污染土對鋼鐵材料的腐蝕影響與試驗研究

《污染土對鋼鐵材料的腐蝕影響與試驗研究》是依託太原理工大學，由韓鵬舉擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：污染土對鋼鐵材料的腐蝕影響與試驗研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：韓鵬舉
• 依託單位：太原理工大學

項目摘要

本項目以污染土對鋼鐵材料的腐蝕性評價指標為基點，通過Q235鋼和X70鋼兩種鋼鐵材料在污染土中的室內埋片模擬試驗，測試不同類型不同腐蝕時間下污染土的物理、化學、電化學參數和鋼鐵材料的腐蝕形貌、微觀結構、腐蝕失重和腐蝕速率等參數，研究各種污染土基本參數之間的相互關係和鋼鐵材料在污染土中的腐蝕行為和腐蝕規律，重點研究腐蝕速率與污染土pH值、腐蝕電位、氧化還原電位、阻抗譜之間的關係規律，利用模糊數學的方法篩選、判定與建立鋼鐵材料在污染土中腐蝕性的評價指標並提出其分類、分級，為《岩土工程勘察規範》（GB50021）中土對鋼鐵材料腐蝕性評價標準的修訂提供依據，為在污染土場地相關工程建設項目的設計選材與防護技術提供重要的基礎數據和科學依據，有重大的經濟和社會效益。

結題摘要

本項目以污染土對鋼鐵材料的腐蝕性評價指標為基點，基於常規土工測試手段結合電化學工作站（EC-WS）、掃描電鏡（SEM）、能譜分析（EDS）、電化學阻抗譜（EIS）等測試技術，通過Q235鋼和X70鋼兩種鋼在污染土中的模擬試驗，研究污染土的基本參數分布規律和鋼鐵材料的腐蝕宏、微觀形貌、腐蝕失重率和腐蝕速率、腐蝕動力方程、腐蝕行為和電化學阻抗譜電效電路參數，探討鋼鐵材料在污染土中腐蝕性等級與腐蝕機理；得到了8種不同類型無機化合物污染土、有機化合物污染土4種不同致污物質含量下塑性指數、壓縮模量、電阻率和氧化還原電位大小排序規律，統計了污染土的飽和度、電阻率平均值與污染物的含量的數學關係；揭示了不同污染土中兩種鋼的腐蝕巨觀形貌規律；計算得到了Q235鋼與X70鋼的腐蝕失重率、腐蝕動力方程、腐蝕速率和腐蝕速率影響因子，得到了Q235鋼與X70鋼224天腐蝕失重率從小到大排序規律；計算得到了單一類型224天污染土的腐蝕速率影響因子平均值排序規律，總體上污染土對Q235鋼的腐蝕影響大於X70鋼；通過對土體參數與鋼腐蝕速率的相關性分析，得到了腐蝕速率的多元線性回歸模型，並給出模型參數；結合土體參數與腐蝕速率排序，綜合評價污染土的腐蝕性等級判別的可靠性；通過極化曲線、電化學阻抗譜、巨觀、微觀圖像分析得出X70鋼在不同含水量氯化鈉污染砂土在的腐蝕規律，X70鋼腐蝕基本呈局部點蝕趨勢，氯化鈉有助於陰陽極電化學反應的進行，腐蝕電流密度增大，腐蝕速率增大；腐蝕產物主要是三氧化二鐵，產物中氯離子含量很少；通過直流電加速腐蝕試驗，將X70鋼在砂土中不腐蝕階段的腐蝕階段主要分為腐蝕初期、腐蝕中期和腐蝕後期,並探討了不同階段的腐蝕機理與規律。項目研究成果在科學層面上是對鋼鐵材料在岩土工程中腐蝕理論的創新和發展；在技術層面上實現了多種測試技術在岩土中鋼鐵材料腐蝕評價的可靠度判準的突破，由此推進了鋼材耐久性和可靠性的創新，為在污染土場地相關工程建設項目的設計選材與防護技術提供重要的基礎數據和科學依據，有重大的經濟和社會效益。