КОРРОЗИЯ ЦЕМЕНТНЫХ РАСТВОРОВ И БЕТОНОВ

Жесткость, мг-экв/л Справочник по химии Водоподгот овка DIN (Германия) USEPA (США) 0-1,5Мягкая (0-4 мг- экв/л) Очень мягкая Мягкая 1,5-1,6Мягкая Умеренно жесткая 1,6-2,4Средней жесткости 2,4-3,0Достаточно жесткая Жесткая 3,0-3,6Умеренно жесткая 3,6-4,0Жесткая 4,0-6,0Средней жесткости 6,0-8,0Жесткая Очень жесткая 8,0-9,0Жесткая 9,0-12,0 >12,0Очень жесткая КЛАССИФИКАЦИЯ ВОДЫ ПО ОБЩЕЙ ЖЕСТКОСТИ

КОМПОНЕНТЫ ЗАТВЕРДЕВШЕГО ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ БЕТОНА НА ПОРТЛАНДЦЕМЕНТЕ Ca(OH) 2 2CaO·SiO 2 ·nH 2 O 3CaO·Al 2 O 3 ·6H 2 O CaO·Fe 2 O 3 ·nH 2 O и др.

КЛАССИФИКАЦИЯ КОРРОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ включает процессы, возникающие в бетоне при действии жидких сред, способных растворять компоненты цементного камня. Коррозия первого вида включает процессы, при которых происходят химические взаимодействия – обменные реакции – между компонентами цементного камня и агрессивной среды. Коррозия второго вида включает процессы, при которых происходит накопление и кристаллизация малорастворимых продуктов реакции с увеличением объема твердой фазы в порах бетона. Коррозия третьего вида

КОРРОЗИЯ ПЕРВОГО ВИДА (ФИЗИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ ) Действие воды (мягкой) на бетон ведет к вымыванию Ca(OH) 2 из бетона. В результате снижения его концентрации нарушаются условия устойчивости высокоосновных гидроалюминатов и гидросиликатов. После снижения его концентрации ниже 1,1 г/л начинается разрушение (изменение) других компонентов цементного камня. Так, например,

ФИЗИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ Постепенный отвод Ca(OH) 2 во внешнюю среду сопровождается необратимым процессом разрыхления бетона и уменьшением его прочности (рис. 1). Рис. 1. Результаты физической коррозии цементно- песчаного раствора фрагмента кирпичной кладки

ФИЗИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ Выщелачивание Ca(OH) 2 в количестве 15-30% от общего содержания в цементном камне вызывает снижение прочности на 40-50% (рис. 2). Процесс ускоряется, если на бетон действует мягкая вода или вода под давлением. Рис. 2. Снижение прочности (а) в процессе физической коррозии.

КОРРОЗИЯ ВТОРОГО ВИДА (МАГНЕЗИАЛЬНАЯ КОРРОЗИЯ ) Магнезиальная коррозия проходит под действием магнезиальных солей, кроме MgSO 4.: Ca(OH)2 + MgCl2 Mg(OH)2 + CaCl2.

КОРРОЗИЯ ТРЕТЬЕГО ВИДА (СУЛЬФАТНАЯ КОРРОЗИЯ ) Сульфатная коррозия бетона возникает под действием воды, содержащей сульфат кальция, магния, натрия и др.: Рис. 3. Кристаллы эттрингита в порах бетона

СУЛЬФАТНАЯ КОРРОЗИЯ Рис. 4. Разрушение бетонного образца, вызванное образованием эттрингита

КОРРОЗИЯ БЕТОНА ПРИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ СОЛЕЙ (CОЛЕВАЯ КАРРОЗИЯ) Природные воды MgCl2, CaCl2, Na 2 CO 3, Na 2 SO 4, MgSO 4 и др. Поверхность бетона Температур а Испарение воды Кристаллизация растворенных солей Рост внутренних напряжений Растрескивание бетона

УВЕЛИЧЕНИЕ ОБЪЕМА ПРИ ОБРАЗОВАНИИ КРИСТАЛЛОГИДРАТОВ Исходная соль Кристаллогидра т Температура перехода, °C Увеличение объёма, % СaCl 2 MgCl 2 MgSO 4 CaSO 4 CaCl 2 ·6H 2 O MgCl 2 *6H 2 O MgSO 4 *2H 2 O CaSO 4 *2H 2 O Na 2 SO 4 Na 2 SO 4 ·10H 2 O32,3311 MgSO 4 ·H 2 O MgSO 4 ·6H 2 O73145 MgSO 4 ·6H 2 O MgSO 4 ·7H 2 O4711 Na 2 CO 3 Na 2 CO 3 ·10H 2 O33148

НА ОСНОВАНИИ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МОЖНО СДЕЛАТЬ СЛЕДУЮЩИЕ ВЫВОДЫ