- Abstract
- 1. Introduzione
- 2. Meccanismo dell’inibitore di corrosione al nitrito
- 3. Caratteristiche generali dell’inibitore di corrosione di nitrito
- 4. Inibizione della corrosione del nitrito inibitore di corrosione
- 4.1. Inibizione della corrosione nel calcestruzzo contenente cloruro
- 4.2. Quando gli ioni di cloruro penetrano nel calcestruzzo a causa del sale antighiaccio, della brezza marina, delle onde, ecc., la preincorporazione di nitrito può anche proteggere efficacemente le barre d’acciaio. Il campione di calcestruzzo contenente nitrito di calcio è immerso in una soluzione acquosa al 3% di cloruro di sodio con l’ambiente circolante di alta temperatura e alta umidità (60°C, 90%), bassa temperatura e bassa umidità (20°C, 40%). La figura 3 mostra i risultati delle misurazioni della concentrazione di ioni cloruro nel calcestruzzo e il potenziale della barra d’acciaio. Facendo riferimento alla figura 3, il nitrito di calcio può rallentare efficacemente il declino del potenziale e ridurre il grado di corrosione. La tabella 1 mostra che maggiore è la quantità di incorporazione di nitrito di calcio, maggiore è la concentrazione di NaCl associata alla corrosione iniziale. Essere visto, quando il sale cloruro è infiltrato nel calcestruzzo dall’ambiente esterno, l’inibitore di corrosione nitrito preincorporazione può prolungare il tempo di inizio della corrosione della barra d’acciaio e prolungare la vita della struttura in cemento armato . Parametro Ca(NO2)2/L/m3 0 10 20 30 Tempo/d 70 125 190 235 Concentrazione di NaCl/% 0.14 0.26 0.38 0.46 Tabella 1 Corrosione iniziale in relazione alla concentrazione di NaCl. Figura 3 Variazione della concentrazione di NaCl e del potenziale. 4.3. Inibizione della corrosione nel calcestruzzo carbonatato
- 4.4. Inibizione della corrosione nelle strutture esistenti in cemento armato
- 4.5. Effetto di inibizione della corrosione a lungo termine dell’inibitore di corrosione di nitrito
- 5. Metodi per il rilevamento della concentrazione dello ione nitrito
- 5.1. Titolazione diretta
- 5.2. Determinazione semiquantitativa della differenza di colore
- 5.3. Determinazione quantitativa spettrofotometrica
- 6. Preoccupazioni ambientali sull’inibitore di corrosione di nitrito
- 7. Conclusioni
- Conflitti di interesse
- Riconoscimenti
Abstract
L’inibitore di nitrito è un tipo di additivo di corrosione più efficace usato nel calcestruzzo armato. Questo articolo ha esposto il meccanismo di inibizione e la proprietà fisica del nitrito nel calcestruzzo. Inoltre, i recenti progressi e le condizioni di applicazione in patria e all’estero sono stati riassunti. Nel frattempo, sono stati proposti metodi corrispondenti per rilevare la concentrazione di ioni nitrito. Inoltre, è stata presentata la pratica di inibizione della protezione contro la corrosione della barra di rinforzo nel calcestruzzo. È stata ottenuta l’efficacia inibitoria a lungo termine dello ione nitrito nel calcestruzzo quando i rapporti n()/n(Cl-) sono superiori ai valori di soglia nel calcestruzzo. Infine è stato confermato che il rapporto molare critico di n()/n(Cl-) è aumentato con la concentrazione differenziale dello ione nitrito, il catodo più alto e il rapporto di area anodica nella barra d’acciaio.
1. Introduzione
In genere, gli ioni idrossido contenuti nella soluzione dei pori del calcestruzzo rendono il pH del calcestruzzo superiore a 12,0. Nell’ambiente alcalino, la superficie della barra d’acciaio è facile da formare una pellicola di passivazione di 20Å a 60Å di spessore, che agisce come una barriera contro l’intrusione di specie aggressive, fornendo una protezione chimica e fisica all’armatura incorporata. Il sale cloruro e la carbonatazione possono facilmente distruggere il film di passivazione e causare la corrosione delle barre d’acciaio. Così, al fine di affrontare il problema della corrosione dell’acciaio nel calcestruzzo, l’aggiunta di inibitori di corrosione nel calcestruzzo è stato frequentemente utilizzato, che è considerato come un metodo efficace ed economico per evitare o ritardare la corrosione delle strutture in cemento armato.
