Διάβρωση του οπλισμένου σκυροδέματος

Τ . Ε . Ι . Κ Α Β Λ Λ Α Σ Τ Μ Η Μ λ Μ Η Χ Α Ν Ο Λ Ο Γ Ι Α Σ

ΣΠ Ο ΥΔ Α Σ ΤΕ Σ :

ΦΙΛΙΠΠΑΤΟΣ ΓΕΡΑΣΙΜΟΣ ΜΑΛΑΜΑΤΗΣ ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΣ

ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ:

ΤΣΑΚΑΤΑΡΑΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

I. ΓΕΝΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

1.1. ΣΗΜΑΣΙΑ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΔΙΑΒΡΩΣΗΣ 1.2. ΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΔΙΑΒΡΩΣΗΣ

1.3. ΕΙΔΗ ΔΙΑΒΡΩΣΗΣ

1.4. ΕΙΔΗ ΔΙΑΒΡΩΤΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ 1.5. ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗ ΔΙΑΒΡΩΣΗ 2. ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

3. ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΤΗΣ ΔΙΑΒΡΩΣΗΣ 3.1.

3.2.

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΚΑΤΑ WAGNER ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΧΗΜΙΚΗΣ ΔΙΑΛΥΣΗΣ 4. ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΑΠΟ ΤΗ ΔΙΑΒΡΩΣΗ

4 1. ΚΑΤΑΠΟΛΕΜΗΣΗ ΤΟΥ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ ΔΙΑΒΡΩΣΗΣ

4.2. ΚΑΤΑΠΟΛΕΜΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΔΙΑΒΡΩΣΗΣ ΜΕ ΑΝΤΙΔΙΑΒΡΩΤΙΚΑ ΧΡΩΜΑΤΑ Ή ΑΛΛΕΣ ΚΑΛΥΠΤΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ 4.3. ΣΥΝΘΕΤΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ

II. ΕΙΔΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

1.1. το ΤΣΙΜΕΝΤΟ - ΕΝΥΔΑΤΩΣΗ ΤΟΥ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ 1.2. ΤΑ ΑΔΡΑΝΗ

1.3. ΤΟ ΝΕΡΟ

1.4. ΤΑ ΠΟΖΟΛΑΝΙΚΑ ΥΛΙΚΑ 2. Ο ΣΙΔΗΡΟΠΛΙΣΜΟΣ 2.1. ΓΕΝΙΚΑ

2.2. Η ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΤΟΥ ΣΙΔΗΡΟΠΛΙΣΜΟΥ

2.2.1. Η ΠΑΘΗΤΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΑΠΌ ΠΑΘΗΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΣΙΔΗΡΟΠΛΙΣΜΟΥ

2.2.2. ΕΝΑΝΘΡΑΚΩΣΗ

2.2.3. ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΕΝΑΡΞΗΣ ΚΑΙ ΕΞΕΛΙΞΗΣ ΤΗΣ ΔΙΑΒΡΩΣΗΣ ΤΟΥ ΣΙΔΗΡΟΠΛΙΣΜΟΥ

3. TO ΘΑΛΑΣΣΙΝΟ ΝΕΡΟ ΣΑΝ AIABPQTIKO ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ 3.1. ΓΕΝΙΚΑ

3.1.1 ΑΛΜΥΡΟΤΗΤΑ

3.1.2. ΤΟ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΔΙΑΛΥΜΕΝΟ 02 3.1.3. ΟΙ ΘΑΛΑΣΣΙΟΙ ΖΩΙΚΟΙ ΚΑΙ ΦΥΤΙΚΟΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ 3.2. ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΘΑΛΑΣΣΙΝΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΤΟ ΜΠΕΤΟΝ 3.2.1. ΖΩΝΕΣ ΤΗΣ ΠΡΟΣΒΟΛΗΣ

3.2.2. ΧΗΜΙΚΗ ΠΡΟΣΒΟΛΗ ΤΟΥ ΜΠΕΤΟΝ ΑΠΌ ΤΟ ΘΑΛΑΣΣΙΝΟ ΝΕΡΟ 4. ΤΑ ΧΛΩΡΙΟΝΤΑ

4.1.

4.2.

4.3.

4.4.

ΠΗΓΕΣ ΠΡΟΕΛΕΥΣΗΣ ΤΩΝ ΧΛΩΡΙΟΝΤΩΝ

ΜΟΡΦΕΣ ΧΛΩΡΙΟΝΤΩΝ ΣΤΟ ΜΠΕΤΟΝ ΚΑΙ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΣΤΟ ΣΙΔΗΡΟΠΛΙΣΜΟ

Η ΔΙΕΙΣΔΥΣΗ ΤΩΝ ΧΛΩΡΙΟΝΤΩΝ ΣΤΟ ΜΠΕΤΟΝ. ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ - ΕΙΔΙΚΗ ΩΜΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ

ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΑΠΌ ΤΗΝ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΧΛΩΡΙΟΝΤΩΝ

4.4.1. Η ΓΗΡΑΝΣΗ 4 4.2. ΤΥΠΟΣ ΤΣΙΜΕΝΤΩΝ 4 4 3. ΟΛΟΓΟΣ\Λ//0

4 4.4 ΤΟ ΠΑΧΟΣ ΤΟΥ ΜΠΕΤΟΝ ΓΎΡΩ ΑΠΟ ΤΟ ΣΙΔΗΡΟΠΛΙΣΜΟ 4.4.5. ΟΙ ΡΩΓΜΕΣ

5. ΤΣΙΜΕΝΤΟ ΑΝΘΕΚΤΙΚΟ ΣΤΑ ΘΕΙΙΚΑ (SULFATE RESISTANT - SRI 5.1.

5.2.

ΓΕΝΙΚΑ

ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΘΑΛΑΣΣΙΝΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΤΟ ΑΝΘΕΚΤΙΚΟ ΣΤΑ ΘΕΙΙΚΑ ΤΣΙΜΕΝΤΟ.

I. ΓΕ ΝΙ ΚΗ ΕΙΣ ΑΓ ΩΓ Η

Δ Ι Α Β Ρ Ω Ε Η

1.1. Σ η μ α σ ία και δ ι ά β ρ ω σ η ς

5 ι κ ο ν ο μ ι κ e ς β π ι π τ ώ σ ε ι ς τ η ς

Η σ η μα σί α του φ α ι ν ο μ έ ν ο υ της δ ι ά βρ ωσ ης ως α π ο θ ε τι κ ού π α ρ άγ ον τα για την ο ι κ ο ν ομ ία μιας χώρας, κατα νο είτ αι από τις ο ι κ ο ν ο μ ι κ έ ς επιπτώσεις, που συ νε πά γε τα ι το φ α ι ν ό με νο αυτό, αλλά και την ένταση των π ρο σπ α θ ε ι ώ ν που κ α τα β άλ λον ται δι εθ νώς για την κ ατ απ ο λ έ μ η σ ή

Θεωρ εί τα ι ότι το 40% των μ ετ άλ λω ν και κ ραμάτων τους, που π α ρά γοντα ι παγ κόσμια, κ α τ α οτ ρ έφ ε τα ι κάθε χρόνο από τη διάβρωση.

Βέ βαια το πο σο στ ό που π ρα γ μ α τ ι κ ά κ α τ α σ τ ρ έ φ ε τ α ι από τη δ ι άβρω ση είναι πολύ μικρό τερο, αλλά οι επι πτ ώσ ει ς της ο δη γο ύν στο 40%. Δηλαδή αν ένα έλασμα πλ οί ου υποστεί «δι άβ ρω ση με βε λο ν ισ μ ού ς » και δ η μ ιο υρ γη θε ί σ' αυτό εσοχή βάθους 1 0 % του πάχου ς του, το έλασμα πρέπει να α ντ ικ α τα σ τα θε ί γιατί θα έχει αρχίσει η εκκόλαψη « ψα θυ ρή ς θραύσης».

Κατά τη σ τ ατ ισ τι κή του 1 9 8 4 στην Α μ ε ρ ικ ή οι ετήσιες ζημιές φ τά νο υν τα 75X10® $ και στη Γαλλία 1,7Χ 10® Fr. Και αυτό παρά τις μ ε θ ό δο υς π ρ οσ τα σία ς που ε φα ρμ όζ οντ αι, γιατί τη βελτίω σή τους α ν τ ι στ αθ μί ζε ι η αύ ξη ση της χ ρ η σ ι μ ο π ο ί η σ η ς των μ ετ άλ λων και κ ρα μά τω ν και η αύξηση της α τ μο σ φα ι ρ ι κ ή ς ρύπανσης, που α υξά νουν τη

διάβρωση. Έτσι:

α) Η ε πι ψε υδ αρ γύ ρω ση , γ αλ β α ν ι σ μ ό ς που χ ρη σ ιμ ο πο ι εί τ αι σε μεγάλ η κ λ ίμακα σαν μ έ θο δο ς π ρο στ α σί α ς του χάλυβα, δεν είναι πια α π οτ ε λ ε σ μ α τ ι κ ή , γιατί το S O 2 , που αποτελ εί βασικό α τ μο σ φ α ι ρ ι κ ό ρύπο, αποπαθητικοποτ. εί τον ψευδάργ υρ ο.

β) Το νερό της βροχής, των ποταμών, των φ υσ ικ ών πηγών και των τ εχ νικ ών λιμνών, που δ ι οχ ετ εύε τα ι σε ερ γο στ άσ ια και σε σπίτια, είναι πιο α γ ώγιμ ο και πιο όξινο, λόγω των Η^·^3θ 4^- και H + NOs- , που πρ οέ ρχ ον τα ι από τους α τ μο σ φ α ι ρ ι κ ο ύ ς ρύπου ς S O 2 , S O 3 και ΝΟχ.

