Корозія бетону і методи захисту бетонних споруд

Всі компоненти цементу являють собою хімічні сполуки, що володіють основними властивостями, тому всі речовини, що здатні реагувати з основами, спричиняють корозію бетонних споруд. Агресивні по відношенню до бетону речовини можуть бути присутні в повітрі, у воді.

Вуглекислий газ, (карбон(IV) оксид) взаємодіє із Са(ОН)₂, що утворився в процесі тверднення цементу:

,

При подальшій дії СО₂ може утворитись розчинний кальцій гідроген- карбонат Са(НСО₃)₂:

L .

Вуглекислий газ СО₂ вимиває Са(ОН)₂ з цементу, цемент руйнується, і руйнується вся бетонна споруда.

Невелика кількість СО₂, що міститься в атмосфері, сприяє зміцненню надземних частин будівлі, згодом переводячи Са(ОН)₂ у СаСО₃, що заповнює пори бетону і відкладається на його поверхні. Відбувається карбонізація бетону.

При наявності тимчасової твердості у воді існує хімічна рівновага:

L .

Цей процес оборотний, тому тимчасова твердість обов’язково повинна супроводжуватись якимось кількостями СО₂.

Зв’язаний із твердістю СО₂ виявляється хімічно недіючим стосовно СаСО₃. Він називається рівноважним СО₂. Однак у природній воді може виявитися більше СО₂, ніж потрібно для зв’язування його з певною кількістю тимчасової твердості. Надлишковий СО₂ є діючим по відношенню до СаСО₃. Він називається агресивним СО₂.

Рівноважний СО₂ реагує із Са(ОН)₂ у бетоні:

.

Але він не може перевести СаСО₃ у Са(НСО₃)₂. Отже, при відсутності агресивного СО₂, наявність у воді тимчасової твердості і пов’язаного з нею рівноважного СО₂ не тільки нешкідлива, але навіть дуже корисна для підводних частин бетонної споруди.

Сірководень Н₂S руйнує бетонні споруди аналогічно СО₂:

.

При надлишку Н₂S утворюється розчинний кальцій гідрогенсульфід Са(НS)₂.

Магнезіальна корозія. Цей вид корозії спричиняється солями магнію, що містяться в морській воді, також в ґрунтових водах. При дії їх на кальцій гідроксид цементного каменю відбуваються такі реакції:

;

.

Утворюється розчинний кальцій хлорид або кальцій сульфат і пухкий аморфний осад магній гідроксиду Mg(OH)₂.

Органічні сполуки. Поблизу цукрових і пивоварних заводів грунтові води можуть бути забруднені цукрами. Цукри руйнують цемент по реакції:

Утворюється розчинний цукрат кальцію.

Болотні води можуть виявитися дуже шкідливими для цементу, якщо вони містять деякі кислоти (гумінову, ульмінову та ін.), що утворюються при гнитті рослин.

Рослинні олії і тваринні жири завжди містять органічні жирні кислоти, що утворюють із Са(ОН)₂ цементу кальцієве мило, внаслідок чого цемент розм’якшується.

Нафта і її похідні (суміші вуглеводнів нейтрального характеру), а також смоли для цементу нешкідливі.

Сульфатна корозія. Бетонні споруди піддаються швидкій руйнації при наявності у воді йонів SO₄^2-. Відбувається така реакція:

.

Утворюються кристали у вигляді голок, які поступово зростають у тілі бетону і руйнують його. Сполуку, що утворилась, називають цементною бацилою за її активну роль у розвитку сульфатної корозії. Її утворення супроводжується значним збільшенням об’єму.

Захист від корозії.

1. Вибір марки цементу, стійкого в первинному середовищі.

2. Виготовлення щільного бетону.

3. Застосування захисних покриттів.

Захисні покриття можуть бути двох видів:

а) флюати – солі флуоросилікати, наприклад:

, _.

б) полімери (кремнійорганічні сполуки):

СН₃ СН₃ СН₃

│ │ │

СН₃─Si─O─Si─O─Si─СН₃

│ │ │

СН₃ СН₃ СН₃

Захисні покриття надають незмочуваність будівельному бетону.

Запитання для самоконтролю

1. Які речовини називають в’яжучими? На які дві групи вони поділяються?

2. Які сполуки Кальцію, Магнію та Алюмінію застосовують для одержання будівельних матеріалів?

3. Чим відрізняється повітряні в’яжучі від гідравлічних?

4. Які процеси відбуваються при твердінні повітряного та гідравлічного вапна?

5. Який хімічний склад алебастру? Які процеси відбуваються при його одержанні та твердінні?

6. Які вихідні речовини застосовуються для одержання портландцементу?

7. Які хімічні та фізико-хімічні процеси відбуваються при одержанні портландцементу?

8. Які хімічні процеси відбуваються при твердінні цементу?

9. Які існують види корозії бетону?

10. Як захищають бетон від корозії?

Дата добавления: 2015-05-24