Il calcestruzzo mescolato con inibitore di corrosione nitrito viene utilizzato per proteggere l’acciaio nel calcestruzzo. Ci sono molti rapporti sull’uso di questo metodo in patria e all’estero. Il nitrito è il miglior inibitore di corrosione. È quello usato più ampiamente e nelle maggiori quantità. L’inibitore di corrosione di nitrito può ritardare il tempo di fallimento del film di passivazione e rallentare il tasso di corrosione della barra d’acciaio nel calcestruzzo. Dopo aver misurato il potenziale nelle strutture in cemento armato, incorporando decine di inibitori di corrosione delle barre d’acciaio come fosfato, ossido di zinco, gluconato e nitrito comunemente usati in ingegneria, Gonzalez et al. hanno ritenuto che il nitrito di calcio ha la migliore resistenza alla corrosione. Berke et al. hanno anche concordato che l’additivo inibitore di corrosione più usato è il nitrito di calcio, a causa delle sue eccellenti proprietà inibitorie e del suo effetto benigno sulle proprietà del calcestruzzo. L’inibitore di corrosione con nitrito come componente principale è stato utilizzato in migliaia di edifici di parcheggio, piattaforme offshore e autostrade in Giappone, Europa e altri paesi. Anche il “Technical Standard for the Use of Reinforced Concrete Corrosion Preventers” cinese (YB/T9231-98) è basato sul nitrito di calcio. L’inibitore tipo RI-1 sviluppato dal National Metallurgical Building Research Institute è stato utilizzato in centinaia di progetti in tutto il mondo. In generale, si può notare che gli inibitori di corrosione usati nei progetti in cemento armato sono ancora dominati da componenti di nitrito.
2. Meccanismo dell’inibitore di corrosione al nitrito
Come inibitore di corrosione della barra d’acciaio di tipo anodico, il nitrito forma una pellicola densa di passivazione ossidando gli atomi di ferro sulla superficie della barra d’acciaio, inibendo la reazione anodica della superficie della barra d’acciaio. Il meccanismo dell’inibizione della corrosione nel cemento armato è che la reazione elettrochimica tra e Fe2+ forma una pellicola di passivazione Fe2O3 sulla superficie dell’acciaio che può rallentare la corrosione dell’acciaio impedendo la perdita di elettroni dopo che gli atomi di ferro continuano a dissolversi.
Quando il calcestruzzo contiene un’alta concentrazione di , le reazioni chimiche di (1)(2) si verificano per sopprimere la reazione di corrosione e proteggere le barre d’acciaio. Quando la concentrazione di ioni nitrito è bassa, la superficie della barra d’acciaio non è in grado di formare una pellicola di passivazione sufficiente, quindi l’effetto di inibizione della ruggine si indebolisce o scompare. Il nitrito è un tipo di film di passivazione anodica, che può inibire i punti di micro-corrosione nel film di passivazione in pitting stabile. Inoltre, il nitrito non cambia le strutture cristalline e le proprietà elettroniche del film di passivazione; cioè, il film di passivazione è ancora un semiconduttore amorfo di tipo n. Il film di fase accelera il tasso di crescita del film, aumenta il contenuto superficiale di γ-FeOOH del film di passivazione, migliora la superficie del film di passivazione, la rende più piatta, e ha un effetto inibitorio significativo sulla corrosione delle macrocelle.
3. Caratteristiche generali dell’inibitore di corrosione di nitrito
Le specie di nitrito hanno un grande impatto sul tempo di presa della pasta di cemento, quindi, limitando l’applicazione di alcuni inibitori di corrosione di nitrito nell’ingegneria del cemento. I risultati mostrano che la pasta di cemento con un rapporto acqua-cemento di 0,3 produrrà una presa rapida quando il contenuto di nitrito di calcio o nitrito di magnesio è del 4%; la presa rapida si verifica quando la quantità di nitrito di potassio è del 2%; nitrito di litio, nitrito di sodio e nitrito di bismuto può raggiungere il 10%. D’altra parte, il nitrito di sodio accelera il verificarsi della reazione alcali-aggregato aumentando il contenuto di alcali nella soluzione dei pori del calcestruzzo; nitrito di litio non solo ha una buona resistenza alla ruggine, ma inibisce anche il verificarsi della reazione alcali-aggregato. Il nitrito di calcio ha un prezzo basso e un eccellente effetto di resistenza alla ruggine e ha un certo effetto di resistenza iniziale, ma accorcia il tempo di posa e aumenta la deformazione da ritiro. .
4. Inibizione della corrosione del nitrito inibitore di corrosione
4.1. Inibizione della corrosione nel calcestruzzo contenente cloruro
Recentemente, gli inibitori di corrosione del nitrito sono spesso usati nel calcestruzzo contenente cloruro. La “Specifica tecnica per l’applicazione di additivi per calcestruzzo” (GB50119-2013) stabilisce che solo quando il rapporto molare tra nitrito e cloruro è superiore a una certa proporzione può essere garantito l’effetto di inibizione della corrosione delle barre d’acciaio. I seguenti fattori influenzano il rapporto molare critico di n()/n(Cl-), come le specie di cloruro e nitrito nel calcestruzzo, le condizioni e il periodo di stagionatura, l’ambiente di corrosione e i metodi di valutazione. Liu et al conducono prove accelerate di corrosione dell’acciaio del cemento armato contenente varie quantità di cloruro di calcio e nitrito di calcio e determinano il rapporto molare critico di n()/n(Cl-) tramite osservazioni visive, polarizzazione anodica, potenziali di semicella, perdita di massa e area corrosa. Si può vedere dalle figure 1 e 2 che quando la concentrazione di ioni cloruro è costante, l’effetto di corrosione delle barre d’acciaio è più evidente con l’aumento di n()/n(Cl-); maggiore è la concentrazione di ioni cloruro nel calcestruzzo, più grave è la corrosione dell’acciaio. L’effetto inibitorio del nitrito dalla corrosione dell’armatura non è ovvio e a volte accelera la corrosione delle macrocelle quando il valore critico di n()/n(Cl-) nel calcestruzzo armato è inferiore a 0,4. Tuttavia, quando il rapporto molare raggiunge 0,8, l’erosione della fossa è fondamentalmente eliminata, ma non è sufficiente per inibire completamente la corrosione della barra d’acciaio; quando il rapporto molare di n()/n(Cl-) è più di 1,2, la corrosione della barra d’acciaio può essere completamente soppressa.
(a)
(b)
(c)
(d)
(a)
(b)
(c)
(d)
Parametro di corrosione della barra d’acciaio a 30 cicli.
Grado di corrosione della barra d’acciaio a 30 cicli.
Nel frattempo, Berke et al. ha presentato una metodologia per prevedere una soglia aumentata per la corrosione indotta dal cloruro, che può poi essere utilizzata con modelli che affrontano la questione dell’ingresso del cloruro nel calcestruzzo nel tempo, per prevedere l’estensione della vita utile attraverso l’uso del nitrito di calcio. E ha trovato che il nitrito di calcio non aumenta i tassi di corrosione dopo che i valori di protezione del cloruro sono superati e al contrario spesso li abbassa.
4.2. Quando gli ioni di cloruro penetrano nel calcestruzzo a causa del sale antighiaccio, della brezza marina, delle onde, ecc., la preincorporazione di nitrito può anche proteggere efficacemente le barre d’acciaio. Il campione di calcestruzzo contenente nitrito di calcio è immerso in una soluzione acquosa al 3% di cloruro di sodio con l’ambiente circolante di alta temperatura e alta umidità (60°C, 90%), bassa temperatura e bassa umidità (20°C, 40%). La figura 3 mostra i risultati delle misurazioni della concentrazione di ioni cloruro nel calcestruzzo e il potenziale della barra d’acciaio. Facendo riferimento alla figura 3, il nitrito di calcio può rallentare efficacemente il declino del potenziale e ridurre il grado di corrosione. La tabella 1 mostra che maggiore è la quantità di incorporazione di nitrito di calcio, maggiore è la concentrazione di NaCl associata alla corrosione iniziale. Essere visto, quando il sale cloruro è infiltrato nel calcestruzzo dall’ambiente esterno, l’inibitore di corrosione nitrito preincorporazione può prolungare il tempo di inizio della corrosione della barra d’acciaio e prolungare la vita della struttura in cemento armato .
