Виды коррозии бетона: физическая, химическая (углекислотная, магнезиальная, сульфатная, щелочная, кислотная, газовая) - Основы химии

К числу физических факторов, вызывающих коррозию цементного камня и бетона, относят их попеременное увлажнение и высыхание, которое сопровождается деформациями усадки и набухания материала, отложение растворимых солей в порах цементного камня, попеременное замерзание и оттаивание бетона, особенно в водонасыщенном состоянии. Солевая форма коррозии (III вид коррозии). Отложение солей в порах цементного камня возможно и при химической коррозии, сопровождающейся, в частности, образованием гидротрисульфоалюмината кальция (эттрннгита), а также двуводного гипса. В чистом виде солевая форма физической коррозии проявляется в том случае, когда благодаря капиллярному подсосу солевые растворы систематически проникают в поры цементного камня при одновременном испарении из них воды. Концентрация солевых растворов постепенно возрастает до насыщенного состояния, после чего начинается выделение кристаллов, при определенных условиях до предела заполняющих поры. Такой процесс сопровождается сильным давлением кристаллов на стенки пор и капилляров и возникновением напряжений, вызывающих деформации в цементном камне и бетоне и даже их разрушение. Углекислотная коррозия. Углекислый газ СО 2, находящийся в воздухе, растворяется в воде, образуя угольную кислоту Н 2СО 3. При наличии в воде достаточного количества карбоната кальция СаСО, чтобы нейтрализовать угольную кислоту, Н 2СО 3 и СаСО 3 должны находиться в равновесном состоянии: СаСО 3 + Н 2СО 3 <-> Са (НСО 3)2. Эта угольная кислота не является агрессивной по отношению к цементному камню. Если количество углекислоты больше, чем равновесное, она становится агрессивной и способна разрушить цементный камень по реакциям:

Са (ОН)2 + Н 2СО 3 = СаСО 3 + 2Н 2О;СаСО 3 + Н 2СО 3 = Са (НСО 3)2.

Гидрокарбонат кальция легко растворяется и вымывается водой. Углекислотная коррозия происходит в результате действия растворов неорганических и органических кислот при их рН < 7. Не входят сюда кремнефтористо-водородная и поликремниевые кислоты. Кислоты содержатся в сточных, болотных водах; в выбросах промышленных предприятий может быть сернистый газ, хлор и другие, образующие с водой кислоты. Кислоты взаимодействуют с гидроксидом кальция, в результате чего получаются бессвязные кальциевые соли, легко вымываемые водой. Например, при действии соляной кислоты НСI на цементный камень получается растворимый хлорид кальция:

Са (ОН)2 + 2НСl = СаСl2 + 2Н 2О.

Органические кислоты - азотная, уксусная, молочная, винная, олеиновая, гуминовая, фульвовая и другие - также разрушают цементный камень. Магнезиальная коррозия. Чисто магнезиальная коррозия происходит при действии магнезиальных солей, кроме МgSО 4. Например, в морской воде содержится хлорид магния МgСI2, который взаимодействует с цементным камнем по реакции:

Са (ОН)2 + МgСl2 = СаСl2 + Mg(OH)2.

Образуется растворимый хлорид кальция и бессвязный гидроксид магния. Коррозия становится заметной при содержании в воде МgСI2 более 1,5-2%.Для защиты от коррозии второго вида следует применять плотные бетоны, делать пропитку бетона эпоксидными, полиэфирными и другими смолами, устраивать защитные покрытия. Сульфатная коррозия бетона (коррозия кристаллизации) - возникает при действии на бетон природных вод, содержащих сульфаты. Разрушение проявляется в виде разбухания и искривления конструктивных элементов. В этом случае не происходит удаления составляющих из объема цементного камня, а наоборот, в результате химических реакций между цементным камнем и веществами, поступающими из внешней среды, образуются новые соединения, объем которых больше объема цементного камня. Характерным примером такой коррозии является образование гидросульфоалюмината кальция, названного "Цементной бациллой". При наличии в цементе выше 0,6 % водорастворимых щелочных соединений (в пересчете на Na2О и К 2О) или при введении в бетонную смесь соответствующих количеств добавок - солей щелочных металлов и слабых кислот - они взаимодействуют с аморфным реакционноспособным кремнеземистым заполнителем - опаловидным кремнеземом с образованием растворимых силикатов натрия и калия. Это приводит к разрушению бетона продуктами реакции по механизму щелочной коррозии. Поэтому противоморозные добавки, содержащие гидролизующиеся соли натрия и калия - нитрит натрия и особенно поташ, запрещается применять в тех случаях, когда возникает опасность такого разрушения бетона. Сочетание этих добавок с пластифицирующими, суперпластификаторами или с воздухововлекающими (либо газообразующими) хотя и несколько снижает скорость щелочной коррозии бетона, не решает этой проблемы, т. е. не снимает приведенных ограничений на применение нитрита натрия и поташа. Коррозия бетона кислотная - разрушение бетона в результате взаимодействия его компонентов с кислотами. Кислоты могут разрушать цементный камень и карбонатный заполнитель. Соединения цементного камня, будучи основными по своей хим. природе, взаимодействуют с кислотами; при этом силикаты, алюминаты и алюмоферриты кальция разлагаются с образованием соответствующей соли кальция и несвязанных масс кремнекислоты, гидроксида алюминия и соединений железа. Газовая коррозия бетона в основном протекает из-за содержания в воздухе углекислого газа.

Похожие статьи




Виды коррозии бетона: физическая, химическая (углекислотная, магнезиальная, сульфатная, щелочная, кислотная, газовая) - Основы химии

Предыдущая | Следующая