19. Коррозия бетона II вида

Коррозия бетона и ЖБ – это разрушение их в результате воздействия внешней среды, химического или физико-химического воздействия компонентов бетона. Согласно классификации, предложенной в 1952г профессором Москвиным, коррозия бе по осн-м признакам делится на 3 вида. Коррозия II вида развивается при действии вод, содержащих хим вещества, вступающие в обменную реакцию с соединениями цементного камня, при этом образуются хорошо растворимые вещества выносимые из бетона водой и (или) нерастворимые вещества, не обладающие вяжущими свойствами и остающимися на месте реакции (проницаемость бетона выше, а пористость ниже). Коррозия этого вида развивается в кислотах, растворах магнезиальных солей. Наиболее часто встречающаяся при действии природных вод – коррозия под действием углекислых вод. Углекислота Н₂СО₃ присутствует во всех водах. Источником обогащения воды углекислотой являются биохимические процессы, протекающие в воде и почве. Наличие ионов СО₃^2- сверх равновесного состояния создает условия для растворения карбонатной пленки (СаСО₃), т.е. вода приобретает агрессивные свойства по отношению к цементному камню бетона (следовательно, протекает коррозия I вида). Чем больше агрессивной углекислоты, тем больше кислотные свойства раствора и скорость коррозии. Действие на бетон неорганических кислот также вызывает процессы коррозии II вида, которые могут переходить в коррозию I вида, вызывая полное разрушение цементного камня бе:

Са(ОН)₂ + 2НСI (Н₂SO₄, 2HNO₃ и др) → СаСI₂ [Н₂SO₄, Са(NO₃)₂] + 2Н₂О;

n·СаО × m·SiО₂ + НСI + аq → n·СаСI₂ + m·Si(ОН)₄ + аq (где аq – вода)

Образующиеся соли либо легко растворяются и вымываются (СаСI₂, Са(NO₃)₂), либо выпадают в осадок (СаSO₄↓). Коррозия бе при действии магнезиальных солей (MgSO₄ и MgСI₂), кот присутствуют в грунтовых и морских водах происходит вследствие обменных реакций с Са(Он)₂: MgSO₄ + Са(ОН)₂ = СаSO₄ + Мg(ОН)₂↓; или MgСI₂ + Са(ОН)₂ = СаСI₂ + Мg(ОН)₂↓.Т.к. взаимод-ие магнезиальных солей с Са(ОН)₂ связано с его уносом из бетона и проникновением вглубь солей, кот способны вызывать дальнейшее разрушение бетона, то цемент с большим запасом СаО более стоек в данных условиях. К коррозии II вида наиболее стойки бетоны на ПЦ и на глиноземистом цементе.

Для защиты от коррозии II вида используют:

1. правильный выбор цемента

2. повышение плотности бетона

3. защита поверхности бетона специальными красками, пленочными покрытиями, облицовкой.

44. Бетоны на специальных вяжущих веществах: магнезиальном, фосфатном, кислотоупорном и напрягающем цементе.

Бетона на магнезиальных вяжущих (БМВ).

Сегодня это самый молодой бетон (1967г). Выпускается на основе оксидхлорида магния. Магнезиальное в.в: каустический магнезит (читсый МgО), каусический доломит (МgО+СаСО₃). Затворяют не водой, а р-ром МgCl₂ (ρ=1,3-1,34 г/см³). МgCl₂ : МgО = 1:2,35 до 1:3,3.

«+»: - не требуют влажного хранения при твердении; - обеспечивают очень большую огнестойкость; - низкая теплопроводность; - хорошая износостойкость; - хорошая Rсж=50-90МПа, Rизг=8-15МПа.

В качестве заполнителей можно использовать очень широкий круг материалов от неорганических (известняк, мраморная крошка, асбест, песок, гравий, щебеньи г.п., граншлаки, пигменты, сульфат Мg) до органических (опилки, стружка, дробленый резиновый м-л, отх пластмасс и картонажного пр-ва и др). Эти вяжущие характеризуются пластичностью, высокой ранней прочностью, стойкостью к воздействию масел, красок, лаков, органических растворителей, щелочей и солей, биостойкие.

«-»: - неустойчивы к действию воды (потеря прочности); - нестойкие к действию некоторых солей и кислот; - коррозия арматуры.

Но несмотря на минусы, интерес к этому бетону не снижается, подкупает возможность широко использовать разнообразных отходов в качестве компонентов вяжущего и заполнителя, а также применение дешевого и доступного доломита как материала для замены каустического магнезита.

Бетоны на фосфатных цементах. Бетоны на аммонийфосфатном цементе имеют прочность на сжатие 30МПа за 45 мин твердения. Бетоны на силикатнофосфатном цементе схватываются за 30 мин и через 4 часа твердения имеют прочность > 50МПа. Бетоны на основе гексаметофосфата натрия вместе с МgО обладают высокой огнеупорностью и прим-ся как связующее для огнеупорного бе и кирпича, футеровки эл.печей при плавки чугуна. Через 24 часа твердения при t=1200⁰С получаются очень устойчивые материалы с прочностью >65МПа. Прим-т эти бе при ремонте автострад, труб и сборных ЖБК.

Кислотоупорные бетоны. Получают при исп-ии кислотоупорного цемента, который состоит из смеси водного раствора силиката натрия (Na₂O·nSiO₂), или силиката калия (К₂O·nSiO₂) – растворимого стекла, кислотоупорного наполнителя и добавки – ускорителя твердения кремнефтористого натрия. В качестве микронаполнителя используют кварц, кварцыты, андезит, диабаз и др. кислотоупорные материалы, а вяжущим (связующим) является растворимое стекло.

Вел-на «n» в формуле жидкого стекла – модуль стекла, показывает отношение числа молекул кремнезема к числу молекул щелочного окисла (n=2,5-3,5).

Заполнитель – мелкозернистый с содержанием около 30% частиц крупностью <0,25мм. Дозировка растворимого стекла в бетон около 12%. Кислотостойкие бетоны ρ=2100...2300кг/м³, Rб=10..25МПа, Rизг=4,5...6,0МПа.

Нельзя применять кислотостойкие бетоны для конструкций, подверженных длительному воздействию воды, щелочей, слабых кислот (фосфорной, фтористоводородной). Применяют для футеровки химической аппаратуры, возведения башен, резервуаров, сооружений химической промышленности.

Бетоны на напрягающем цементе.

В состав этих цементов входят минеральные системы, увеличивающие свой V в процессе твердения и в результате ↓ или полностью компенсирующие деформации усадки, либо вызывающие расширение цем-го камня и бе.

Напрягающие цементы получают совместным помолом клинкера и напрягающего компонента, который включает глиноземистый шлак или др алюмосодержащие в-ва, гипс, известь.

Напрягающие цементы расширяются в V до 4% после достижения цементным камнем прочности 15-20МПа, что позволяет применять это цемент для изготовления самонапряженного ЖБ, в котором арматура получает предварительное напряжение вследствие расширения бе.

Бетоны на основе напрягающих цементов обладают высокой прочностью до 50МПа, водо и газонепроницаемостью.

Применяется для изготовления самонапряженны ЖБ труб, покрытий дорог и аэродромов, тоннелей, водопроводов большого диаметра.

Эти бетоны требуют более тщательного ухода на первой стадии твердения, т.к. протекание физико-химических процессов требует обеспечения соответствующего температурно-влажного режима для избегания образ-ия поверхностных трещин, кол-во и размер которых значительно превышает при твердении обычного бетона.

БИЛЕТ № 20