Please use this identifier to cite or link to this item: https://repo.snau.edu.ua:8080/xmlui/handle/123456789/11044
Title: Scanning electron microscopy and X-ray microanalysis of the condition of concrete structures of a chemical enterprise with long-term corrosion in a sulfate environment
Other Titles: Скануюча електронна мікроскопія та рентгеновський мікроаналіз стану бетонних конструкцій хімічного підприємства з довготривалою корозією в сульфатному середовищі
Authors: Ivchenko, Viktoriia
Shkromada, Oksana
Shvets, Olha
Івченко, Вікторія
Шкромада, Оксана
Швець, Ольга
Keywords: sulfate acid
durability of concrete
sulfur crystals
сульфатна кислота
довговічність бетону
кристали сірки
Issue Date: 2022
Citation: Ivchenko V. Scanning electron microscopy and X-ray microanalysis of the condition of concrete structures of a chemical enterprise with long-term corrosion in a sulfate environment [Electronic resource] / V. Ivchenko, О. Shkromada, О. Shvets // Proceedings of the 6th Annual Conference : Technology Transfer : Fundamental Principles and Innovative Technical Solutions, (Tallіnn, Estonia, 29 November 2022). – Tallіnn, 2022. – P. 3-6.
Abstract: Long-term operation of premises in aggressive environments of chemical enterprises affects the surfaces of concrete structures and leads to the formation of destructive processes. The aim of the study was to determine changes in the structure and mineral composition of concrete during long-term operation in an aggressive sulfate environment at a chemical plant for the production of titanium dioxide using the sulfate method to predict the service life of concrete structures. It has been established that during the production of TiO2 pigment by the sulfate method, the ore is decomposed by sulfate acid at high temperature, accompanied by the release of H2SO4 vapor, sulfur dioxide SO2, hydrogen sulfide H2S and elemental sulfur. Studies have established that sulfate corrosion leads to the formation of sulfur and iron oxides on the concrete surface. Studies have revealed vast areas of the surface covered with crystals of elemental sulfur, the contents of which are confirmed by the results of X-ray microanalysis. The sizes of sulfur crystals in the image range from 12 to 180 µm, the shape corresponds to the rhombic allotropic modification S8. The penetration depth of iron sulfates into the thickness of concrete is about 50 microns. The microstructure of the surface is loose, with signs of corrosion. Exposure to a high concentration of sulphate acid vapors in the workshop of the enterprise led to the destruction of calcium carbonate and the formation of gypsum crystals in concrete. The formation of gypsum crystalline hydrates provokes sulfate corrosion of concrete, resulting in the formation of pores and microcracks in concrete with the formation of calcium hydrosulfoaluminate. The studies carried out using scanning electron microscopy and X-ray microanalysis make it possible to investigate the structural changes and mineral composition of concrete under the influence of long-term sulfate corrosion.
Description: Тривала експлуатація приміщень в агресивних середовищах хімічних підприємств впливає на поверхні бетонних конструкцій і призводить до формування деструктивних процесів. Мета дослідження – визначити зміни структури та мінерального складу бетону під час тривалої експлуатації в агресивному сульфатному середовищі на хімічному заводі з виробництва діоксиду титану сульфатним методом для прогнозування терміну служби бетонних конструкцій. . Встановлено, що при виробництві пігменту TiO2 сульфатним способом відбувається розкладання руди сульфатною кислотою при високій температурі, що супроводжується виділенням парів H2SO4, діоксиду сірки SO2, сірководню H2S та елементарної сірки. Дослідженнями встановлено, що сульфатна корозія призводить до утворення на поверхні бетону оксидів сірки та заліза. Дослідження виявили величезні ділянки поверхні, вкриті кристалами елементарної сірки, вміст якої підтверджено результатами рентгенівського мікроаналізу. Розміри кристалів сірки на зображенні коливаються від 12 до 180 мкм, форма відповідає ромбічній алотропній модифікації S8. Глибина проникнення сульфатів заліза в товщу бетону становить близько 50 мікрон. Мікроструктура поверхні пухка, з ознаками корозії. Вплив високої концентрації парів сульфатної кислоти в цеху підприємства призвело до руйнування карбонату кальцію та утворення кристалів гіпсу в бетоні. Утворення кристалогідратів гіпсу провокує сульфатну корозію бетону, що призводить до утворення пор і мікротріщин у бетоні з утворенням гідросульфоалюмінату кальцію. Дослідження, проведені методами скануючої електронної мікроскопії та рентгенівського мікроаналізу, дозволяють досліджувати структурні зміни та мінеральний склад бетону під впливом тривалої сульфатної корозії.
URI: https://repo.snau.edu.ua:8080/xmlui/handle/123456789/11044
Appears in Collections:Статті, тези доповідей

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Івченко_Шкромада_Швець 23.pdf2,16 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.