- •Міністерство освіти і науки України Донбаська національна академія будівництва і архітектури
- •Конспект лекцій
- •101 «Екологія», 133 «Галузеве машинобудування»,
- •192 «Будівництво та цивільна інженерія», 274 «Автомобільний транспорт»
- •Тема 2 Періодичний закон та періодична система д.І.Менделєєва……………………..15
- •1. Научные открытия, подтвердившие сложность строения атомов
- •Шрёдингер Эрвин
- •3. Квантовые числа
- •Гунд Фридрих
- •Паули Вольфганг
- •4.2 Правило Гунда
- •4. Строение многоэлектронных атомов
- •Тема № 2 _Периодический закон и периодическая система д.И.Мендилеева
- •Формулировка и физический смысл периодического закона.
- •Зависимость от положения в периодической системе энергии ионизации, сродства к электрону, относительной электроотрицательности.
- •4.Седения об элементах, получаемые из таблицы д.И.Менделеева.
- •-Высшую и низшую степени окисления элемента. Тема № 3 _Химическая связь
- •Химическая связь. Ее характеристики
- •3. Типы химической связи:
- •3. Квантово-химические методы описания химической связи.
- •Тема № 4 _Химическая термодинамика
- •Введение в химическую термодинамику.
- •1.1 Основные понятия термохимии.
- •1.2 Первый закон термодинамики для различных процессов.
- •2.Термодинамические функции состояния.
- •2.1.Энтальпия. Закон Гесса.
- •Закон Гесса .Следствия из закона Гесса.
- •2.2 Энтропия. Второй закон термодинамики.
- •2.3 Энергия Гиббса. Критерии самопроизвольного протекания реакции.
- •Тема 5. Кинетика химических реакций
- •1. Зависимость скорости реакции от концентрации.
- •2. Влияние температуры.
- •Химическое равновесие
- •Где: kр – константа химического равновесия;
- •Модуль 2
- •Змістовний модуль 1
- •Тема № 6
- •Растворы неэлектролитов
- •1. Понятие о растворах. Способы выражения концентрации.
- •2. Свойства растворов неэлектролитов.
- •1.Законы Рауля
- •2. Осмос. Осмотический закон Вант-Гоффа
- •Тема № 7 Растворы электролитов
- •1. Понятия растворов электролитов.
- •2 .Слабые электролиты.
- •Это закон разведения Оствальда
- •3. Сильные электролиты.
- •4. Произведение растворимости.
- •Тема № 8 Гидролиз солей. Обменные реакции в растворах электролитов
- •1. Реакции ионного обмена.
- •2.Гидролиз солей
- •Степень гидролиза(г):
- •3.Влияние различных факторов на смещение равновесия реакций гидролиза.
- •Тема № 9 Дисперсные системы, коллоидные растворы
- •1. Дисперсные системы
- •Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию.
- •2.Коллоидные растворы (золи).
- •2.1 Методы получения коллоидных растворов.
- •2.2 Методы очистки коллоидных систем.
- •2.3 Строение мицеллы.
- •2.4 Устойчивость коллоидных растворов
- •2.5 Седиментация.
- •2.6 Коагуляция и коагуляторы.
- •3. Электрокинетические и оптические свойства коллоидных систем.
- •Тема № 10
- •Ключевые слова и понятия
- •Структура темы:
- •Понятия об окислительно-восстановительных процессах.
- •Зависимость окислительно-восстановительных свойств веществ в зависимости от положения атомов элементов в периодической системе д.И.Менделеева.
- •Важнейшие восстановители и окислители:
- •Змістовний модуль 2
- •Тема № 11.
- •Электродные потенциалы
- •И электродвижущая сила гальванических элементов
- •1. Электроды. Обратимые и необратимые электроды. Электродные потенциалы. Скачки потенциалов на границе фаз.
- •2. Водородный электрод
- •3. Стандартные электродные потенциалы.
- •4. Зависимость электродных потенциалов металлов от температуры и концентрации растворенного вещества. Уравнение Нернста
- •5. Классификация обратимых электродов
- •5.1 Электроды первого рода
- •5.2 Электроды второго рода
- •5.3 Ионоселективные электроды
- •6. Гальванические элементы.
