Ячейка прямоугольной формы из материала с диэлектрическими свойствами (стекло, фарфор, пластмасса и т.д.) или из стали с внутренней футеровкой изоляционным материалом. Внутренние размеры ячейки рекомендуются следующие: а = 100 мм, b = 45 мм, h = 45 мм. Могут быть и прочие произвольные размеры.

Внешние электроды, представляющие собой прямоугольные пластины (из углеродистой или нержавеющей стали) с ножкой, к которой крепится или припаивается проводник-токоподвод. Размеры электродов - 44х40 мм, где 40 - высота электрода. Одну сторону каждой пластины изолируют. При сборе ячейки пластины должны быть обращены друг к другу неизолированными сторонами.

766 × 1415 пикс.     Открыть в новом окне

Внутренние электроды из медной проволоки или стержня диаметром 1-3 мм и длиной более высоты ячейки.

2.3. Подготовка к испытанию

Отобранную пробу песчаных грунтов смачивают до полного влагонасыщения, а глинистых - до достижения мягкопластичного состояния. Если уровень грунтовых вод ниже уровня отбора проб, смачивание проводят дистиллированной водой, а если ниже - грунтовой водой. Собирают установку в соответствии со схемой, изображенной на черт. 2. Электроды А и В зачищают шкуркой шлифовальной по ГОСТ 6456 зернистостью 40 и меньше, обезжиривают ацетоном, промывают дистиллированной водой и устанавливают вплотную к торцовым поверхностям внутри ячейки. В ячейку укладывают грунт, послойно утрамбовывая его, на высоту меньше высоты ячейки на 4 мм. Электроды М и N, предварительно подготовленные так же, как и электроды А и В, устанавливают в грунт вертикально, опуская их до дна по центральной линии ячейки на расстоянии 50 мм друг от друга и 25 мм от торцовых стенок ячейки.

2.4. Проведение измерений

Измерения проводятся по четырехэлектродной схеме на постоянном или низкочастотном переменном токе.

Электроды А и В подключают к источнику тока. Устанавливают определенное значение силы тока (I) и измеряют падение напряжения между электродами M и N (U). Измерения проводят при трех разных значениях силы тока , например , , А. При работе на постоянном токе меняют полярность электродов А и В и измерения повторяют. Сопротивление грунта вычисляют по формуле и определяют среднее значение сопротивления грунта , где n - число замеров.

Примечание. В отсутствии тока разность потенциалов между электродами М и N ( ) может отличаться от нуля на 10-30 мВ. При расчете тогда используют формулу .

Удельное электрическое сопротивление грунта ( ), , вычисляют по формуле

где S - площадь поверхности одной стороны электродов А (В), ;

l - расстояние между электродами М и N, м.

Для ячейки с приведенными выше размерами электродов А и В и расстоянием между электродами М и N

2.1-2.4. (Измененная редакция, Изм. N 1).

Методика определения плотности катодного тока

1. Сущность метода

Сущность метода заключается в определении плотности катодного тока при смещении потенциала на 100 мВ отрицательнее потенциала коррозии стали в грунте.

2. Требования к образцам - по п. 2.1 приложения 1.

3. Аппаратура, материалы

Источник напряжения постоянного тока

Вольтметр с внутренним сопротивлением 10 МОм

Прерыватель тока или измерительный прибор, содержащий прерыватель тока.

Регулируемое сопротивление

Миллиамперметр, класс точности 1,5 или меньше.

Ячейка прямоугольной формы из материала, обладающего диэлектрическими свойствами (стекло, фарфор, пластмасса и т.д.), вместимостью от 0,5 до 1,0 . Рекомендуемые внутренние размеры ячейки 70х70х100 мм.

Рабочий электрод, представляющий прямоугольную пластину из стали 3 размером 50х20 мм, толщиной 1,5-2,0 мм.

Вспомогательный электрод из стали Ст. 3 или любой другой углеродистой стали, по форме и размерам аналогичен рабочему электроду.

Электрод сравнения - насыщенный медносульфатный, хлорсеребряный и т.д.

Одна поверхность рабочего и вспомогательного электрода и токоотводы от них должны быть изолированы.

4. Подготовка к испытанию

Собирают установку по схеме (черт. 3) с использованием прерывателя тока и вольтметра (черт. 3а) или с использованием прибора, включающего в себя прерыватель тока (черт. 3б).

Отобранную пробу грунта загружают в ячейку, сохраняя ее естественную влажность.

Если при хранении проб после их отбора возможно изменение естественной влажности грунта, то необходимо определять влажность отобранной пробы в соответствии с ГОСТ 5180. Перед проведением исследования вновь определяют влажность пробы грунта. Если влажность уменьшилась, то ее доводят до естественной влажности с помощью дистиллированной воды.

На дно ячейки на высоту 20 мм укладывают грунт и утрамбовывают его. Рабочий и вспомогательный электроды устанавливают вертикально неизолированными поверхностями друг к другу на расстоянии 3-4 см. Далее грунт укладывают в ячейку послойно (один-три слоя) с последовательным трамбованием слоев, добиваясь максимально возможного уплотнения. Расстояние от верхней кромки рабочего электрода до поверхности грунта должно быть 50 мм. Электрод сравнения устанавливают сверху ячейки в грунт, углубляя его на 1,0-1,5 см.

5. Проведение измерений

Рабочий электрод выдерживают в грунте до включения поляризации 15-20 мин. Измеряют его потенциал коррозии относительно электрода сравнения.

Катодную поляризацию рабочего электрода осуществляют, подключая его к отрицательному полюсу источника тока, а вспомогательный электрод - к положительному. Потенциал рабочего электрода смещают на 100 мВ отрицательнее его потенциала коррозии. Для исключения омической составляющей из значения измеряемого потенциала рабочего электрода, измерение проводят по схеме (черт. 3а, б).

Измеряют силу тока ( ). Измерения выполняют несколько раз за период поляризации рабочего электрода при потенциале на 100 мВ отрицательнее потенциала коррозии, что позволяет определить характер измерения во времени. Последнее измеренное значение берут для определения среднего значения .

Если постоянна или уменьшается во времени, то длительность поляризации составляет 10-15 мин, в течение которых измеряют и записывают 3-4 раза. Если сила тока во времени растет, то измеряют и записывают 5-6 раз; длительность поляризации составляет 40 мин или тот промежуток времени, в течение которого плотность тока превысит 0,2 (что при рекомендуемом размере поверхности рабочего электрода S в 10 соответствует силе тока 0,0002 А). Сила тока более 0,0002 А характеризует высокую коррозионную агрессивность грунта.

Определение выполняют для одного грунта не менее трех раз и вычисляют среднее арифметическое значение силы катодного тока .

3-5. (Измененная редакция, Изм. N 1).

1316 × 2212 пикс.     Открыть в новом окне

6. Обработка результатов

Плотность тока ( ) в вычисляют по формуле