γ) Η α π λη στ ία για κέρδος οδή γησε σε χ ει ρό τ ερ ε ς π ο ι ότ ητ ες κ ραμάτ ων και σε ε υτ ελ έσ τ ερ ε ς κ α τα σκ ευ ές κύρια ως προς την επαφή των κ ρα μά των με άλλα υλικά.

Στους α ρ ιθ μο ύς αυ το ύς θα πρέπει να π ρ οστ εθ ού ν και οι ε π ιπ τώ σε ις του φ α ι ν ο μ έ ν ο υ της ρ ύπ αν ση ς απ' τη θ άλ ασσ α των υφάλων κα τα σκ ευ ών και των υφάλων των πλοίων.

Για την Ελ λά δα δεν υπάρχει σ τ ατ ισ τι κή ο ι κο ν ομ ικώ ν ε πιπ τώ σεω ν των φ α ι ν ο μέ νω ν δ ιάβ ρω ση ς και ρ ύπ αν ση ς των υφάλων.

Σ υμ πε ρα ί νο υ με όμως πως οι ε π ιπ τώ σε ις αυτές θα είναι ε ξαι ρε τι κά μ εγ άλ ες επειδή σ υ ν υ πά ρχ ου ν πολλοί από τους π αρ ακ άτ ω π αράγ οντες :

α)Η Ελλά δα βρίσκεται σε θαλ ασ σι νό περιβάλλον' σε ο π ο ι ο δ ήπ οτ ε σημείο της αν ιχ νε ύε ται στην α τμ ό σ φ α ι ρ α χ λ ω ρι ού χο νάτριο.

β)Τα π ε ρι σ σό τ ε ρ α ε ρ γο στ άσ ιά της είναι κοντά στις ακτές για να χ ρ η σ ι μ ο π ο ι η θ ο ύ ν θ αλ άσσ ιες

σ υ γ κ ο ι ν ω ν ί ε ς και θ αλ α σ σ ι ν ό νερό για θ έ ρ μα νσ η ή ψύξη, λόγω έ λλ ει ψη ς γ λ υ κο ύ νερού.

γ)Η Ε λλάδα έχει έναν από τους μ ε γ α λ ύ τ ε ρ ο υ ς ε μ πο ρι κο ύς στόλους.

δ)Η διά βρω ση σε θ α λ α σ σι ν ό νερό ή κοντά σε αυτό είναι ιδ ιαίτερα έντονη.

■ ' ε)Η α τ μο σ φα ι ρ ι κ ή ρύ πα νσ η σε πολλέ ς πόλ εις είναι μ ε γ ά λ η .

στ ) Η π ρ ο σ πά θε ια που κα ταβ άλ λε τα ι για την κ ατ απ ο λέ μ ησ η της δ ι ά βρ ωσ ης στην Ελλ άδα είναι σ χεδόν α σ ήμ αν τη μέχρι μικρή.

ζ)Η λάθος μέ θο δο ς π ρο στ α σ ί α ς ή η σωστή που ε φαρμόζεται, χωρίς σω στ ές συν θήκες, μ εγ αλών ει τη διάβρωση.

1.2. Ο ρ ι σ μ ό ς τ ης δ ι ά β ρ ω σ η ς

Η π α ρέ μβ ασ η του 2°” θ ε ρ μ ο δ υ ν α μ ι κ ο ύ ν όμου σε κάθε μ έτ αλ λο ή κράμα υφί στατ αι α μ ε ίλ ικ τη με σ υ νέ πει α τη δι άβ ρω σή τους. Τα μέτ αλ λα και κράματα βρίσκοντ αι σε ε ν ερ γε ια κά α ν α β α θ μ ι σ μ έ ν η κατάσ τασ η και π αρ ο υ σ ι ά ζ ο υ ν την τάση να μεταβ ούν σε χ α μη λό τε ρη εν ε ργ ει ακ ή στά θμη που συν ήθ ως είναι η π ρ ο γ ε ν έ σ τ ε ρ ή τους (δηλαδή ο ξε ίδ ια και σ πα νι ό τ ε ρ α άλα τα ή άλλ ες εν ώσ ει ς) .Η τάση αυτή ε νε ρ γε ι α κ ή ς υ π ο β ά θ μ ι σ η ς ε κδηλώνεται κατά γ ενι κό κανόνα, ως ο ξε ίδ ωσ η των μετάλλων, με σ ύγ χρ ον η έκλυση ενέργειας, κάτω από φυ σι κέ ς ή τ εχ νι κέ ς συνθήκες.

Σε πλήρη σ υμ φ ω ν ί α με τα π α ρ α πά νω διατ υπ ώνε ται πιο κάτω ο ο ρ ισ μό ς της δ ι ά β ρ ωσ ης όπως αυτός π ρο έκ υψ ε από σ υ ζ η τ ή σ ε ι ς στα πλα ίσ ια

της Ε υ ρω π α ϊ κ ή ς Ο μ ο σ π ο ν δ ί α ς Διά βρωσης, της Δ ι εθ νού ς Ε π ι τρ οπ ής Θ αλ ά σ σ ι α ς Δ ι ά βρ ωσ ης και Ρύπ αν ση ς των Υφάλ ων και Δ ιε θν ών συνεδρίω ν:

« Δ ιά βρ ωση λέγεται κάθε αυ θόρμη τη, κατά ε πέκταση ε κβ ιασμένη, η λε κ τρ οχ ημ ικ ής , κατά ε πέκταση χημικής, κατά ε πέκτα ση μ η χ α ν ικ ής φύσης, α λλο ί ωσ η της ε π ι φά νε ια ς των μετά ω ν και κραμάτων, που οδηγεί σε α π ώ λ ει α υλικού».

Η α υθό ρ μη τ η α λλ οί ωσ η έχει τη θ ερ μ ο δ υ ν α μ ι κ ή έννοια του α υθ όρ μ η τ ο υ φ α ι ν ο μ έ ν ο υ : ΔΕ, ΔΟ, Δμ<0, Δ3>0 (2,3,4) και μ ά λ ι στ α σε σ υ ν θή κε ς σ υ ν η θ ι σ μέ ν ης πίεσ ης και θ ε ρ μ ο κ ρ α σ ί α ς και χωρίς υγρασία. Η ε κβ ιασ μέ νη α λ λ οί ωσ η δεν σ ημα ίνει εδώ εκβ ια σμ ό π ρ α γ μ α τ ο π ο ί η σ η ς θ ε ρ μ ο δ υ ν α μ ι κ ά μη α υ θ όρ μ ητ ο υ φαι νομ έν ου. Και στη π ε ρ ίπ τω ση αυτή η διά βρ ωσ η είναι θερμοδυναμικά αυθόρμητη αλλά π ρ α γ μα τ οπ ο ιε ί τα ι με επιτ άχυ νση, ε ξαι τίας έ ντονου τ εχ νι κού δ ια βρ ω τ ι κ ο ύ π ε ρ ι β ά λ λ ο ν τ ο ς (χημικές ουσίες, υψηλή θ ερ μο κρα σία, κλπ).

Ώστε σε ο πο ιε σ δ ή π ο τ ε σ υ ν θή κε ς η δ ιά βρω ση είναι φ α ι ν όμ εν ο θ ε ρ μ ο δ υ ν α μ ι κ ά αυ θόρμη το. Όταν αυτή χ αρ α κτ η ρί ζε τα ι ως α υ θ ό ρ μη τη σημαίνει ότι π ρα γ μα τ οπ ο ιε ί τα ι σε φυ σι κό π ε ρ ι β άλ λο ν (στον αέρα, σε γ λυκό ή θ αλ ασ σι νό νερό, στο έδαφος) . Όταν χ αρ α κτ ηρ ίζ ετ αι ως εκ βι α σμ έν η σημαίνει ότι π ρ αγ μ ατ ο πο ι εί τα ι σε έντονο τεχ νητό δ ι α β ρω τι κό π ερ ιβάλλον.

1.3. Ε ί δ η δ ι ά β ρ ω σ η ς

Δ ι ακ ρ ίν οντ αι τα α κό λ ο υ θ α βασικά είδη δ ι άβ ρω ση ς που π ρα γμ ατ ο πο ι ο ύ ν τ α ι

I) Ο μο ι όμ ο ρφ η ή γε νι κή δ ιά βρω ση Ονο μά ζε τα ι έτσι η δι άβρωση, όταν στην

ε π ιφ άν ει α του μ ετ ά λ λ ο υ ή του κρά μα το ς δ η μ ι ο υ ρ γ ε [ται ένα ο μ ο ι ό μ ο ρ φ ο - περ ίπ ου ισόπαχο-στρώίμα π ρ ο ϊ ό ντ ος διάβρ'ωσης' ή ' όταν π ρ α γ μ ατ ο πο ι εί τα ι μία περ ίπ ου ο μ ο ι όμ ορ φη διάλυση της επ ιφ άνειας.

II) δ ιά βρ ωσ η με β ε λ ο νι σμ ού ς

Π ρόκειται για εκ λε κτ ικ ό τοπικό σ χη μα τ ι σ μ ό π ρ οϊό ντ ος δ ι ά βρ ωσ ης ή για ε κλ εκτ ική τοπική δ ιάλυση της επ ιφάνειας.

III) Δ ιάβ ρωση με μ ηχ αν ική κ α τ α π όν ησ η που οδηγεί σε ψα θυρή θραύση.

Το είδος αυτό της δ ι ά βρ ωσ ης οδηγεί σε ε ξαι ρ ετ ι κά με γά λε ς κ ατ ασ τ ρ ο φ έ ς για μικρή π ρα γμ α τι κ ή α π ώλ ει α υ λικ ού από διά βρωση. Όταν από δ ι άβ ρωσ η με β ελ ον ισ μ ού ς ή μ η χ α ν ικ ές κακ ώσ ει ς δη μι ου ργ ηθ εί εσοχή στην επι φά νε ια ενός τ μ ήμα το ς μ ηχ αν ής ή ε γ κ ατ άσ τα ση ς που κ ατα πο νε ίτ αι μηχανικά, τότε μπορεί να συμβεί ψαθυρή θ ραύση ο λό κλ η ρ ο υ του τμήματ ος , ακόμη κι αν η μ ηχ αν ικ ή κα τα πό νη ση είναι μ ι κ ρό τε ρη του 1 0 % του φ ο ρτ ίο υ θρα ύσ ης του τ μή ματ ος αυτού.

