобетоном.

10. Влияние периодического подъема, опускания грунтовых вод на устойчивость железобетонных конструкций.

11. Электрокоррозия железобетона в условиях грунтовой коррозии.

12. Направления защиты бетонных и железобетонных конструкций от коррозии.

13. Способы повышения плотности бетона.

14. Неорганические покрытия на бетоне и железобетоне.

15. Гидрофобизирующие и композиционные покрытия бетона и железобетона.

 

Лабораторная работа 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТОСТОЙКОСТИ

И ЩЕЛОЧЕСТОЙКОСТИ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

 

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Основные понятия

Керамика – это поликристаллические материалы и изделия из них, состоящие из соединений неметаллов III–VI групп периодической системы с металлами или друг с другом и получаемые путем формования и обжига соответствующего исходного сырья. Исходным сырьем могут служить как вещества природного происхождения (силикаты, глины, кварц и др.), так и получаемые искусственно (чистые оксиды, карбиды, нитриды и др.).

В данном определении установлены два отличительных признака керамики: химический состав и технология. Главное отличие керамической технологии от технологии других материалов, например технологии получения металлов, состоит в том, что основной компонент материала не доводится до плавления. В этом отношении керамические технологии близки к порошковой металлургии.

Керамические материалы классифицируют по химическому составу

и по назначению.

Классификация керамики по химическому составу

Оксидная керамика

Данные материалы состоят из чистых оксидов Al₂O₃, SiO₂, ZrO₂, MgO, CaO, BeO, ThO₂, TiO₂, UO₂, оксидов редкоземельных металлов, их механических смесей (ZrO₂-Al₂O₃ и др.), твердых растворов (ZrO₂-Y₂O₃, ZrO₂-MgO и др.), химических соединений (муллит 3Al₂O₃× 2SiO₂ и др.)

Безоксидная керамика

Этот класс составляют материалы на основе карбидов, нитридов, боридов, силицидов, фосфидов, арсенидов и халькогенидов (кроме оксидов) переходных металлов и неметаллов III–VI групп периодической системы.

Классификация керамики по назначению

Строительная керамика

Строительная керамика подразделяется на стеновую и фасадную керамику, керамику для изделий для подземных коммуникаций и керамические заполнители. К стеновым материалам относят, прежде всего, кирпич. Для его изготовления используются легкоплавкие глины: гидрослюды с примесями каолинита, монтмориллонита, гематита и др. Фасадная керамика – лицевые кирпичи, фасадные плитки изготавливаются в основном из тугоплавких глин (с преобладанием каолинита) и некоторых легкоплавких глин. Высокая коррозионная стойкость керамики позволяет использовать изделия из нее для прокладки подземных коммуникаций. К таким изделиям относятся дренажные и канализационные трубы. Дренажные трубы применяют для устройства водоотводных сетей.

Тонкая керамика

По структуре изделия тонкой керамики разделяются на плотные – фарфор и мелкопористые – фаянс. Фарфор – один из важнейших

керамических материалов. Его изготавливают из тонкой смеси каолина и огнеупорной глины (20–65%), кварца (9–40%) и полевого шпата (18– 52%).

Спеченный фарфор состоит из стеклофазы (до 60%), которая образуется в результате взаимодействия полевого шпата с продуктами разложения глин и каолинов, и кристаллической фазы, состоящей в основ-

ном из муллита 2Al₂O₃× 2SiO₂ (до 25%). Пористость спеченного фарфора составляет 3–5%. Изделия из фарфора, как правило, глазуруют, т.е. покрывают слоем сырой тугоплавкой глазури, которая на заключительной стадии спекания образует стекловидную пленку на поверхности изделия.

Фарфор применяется для изготовления химически стойкой посуды, электрических изоляторов различного назначения (электрофарфор).

