大多数建筑项目涉及以一种形式与地球的互动。几乎所有类型的基础设施,从地面结构,诸如建筑物和道路之类的地面结构,以埋地的结构,如地下管道,船只和公用事业,依靠土壤作为稳定性和支持的手段。不幸的是,根据其组成,许多土壤可能对金属材料腐蚀。
可以由特定土壤类型引起的腐蚀的严重程度取决于各种因素,包括土壤的化学性质,环境条件和与土壤接触的金属的性质。在本文中,我们将介绍原因土壤中的腐蚀并详细分析了造成不同程度土壤腐蚀性的因素。
什么是土壤腐蚀?
简单地,土壤腐蚀是一种电化学过程,由此土壤和接触金属之间的复杂化学反应导致形成腐蚀产物和金属的劣化。(阅读文章中的底漆土壤腐蚀介绍.)
腐蚀是天然的氧化还原反应(reduction-oxidation)将精制金属转化为其更具化学稳定的状态。必须存在三个组件进行腐蚀:阳极(埋藏金属与土壤接触),a阴极(氧气)和一个电解液(土壤中的水分)。腐蚀的程度和腐蚀速率不同土壤类型和性质之间的差异。
影响土壤腐蚀的因素
影响土壤严重程度和腐蚀速率的关键因素是:
通风
通风指土壤颗粒的空隙内的空气量。曝气程度较高(更高孔隙度)降低了腐蚀形成的倾向。通气良好的土壤促进更高的蒸发速率和保留更少的水,从而减少了可用于发生腐蚀性氧化还原反应的电解质的数量。
土壤中的通气量与土壤粒度和渐变直接相关。例如,由于粒度相对较大的粒度,砂土具有更好的曝气,并允许粘土土壤的水分排出和蒸发。
水分含量
如前所述,发生腐蚀所需的关键元件之一是电解质,其负责促进阳极和阴极之间的电子传递。干燥的土壤,存在的电解质较少,以促进腐蚀过程。
土壤电阻率与土壤的水分含量直接相关和水平可溶性盐在土壤中。(了解文章中的有关可溶性盐的更多信息理解可溶性盐在涂层故障中的作用的五个关键因素。)增加水分含量降低土壤电阻率。由于腐蚀是一种涉及电势和电子传递的电化学过程,但高水平的土壤电阻率阻碍了腐蚀过程,同时具有低阻水平被视为更加腐蚀性。砂质土壤容易排出,因此被认为是最不腐蚀的,而通过对比度,克莱y线圈保持电解质(水分),并且被认为是腐蚀性谱的较高端。
溶解盐含量
虽然土壤中的水的存在使氧化和通过延伸腐蚀,但该过程可以通过存在而大大加速溶解的盐.溶解在水中的氯盐增加了电解质的电导率(由于离解离子的数量增加),并增加了电解反应的数量。一般来说,氯化物和硫酸盐含量分别低于100ppm和200ppm的土壤被认为是轻度腐蚀性的。
土壤酸度(pH水平)
pH(氢气的潜力)是用于测量的数值尺度酸度或碱度解决方案。尺度范围为1至14,7是中性(既不酸性也不是碱性)点。值低于7表示酸度,1是最酸性的,7以上7表示碱度,14是最碱性的14个。
土壤的pH水平广泛变化,值范围从2.5到10.土壤中的7个中性pH值被认为是最大限度地减少腐蚀潜力的理想选择。pH值低于5的土壤被认为是侵略性的,可以导致腐蚀速率提高和早产点蚀金属。由于降雨等环境因素,给定土壤的固有pH可以波动。
温度
土壤的电阻率受到大气温度的影响。随着温度降低,土壤的电阻率增加,因此土壤的腐蚀潜力降低。由于孔隙水在0°C(32°F),其电阻率突然增加。随后的温度降低导致土壤电阻率几乎指数增加。因此,在零温度环境中,腐蚀的形成非常不可能。
减少土壤腐蚀的方法
有几种方法可用于减轻土壤腐蚀的可能性,包括阴极保护那牺牲阳极和保护涂料.有关这些方法的更多信息可在下面列出的相关文章中提供。所有这些方法都非常有效,可以帮助避免长期维修和更换。
结论
在大多数陆地建筑项目中几乎是不可能的,以避免与周围土壤相互作用。因此,了解土壤腐蚀现象和对该过程有助于的关键因素是重要的。