IV) Σ π ηλ αι ώδη μη χα νι κή δι άβρ ωσ η

Το είδος αυτό της δ ι ά βρ ωσ ης είναι καθαρά μ ηχανικό. Δ ημ ιο υ ρ γ ο ύ ν τ α ι εσοχές, σπήλαια, κρατή ρες από τοπική ε ξά χν ωση υλικού, ε ξαι τίας δ η μ ιο υ ργ ί ας υποπί εση ς.

π ε ρ ί π τ ω σ η , σ τ α δ ι ά φ ο ρ α ε ί δ η δ ι α β ρ ω τ ι κ ο ύ πε ρ ί β ά λ λ ο ν τ ο ς :

Ε ί δ η δ ι α β ρ ω τ ι κ ο ύ π ε ρ ι β ά λ λ ο ν τ ο ς

Η δ ιά βρ ωση των μ ε τ άλ λω ν ή κ ραμ άτων π ρ αγ μ ατ ο πο ι εί τ αι σε ο π ο ι ο δ ή π ο τ ε πε ρι βά λλ ον , ακόμη και χωρίς άμ εση επαφή α υτών με ο ξυγό νο ή υγρασία, λόγω του ότι απο τελ εί σ υ ν έπ ει α του 2°“

θ ερμ οδ υ να μ ι*κού νόμου.

Γι' αυτό το είδος του δ ια βρ ω τ ι κ ο ύ π ε ρ ι β ά λλ ο ντ ο ς δεν οδηγεί σε καμία ο υ σι ασ τι κή διαφορά, από την άποψη της τα χύ τη τα ς δ ιά βρ ωσ ης και μ ερ ικ ές φορές το είδος της διάβρωση ς, από άποψη α π οτ ε λ ε σ μ ά τ ω ν και μ η χ α ν ι σ μ ο ύ , εξαρτάται από το είδος του δ ια β ρ ω τ ι κ ο ύ π ε ρ ι β ά λ λ ο ν τ ο ς , δι ακ ρί ν ου μ ε (Ε υρωπαϊκή Ο μ ο σ π ο ν δ ί α Διάβρ ωσης) τα π α ρακ άτ ω είδη δ ια β ρ ω τ ι κ ο ύ π ε ρι βά λλ ον το ς:

I. Α έ ρ α ς (ξηρός ή υγρός , καθαρ ός ή ρυπασ μένος ) II. Ε δ α φ ο ς ( επάνω ή μέσα, ξηρό ή υγρό, καθαρό

ή ρυπασμ έ ν ο )

III. Γ λ υ κ ό ν ε ρ ό ( μέσα επάνω ή στη γειτονιά, καθαρό ή ρυπασμένο)

IV. θ α λ α σ σ ι ν ό ν ε ρ ό (μέσα επάνω ή στη γ ε ι τ ον ιά καθαρό ή ρυπασμένο)

V. Κ α υ σ α έ ρ ι α ή θ ε ρ μ ά α έ ρ ι α (ξηρά ή με υγρασία) VI. Χ η μ ι κ ά μ έ σ α

VII. Π υ ρ η ν ι κ έ ς α κ τ ι ν ο β ο λ ί ε ς ( σε ξηρό ή υγρό π ε ρ ί β ά λ λ ο ν )

Χ α ρ α κ τ η ρ ι σ τ ι κ έ ς δι αφ ορ ές και ο μ ο ι ό τη τε ς κ αθ ενός από τα πα ρα πά νω είδη δ ι α β ρω τι κο ύ π ε ρι β ά λ λ ο ν τ ο ς είναι οι α κόλ ου θες:

I. Η τ α χύ τητ α δι άβ ρω ση ς σε υγρό ή με υγρ ασ ία π ερ ι βά λ λο ν είναι μ ε γ α λύ τε ρη απ' την σε ξηρό περι βά λλ ον . Αυτ ό γιατί η υγρ ασ ία με την

α γ ω γ ι μ ό τ η τ ά της, τη μ ε γα λύ τε ρη α ν α λ ο γ ί α σ' αυτή ο ξ υγ ό νο υ ως προς το άζ ωτο παρά τον αέρα, με την υ δρ όλ υσ η των μ ε τ αλ λι κώ ν ιόντων, που μ' αυτή δημ ι ουργ ει ται όξινο πε ριβάλ λον, προδ ια θέ τει για δ ιά βρ ωση με β ε λ ο νι σμ ού ς που είναι ταχύτε ρη από την ο μ ο ι όμ ορ φη ή γεν ική - διάβρωση που σ υνή θω ς π ρ αγ μ α τ ο π ο ι ε ί τ α ι χωρίς

υγρασία.

II. Το θ αλ ασ σι νό νερό είναι το εντ ον ότ ερ ο δ ι αβ ρω τικ ό πε ρι βά λλ ον γιατί βρίσκ ονται σ' αυτό δ ια λυ μέ να άλ ατα που αυξ άν ου ν την αγω γι μό τητ α. Δ ι α λυ μέ να ά λατα βρίσκοντα ι επίσης σε υγρό αέρα και σε υγρό π υρ ην ικ ό π ε ρι βά λλ ον .

III. Επίση ς στο θ αλ ασ σι νό νερό πάν τοτε και μερ ικ ές φορές στο γλ υκό νερό και στο υγρό έδαφος τα υλ ικά πα θα ίν ο υν ρύπανσ η δηλαδή π ροσ κ ολ λ ών τα ι σ' αυτά και α ν απ τύ σσ ον τα ι μ ι κ ρο ο ργ α νι σμ οί ζωικής και φ υ τι κή ς π ρ οέ λε υσ ης ή δ ιάφ ορα ζώα (π.χ. στρεί δια). Η α ν ομ ο ι ο γ έ ν ε ι α στην ε πι φάνε ια των υλικών, οι όξινες ε κκρ ίσ εις και η π αρ αγω γή α το μι κο ύ ο ξ υγ όνο υ από αφ ομ οί ωσ η θ ειι κών αλάτων των ρ υ πα ιν όν των ορ γα νι σμ ών (βιολογι'κή δράση) αυξ άν ου ν τη δ ιά βρ ωση κυρίως στο θα λα σσ ιν ό νερό.

IV. Τέλος σε δ ι α β ρ ωτ ικ ό π ε ρ ιβ άλ λο ν με χημικά μέσα π αρο υσι άζ ετ αι σχεδό ν α π ο κ λ ε ι σ τ ι κ ά χημική και όχι η λ ε κ τ ρ ο χη μι κή διάβρωση.

Η π α ρο υσί α ή δι ακ ύμ αν ση της τιμής δ ια φόρ ων π α ρα γό ντω ν ενός δ ι α β ρ ω τ ι κ ο ύ π ε ρ ι β ά λ λ ο ν τ ο ς ε πιδρούν κ α θ ορ ισ τι κά στη δ ι α β ρ ω τ ι κ ό τ η τ α του π ε ρ ι β ά λλ ο ντ ο ς . αυ τ ο ύ και στη τ αχ ύτη τα της δ ιάβ ρω ση ς που επ ιτ υγχ άν ετ αι . Οι σπο υδα ι όττ: ρο ι απ' αυτο ύς τους π α ρ ά γο ντ ες είναι :

1.5. Π α ρ ά γ ο ν τ ε ς π ο υ ε π η ρ ε ά ζ ο υ ν τη δ ι ά β ρ ω σ η

1. Η θ ε ρ μ ο κρ ασ ία

Υψηλή θ ε ρ μ οκ ρα σί α μεγ αλώ νει τη διά βρ ωσ η φ α ιν όμ εν ο που - κατά κα νόνα - π α ρ ατ ηρ εί τα ι σε όλες τις χ ημ ικ ές δράσεις. Επειδή όμως η με τα βο λή της θ ερ μο κ ρ α σ ί α ς επιδρά σε δ ι ά φ ο ρο υς π α ρά γο ντε ς που ε πηρ εά ζου ν

διάβρωσης, η δ ι α λ υτ ότ ητ α αλάτων, η επίδρ αση της διάβρ ωση δεν είναι απλή.

την ταχ ύτ ητ α των αερ ίων θ ερ μ ο κ ρ α σ ί α ς

της

Το ρΗ

άβρ ωσ ης με μείωση του μι κραίν ει τη Π α ρα τ ηρ εί ται αύξησ η της δ

του ρΗ 92-4). Ενώ αύξησή

διάβρωση, μόνο αν συ νυ πά ρχ ει υδρόλυση, δ ι α φο ρ ετ ι κά τη μεγ αλώ νε ι επειδή αυ ξάνετ αι η αγωγιμ ότ ητ α.

3. Η α γ ωγ ι μ ό τ η τ α δ ί α β ρ ω τ ί κ ο ύ π ε ρ ι β ά λ λ ο ν τ ο ς Όσο μ εγ α λύ τε ρη είναι τόσο ε ντ ονότ ερη είνι διάβρωση.

4. To είδος και η σ υγ κ έ ν τ ρ ω σ η του δ ι α β ρ ω τ ι κ ο ύ υλικού

Το είδος (π.χ. δ ι α λ υ μέ νο οξυγόνο, α νό ρ γ α ν α οξέα, κλπ) και η σ υγ κ έ ν τ ρ ω σ ή του στο δ ια β ρω τ ικ ό π ε ρι βά λλ ον σε μ εγ αλ ύ τ ε ρ ο ή μι κρ ό τε ρ ο βαθμό τη δι άβ ρω ση μ ε τ άλ λω ν ή κραμάτ-ων. ' Συγκε'κριμένα, αύξηση της*

σ υ γ κ έ ν τ ρω σ ης του δ ι α β ρ ω τ ι κ ο ύ σ υσ τ α τ ι κ ο ύ έχει σαν σ υ νέ π ει α αύ ξη ση της τα χύ τη τα ς διάβρ ωσης, εφ' όσον το μέ τα λλ ο ή το κράμα δεν εμφανίζει φ αι ν όμ ε να π α θ η τ ι κ ό τ η τ α ς .

