بررسي خوردگي حفره‌اي فولاد ساده كربني در محلول حفره بتن و نقش بازدارندگي نيتريت با بررسي پتانسيل و شدت جريان پيل با الكترودهاي يكسان

An Investigation on Mild Steel Pitting Corrosion in Concrete Pore Solution and Inhibitive Effect of Nitrite by Measuring Couple Current Density and Potential of Identical Electrodes

خوردگي حفره‌اي فولاد در بتن يكي از دغدغه‌‌هاي اساسي مهندسان عمران در بهره‌برداري بهينه از سازه‌هاي مسلح شده بتني در محيط‌هاي آبي مي‌باشد. معرفي روشي سهل و مطمين براي پيش‌بيني امكان وقوع خوردگي حفره‌اي مورد توجه محققان خوردگي بوده است. هدف از تحقيق حاضر مقايسه مقادير پتانسيل حفره‌دار شدن اندازه گيري شده از روشهاي پلاريزاسيون با پتانسيل متغير و آمپرمتر با مقاومت صفر(Zero resistance ammeter) است. همچنين در اين مقاله نقش بازدارنده نيتريت در حفره‌دار شدن فولاد ساده كربني توسط دو روش ياد شده بررسي گرديده است. بررسي انجام شده بر روي رفتار پلاريزاسيون با پتانسيل متغير فولاد ساده كربني در محلول حفره بتن (محلول اشباع هيدرواكسيد كلسيم) بيانگر رفتار رويينگي تا وقوع فرايند فرا رويينگي ناشي از اكسيداسيون آب است. همچنين ديده شد كه اضافه شدن 5/0 مولار نمك كلريد سديم به همين محلول باعث وقوع خوردگي حفره‌اي در پتانسيل 327 ميلي‌ولت مي‌گردد. اضافه نمودن يون بازدارنده نيتريت به ميزان 5/0 مولار به محلول حفره بتن حاوي 5/0 مولار يون كلرايد، باعث انتقال پتانسيل خوردگي فولاد به سمت مقادير آندي تر به ميزان 562 ميلي‌ولت شده است. روش آمپرمتر با مقاومت صفر براي اندازه گيري پتانسيل و شدت جريان اتصال دو الكترود يكسان از فولاد مورد آزمايش در محلول‌هاي ياد شده مورد استفاده قرار گرفت. نتايج به دست آمده از تغييرات شدت جريان اتصال نشان دهنده وجود رويينگي فولاد در محلول‌هاي حفره بتن و محلول حفره بتن حاوي يون‌هاي كلرايد و نيتريت است حال آنكه خوردگي حفره‌اي فولاد در محلول اشباع حفره بتن حاوي يون كلرايد پس از 300 ثانيه به وقوع مي‌پيوندد. وقوع خوردگي حفره‌اي را مي‌توان با استفاده از نتايج حاصله به افزايش پتانسيل خوردگي از پتانسيل خوردگي به دست آمده از روش آمپرمتر با مقاومت صفر پيش بيني كرد كه نتايج آن با پتانسيل خوردگي حفره‌اي به دست آمده از روش پلاريزاسيون با پتانسيل متغير قابل مقايسه است.

Pitting corrosion of embedded mild steel in concrete is one of the main concerns of civil engineers. Introducing a reliable measuring method for prediction its corrosion has been intensely considered by corrosion researchers. The aim of the present study is to demonstrate the pitting potential measurement correlation between potentiodynamic polarization and zero resistance ammeter on two identical electrode techniques. Potentiodynamic polarization of mild steel in concrete pore solution (saturated Ca(OH)2) shows passivition prior to transpassivity due to water oxidation. Addition of 0.5 MNaCl to the above solution caused pitting corrosion at 327 mV. Meanwhile the presence of nitrite ions as an inhibitor by addition of 0.5M NaN02 to the concrete pore solution containing 0.5M NaCl caused an increase of 562 mV in pitting potential. Zero resistance ammeter (ZRA) technique was employed to measure the galvanic current density and potential of two coupled identical electrodes of investigated mild steel in the mentioned environments. The results of ZRA investigation revealed passivity behavior in concrete pore solution and concrete pore solution containing chloride and nitrite ions but pitting corrosion in concrete pore solution containing chloride ions after 300 second of immersion. Pitting corrosion occurrence was attributed to the establishment of pitting criteria by exceeding pitting corrosion from pitting potential. The value of pitting potential obtained by ZRA technique was very close to the one measured by potentiodynamic polarization technique.