Parametro
Ca(NO2)2/L/m3
0
10
20
30
Tempo/d
70
125
190
235
Concentrazione di NaCl/%
0.14
0.26
0.38
0.46
Tabella 1
Corrosione iniziale in relazione alla concentrazione di NaCl.
Figura 3
Variazione della concentrazione di NaCl e del potenziale.
4.3. Inibizione della corrosione nel calcestruzzo carbonatato
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Variazione della concentrazione di NaCl e del potenziale.
La carbonatazione può causare la corrosione dell’acciaio nel calcestruzzo, e l’incorporazione di nitrito nel calcestruzzo può inibire la corrosione dell’acciaio. Wang seleziona il nitrito di sodio per studiare sistematicamente l’effetto dell’inibitore di corrosione del nitrito sulle prestazioni di carbonatazione del calcestruzzo e della malta di cemento con il metodo della carbonatazione rapida. I risultati mostrano che l’aggiunta di NaNO2 può accelerare la formazione di prodotti di idratazione e ridurre la porosità dei pori capillari, al fine di aumentare la densità del provino e i benefici per l’aumento della resistenza alla carbonatazione dei provini. La profondità di carbonatazione dei campioni misti NaNO2 è minima sotto il dosaggio di 1,0%; la profondità di carbonatazione del calcestruzzo è ovviamente più grande della profondità di carbonatazione della malta di cemento per NaNO2.
In secondo luogo, si può vedere nella ricerca che una nuova fase di cristallizzazione idratata NO2-AFm è prodotta dopo l’idratazione della pasta di cemento contenente nitriti ed è distribuita uniformemente. Durante il processo di carbonatazione, NO2-AFm si ridecompone e genera ioni nitrito, diffondendosi nella zona non carbonata. Questo ha portato ad una diminuzione della concentrazione nella zona carbonata e ad un aumento nella zona non carbonata.
Come si può vedere dalla Figura 4 sotto carbonatazione, gli ioni nitrito distribuiti uniformemente nella pasta di cemento si diffondono nella zona non carbonata a causa della migrazione e della concentrazione dell’elemento N.
(a) Prima della carbonatazione
(b) Una settimana di carbonatazione
(c) Due settimane di carbonatazione
(d) Quattro settimane di carbonatazione
(a) Prima della carbonazione
(b) Una settimana di carbonazione
(c) Due settimane di carbonatazione
(d) Quattro settimane di carbonatazione
Distribuzione degli elementi N dopo la carbonatazione.
Inoltre, il nitrito può inibire efficacemente la corrosione delle barre d’acciaio causata dalla carbonatazione. La barra d’acciaio con un diametro di 10 mm e una lunghezza di 150 mm è incorporata in una malta contenente nitrito di 40 mm × 40 mm × 160 mm, che ha carbonato in una soluzione di 20°C, 60% RH e 10% CO2 fino a quando la soluzione di etanolo fenolftaleina è confermata essere completamente carbonata ad una temperatura elevata e ha accelerato la corrosione delle barre d’acciaio in condizioni di ciclo secco e umido. I risultati mostrano che maggiore è la concentrazione nella malta, migliore è l’effetto antiruggine della barra d’acciaio. Quando la concentrazione nella malta è circa 1,66% della massa di cemento, la corrosione dell’acciaio causata dalla carbonatazione è totalmente inibita. Il rapporto molare critico di n()/n(Cl-) sotto l’azione combinata di cloruro e carbonatazione è circa 3 volte quello del calcestruzzo contenente solo sale di cloruro.
4.4. Inibizione della corrosione nelle strutture esistenti in cemento armato
Le strutture in cemento armato di nuova costruzione possono migliorare la resistenza alla ruggine aumentando la compattezza e incorporando inibitori di corrosione nella formulazione del calcestruzzo. Per quanto riguarda le strutture in cemento armato esistenti che si stanno corrodendo o in ambiente corrosivo, il metodo comunemente usato è quello di trattare lo strato protettivo sulla superficie del calcestruzzo con grandi crepe o alta concentrazione di sale cloruro e riempire la malta contenente componenti nitriti . Ann et al. hanno trattato la barra d’acciaio arrugginita con malta contenente adsorbente e hanno ottenuto un certo effetto di resistenza alla corrosione. Questo adsorbente è in grado di assorbire gli ioni di cloruro nel calcestruzzo che circonda la barra d’acciaio e di rilasciare gli ioni di nitrito. Dopo il trattamento, il potenziale del sito di riparazione aumenta da -400mV a -450mV a circa -200mV (elettrodo Cu/CuSO4) nel 29° mese dopo il trattamento, ma le altre parti non riparate producono diversi gradi di macro corrosione cellulare. Questo perché l’ambiente corrosivo della superficie d’acciaio dopo la riparazione è diverso; l’area non riparata tende a diventare l’anodo della batteria magnetica rinforzata e accelera la corrosione della macro batteria, che non raggiunge l’effetto previsto. Inoltre, se il metodo di cui sopra viene utilizzato, il danno causato alle strutture in calcestruzzo in cui la superficie del calcestruzzo non è arrugginita ed espansa è troppo grave. Pertanto, il metodo più efficace è quello di prendere alcune misure per formare un ambiente smussato intorno alla barra d’acciaio senza distruggere lo strato protettivo di cemento, in modo da raggiungere lo scopo di prevenire la ruggine. Attualmente, gli inibitori di corrosione di tipo MCI sono apparsi in patria e all’estero, i componenti principali di tali inibitori di corrosione sono ammine, esteri, acidi grassi, alcoli e altre sostanze organiche; quelli hanno certe caratteristiche di permeazione e volatilizzazione e possono penetrare nel calcestruzzo per proteggerlo tramite adsorbimento e formazione di film. Questo tipo di inibitore di corrosione è generalmente innocuo per il corpo umano, ma il suo effetto non è soddisfacente, soprattutto perché l’effetto di prevenzione della ruggine non è evidente. Inoltre, l’efficacia a lungo termine dell’MCI, i metodi di prova, ecc. sono anche questioni per la ricerca futura, soprattutto perché ci sono ancora alcune conoscenze diverse in termini di profondità di penetrazione, indicatori di prova, volatilizzazione e tempo di ritenzione. Liang et al. hanno considerato che il nitrito ha effetti di diffusione migliori di altri sali inorganici come il benzoato di sodio, il cloruro stannoso, il borato di sale di cromo, il molibdato e il fosfato. In particolare, il nitrito di calcio non solo ha una forte capacità di diffusione, ma non ha nemmeno un effetto negativo evidente sul calcestruzzo e la possibilità di causare la reazione alcali-aggregato. Per la corrosione del calcestruzzo causata dall’acqua di mare, dalla miscela di sale di cloruro o dal sale antighiaccio e da altri ioni di cloruro esterni, Liu et al. che hanno usato la legge di Fick per prevedere la distribuzione della concentrazione nel calcestruzzo hanno applicato una certa concentrazione di soluzione acquosa di nitrito di calcio sulla superficie del calcestruzzo, e gli ioni di nitrito si sono diffusi dalla superficie esterna del calcestruzzo all’interno per far sì che la concentrazione di ioni di nitrito intorno alla barra d’acciaio raggiunga il rapporto molare critico n()/n(Cl-) di inibizione della corrosione. Quando il 35% di nitrito di calcio acquoso ad alta concentrazione viene applicato alla superficie del calcestruzzo a 250 g/m2, 500 g/m2, 1000 g/m2, e 1500 g/m2, il nitrito si infiltra nel calcestruzzo dopo 6 mesi e la concentrazione osmotica dello ione è mostrata nella Figura 5, dove M è il valore misurato e T è il valore teorico, che dimostra pienamente che lo ione nitrito ha eccellenti proprietà di diffusione. Maggiore è la concentrazione della soluzione acquosa di nitrito di calcio, maggiore è la quantità di rivestimento superficiale del calcestruzzo, e maggiore è la concentrazione di ioni nitrito che permea il calcestruzzo, che può proteggere efficacemente l’acciaio. Vale la pena notare che quando la concentrazione di ioni di nitrito diffusa sulla superficie della barra d’acciaio dopo la riparazione non è uniforme, la concentrazione irregolare della superficie della barra d’acciaio e il rapporto dell’area dell’anodo e del catodo hanno una grande influenza sulla corrosione della barra d’acciaio. I risultati della ricerca mostrano che più grande è la differenza della concentrazione di ioni nitrito nella superficie dell’acciaio nel calcestruzzo, maggiore è il rapporto dell’area dell’anodo e del catodo, più grave è la corrosione dell’acciaio.