5 . Ταχύτ η τα____δ ια κ ί ν η σ η ς____του____δ ι αβ ρω τ ι κού π ε ρ ι β ά λ λ ο ντος

Επηρεάζει και το είδος και την ταχ ύτ ητ α διάβρωσης, είτε λόγω α πό ξ ε σ η ς των πρ οϊ όν τω ν διάβρωσης, που σε ο ρι σμ έ ν α μ έτ αλ λα και κρά ματα δρουν σαν π ρ ο σ τ α τ ε υ τ ι κ ό στ ρώ μα στην επι φά νε ια τους, είτε λόγω δ ημ ι ο υ ρ γ ί α ς υ π ο π ί εσ ης που προκαλεί εξάχνω ση του μετάλλου.

Επίσης, επιδρά στην σ υγ κ έ ν τ ρ ω σ η των δ ια β ρω τ ικ ώ ν σ υ σ τ ατ ικ ών του π ερ ι β ά λ λ ο ν τ ο ς της μ ε τ αλ λ ικ ή ς επ ιφ άν ει ας και μ εταβ άλλει τις άλλ ες ιδιότητές του (α γωγιμότητα, ρΗ, θερ μοκρα σία, π ε ρι ε κ τ ι κ ό τ η τ α σ υ σ τ α τ ι κ ο ύ διάβρωσης, κλπ).

Λόγω της ε να λλα γή ς αυ τής π ρο καλε ίται στις ιδιότητες του δ ι α β ρ ω τ ι κ ο ύ π ερ ιβ ά λ λ ο ν τ ο ς π α ρα τ ηρ εί ται αύξησ η της δ ι άβ ρω ση ς σε σ ύγ κρι ση με σ τ αθ ερέ ς σ υν θή κε ς , έστω και αν οι στα θε ρέ ς ιδιότητες του δ ι α β ρ ω τ ι κ ο ύ π ερ ιβ ά λ λ ο ν τ ο ς ήταν πιο έντονες από τη μ ε γ α λ ύτ ερ η τιμή που αποκτ άτα ι κατά την εναλλαγή.

Η ά ν ο μ ο t ο γ έ ν εl τ η ς επ lφ ά ν ε ι α ς επ ι τ α χ υ ν ε ι τη διάβρωση, ε ξα ιτ ιας της

δ ημ ι ου ρ γί α ς τοπικών γ α λ β α νι κώ ν στ οι χε ίω ν τα οποία α υ ξά νο υν την τάση στο σ υ ν ο λι κά ε μφ α νι ζ όμ ε νο σ το ιχ εί ο της διάβρωση ς.

7. Α ί ω ρ ο ύ η ε ν ε ς ουσίες.

Ε πιτ αχ ύ νο υ ν τη δι άβ ρωσ η καθώς κάθονται στη μεταλλική επιφάνεια πρ οκ αλώντας α ν ο μ ο ι ο γ έ ν ε ι α και α π ο ξ έ ον τ ας π ρ ο σ τ α τ ε υ τ ι κ ά σ τ ρ ώ μα τα από την επιφάνεια. Αν δεν είναι η λ ε κτ ρι κά φορ τισ μέ νε ς, το είδος του φο ρτ ίο υ τότε καθορ ίζει την επίδραση στη τ αχ ύτ ητ α διάβρωσ ης.

8. Ραδιε V έργε ί a

Κατά κ ανόνα επ ιτ αχύνει τη δ ιά βρω ση , γιατί προκαλεί τη δ η μ ι ο υρ γί α ενεργών κέντρων και ατα ξιώ ν δομής στα μέ τα λλ α και γιατί μεγαλ ώνει την α γ ω γ ι μ ό τη τ α του πε ρι βά λλ ον το ς.

9. Π ε ρ ι π α τ η τ ι κ ά ρ ε ύ μ ατ α (ή ρ ε ύμ α τ α διαυγής) Είναι τα σ υνεχή ή ε να λλ α σ σ ό μ ε ν α ρεύ ματα που κ υ κλοφ ορ ού ν μέσα σε τοίχους, στο έδαφος και στο νερό εξα ιτια ς δι αφ υγ ής από τα π ρο β λ ε π ό μ ε ν α κυκλώματα. Όταν βρ ίσ κονται κοντά σε μ ε τ α λλ ικ ές κατασκευές, περνο ύν μέσα απ' αυτές γιατί σ υν αν το ύν μ ικ ρό τε ρη αντί στ αση. Τα π ε ρ ι π α τη τι κά ρ εύ ματα μ εγ α λώ νο υν τη δ ιά βρ ωσ η , μπορού ν όμως να δ ράσουν και κ ατ ασ τα λτ ικά .

10

10. Β ι ο λ ο γ ι κ ο ί π α ρ ά γ ο ν τ ε ς

Πρόκε ιτ αι για μ ι κ ρ ο ο ρ γ α ν ι σ μ ο ύ ς που βρ ίσκον ται στη θάλ ασ σα και σε μ ικ ρ ό τ ε ρ ο βαθμό στο γλυκό νερό και στο έδαφος, οι οποίοι π ρ ο σ κ ο λ λ ώ ν τ α ι και α ναπ τ ύσ σο ντ αι πάνω στη μ ε τα λλ ικ ή επι φά νε ια α υ ξ άν ο ντ α ς τη δ ιά βρ ωση λόγω α ν ο μ ο ι ο γ-έ ν ε ι α ς της ε π ιφ άν ει ας ή εκπνοής ο ξ υ γό νο υ γύρω από τη μ ε ταλ λι κή ε πι φά νει α ή κ ατ α ν ά λ ω σ η ς του ο ξυ γό νο υ των π ρ ο σ τ ατ ευ τι κώ ν οξ ει δί ω ν μικ ρού ή μεγ άλ ου ρΗ.

Αρ χ ικ ά και ως ένα βαθμό οι μ ικ ρο ο ρ γ α ν ι σ μ ο ί αυτοί μ πορούν να δρ άσο υν π ρ ο σ τ α τ ε υ τ ι κ ά ε μ πο δ ίζ ο ντ ας το δ ι α β ρω τι κό π ε ρι βά λλ ον να έλθει σε επαφή με τη μ ετ αλ λι κή επιφάνεια.

1 1 . Τ ρ L ε π ί φ ά ν ε L α

Στις τρ ι επ ι φά νε ιε ς η τα χύτ ητ α της δι άβ ρω ση ς μ εγ αλώνει , λόγω μ εγ α λ ύ τ ε ρ η ς σ υγ κ έ ν τ ρ ω σ η ς δ υν αμ ικώ ν γρ αμ μών του η λ ε κ τ ρ ο σ τ α τ ι κ ο ύ πεδίο υ του γ α λ βα ν ικ ού σ τ ο ι χ εί ου στις π ερ ιο χέ ς αυτές.

12. Ε π α φ ή με ά λ λ α μ έ τ α λ λ α ή κ ρ ά μ α τ α

Αν β ρίσκονται σε επαφή δύο μέτ αλ λα δ ια φ ορ ε τι κά (ή τα ίδια, αλλά με δ ι α φ ο ρ ετ ικ ό π οσοστό αταξι ών δομής) ή δύο κράματ α δ ι α φο ρ ετ ι κά (έστω και με τα ίδια συσ τατικά, αλλά δ ι α φ ο ρ ε τι κή ς σ ύσ τα σ η ς δομής), τότε το ένα από αυτά θα δια βρω θε ί π ε ρ ι σ σ ό τ ε ρ ο και το άλλο λιγ ότ ερ ο απ' ότι αν βρ ίσ κο ντ αν χωριστ ά στο ίδιο δ ι α β ρω τι κό πε ρι βά λλ ο ν. Αυτό οφείλ εται στην α π οκ α τ ά σ τ α σ η γ α λ β α ν ι κ ο ύ στο ιχείου. Το- πιο

ανο δι κό ή λ ιγ ότ ερ ο π α θ η τ ι κ ο π ο ι ο ύ μ ε ν ο μέτ αλ λο θα διαβρωθεί πε ρι σσό τε ρο.

13. Πλ α στ ι κέ ς π α ρ α μ ο ρ φ ώ σ ε ι ς και α τ αξ ίε ς δομής Μπορεί να ο φεί λο ντα ι σε μ ηχ αν ι κ έ ς κατεργασίες, ή θε ρμ ικ ές κ α τ ε ρ γ ασ ίε ς χωρίς ανόπτ ηση και έχουν σαν α π ο τ έ λ ε σ μ α την τοπνκή ανοδ ιΚ Ο Π Οίηση και κατά σ υ ν έπ ε ια τη δ ημ ιο υ ρ γ ί α τοπικών γ αλ βα νι κώ ν στ οι χε ίω ν και την επιτάχ υν ση της δι άβρωσης.

14. Μ η χ α ν ι κ έ ς τάσεις

Η ύπαρξή τους επ ιτ αχύνει τη δ ιά βρω ση και , κάτω από ο ρ ισ μέ νε ς συνθήκες, οδηγεί σε ψαθυρή θραύση της μ ε τ α λ λι κή ς κα τασκευής.