Фаянс отличается от фарфора большей пористостью (до 14%), низкими физико-механическими характеристиками, в связи с чем его применение в технике ограничено. Структура фаянса представлена зернами глинистого дегидратированного вещества и кварца, сцементированными небольшим количеством стекловидной фазы, которая образуется при взаимодействии плавней с глиной, каолином, кварцем. Из фаянса изготавливают изделия хозяйственного, санитарно-технического назначения, а также облицовочные плитки.

Химически стойкая керамика

Особенностью химически стойкой керамики является плотноспекшийся черепок с преобладанием в нем нерастворимых или труднорастворимых оксидов кремния и алюмосиликатов. С увеличением содержания муллита в черепке также повышается способность керамики противостоять длительному воздействию различных химических веществ (кислоты, щелочи) в жидком или газообразном состоянии.

По назначению химически стойкие керамические изделия делятся на футеровочные (кирпич, плитки), химическую аппаратуру (теплообменные аппараты, ванны, сосуды, движущиеся детали насосов, мешалок и другого оборудования) и насадочные элементы (например, кольца для заполнения реакционных колонн).

Основным сырьем для изготовления химически стойких изделий являются спекающиеся глины. Кроме того, применяют каолин в качестве добавки, регулирующей свойства глины, а в производстве изделий с фарфоровым черепком - как основное сырье. В качестве добавок используют шамот, бой готовых бракованных изделий и иногда кварцевый песок.

Специальные добавки - глинозем, карборунд, тальк, дунит - применяют для регулирования отдельных свойств керамического черепка - термостойкости, теплопроводности, прочности.

Содержание глинистых частиц (с размером зерен менее 5 их) колеблется от 45 до 95%. Число пластичности глин составляет 8-23, огнеупорность- 1530-1710⁰С.

Огнеупорная керамика

К огнеупорам относятся материалы и изделия, способные выдерживать механические и физико-химические воздействия при высоких температурах и применяемые для кладки различных теплотехнических агрегатов. Наибольшее применение нашли кремнеземистые, алюмосиликатные и магнезиальные огнеупоры.

К кремнеземистым огнеупорам относятся динас и кварцевая керамика. Основным компонентом в них является кремнезем. Динас представляет собой огнеупорный материал, содержащий не менее 93% SiO₂ в форме тридимита (до 70%) или кристобалита. Динас получают из кварцитов, реже из кварцевого песка. Он обладает большой огнеупорностью (1710–1730°С), жаропрочностью, стойкостью к кислым расплавам.

Поэтому динас применяется для кладки сводов и стен мартеновских и стекловаренных печей.

Алюмосиликатные огнеупоры получены на основе двухкомпонентной системы Al₂O₃-SiO₂. Наиболее распространены шамотные и высокоглиноземистые огнеупоры. Шамотные огнеупоры содержат 28– 45% Al₂O₃. Они изготавливаются из огнеупорных глин и каолинов и шамота. Количество вводимого шамота составляет 40–85%. Шамотные материалы имеют огнеупорность 1580–1750°С и применяются для кладки большинства теплотехнических агрегатов. Высокоглиноземистые огнеупоры содержат более 45% Al₂O₃. Вследствие этого данные материалы имеют повышенные физико-механические свойства и огнеупорность до 2000°С. Высокоглиноземистые изделия применяются для кладки доменных печей.

Магнезиальные огнеупоры подразделяются на магнезитовые и доломитовые. Магнезитовые огнеупоры состоят из минерала периклаза MgO. Их огнеупорность превышает 2000°С. Применяются магнезитовые изделия в сталеплавильной промышленности. Сырьем для их производства служит магнезит MgCO₃. Доломитовые огнеупоры получают путем спекания смеси доломита CaCO₃× MgCO₃ и кварцитов. Они имеют огнеупорность до 1780°С, характеризуются длительностью службы и применяются для кладки мартеновских и вращающихся печей.

 

 

Техническая керамика

Техническая керамика объединяет материалы, применяемые в различных областях современной техники, которые можно разделить на следующие группы:

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: