20. Коррозия бетона III 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 III вида отличается тем, что в порах и капиллярах бетона образуются и кристаллизуются с большим увеличением объема новые соединения. Их кристаллизация вызывает развитие высоких внутренних напряжений, растрескивание и разрушение бетона.
Коррозия в сульфатных средах сопровождается разложением силикатов и алюминатов кальция и образованием гипса и гидросульфаалюминатов: 3СаО·AI2О3·3СаSО4·(30 – 32)Н2О и
3СаО·AI2О3·3СаSО4·(8 – 12) Н2О.
Наличие сульфатов в воде повышает растворимость составляющих цементного камня, тем самым фиксируя коррозию I вида и вызывают обменную реакцию, т.е. коррозию II вида. При определенных условиях развивается коррозия III вида. При соприкосновении с бетоном воды, содержащей сульфаты (СаSО4 более 2100 мг/л) происходит насыщение и образование двуводного гипса.
Из
числа комплексных солей наибольшую
опасность вызывает гидросульфоалюминат
кальция с 30-32 молекулами воды (т.к. у него
очень большое увеличение объема). В
образовании этой соли принимают участие
гидроалюминаты цементного камня и гипс,
поступивший в виде раствора или
образовавшийся в результате реакции
между СаSО4
и
Са(ОН)2.
Чем выше концентрация ионов
и больше трехкальциевого алюмината в
цементе, тем благоприятнее условия
образования гидросульфоалюмината
кальция. При участии в реакции С3А
увеличение в объеме происходит в 1,63
раза при взаимодействии с СаSО4,
и в 2,27 раза при взаимодействии с Са(ОН)2.
Наибольшей стойкостью к коррозии III вида обладают бе на глиноземистом цементе, высокой стойкостью – пуццолановые ц-ты.
К мероприятиям по предотвращению коррозии III вида относят:
1. введение пластифицирующих, воздухововлекающих, повышающих р-римость Са(ОН)2 и СаSО4 добавок типа СаCl2, СНВ, кремнийорг-х;
2. введение тонкодисперсных кремнеземистых добавок для связывания Са(ОН)2;
3. повышение плотности бетона;
4. применение защиты поверхности бетона.
45. Бетоны с особыми свойствами: особовысокопрочные, радиоэкранирующие.
Особовысокопрочные бетоны. Срок их службы - 100 и > лет при эксплуатации в суровых условиях (нефтяные платформы в северных морях, скоростные магистрали, небоскребы, большепролетные строения мостов и т.д.).
В РФ исп-ся бе прочностью 80-100 МПа, в США - 133 МПа. Ориентировочный состав: ПЦ=400кг/м3; Микрокремнезем=133 кг/м3; Кварц песок: фр.до1мм =566кг/м3; фр.до1-4мм =1153 кг/м3; СП=13,5кг/м3; вода=100 л/м3. Плотность бетона м.б. до 2900 кг/м3.
Помимо ПЦ прим-т спец. Ц с оптимизацией гран состава, позволившей снизить В/Ц. Вслед за получением Ц камня с Rсж > 250 МПа были получены DSP композиты (уплотнененные системы, содержащие гомогено распределенные ультрамалые частицы). Эти мат-лы, включающие спец-но подготовленные Ц, микрокремнезем, спец-е зап-ли и микроволокна, за счет спец. технологич-х приемов при В/Ц=0,12-0,22 позволяет достичь прочн. 270 МПа при высокой стойкости к коррозионной воздиям и испытаниям.
Известково-кварцевые м-лы с Rсж до 250 МПа были получены путем формования под давлением 138 МПа перед автоклаврированием. Аналогичная обработка Ц теста позволила снизить В/Ц до 0,06!!! и обеспечить прочн.камня до 330 МПа!!! в возр. 28 сут. норм. твердения. А исп-ие алюминатного Ц и горячего прессования при давлении 345 МПа позволило получить прочн 650 МПа!!!
Радиоэкранируюшие бетоны.
Созданы в связи с развитием атомной энергетики и необх-тью надежной защиты персонала и окр среды от радиоактивного излучения. Защитное экранирование – гл средство, с пом кот м максимально снизить дозу, а бе сегодня – наиб. широко применяемый экранирующий м-л.
От γ-излучения и нейтронных источников исп-ся сложная си комбинированной защиты.
Требования к РЭБ: высокая плотность, однородность, стойкость при воздействии радиоактивного флюэнса (поток движения частиц), стойкость к теплов. воздействиям, газонепроницаемость.
Наиболее часто для экранирования прим-т бе, в кот в кач зап-ля исп-т: магнетит (Fe2O4), лимонит (Fe(OH)3), гематит (Fe2O3), барит (BaSO4), металический скрап (мелк. част. металла) и др. Плотность бе на таких зап-лях высокая, поэтому их наз-т еще особо тяжелыми бетонами.
Бе на лимонитовом Щ и П ρ=2,3-3,0 т/м3, на магнетитовом ρ=2,8-4,0 т/м3, на баритовом ρ=3,3-3,6т/м3, на чугунном скрапе ρ=3,7-5,0 т/м3.
Для особо тяжелых бе прим-т ПЦ, ППЦ, ШПЦ, ГЦ (глинозем ц) и гипсоГЦ расширяющийся.
К зап-лям для таких бе предъявл-т доп требования: 1. минимальная Rсж магнетита и чугунного скрапа 200 МПа; лимонита и гемотита 350 МПа; барита 400 МПа. 2. содерж. полуторных окислов (Fe2O3) в барите не >1% от массы зап-ля. 3. водопоглощ. магнетита и барита =1-2%, лимонита и гематита 9-10% по массе.
Подвижность бе смеси: ОК=2-4 см, Жесткость = 20-25 с.
Водопотребность смеси: на барите и чугунном скрапе - 180 л, на лимонитовом П и магнетите/барите/скрапе - 240л, на лимонитовом П и Щ - 280 л.
Подбор состава - как для обычного тяж.бе с ↑ на 10-20% доли П.
При защите от γ-радиоактивного излучения исп-т и сверх особо тяжелый бе. Н-р, бе на ильмените (титанистый железняк FeTiO3) имеет ρ=4 т/м3.
Для обеспечения высокой однородности достаточно подвижной бе см. (ОК=10см) исп-т повыш дозировку СП и повыш. долю ильменитового песка (П : Крупный зап-ль =1:1,5).
Сложнее защита от нейтронных источников. Нейтронный поток наиб. эфф-но останавлив-ся гидратными бе (имеют повыш. содерж. хим-и связанной воды). Для их приготовления исп-т глиноземистый ц-т, а зап-ль - лимонит и серпенит. Также вводят карбид бора, хлорид лития, сульфат кадмия.
БИЛЕТ № 21