σ υ γ κ έν τρ ωσ η____δ ι α β ρ ωτ lκού 15. Είδ ος κ

συστ ατικ ού

Το είδος (π.χ. δι αλ υμ έν ο οξυγόνο, α νό ργ αν α οξέα κλπ) και η σ υ γ κ έν τρ ωσ η του δ ι α β ρω τι κο ύ π ε ρι β άλ λ ον τ ος ε πη ρεά ζο υν σε μ εγ αλ ύ τ ε ρ ο ή μ ικρ ότ ερ ο βαθμό τη δ ιά βρ ωση μετ άλ λω ν και κραμάτων. Σ υγ κε κρι μέ να, αύξησ η της σ υ γκ έ ντ ρ ωσ η ς του δ ια β ρ ω τ ι κ ο ύ σ υσ τα τ ι κ ο ύ έχει σαν σ υν έπ εια αύξηση της τ α χ ύτ ητ ας δι άβ ρω ση ς , εφ' όσον το μέ τα λλο ή το κράμα δεν εμφανίζει φ αι νό με ν α παθητ ι κ ό τ η τ α ς .

2 . Θ Ε Ρ Μ Ο Δ Υ Ν Α Μ Ι Κ Η T H E Δ Ι Α Β Ρ Ω Ε Η Ε

Η πρ οσ ήμ α νσ η της μ ετ α β ο λ ή ς του ολικού

π ρό τυ πο υ χ ημ ικ ού δ υ να μι κο ύ Δμολ, ως κ ρ ι τη ρί ου που χ ρη σ ιμ οπ οι εί τα ι στη Χημ ική θ ε ρ μ ο δ υ ν α μ ι κ ή , α π οδ ει κνύ ει ότι όλα τα μ έτ αλλ α και κ ρά ματ α παθ αί νο υν αυ θό ρμ ητ η δ ιά βρ ωσ η σε σ υμ φω νί α με το 2° θ ε ρ μ ο δ υ ν αμ ικ ό νόμο αφού αυτά είναι ε ν ερ γε ια κά α ν α β α θ μ ι σ μ έ ν α ως προς τη φ υσ ι ολ ο γι κ ή ο ξ ε ι δω μέ νη μορφή 'του^ πού μ' αυτή απα ντ ών τα ι στη φύση ως μετ αλλε ύμ ατ α.

Έτσι κατά την οξ εί δω ση του μ ε τ άλ λο υ Μ ^ μ ε σ θένος ν: 2Μ + (ν/2 ) Οζ

ΜζΟν το Δμολ < 0, π ράγ μα που απο δε ικ νύ ει ότι θ ε ρ μ οδ υ να μι κά είναι ε πι τρε πτή η έναρξη της δ ι άβ ρω ση ς σε σ υ ν η θ ι σ μ έ ν ε ς σ υν θή κε ς πί εσ ης και θ ερ μ οκ ρ ασ ί ας (ή και κάτω απ' αυτ ές ) ακό μη και χωρίς υγρασία.

Σ' όλες όμως τις θ ερ μ ικ ές δ ι ε γ ε ι ρ ό μ ε ν ε ς α ν τι δ ρά σ ει ς που παίρνει μέρ ος σ τερε ό σώμα μπορεί η α ντ ίδ ρ α σ η να αρχίσει στη θ ε ρ μ ο δ υ να μ ικ ά ε πι τρ επτ ή θ ερ μ ο κ ρ α σ ί α ένα ρξης , αλλά η σ υ νέχ ισ ή της δεν είναι δυνατή λόγω έ λλειψης α ν τι στ ρ ε π τ ώ ν ιοντικών ατα ξιών Fre nkel (όπου μ ετ αλ λι κά ιόντα βρίσκ ονται σε π α ρ α π λ ε γ μα τ ικ ές θέσεις). Για τη δ η μ ι ου ργ ία σε π α ρ α π λ ε γ μα τ ικ ές θέσεις). Για τη δ ημ ι ο υ ρ γ ί α τέτοιων ατα ξιώ ν με θε ρμ ική δ ιέ γερ ση απα ιτ εί τα ι α νύ ψωση της θ ερ μ ο κ ρ α σ ί α ς πάνω από το 1/3 του α πό λ υτ ο υ σ ημ εί ου τήξης του μετ άλ λο υ ή κρά μα το ς { για τα π ε ρ ι σ σ ότ ερ α μέ τα λλ α η θ ερ μ ο κ ρ α σ ί α αυτή κ υμαίνεται κυρίως με τα ξύ 570-810° C).

Αν όμως η μορφή της εν έρ γε ια ς ε ν ε ρ γ οπ οί ησ ης που απα ιτε ίτ αι να α πο ρρ οφ ηθ εί δεν είναι θ ερμική αλλά ηλ εκ τρική, τότε η δράση μπορεί να

13

π ρα γ μα τ οπ ο ιη θε ί στη θ ερ μ ο δ υ ν α μ ι κ ά επ ιτ ρε πτ ή θ ε ρμ ο κρ α σί α έναρξης.

Πράγματι, η η λε κτ ρι κή αυτή ενε ργείτ αι π ρ οσφ έρ ετ αι από την τάση που δ ημιο υργεί γ αλ β αν ι κό σ τ οιχε ίο (ΔΑ#0, ΔΗ=0) κατά W A GN ER που σ χ ημ ατί ζετ αι με αν όδ οτ ο μέταλλο, κάθ οδο το δ ια βρ ωτ ι κό *” πε ρι βά λλ ον και η λ ε κ τρ ολ ύτ η το προϊόν της δι άβ ρω ση ς που σ υν ήθω ς είναι οξείδιο, ακόμη και σε στερεή κατάσταση. Το δ υνα μι κό του σ το ιχ εί ο αυτ ού που ονο μά ζε τα ι δ υνα μι κό διάβρωσης, είναι το μέτ ρο α υθ ό ρ μ η τ η ς τάσης ενός μ ε τά λλ ου να δι αβ ρωθεί.

Η κ ατ αν άλ ωση του δ υ ν αμ ικ ο ύ των γ α λ β α νι κώ ν στοιχείων, το α ντ ίσ τ ο ι χ ο μέ γε θο ς κ βά ντο υ της η λ εκτ ρι κή ς ε νέ ργ εια ς που μπορεί να απο ρρ οφ ηθ εί ποι οτ ικ ά και το ποσό της ικανά να δ η μι ο υρ γ ήσ ο υν στις σ υ ν η θ ι σ μ έ ν ε ς α ν τ ι σ τ ρ ε π τ έ ς

ιονικές αταξίες, ε π ι τρ έπ ον τα ς τη συν έχ ισ η της δ ι άβρ ωσ ης έως ε ξ αν τλ ήσ εω ς του υλικού. Η α πα ι το ύ με ν η τάση που καλύπτει ε νέρ γεια ε νε ργ οπ ο ίη σ ης 16-19 kcal/mol, είναι 230-39 0 m v . Σε α κρ αί ες συ νθ ήκ ες το δ υν αμ ικ ό δ ι ά βρ ωσ ης μετρήθ ηκ ε 2 50 -350 mv, ενώ ενισχύε ται σε 320 - 450 mv από τοπικά γ αλ β α ν ι κ ά στο ιχ εί α που δ η μι ουρ γο ύν τα ι στην ε πι φά νε ια των μετ άλ λω ν ή κ ραμάτων από :

α) πρό σμ ιξ η α γ ε ν έ σ τε ρο υ με τά λλ ου

β) πρό σμ ιξ η ε υ γ εν έσ τε ρο υ ή π αθ ητ ι κ ό τ ε ρ ο υ μ ε τά λλο υ ή από μη με τα λλ ικ ή π ρόσ μιξη

γ) γ ε ω μ ε τρ ι κέ ς ατ αξ ίε ς δομής δ) ε νδ όκ οκκ ες α τα ξί ες δομής ε) δ ι αφ ο ρε τ ικ ό α ερ ισ μό

14

στ) π αρ ου σί α υ γρ ασ ία ς

Δηλαδή όλα τα μ έ τα λλ α και κρά μα τα σε σ υ ν η θι σ μέ ν ες σ υν θή κε ς α υτ ο δ ι ε γ ε ί ρ ο ν τ α ι από το δυ να μι κό δι άβ ρω ση ς που δ ημι ουργε ί ατ αξ ίε ς Frenlcel και οξ ει δών ον τα ι.

3. Κ Ι Ν Η Τ Ι Κ Η T H S Δ Ι Α Β Ρ Ω Σ Η Ε

Η χημική κιν ητι κή μελ ετά τον τρόπο ε π ιτ άχ υνσ ης ή ε π ι β ρά δυ νσ ης - που

μας ε νδιαφέρει στην π ε ρ ίπ τω ση της δ ι ά βρ ωσ ης - μιας δράσης. Η μελέ τη αυτή απαιτεί « α ν άλ υσ η»

της δράσης σε όλα τα στ άδ ιά της και ε ντ οπι σμό του β ρα δ ύτ ερ ου απ' αυτά, το οποίο επι βάλλει την τ αχ ύτ ητά του και σ' όλη τη δράση.

Όλες οι δρ άσ εις δ ι ά βρ ωσ ης που π α ρ ο υ σ ι άζ ον τα ι στην πράξη, α κ ολ ου θο ύν

τέσσε ρις μ η χ α ν ι σ μ ο ύ ς (β ρα δύτερο στάδιο) ο. Μ η χα ν ι σ μ ό ς κατά Wa gn er

β. Μ η χα ν ι σ μ ό ς χη μι κής δι άλ υσ ης

γ. Μ η χα ν ι σ μ ό ς διάχυ ση ιόντων στη ρωγμή και κατά μήκος του εν ερ γού δρόμου,

δ. Μ η χ α ν ι σμ ός ε ξά χν ωση ς

Οι μ η χα νισ μοί Γ και Δ αφορ'-ύν ειδ ικές π ερ ι πτ ώ σε ι ς σ υγ κ ε κ ρ ι μ έ ν α ο Γ υ φίσ ταται σε π ερ ιπ τ ώσ ε ις δι άβ ρω ση ς με μηχ αν ικ ή κατ απ όν ησ η που οδηγεί σε ψαθυρή θραύση και ο Δ σε σ π ηλ αιώ δη μη χα νι κή διάβρωση. Έτσι σ η μ α ν τ ικ ό τε ρη είναι η μελέτη των μ η χ αν ισ μώ ν A και Β και κυρίως του μ ηχ αν ι σ μ ο ύ Α, γιατί κατά κανόνα αυτόν α κο λο υθε ί η διά βρωση (πρακτική αξία), αλλά και γιατί απ οτελεί τη βάση για την κα τα νό ησ η του φ αι ν ο μ έ ν ο υ της διά βρ ωσ ης

(θεωρητική αξία).

