【现货速发】砂土电化学腐蚀

谢瑞珍，女，硕士就读于太原理工大学，材料科学与工程学院，表面工程研究所，主要参与研究材料表面改性和腐蚀磨损性能;博士就读于太原理工大学，土木工程学院，岩土工程专业;现为晋中学院副教授，担任“材料科学与工程系实验室”主任。近年来参与了太原理工大学岩土与地下工程山西省重点实验室白晓红团队土壤腐蚀性及腐蚀应用相关研究，主要从事砂土环境中金属材料的腐蚀行为研究。目前，参与国家自然科学基金项目2项，主持校级项目1项，省部级项目2项。在国际和国内刊物上发表多篇科技论文，其中一作论文共9篇，包括SCl6篇，中文核心3篇。

第一章绪论

1.1引言

1.2盐溃/污染土的形成及其工程性质研究现状

1.2.1盐渍/污染土的污染机制

1.2.2盐溃/污染土的工程性质研究现状

1.3土壤腐蚀特性研究现状

1.3.1混凝土和钢筋混凝土结构

1.3.2管线钢的土壤腐蚀

1.3.3土壤腐蚀评价方法

1.4电化学理论及其在砂土中的应用研究现状

1.4.1腐蚀电化学理论

1.4.2砂土的电化学特性及腐蚀应用研究现状

1.5选题意义和研究内容

第二章砂土电化学理论模型研究

2.1引言

2.2试验材料和方法

2.2.1试验材料

2.2.2试验方法，

2.3结果与讨论

2.3.1砂土颗粒形貌

2.3.2砂土颗粒分布规律

2.3.3水分特征曲线模型

2.3.4砂土一电极等效电路模型

2.4本章小结

……

第三章不同含水量砂土的电化学行为研究

第四章含易溶钠盐砂土的电化学阻抗行为研究

第五章含易溶钠盐砂土中X80钢的腐蚀机理研究

第六章含易溶钠盐砂土电化学机理分析研究

第七章结论与展望

附录

术语和符号说明

参考文献

1.2.1盐渍/污染土的污染机制

盐渍/污染土的污染机制方面的研究主要集中在离子交换、双电层变化和胶结物溶蚀、溶解三个方面。国外在这方面研究相对较早，Payne等研究了高岭黏士对孔隙液中铜离子的吸附与浓度的影响以及不同类型的黏士土(高岭石、伊利石、蒙脱石)对重金属等离子的吸附。Kelly对防止污染物质进入水体与士体的方法，以及土体再生利用可能性进行了研究。张信贵等研究了水土作用中矿物质(铁、钙、镁和铝)含量和存在状态，得出了污染土结构强度的影响及其机理。叶为民等基于钠高岭土实验得出土中双电层对水的渗透起阻滞作用;在非饱和土中，应考虑双电层对渗透率的影响。刘茜等利用土柱试验对海水入侵过程中可能发生的水文地球化学作用进行了研究，得出地下水与黏粒之间的阳离子交换吸附作用是主要的。陈余道等研究了污染土中胶结物成分变化和胶结作用的强弱对土体结构强度的影响。蒙高磊等研究了水土作用对桂林重塑红黏土界限含水量以及胀缩性的影响及作用机理。

盐渍/污染土的形成是土-水溶液系统间污染物转化、迁移、降解、吸收、扩散的过程。原来的土体体系中增加了新的化学组分或改变了其原先的化学组分，压缩或增加双电层厚度，最终影响胶体颗粒的膨胀力度，如粒间应力、土体体积变化、膨胀和收缩等。

1.2.2盐渍/污染土的工程性质研究现状

盐溃/污染土工程性质方面的研究主要集中在其物理、力学和电学特性的研究。刘汉龙等研究了酸碱污染土基本物理性质。刘全义认为土与污染物作用时间和作用时的温度是研究污染土工程性质需要考虑的因素。李琦等对污染地区的岩土工程勘察内容、评价以及一些主要的治理措施进行了评价。白晓红等通过室内试验研究了H,SOq、NaOH 和NaCl污染后土样的可塑性指标变化。

电阻率法是一种无损、快捷、简便的方法，目前研究最多，已经广泛应用于污染土性质的评价与加固测试效果中。有机污染土电阻率，与土中污染物含量、渗漏过程以及土体强度等相关。刘松玉等在重金属污染、有机污染土电阻率特性阐释和电阻率CPTU (多功能孔压静力触探)评价污染场地原理方法研究的基础上发现，不同含油率的柴油、煤油污染土电阻率与体积含湿率、油水饱和度间的关系可以用同一公式表达。郭秀军研究了生活垃圾渗滤液污染土渗滤液渗漏污染过程的二维、三维电阻率映像法，基于Archie型公式求得土体中污染物的含量，计算相对误差低于10%。边汉亮等研究发现，同一龄期有机氯农药(氘氰菊酯)污染土的电阻率随农药掺量的增加而减小，在28d龄期时电阻率最大。董晓强等建立了生活污水、造纸厂污水污染水泥土电阻率和抗压强度的定量关系。

重金属污染土电阻率特性，也与污染物浓度、污染土强度和物理指标等相关。章定文等研究发现水泥固化重金属(铅)污染土电阻率与强度之间近似服从幂函数关系，并将Archie电阻率公式扩展应用到固化重金属污染土领域，研究了碳化对水泥固化铅污染土电阻率特性的影响。张少华等研究发现水泥固化锌污染土的电阻率随交流电频率的增加而明显降低，在各个龄期下电阻率与强度均呈现出很好的线性关系。储亚等根据锌(Zn)污染后土体的物理指标变化，建立土壤电阻率与pH、塑限、液限、颗粒成分等物理指标的相关关系。叶萌等研究发现影响重金属(Cu)污染土电阻率变化的主次因素依次是重金属污染物浓度、含水率、土的类型。

整体而言，盐渍/污染土污染机理已提出;工程性质方面进行了大量研究，取得了丰硕的成果;电阻率测试技术已广泛应用于污染土性质的评价与加固测试效果中。

……

金属或合金在土壤中发生的腐蚀称为土壤腐蚀。随着现代工业的发展，在地下铺设了越来越多的油管、水管和煤气管道，构成了“地下动脉”。由于土壤组成和性质的复杂性，金属的土壤腐蚀差别很大。埋在某些土壤中的古代铁器可以经历千百年而没有多大锈蚀，可是有些地下管道却只用了一两年就腐蚀穿孔。同一根输油管在某一地段腐蚀很严重，而在另一地段却完好无损。因此研究金属材料的砂土环境腐蚀为和规律，为地下工程选材与防护设计提供科学依据，具有重大意义。本书以砂土电化学理论、含易溶钠盐砂土电化学特性和砂土中X80钢电化学腐蚀应用为研究主线，基于电化学理论、土壤粘附机理及考虑时效机制进一步探索含易溶钠盐砂土粘附-电化学现象之间的关系，研究含易溶钠盐砂土的电化学特性及其腐蚀机理。并在此基础上研究了自然风干状态下砂土中x80钢的电化学腐蚀行为。