Concentrazione di ioni nitrito nel calcestruzzo.
4.5. Effetto di inibizione della corrosione a lungo termine dell’inibitore di corrosione di nitrito
Nella fase di presa e di indurimento del calcestruzzo, C3A reagisce con Cl- che rappresenta lo 0,4% della massa di cemento per formare il sale di Friedel. Allo stesso tempo, parte del Cl- partecipa alla reazione di corrosione elettrochimica delle barre d’acciaio, che cambia la concentrazione di ioni cloruro nella soluzione dei pori. Allo stesso modo, una parte del Cl- sarà consumata dalla reazione con i prodotti di corrosione durante il processo di corrosione elettrochimica delle barre d’acciaio, e una parte di adsorbirà sulla superficie del prodotto di cemento, facendo cambiare la concentrazione di nella soluzione dei pori. I cambiamenti nella concentrazione di questi due ioni influenzano l’effetto di inibizione della corrosione dell’inibitore di corrosione del nitrito. Maggiore è la concentrazione di nitrito, più evidente è l’effetto di inibizione della corrosione. Quando la concentrazione di nitrito è bassa, il è totalmente consumato durante la reazione della formula (1), quindi l’effetto di inibizione della corrosione sulla barra di acciaio è perso. Pertanto, è necessario chiarire ulteriormente i cambiamenti di concentrazione dello ione nitrito libero e dello ione cloruro nel calcestruzzo durante la reazione di corrosione. Inoltre, la concentrazione di ioni cloruro e nitrito liberi nel calcestruzzo contenente cloruro e nitrito cambia notevolmente durante i 28 giorni di idratazione e si stabilizza nella fase successiva, indicando che fino a quando un sufficiente rapporto molare critico n()/n(Cl-) è incorporato nel calcestruzzo, la concentrazione di nitrito può garantire l’effetto di inibizione della ruggine a lungo termine del cemento armato. L’American Concrete Institute ACI ha anche confermato che si tratta di una misura efficace a lungo termine per prevenire la corrosione delle barre d’acciaio .
5. Metodi per il rilevamento della concentrazione dello ione nitrito
5.1. Titolazione diretta
La specie di malta di cemento di 28 giorni viene tagliata in pezzi con un cutter a intervalli di 20 mm. Dopo aver pulito la superficie di taglio, spruzzando il resorcinolo e lo sviluppatore di ioni di ossido di zirconio, lo ioduro di potassio e lo sviluppatore della soluzione di amido sulla superficie, la concentrazione di ioni può essere giudicata osservando il cambiamento di colore della diversa concentrazione di nitrito di sodio.
5.2. Determinazione semiquantitativa della differenza di colore
La specie di malta di cemento di 28 giorni viene tagliata in pezzi con un cutter a intervalli di 20 mm, e la superficie tagliata viene pulita come campione dell’agente di visualizzazione spray. Mescolando 4,4-difenilmetano diisocianato con toluene in un rapporto di 1:10 in volume si prepara uniformemente la soluzione di visualizzazione dell’isocianato. Dopo aver preparato il campione e il liquido di visualizzazione, spruzzando la soluzione di visualizzazione isocianato sul campione tagliato ad un dosaggio di 80 g/m2, il campione viene essiccato per 2 ore e poi misurato con un misuratore di differenza di colore. Confrontare la differenza di colore tra il prodotto in prova e la piastra campione e produrre tre serie di dati di luminosità L, cromaticità a, cromaticità b, e differenza di colore △E.