3.1. Μ η χ α ν ι σ μ ό ς κ α τ ά W a g n e r

Οι ο υ σι ώδ ης θέσε ις της θ εω ρία ς W agne r συν όψ ιζ αν τ-αι -στα εξής:

Α) Δ ημ ι ου ρ γί α γ αλ β α ν ι κ ο ύ σ τ ο ιχ εί ου με α ρν ητ ικ ό πόλο το μ έτ αλ λο ή το κράμα και θετικό το δ ι αβ ρωτ ικ ό π ερ ιβάλλον.

Β) Το γ αλ β αν ικ ό σ τ ο ιχ εί ο είναι ε σω τερι κά β ρα χ υκ υ κλ ω μέ ν ο , με την έννοια ότι τα ε υκ ίνη τα ιόντα μ ε τά λλ ου ο δε ύο υν (με τη βοήθει α των α ντ ισ τ ρε π τώ ν του μ ετ άλ λο υ και του π ρ ο ϊό ντ ος δ ιάβρωσης) προς το δ ι α β ρω τι κό π ερ ιβ ά λ λ ο ν και δομούν το προϊόν δι άβ ρωσης. Προς την ίδια κατεύ θυν ση οδεύει και ισ οδύνα μος α ρ ιθ μό ς ηλ εκ τρονίων. 0 νό μο ς της η λ ε κ τ ρ ό λ υ σ η ς του Faraday γι' αυτό το γ α λ βα νι κό σ το ιχ εί ο είναι :

Όπου :

βάρος ο ξε ι δί ου που π αρ άγ εται σε gr η ένταση του ρ εύ μα το ς σε A χρόνος σε s

μορ ια κό βάρος του ο ξε ιδ ίο υ

η,: αρι θμ ός η λ εκ τρ ον ίω ν που α ν τ α λ λά σσ ον τα ι ανά γρα μμ οϊ όν

: 1 f araday = 965 00 c

γ) το μ έτα λλο ο ξ ει δώ νε τα ι σε ιόντα στη 16

δ ι ε π ι φά ν ει α μ ετ άλ λο υ - πρ οϊ όν το ς διά βρωσης, ενώ το οξ υγ όνο ανάγε ται στη δ ι ε π ι φ ά ν ε ι α προϊόντος δι άβρωσης - δ ια βρωτ ικού π ερ ιβ άλ λο ντ ος . Αυτά γίνον ται στη σ υν η θ ι σ μ έ ν η και χ α μη λό τερη θ ερ μο κ ρ α σ ί α και χωρίς υγρασία.

δ) Κατά το πρώτο στάδιο, στην π ερ ίπ τω ση ο μο ι όμ ο ρφ η ς διάβρ ω'σ ης , καλύπ τεται π ρώτα ' ολόκλ ηρη η ε πι φάν ει α με λ ι γ ο μ ο ρ ι α κ ό στρ ώμα δ ιά βρ ωσ ης και μετά αρχίζει η αύξησ η του πάχου ς του. Μέχρι 500 Α, μ ερ ικ ές φο ρές και 1 00 0 Α, η χρονική εξέλιξη α κο λο υθ εί τα ι από τη σχέση:

Όπου y: πάχος πρ οϊ όν το ς σε cm, Κ: σ τα θ ε ρ ά της ταχύ τη τας σε cm3/s,t: χρόνος σε sec.

e) Ε πόμενο στ άδ ιο απ οτελεί η παρ αβ ολ ή ε ξ ά ν θ η σ η ς :

= k . t

Εκτός από τα μ έτ αλ λα που έχουν πολύ μεγάλη ε πι φα νε ια κή τάση, για τα οπ οία ισχύει η σχέση:

y = k.t

στ) Για τη σ τα θε ρά της τα χύ τη τα ς Κ γ ν ωρ ίζ ου με ότι ισχύει η σχέση:

2Εβ - μ.^-υ-ν„

Κ = --- ( F^ = l faraday)

Όπου :

Eg : δ υνα μι κό δ ιά βρ ωσ ης του μ ε τ άλ λο υ σε V Pt ^ , μ·^: αριθμοί μ ε τ α φ ορ άς ιόντων μ ε τ άλ λο υ και η λ εκ τρ ονι ων α ν τ ί σ τ ο ι χ α (καθαροί αριθμοί, μί ' , μβ' =1)

ϋ :ει δι κή α γ ωγ ιμ ό τ η τ α του π ρ ο ϊ ό ντ ος δ ι ά βρ ωσ ης σε 1 /(Ω . c m )

Vm : μ ορι ακ ός όγκος του π ρ ο ϊό ν το ς δ ι άβ ρω ση ς σε c m 3 /mo 1 .

Ε πιπλέον η στ αθ ερ ά της τα χ ύτ ητ ας εξα ρτάται α) από τη θερ μοκ ρα σία , κατά το νόμο A r h e n i o u s (ενέργεια ε ν ε ρ γο πο ίη ση ς 18 Kcal/mol) , β) στην περίπτ ωσ η δ ι α β ρ ω τι κο ύ αερίου, από την κα θα ρό τη τα και από την πίεση (συ γκέντρωση) του δ ι αβ ρω τικ ού αε ρί ου και γ) από το πλ ήθ ος και την ένταξη των α τα ξι ών δομής.

Συμ πε ρα σμ ατ ικ ά, οι π ι θ α ν ό τ ε ρ ε ς δ ρά σε ις που αφορούν το φ αι νό μ ε ν ο της δ ι ά β ρ ωσ ης για την ειδική π ερ ίπ τωσ η του σιδήρου, π ε ρ ι γ ρ ά φ ο ν τ α ι από το σύσ τη μα ε ξι σώ σεω ν του σ χή μα το ς 1 στο οποίο φαίνεται τόσο το αρ χι κ ό στάδιο, όταν το μ έταλλο είναι ακόμη γυμνό από οξείδιο, όσο και το στάδιο πλ ήρ ους ε ξέ λι ξης του φαινομ ένου, όταν έχει πια σ χη ματ ισ τεί στ ρώ μα οξε ιδ ίο υ που παίζει το ρόλο του σ τε ρε ού ηλε κτρολ ύτη.

Μέταλλο (-)

Διάχυση

ϊραδ. Στάδιο

Διαβρωτικό (+) περιβάλλον

-2e = Fe^·^

L

Fe2 + 02- = FeO και συνολικά:

Fe+(l/2) 0z= FeO

Μέταλλο (-) Βραδ. Στάδιο

Οξείδιο Διάχυση

-2e= Fe

2e 2e .

Στερεός ηλεκτρολύτης

Διαβρωτικό (+) Περίβάλλον

l/202+2e=0===->Fe^+0^=FeO και συνολικά:

Fe+(l/2)02=Fe0

3.2. Μ η χ α ν ι σ μ ό ς χ η μ ι κ ή ς δ ι ά λ υ σ η ς

0 μ η χ αν ισ μό ς αυ τός ακο λο υθ εί τα ι όταν γίνεται στο μέ τα λλο ή κράμα ο μ ο ιό μο ρφ η χημική προσβ ολ ή ή δ ιά βρ ωση με βελ ον ισ μο ύς που ε ξελίσσεται σε χημική.

Η α π α ιτ ού με νη εν έρ γει α ε ν ερ γο πο ίη ση ς είναι μικρότερη, της τάξης των 6 Kcal/mol που

19

α ντ απ ο κρ ί νε τ αι στη διάχυ ση ιόντων σε διά λυ μα με την ε πίδραση του η λε κτ ρ ο ν ι κ ο ύ πεδ ίου του γα λ βα ν ικ ο ύ στοιχεί ου . Το β ρα δύτε ρο στά δι ο της δ ράσης είναι είτε η δι άχυση μέσα στο διά λυ μα του α ν τ ι δ ρώ ν το ς σ ώμα το ς προς την ε πι φάνε ια του μετάλλου, είτε η δι άχυση των προ ϊό ντ ων της δ ι άβ ρω ση ς προς το δ ι αβ ρω τι κό πε ριβάλ λον. Σ¥ην πρώτη περ ίπ τω ση η τα χύ τη τα της δι άβ ρω ση ς προς το δι αβ ρω τ ικ ό θα ακο λου θε ί έναν από τους νόμ ους του FICK y = kt ή y^ = kt, όπου η στα θε ρά της τα χύ τη τα ς Κ έχει την έννοια του σ υ ντ ελ εσ τή διά χυ ση ς Δ. Στη δεύτε ρη πε ρί πτ ωσ η η τ αχ ύτη τα της δ ι άβ ρω σης ακο λου θε ί το νόμο log y= K.t

4. Π Ρ Ο Σ Τ Α Σ Ι Α Α Π Ο Τ Η Δ Ι Α Β Ρ Ω Σ Η

Η επιλογή της κα τά λλ ηλ ης μεθ όδ ου π ρ οσ τα σί ας πρέπει να γίνει αφού λ ηφθ ούν υπόψη το είδος του μ ετ άλ λο υ ή κράματος, το δ ι αβ ρω τι κό περιβάλλ ον , το είδος της διάβρωσης, η δ υν ατ ό τη τ α ε φα ρμ ογ ής κάθε μ εθόδ ου και το κόστος της. Ση μα ντ ικ ός είναι επίσης ο έλε γχος της ύπα ρξ ης και η ρύθμι ση των παρ αγ όν τω ν που ε πη ρεάζουν τη δ ιά βρ ωση (θερμοκρασία, ρΗ, πε ρι πα τ ητ ι κά ρεύματα).