- •6.1 Гальванические элементы с активными электродами
- •6.2 Гальванические элементы с пассивными электродами
- •6.3 Концентрационные гальванические элементы
- •7. Аккумуляторы.
- •Тема 12 Коррозия металлов. Методы защиты металлов от коррозии
- •1.Теоретический материал
- •1.1 Осноовные понятия темы
- •1.2 Методика составления схемы гальванического элемента
- •1.3 Методика расчета электродных потенциалов
- •Тема № 13 Элементы II группы. Кальций, магний и их соединения. Жесткость воды.
- •Входная информация
- •Структура темы:
- •1. Общая характеристика элементов II группы.
- •1.1. Физические свойства элементов II группы. Распространение их в природе.
- •2. Соединения щелочноземельных металлов.
- •1.2 Получение металлов II группы.
- •1.3 Химические свойства щелочноземельных металлов.
- •3. Жесткость воды и методы ее устранения.
- •3.1 Понятие о жесткости воды. Виды жесткости.
- •3.2 Методы устранения жесткости воды.
- •3.3 Методы определения жесткости воды.
- •Тема № 14
- •Структура темы:
- •1. Общая характеристика подгруппы алюминия.
- •2. Общая характеристика алюминия.
- •2.1 Физические свойства алюминия.
- •2.2 Химические свойства алюминия.
- •2.3 Получение и применение алюминия.
- •3. Соединения алюминия.
- •3.1 Оксид алюминия.
- •Разновидности и применение
- •Химические свойства оксида алюминия.
- •Получение оксида алюминия.
- •3.2 Гидроксид алюминия.
- •Химические свойства гидроксида алюминия
- •Получение гидроксида алюминия.
- •3.3 Соли алюминия.
- •4. Применение алюминия и его соединений
- •Тема № 15 Углерод, кремний и их соединения. Ключевые слова и понятия
- •Структура темы:
- •Общие сведения об углероде и кремнии.
- •2. Углерод (с).
- •2.1. Распространение в природе.
- •2.2. Химические свойства углерода.
- •2.3. Основные соединения углерода.
- •Соединения с кислородом:
- •2.3.3. Соли угольной кислоты.
- •3. Кремний (Si).
- •3.1. Распространение в природе.
- •3.2. Получение и применение.
- •3.3. Химические свойства кремния.
- •3.4. Соединения кремния.
- •3.4.1 Оксид кремния (lV) - SiO2
- •3.4.2 Кремниевые кислоты и силикаты.
- •3.4.3. Промышленные силикаты. Стекло.
- •3.4.4. Природные и искусственные силикаты, используемые в строительстве.
- •3. Тематическое содержание § 1. Классификация вяжущих веществ
- •§2. Физико-химические свойства вяжущих веществ
- •§ 2.1 Понятие о дисперсности. Значения степени дисперсности для вяжущих веществ
- •§ 2.2 Пластичность вяжущего теста и пластифицирующие поверхностно-активные добавки
- •§ 2.3 Процессы твердения вяжущих веществ
- •§3. Воздушные вяжущие вещества Воздушные вяжущие вещества (16.2) — известь, гипсовые вяжущие — применялись еще в глубокой древности.
- •§ 3.1 Воздушная известь
- •Получение извести
- •Твердение извести
- •Твердение гипса
- •§ 3.2 Магнезиальные вяжущие. Цемент Сореля. Применение.
- •§6. Стекло. Классификация стекол.
- •4. Критерии усвоения
- •§2. Получения портландцемента
- •§3. Минералогический состав клинкера портландцемента и их характеристика
- •§4. Регулирование сроков схватывания и твердения
- •§5. Гидравлические добавки
- •§6. Глиноземистый цемент
- •§7. Коррозия бетона
- •4. Критерии усвоения
- •5. Выход темы в другие дисциплины
- •Література основна
- •Додаткова література
§7. Коррозия бетона
Бетон и железобетон при их правильном изготовлении и применении долговечны и могут служить на протяжении многих десятилетий.
