Коррозия цементного камня и бетона

Внешняя среда вызывает разрушение цементного камня и бетона. Основное значение в современном строительстве имеет бетон на портландцементе.

Затвердевший цементный камень бетона состоит из следующих компонентов: Ca(OH)₂, 2CaO∙SiO₂∙nH₂O, 3CaO∙Al₂O₃∙6H₂O, CaO∙Fe₂O₃∙nH₂O и др.

Физическая коррозия бетона. Действие воды (мягкой) на бетон ведет к вымыванию Са(ОН)₂ из бетона, что приводит к необратимым процессам разрыхления бетона и уменьшения его прочности. Выщелачивание Са(ОН)₂ в количестве 15 – 30 % от общего содержания в цементном камне вызывает понижение прочности на 40 -50 %.

Химическая коррозия бетона. Углекислотная коррозия. Избыточная углекислота (увеличение количества СО₂ в воде сверх равновесного) вызывает растворение карбоната кальция на поверхности:

Са(ОН)₂ + СО₂ → СаСО₃ + Н₂О

СаСО₃ + СО₂ + Н₂О → Са(НСО₃)₂ (хорошо растворим в воде).

В результате вымывания его из бетона увеличивается пористость, проницаемость бетона.

Магнезиальная коррозия. В морской воде, в грунтовых водах содержатся соли магния (MgSO₄, MgCl₂). При действии их на Са(ОН)₂ цементного камня идут реакции: Са(ОН)₂ + MgCl₂ = CaCl₂ + Mg(OH)₂↓

Са(ОН)₂ + MgSO₄ + 2H₂O = CaSO₄∙2H₂O + Mg(OH)₂↓

Mg(OH)₂↓ - (рыхлая объемная масса) выпадает в осадок в виде пленки, проницаемой для воды, CaCl₂ вымывается, CaSO₄∙2H₂O в морской воде также вымывается.

Соли магния могут взаимодействовать с составными частями цементного камня: 2CaO∙SiO₂∙nH₂O + 2MgCl₂ = 2CaCl₂ + 2Mg(OH)₂↓ + SiO₂∙nH₂O

3CaO∙Al₂O₃∙6H₂O + 3MgCl₂ = 3CaCl₂ + 3Mg(OH)₂↓ + 2Al(OH)₃↓

В результате цементный камень превращается в рыхлую массу.

Сульфатная коррозия бетона возникает под действием воды, содержащей сульфат кальция, магния, натрия:

3CaO∙Al₂O₃∙6H₂O + 3CaSO₄ + (25…26)H₂O = 3CaO∙Al₂O₃∙3CaSO₄∙(31…32)H₂O

трехсульфатный гидросульфоалюминат

Образование трехсульфатного гидросульфоалюмината сопровождается увеличением объема, что приводит к появлению трещин в бетоне.

Кислотная коррозия возникает под действием кислот, находящихся в сточных водах промышленных предприятий и грунтовых водах:

Са(ОН)₂ + 2НCl = CaCl₂ + 2Н₂О,

Са(ОН)₂+ Н₂SO₄ = СаSO₄∙2Н₂О

Все методы защиты бетона от коррозии можно свести в следующие группы: 1) правильный выбор цемента; 2) изготовление особо плотного бетоа; 3) использованиезащитных покрытий; 4) регулирование состава коррозионной среды (напрмер, нейтрализация кислых вод, контактирующих с бетоном).

Дата добавления: 2013-12-12