Ε υτυχώς η α πο κά λυ ψη των μ η χα νι σμ ών των δι αφόρων ειδών δ ιά βρ ωσ ης και τα σ υμ πε ρ ά σ μ α τ α των μ α κ ρ οσ κ οπ ικ ών και θ ερ μ ο δ υ ν α μ ι κ ώ ν εξετά σεών της, κ α θο δη γούν ως προς το είδος και τις συν θή κε ς ε φα ρμ ογή ς την μέ θοδ ο προστ ασίας . 0 τ οπ οχ ημ ικ ός χ α ρα κτ ήρ ας και η δια κύ μα νσ η των σ υνθηκών της δι άβ ρω ση ς δεν μας επι τρέπο υν τη πλήρη τιθ άσ ευ ση του φ αιν ομ έν ου, αλλά και την

ε π ιβ ρά δυν σή του. Για τους ίδιους λ ό γ ου ς κάθε περ ίπ τω ση δι άβ ρω ση ς αποτελ εί ξ εχ ωρι στό πρόβλημα, που χ ρε ιά ζετ αι ξεχωρ ιστή μελέτη, γιατί λαθ εμέν η μ έθ οδ ος π ρ ο σ τα σί ας είναι δυνατό να π ροκαλέσει ε πι τάχ υν ση της διάβρωση ς.

Οι μέθοδοι π ρ ο σ τα σί ας που επι νο ήθ ηκ αν α π οσ κο πού ν σ^την άμ εση ελάτ τωση του δ υ ν αμ ικ ού διάβρωσης, ή και της έν τασης της διάβρ ωσης. Το δυν αμ ικ ό δ ιά βρω ση ς είναι όπως α π ο δ εί χθ ηκ ε από τους μηχανισμ ού ς, το αί τιο της διά βρωσης, ενώ η ένταση του ρ εύ μα το ς δ ι ά βρ ω ση ς είναι το μέτρο της τ α χύ τη τας δι άβρωσης.

4.1. Κ α τ α π ο λ έ μ η σ η τ ο υ δ υ ν α μ ι κ ο ύ δ ι ά β ρ ω σ η ς i) Ε μ μ ε σ ε ς μ έ θ ο δ ο ι

Στις μ εθ όδ ου ς αυτές π ε ρ ι λ α μ βά νο ντ αι μία σειρά ε πιφ αν ει ακ ών ε πε ξε ργ ασ ιώ ν των μετ άλ λω ν και κραμάτων, που οδ ηγ ούν στη δ ημ ιο υ ρ γ ί α πάνω τους ε πι στ ρω μά τω ν με μ ικ ρό τ ε ρ ο δ υν αμ ικ ό διάβρωσης. Αυ τέ ς είναι:

α) Ε ν αζ ώτ ωση , φω σφ ορ υλ ίω ση , ενανθράκ ωση, β ) Επ L μ ε τ αλ λώ σε ις

γ) Κάλυψη των χαλύβ ων με Γ θ 3θ 4 και των κ ραμ άτων α ργι λ ίο υ με Α Ι 2Ο 3.3Η 2Ο.

Τα πιο πάνω επιστρ ώματα , για

α π ο τ ε λ ε σ μα τι κή πρ οσ τα σί α από τη διάβρωση, πρέπει να πληρο ύν όρους ως προς το πάχος, τη σ κληρότητα, τη σ υν άφ ει α και το πορώδες. Η χρήση τους πε ρι ορ ίζ ετ αι από το υψηλό τους κ ό σ τ ο ς .

δ) Α νο δι κή π ρο στ ασ ία

Η μέθ οδ ος αυτή είναι σχ ετ ικ ά κα ιν ού ργ ια και βασίζεται στη δ η μ ι ο υρ γί α και τη δια τή ρη ση ενός σ τ ρώ ματ ος π ρ οσ τ α τ ε υ τ ι κ ο ύ ο ξ ει δί ου με τη βοήθεια του η λ εκ τρ ικ ού ρεύματος, όπου το π ρο στ α τε υ όμ ε V ο μ έτ αλ λο ή κράμα συ νδέετ αι με το θετικό πόλο της πηγής, ο α ρν η τ ι κ ό ς πόλος της οποίας συνδέεται με β οη θη τι κό ηλεκτρ όδιο. Η τιμή της τάσης είναι τ έτοι α ώστε να δημ ιο υρ γε ίτ αι π ρ ο σ τ α τ ε υ τ ι κ ό στρ ώμ α οξε ιδ ίο υ στην επιφά νει α του μετάλλου, χωρίς όμως να π ρ αγ μ ατ οπ οι είτ αι α νο δι κή διά λυσή του. Η μέθοδος αυτή δεν είναι πολύ εύχρηστη γιατί εγκυμονεί τον κίνδυνο, η ε π ι βα λλ όμ εν η τάση να ξεφύγει από τον έλεγχό μας και να κ ατ αστρ έψει τη μετ αλ λι κή κ ατ ασ κευ ή που θέλουμ ε να προστα τέ ψου με. Α κόμ α η π ρ ο σ τ ασ ία που πρ οσφέρ ει είναι π ερι ορ ι σμ έν η και το κόστο ς της α ρκετ ά υ ψ η λ ό .

ϋ ) Ά μ ε σ ε ς μ έ θ ο δ ο ι

Οι μέθοδοι αυτές πρ οσ φέ ρο υ ν α π ο τ ε λ ε σ μ α ­ τικότερη π ρ οστ ασ ία στα μ έ τα λλ α και κράματ α γιατί επιδρούν σ' αυτά ώστε να τα κάνουν να σ υ μπ ε ριφ έρ οντ αι μόνιμ α σαν να είχαν μικ ρό τε ρη προδιά θε ση για διάβρωση. Οι κυρ ιό τε ρε ς από αυτή τη κ α τη γο ρί α με θόδων είναι:

1. Μέθοδοι θ υ σ ι αζ όμ εν ων η λ εκ τρ οδ ίω ν ή ανόδων 2. Καθοδ ικ ή πρ οσ τα σί α με επιβολή ε ξω τερι κής

τάσης ή με θ υ σ ι α ζ όμ εν α ηλεκ τρόδια .

3. Καθ οδ ικ ή π ρο στ ασ ία από θ υ σ ια ζό με νε ς ατα ξί ες

4. Καθ οδ ικ ή πρ οσ τα σί α από α κίδε ς - διόδους 22

5. Χ ρ ησ ι μ ο π ο ί η σ η του α τμ οσ φ α ι ρ ι κ ο ύ η λεκ τρ ι σμ ού

4 . 2 . Κ ο τ ο π ο λ έ μ η σ η τ ης έ ν τ α σ η ς τ ο υ ρ ε ύ μ α τ ο ς δ ι ά β ρ ω σ η ς με αντ ιδ ι α β ρ ω τ ι χά χ ρ ώ μ α τ α ή ά λ λ ε ς χ α λ υ π τ ι κ έ ς ο υ σ ί ε ς .

Οι μέθοδοι αυτές οδ ηγ ούν άμ εσα σε ελάττω ση της έντασης του ρε ύμ ατ ος δ ι ά βρ ωσ ης , ε ξαι τίας α υξ ημ έ νη ς ηλ εκ τρ ικ ής α ν τ ί σ τ α σ η ς που προκαλεί η πα ρο υσ ία στην επ ιφ άν ει α της κατ ασ κε υή ς α V τ ι δ ι α βρ ω τι κώ V χ ρω μά των ή άλλων καλυπτικ ών, που είναι μ ον ωτ ικ ά του η λε κτ ρισ μού. Αυτά πρέπει να κ αλ ύπτ ου ν π ρο δ ι α γ ρ α φ έ ς ως προς τη χημική α ντοχή , το πάχος, τη σ κληρ ότητα , το π ορώδες και τη συνάφεια. Είναι ε υκ ολό χρη στες μέθοδοι και πιο ο ικ ο ν ο μ ι κ έ ς και γι' αυτό βρίσκουν ευρεία εφαρμογή.

4.3. Σ ύ ν θ ε τ ε ς μ έ θ ο δ ο ι π ρ ο σ τ α σ ί α ς

Οι μέθοδοι αυ τές είναι σ υ νδ υ α σ μ ό ς των δύο πιο πάνω κατηγορ ιώ ν. Η πιο σημοίντική που εφαρμόζεται σ υ χ ν ό τε ρα είναι η καθοδι κή π ρο στ ασί α με ε ξω τε ρική τάση που α να π ρο σ αρ μ όζ ετ αι και με σ ύγ χρο νη χ ρ η σ ι μο πο ίη ση αντ ι δ ι αβρωτ ικών χρωμάτων.

II. Ε Ι Δ Ι Κ Η Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η

1. Τ Ο Μ Π Ε Τ Ο Ν

Το μπετόν είναι ένα π ρο νο μ ι ο ύ χ ο υλικό κατασκευής, -τόσο για κτίρια και δημ όσια έργα όσο και για βι ομ ηχ αν ικ ές ε γκ αταστ άσεις . Εί-ναι εύκολο να π α ρασ κε υασ τε ί , να χρη σι μο πο ιη θε ί και έχει χαμηλό κόστος κατασκ ευής . Η αντ ίσ τα σή του στη θλίψη είναι υψηλήί 20 έως 60 MPa , 28 ημέρες μετά την κατασκευή) και η π υκ νό τη τά του μπορεί να π ρο σα ρμο στ εί σε μια μεγάλη κλίμακ α τιμών (από 1500- 350 0 Kg/m^ ) , ε ξαρτ ώμενη σ ημα ντ ικ ά από τον τύπο των αδρανώ ν που χ ρ ησι μο πο ιή θηκ αν. Το α δύ να το σημείο του μπετόν είναι η α ντ ίσ τασή του στον ε φελ κυσμό (μόνο 2-3 MPa μετά από 28 ημέρες γήρ ανσης), που απαγορεύει τη χρήση του σε α ντ ι κ ε ί μ ε ν α πάνω στα οποία ε ξα σκούνται δυ νά με ις εφελκυσμού, στρέβλωσης, λ υγ ισ μο ύ και κάμψης (για π αρά δε ιγ μα δοκούς).