5.3. Determinazione quantitativa spettrofotometrica
Secondo il “Metodo di analisi chimica del cemento” (GB/T176-2008), dopo 7 giorni di standardizzazione, la specie di pasta di cemento viene schiacciata con un mulino in acciaio, quindi mettere i piccoli pezzi in un setaccio quadrato standard con un diametro del foro di 0,6 mm, 0,3 mm, e 0,15 mm, e poi la polvere dopo il foro del filtro di 0,15 mm viene prelevata e asciugata in una scatola asciutta. 10 g di ogni polvere secca di pasta di cemento vengono messi in una beuta contenente 100 ml di acqua, e la beuta viene messa in un bagno d’acqua a 60°C e riscaldata con una bacchetta di vetro per 10 minuti, dopo di che la beuta viene messa in un agitatore e scossa per 10 minuti. Poi 10 ml della soluzione sufficientemente riscaldata e agitata vengono estratti e diluiti 1000 volte, e ogni soluzione diluita viene posta in una provetta fino a un segno designato; infine la misurazione viene eseguita da uno spettrofotometro.
La concentrazione di massa dello ione nitrito nel calcestruzzo può essere misurata semiquantitativamente, qualitativamente e quantitativamente rispettivamente per titolazione diretta, visualizzazione del colore e spettrofotometria. Li et al. hanno trovato che la concentrazione di massa dello ione nitrito misurata dalla spettrofotometria è inferiore al valore reale mescolato, solo prende il 30%~60% del valore reale. Il metodo di titolazione diretta è semplice, diretto e ovvio. La concentrazione di nitrito nel calcestruzzo è determinata direttamente osservando, ma più fattori influenti, e non può essere analisi quantitativa. Metodo di visualizzazione del colore è anche più conveniente per operare, ma solo analisi semiquantitativa. Per quanto riguarda l’analisi quantiativa spettrofotometrica, la sensibilità del metodo è troppo alta, quindi l’errore di rilevamento è inevitabile. Tutto sommato, questi metodi forniscono una base teorica per il metodo efficace per valutare la concentrazione di ioni nitrito nel calcestruzzo.
6. Preoccupazioni ambientali sull’inibitore di corrosione di nitrito
L’inibitore di corrosione di nitrito è il primo, più usato e più efficace inibitore di corrosione dell’acciaio. Tuttavia, attualmente, ci sono alcune preoccupazioni ambientali in Cina. Infatti, il nitrito non ha permeabilità cutanea e volatilità, e l’avvelenamento da nitrito può avvenire solo attraverso l’ingestione. Come prodotto industriale, la sua produzione e il suo uso non sono legati al cibo. Finché le misure di protezione necessarie sono prese ad ogni collegamento, la probabilità di avvelenamento nel corpo umano è molto piccola. Il nitrito è stato usato come inibitore di corrosione delle barre d’acciaio per più di 60 anni, ma non sono state riportate notizie sull’avvelenamento dell’inibitore di corrosione del nitrito. Gli studi hanno dimostrato che il tasso di dissoluzione del calcestruzzo contenente nitrito dopo l’immersione in acqua per 10 mesi è solo 0,0041%. Ha trovato, ciò che riguarda l’applicazione non influisce il nitrito inibitore di corrosione ambientale in una struttura in cemento armato .
7. Conclusioni
Il nitrito è un efficace inibitore di corrosione a lungo termine della barra d’acciaio. Indipendentemente dalla carbonatazione o dal sale di cloruro, l’effetto di inibizione della corrosione dei nitriti nella barra d’acciaio comune è il più ovvio. Il metodo ragionevole di resistenza alla corrosione dovrebbe essere selezionato secondo l’ambiente corrosivo e le caratteristiche di ingegneria.
Maggiore è il contenuto di nitrito nel calcestruzzo, più efficace è l’inibizione della corrosione dell’acciaio. I metodi di titolazione diretta, visualizzazione del colore e spettrofotometria possono misurare efficacemente la concentrazione di massa di ioni nitrito nel calcestruzzo.
Maggiore è la differenza di concentrazione di ioni nitrito sulla superficie dell’acciaio nel calcestruzzo, maggiore è il rapporto tra l’area dell’anodo e del catodo, più grave è la corrosione. A causa della tossicità del nitrito, dovrebbe essere limitato in qualche misura in alcuni progetti speciali.
Conflitti di interesse
Gli autori dichiarano che non ci sono conflitti di interesse riguardo alla pubblicazione di questo articolo.
Riconoscimenti
Questo lavoro è stato sponsorizzato dalla National Natural Science Foundation of China (51778302, 51808300, 51878360), K.C. Wong Magna Fund in Ningbo University, e Natural Science Foundation of Ningbo.