عنوان پایان‌نامه
بررسی پوشش های خود ترمیم اپوکسی پلی آنیلین بر روی سطوح فولاد کربنی نانو شده در بتن های معمولی وخود متراکم شونده در محیط کلرایدی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-خوردگی‌وحفاظ‌ت‌ازمواد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1115;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63879
- تاریخ دفاع
- ۱۲ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- صادق پورعلی
- استاد راهنما
- چنگیز دهقانیان
- چکیده
- در این بررسی نانوذرات پلی آنیلین به روش پلیمرزاسیون شیمیایی با رسانایی الکتریکی 81/3 زیمنس بر سانتی متر سنتز گردیدند. ساختار و خواص این ذرات به وسیله آزمون های طیف سنجی مادون قرمز، الگوی پرتوی ایکس و میکروسکوپی الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله بعد، مقادیر مختلف از نانوذرات سنتز شده پلی آنیلین و نانوذرات ZnO با استفاده از همزن مغناطیسی در زمینه اپوکسی تلقیح و دو دسته پوششِ اپوکسی- پلی آنیلین و اپوکسی- پلی آنیلین- ZnO تهیه شد. به منظور یافتن مقادیر بهینه از این نانوذرات، پوشش های یاد شده بر سطح صفحات فولاد ساده کربنی با ترکیبی مشابه با آرماتورهای تعبیه شده در نمونه های بتنی، اعمال و رفتار خوردگی آن ها پس از 28 روز غوطه وری در محلول 5/3% وزنی نمک طعام با استفاده از روش های پاشش نمک، EIS و پلاریزاسیون دینامیک سیکلی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این مرحله حاکی از آن است که در پوشش های حاوی پلی آنیلین، حداقل مقدار 8% وزنی پلی آنیلین و در پوشش های حاوی هر دو نانوذره مقدار 10% وزنی پلی آنیلین و 4% وزنی ZnO به ترتیب سبب کاهش 3160 و 6300 برابریِ سرعت خوردگی در مقایسه با صفحات بدون پوشش شده و علاوه بر آن میزان خوردگی حفره ای نیز به شدت کاهش می یابد. بدینسان دو پوشش بهینه اپوکسی- 8% وزنی پلی-آنیلین و پوشش اپوکسی- 10% وزنی پلی¬آنیلین- 4% وزنی ZnO بر سطح آرماتورهای فولادی با دانه بندی سطحیِ نانو و میکرو اعمال شد. نانوسازیِ سطح آرماتورهای فولادی نیز با انتخاب یک عملیات تکرارپذیر از میان عملیات های مکانیکی مختلف انجام شد و با استفاده از آزمون الگوی پراش ایکس خراشی و FE-SEM صحت آن تایید گردید. آرماتورهای فولادی به صورت بدون پوشش و دارای پوشش در دو نوع محیطِ بتن معمولی و خودمتراکم شونده با نسبت های مختلف آب به سیمان تعبیه شدند. این نمونه های بتنی برای زمان های طولانی در محلول 5/3% وزنی نمک طعام غوطه ور گردیدند. آزمون های پتانسیل مدار باز، پلاریزاسیون دینامیک سیکلی، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، میزان جذب رطوبت، سنجش مقاومت الکتریکی و نفوذپذیری تسریع یافته یون کلر در بازه زمانی 6 ماهه نشان می دهند که در محیط بتن خودمتراکم شونده با کم ترین نسبت آب به سیمان و با حضور پوشش های اپوکسی حاوی نانوذرات پلی آنیلین و ZnO اعمال شده بر روی سطوح نانو، در مقایسه با بتن های معمولی با آرماتورهای بدون پوشش، مقاومت در برابر خوردگی آرماتور تا حدود 7 برابر افزایش می یابد.
- Abstract
- Nano particles of Polyaniline (PANI) were synthesized using Chemical polymerization. Structure and properties of these particles were investigated by FTIR, XRD and SEM. Various amounts of PANI and PANI with ZnO nano particles were added to epoxy resin. Hence nano composite and hybrid composite coatings were prepared, respectively. In order to optimize the amounts of nano particles, mentioned coatings were applied on steel plates with similar composition of steel reinforcements. Corrosion behavior of these plates was studied after 28 days immersion in saline solution by cyclic dynamic polarization, EIS and salt spray tests. The results indicate that in coatings containing 8 wt%. of PANI and 10 wt%. PANI + 4 wt%. ZnO the corrosion rate was decreased 3160 and 6300 times compared to uncoated plates, respectively. Also pitting corrosion was greatly reduced. Thus, these optimal coatings were applied on steel rebars with micro and nano surface grain sizes. Coated and uncoated rebars were placed in normal and self-compacting concrete samples with different water/cement ratios. These samples were immersed in saline solutions for a long time. Open circuit potential, cyclic dynamic polarization, EIS, water adsorption, electrical resistivity and RCPT tests show that in self-compacting concrete with epoxy-10 wt%. PANI-4 wt%. ZnO coated rebars, corrosion resistance is approximately 7 times increased.