Γι' αυτό το μπετόν γ ενι κά σ υνδυ άζετα ι με το χάλυβα και σχη ματ ίζ ει το μπετόν - αρμέ (οπλισμένο σκυρόδεμα) . Ο σιδ ηρο πλισμός, με τη μορφή ράβδων ή τη μορφή πλέγματος, αποτελεί το σκελετό της κατασκευής.

□ Τα σ υ σ τ α τ ι κ ά τ ου μ π ε τ ό ν

Το μπετόν πα ρα σκ ευ άζ ετ αι από τρία υλικά: το τσιμέντο, τα αδρανή και το νερό.

Α ν άλο γα με τη χρήση, που γι' αυτή προορίζεται. Π ρο στ ίθ εν τα ι εφ' όσον αυτό

α παιτείται, και ο ρι σμ έν α β ε λ τ ι ωτ ικ ά των ιδιοτήτων του, κυρίως π οζ ολ α ν ι κ ά υλικά.

Η π οιό τη τα του μπετόν εξαρτάται κατά πρώτο λόγο από την π οι ότ ητ α των υλικών, αλλά και από ο ρ ισ μέ νο υς άλλο υς παρά γον τες, όπως την α να λο γία και τον τρόπο α ν ά μι ξη ς των υλικών, την κατασκευή' των κάλουπιών, και τη συμ πύ κν ωσ ή του μέσα στα καλούπια.

g x n p ” 2

Δ ιά γρ αμ μα ροής των δ ι αφόρων στα δίων που α κο λο υθ ού ν από την εξόρυξη των πρώτων υλών μέχρι το μπετόν.

Π ρο ε το ι μα σ ία των πρώτων υλών

1.1. To τ σ ι μ έ ν τ ο - η Β ν υ δ ά τ ω σ η τ ο υ τ σ ι μ έ ν τ ο υ Με τον όρο τ σι μέ ντο πόρτλαντ ορίζεται το προϊόν που πρ οκύπτει από την έψηση σε θ ε ρμ οκ ρα σία επι τήξ εω ς (κλινκεροποιή-σεως), 1380-1450°C , πλ ήρως ο μ ο γ ε ν ο π ο ι η μ έ ν ο υ με ίγ μα το ς 75% α σ βε σ τό λι θο υ και 25% α ργ ιλ ο π υ ρ η τ ι κ ώ ν υλικών και σ υν άλ εση του δ ημ ι ο υ ρ γ ού με νο υ προϊόντος, δηλ. κλίνκερ, με κ ατάλλ ηλη π οσ ότη τα γύψου (CaS0 4 .2 H 20). η γύ ψος προ στ ίθ ετ αι για να μην πήξει α μέσως το υλικό όταν έλθει σε επαφή με το νερό και για να έχει έναν εύλογο χρόνο ε ργα σιμ ό τ η τ α ς .

Το τ σιμέντο πό ρτλαντ κατέχει τη πρώτη θέση στην π αραγωγή τσιμέ ντ ων γενικά. Α ν άλ ογ α με διάφορα χ α ρ α κ τ η ρι στ ικ ά όπως η τ αχύ τητα σκληρύνσεως, η ταχύτ ητ α και η ολική ελκυόμ ενη θερ μό τη τα κατά την ενυδά τωσ η και η αν τί στ ασ η του ε σ κλ ηρ υμ έν ου τ σι μέν το υ στην προβολή από δια λύ μα τα θεϊκών αλ άτων , α ν αγ νω ρί ζο ντ αι διάφοροι τύποι τσιμέντων.

Επίσης κ ατ ασ κευ άζ οντ αι μερικοί τύποι τσιμέντων για ειδικές χρήσεις, όπως λευκά τσιμέντα, τσιμέν τα που χ ρ η σ ι μ οπ οι ού ντ αι για τη σ τε γα νο π οί η ση των τ οι χωμ άτ ων στις γ ε ω τ ρ ήσ ει ς πετρελαίου, τσιμέ ντ α σ κω ρί ας κλπ.

Π αρά γο ν τε ς που ε πη ρε άζο υν την π οι ότη τα του τσ ιμ έν το υ είναι η χημική σ ύσ ταση του μίγ μα το ς πρώτων υλών, και κατά συνέπεια, η ο ρυ κτ ολ ογ ικ ή σύσταση του κλίνκερ, το ψή σι μο του κλίνκερ και η ποσ ότ ητ α της γύψ ου κατά τη συνάλεση.

26

την π ο ι ότ ητ α Σ υσ τα τικ ά που υ πο βα θμ ίζ ου ν

τσ ιμ έν το υ είναι MgO και S O 3.

Στο σχήμα 2 φα ίνεται μια τυπική ανάλυση, κλίνκερ και τσιμέ ντ ο τύπου πόρτλαντ.

Τα σ υστ α τι κά του τσ ιμ έν το υ πόρτλαντ είναι όλα άνυδρα.

‘Το κ λίνκερ είναι ένα ετε ρο γε νέ ς μίγμα διαφόρων ενώσεων, που ο σ χη μ α τ ι σ μ ό ς τους απαιτεί την συ νε ργ ασ ία και των τριών φάσεων

(αέρια - υγρή - στερεή).

Ακόμη και κάθε ένας από τους

λ ε ι ο τ ρ ι β η μμ έν ου ς κόκκο υς του κλί νκερ είναι ετερογενής, α πο τ ε λ ο ύ μ ε ν ο ς από τη διά φορη π αρουσία των κυρίων σ υ στ ατ ικ ών του. Μικροί κρύσταλλοι C3-S (αλίτης) και β-023 (βελίτης) είναι ε γκ λω βισ μέ νοι μέσα σε μια μ ι κ ροκ ρυ στ αλ λι κή έως άμο ρφη μάζα που σ υντίθενται από C 3A και C 4AF, ή α πλ ού σ τ ε ρ α στη φάση του φερίτη. Τα οξ εί δι α αυτά ο νομά ζοντα ι διπλά οξείδια, δηλαδή οξ ε ίδ ια που έχουν ένα δεσμό Ca- Ο -Me, όπου Me: μ έτ αλλ ο η λεκτραρV ητ ικότερο του α σβ εσ τ ί ο υ (εδώ Α1, Fe, ή Si ) .

Α ν αλ υ τι κό τε ρα, το C 3S είναι το πιο σημ αν τι κό συ στ ατ ικ ό του κλίνκερ, γιατί τα προϊό ντ α ε νυ δά τωσ ης του δ ίνουν στο τ σι μέν το την αντοχή του, όμως σε υψηλό ποσ οστό είναι ε πιρρεπές στη διάβρωση. Το β-023 είναι α ν θ εκ τ ικ ό τε ρο στη δ ιά βρ ωση από το C 3S, αλλά κατώτερο σε υ δ ρα υλ ικ ές ιδιότητες. Το C 3A είναι πολύ ε υαίσθητη ουσία, γιατί ενυδατ ώνετα ι γ ρήγορα και προκαλεί διάβρωση. Η π αρ ουσ ία του

27

είναι α νεπ ιθ ύ μη τη αλλά και αν από φε υκ τη . Το C 4AF είναι πολύ αν θε κτ ικ ό στην π ρο σβο λή από τα θειικά και η θε ρμ ότ ητ α εν υδ ά τω σή ς του είναι χ α μ η λ ή .

Η ε νυδάτωση δε του τσ ιμ έν το υ πόρτλαντ βασίζεται σε α ντ ι δ ρ ά σ ε ι ς πολ ύ.π λοκες και γι' αυτό υπάρχ ου ν αρ κε τέ ς θ εω ρίε ς πάνω στ«<ήν ερμηνεία τους. Σε γε νι κέ ς γ ρα μμέ ς πάντως θεωρείται ότι κατά το αρ χικ ό στάδιο της ενυδάτω σή ς η αν τί δρ ασ η των συσ τα τι κώ ν του τσιμέ ντ ου με νερό οδηγεί στο δια δο χι κό σ χ ηματ ισ μό σ υ μπ λοκ ών με πα ρά λλ ηλ η απ οσ ύν θε ση των σ χ η μ α τι ζό με νω ν συμπ λο κών , ενώ θεω ρείται ότι κατά τα πρώτα αυτά στ άδ ια της ε νυ δάτω σής δ ημι ου ργ ούν ται « υμ έν ες π ρ ο σ ρ ό φη ση ς» που η σύστασή τους είναι π ερ ίπ ου η ίδια με τη σύσταση του δ ια λύ ματ ος . Οι ενώσεις που αποτε λού ν τον υμένα κρ ατούν δεσ με υμ έν ο νερό.

Τελικά, μετά τη συ μπ ύκ νω ση των α νι όντ ων στον υμένα, α π οδ ε σμ ε ύ ο ν τ α ι ιόντα ασβεστίο υ, που καταλήγ ου ν στους τρ ιχ οε ιδ ής πόρους του μπετόν σαν δ ιάλυμα Ca (0 Η ) 2 · Όσον α φορά τα αλκ άλ ια , ένα μέρος τους δεσμε ύετ αι από τις ένυ δρες φάσεις του τ σ ιμ έν το υ που σ χη μ ατ ίστηκ αν, ενώ το υπόλο ιπο βρίσκεται δ ια λυ μέ νο μέσα στο νερό στους πόρους του μπετόν.

Το τσι μέ ντ ο κατά την ε νυ δά τωσή του δεσμεύει ποσότη τα ν ερού ίση π ερ ίπ ου με το 22-25% του βάρους του (δηλαδή λό γος νε ρού προς τσιμέν το w/c=0, 22/1 ως 0,25/1). Το υ πό λοι πο νερό παραμένει α δ έ σ με υτ ο και σ χημ ατί ζει μαζί με τον αέρα το π ορώ δες του μπετόν. Π ορώ δες που

28