Коррозия бетона
Химическая коррозия бетона
Февраль 28th, 2009 by admin
Цементный камень по структуре и свойствам не является однородным. Это сложная система, находящаяся в состоянии неустойчивого равновесия. Под действием воды кристаллы гндрокснда кальция растворяются и в растворе устанавливается равновесная концентрация Са (ОН)2. Содержание Са (ОН)2 в портландцементом камне в зависимости от длительности твердения составляет 10—18 % (в пересчете на СаО). Растворимость гидроксида кальция в дистиллированной воде при температуре 20 °С довольно высока и равна 1,18 г/л (в пересчете на СаО).
Присутствие солей в воде влияет на растворимость гидроксида кальция. Ионы Са2"1", ОН снижают растворимость, а SO2, Cl~, Na+, К+ повышают ее. В результате растворения и выноса Са (ОН)а фильтрационными водами его содержание в бетоне понижается, что нарушает равновесие в системе и приводит к потере устойчивости основных структурообразующих компонентов цементного камня. По мере снижения концентрации Са (ОН)2 в растворе происходит разложение (гидролиз) гидратов цементного камня, устойчивых в растворах гидроксида кальция известной концентрации.
Наименее устойчивым нз гндросиликатов цементного камня является 2СаО ¦ Si02 • aq (ои, повидимому, устойчив только в насыщенном растворе извести). С понижением концентрации Са (ОН)2 он разлагается, выделяя некоторое количество Са (ОН)2. При содержании СаО менее 1,1 г/л начинают разлагаться многие высокоосновные гидросиликаты кальция (4СаО ¦ Si02X ХН20), затем менее основные (бСаО ¦ 6Si02X хН20). При дальнейшем снижении концентрации СаО (рН менее 11) начинают растворяться более устойчивые ннзкоосновные силикаты СаОх XSi02 • aq (типа тоберморита БСаО 6SiOaX х5Н20). При дальнейшем снижении концентрации гидроксида кальция силикаты разрушаются, в твердой фазе остается только гель Si (0Н)4. Разложение гидроснликатов цементного камня приводит сначала к потере прочности, а затем к полному разрушению цементного камня. Аналогично поведение и гидроалюминатов. При снижении концентрации СаО ниже 1,08 г/л разлагается гидроалюминат состава 4СаО ¦ А12Оэ X х 13Н20 с выделением гидроксида кальция.
Прн гидролизе четырехкальциевого алюмоферрита образуются гидроалюмннат и гидроферрит кальция. В зависимости от количества извести в растворе могут быть получены трех н четырехкальциевый гидроалюминат, трех и четырехкальциевый гндроферрнт (нлн их твердый раствор).
Изучение процессов выщелачивания цементов дает возможность утверждать, что до тех пор, пока в твердой фазе цементного камня есть свободный Са (ОН)2, в растворе, находящемся в равновесии с цементным камнем, должно содержаться 1,2 г/л СаО. Однако исследования Б. Г. Скрамтаева, В. М. Москвина, Ф. М. Иванова показали, что состояние насыщения воды гидроксидом кальция наступает очень медленно, при длительном действии сменяемой воды на цементный камень концентрация Са (ОН)2 будет постепенно падать.
***КОРРОЗИЯ БЕТОНА
Коррозия бетона - ухудшение характеристик и свойств бетона в результате вымывания или выщелачивания из него:
- растворимых составных частей (коррозия первого вида);
- образования продуктов коррозии, не обладающих вяжущими свойствами (коррозия второго вида); и
- накопления малорастворимых кристаллизующихся солей, увеличивающих объем его твердой фазы (коррозия третьего вида).