Однако бывают случаи, когда бетонные и железобетонные конструкции сравнительно быстро портятся и преждевременно выходят из строя вследствие коррозионных разрушений.
Коррозия бетона (17.8) — разрушение бетона под воздействием окружающей среды.
Эти разрушения вызываются действием разных веществ, находящихся в окружающей среде (обычно в воздухе, воде) и являющихся агрессивными по отношению к бетону.
Приступая к строительству зданий и сооружений, необходимо знать характер возможных коррозионных воздействий среды на бетон, чтобы принять защитные меры. Следует иметь в виду, что коррозионные процессы усиливаются, если в конструкции возникают трещины — усадочные, температурные, от механических нагрузок. Поэтому борьба с вредными для бетона химическими воздействиями, связана с соблюдением технологических правил по изготовлению и применению бетона.
Основные виды коррозии бетона. Основные виды коррозии бетона следующие (по В.М. Москвину):
Разложение составляющих цементного камня водой, а также растворение и вымывание (выщелачивание) образующейся при этом или уже ранее имевшейся гидроокиси кальция.
Образование легко растворимых солей в результате взаимодействия составляющих цементного камня с веществами, находящимися в окружающей среде, и вымывание этих солей.
Образование в цементном камне (под влиянием проникающих в него веществ) соединений, имеющих больший объем, чем исходные продукты реакции, что приводит к внутренним напряжениям и образованию трещин в бетоне (третий вид коррозии).
Деление это условно, так как иногда трудно провести резкую границу, например, между коррозией первого и второго вида. В практике бетон часто подвергается коррозионным воздействиям не одного, а различных видов.
Различают также по механизму протекания физическую и химическую коррозию.
Физическая коррозия. Это растворение и вымывание из цемента Са(ОН)2 под действием воды. При этом цементный камень становится пористым и теряет часть своей прочности.
Химическая коррозия. Происходит под действием кислот, как органических так и неорганических, растворов некоторых солей и других веществ, которые вступают в реакцию с Са(ОН)2 или с СаО·Аl2О3·6Н2О. При этом получаются соли, которые легко растворяются в воде, а потом кристаллизуются в порах, увеличиваются в объеме, и разрывают цементный камень.
Углекислотная коррозия Природные воды обычно содержат в себе углекислоту и ее соли. Эти соли и свободная угольная кислота в количестве 15-20 мг/л действуют разрушительно. При этом сначала в поверхностном слое бетона получается малорастворимый карбонат кальция по реакции:
Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3 + Н2О
Потом он превращается в хорошо растворимый гидрокарбонат кальция по реакции:
СаСО3 + СО2 + Н2О = Са(НСО3)2
Это и ведет к разрушению цементного камня.
Сульфатная коррозия наиболее опасная для цемента. Вода, которая содержит сульфаты, например, морская вода, действует на трехкальциевый гидроалюминат с образованием соединения — гидросульфоалюмината кальция (или цементной бациллы) по уравнению:
3СаО·Аl2О3·хН2О + 3СаSO4 + (31-x)H2O = 3CaО·Al2O3·3CaSO4·31H2O
Образование кристаллов этого вещества сопровождается значительным увеличением объема, который приводит к возникновению большого количества микротрещин и разрушение материала.
Магнезиальная коррозия. Имеет не меньшую роль, чем сульфатная коррозия, так как содержание ионов магния в морской воде большее, чем ионов Са. Она осуществляется таким образом:
Са(ОН)2 + МgSO4 = Mg(OH)2↓+ CaSO4 , или
Са(ОН)2 + MgCl2 = Mg(OH)2↓+ CaCl2
Видим, что магнезиальная коррозия сопровождается связыванием из цемента гидроксида кальция и образованием Mg(OH)2 — рыхлого вещества, слабой прочности.
При этом, образующийся СаSO4 действует на 3СаОAl2O3xН2O с образованием цементной бациллы.
Соли магния действуют также и на другие составные части цемента в первую очередь на трехкальциевый гидроалюминат:
3CaО·Al2O3·nН2O + 3MgSO4 + mН2O = 3CaSO4 + 2Al(OH)3 + 3Mg(OH)2