Коррозия бетона. Виды. Защита от коррозии бетона.

В инженерных конструкциях в процессе эксплуатации бетон подвергается воздействию внешних сред: вод пресных или минерализованных, совместному воздействию воды и морозов, попеременному увлажнению и высушиванию. Развивается коррозия бетона — его разрушение.
Поэтому бетон должен стойко сопротивляться такому агрессивному воздействию, а цементный камень должен быть коррозийно-, морозо- и атмосферостойким.

В водных условиях коррозия цементного камня имеет 3 вида:

1 вид коррозии — повреждение цементного камня в результате растворения и вымывания некоторых его составных частей. Лучше всего растворим гидроксид кальция -Ca(OH)2, образующийся в процессе гидролиза трехкальциевого силиката. Растворимость гидроксида кальция низка (1,3 г CaO на 1л при 15С), однако под воздействием мягких проточных вод, в присуствие катионов кальция кол-во вымываемого гидроксида кальция постоянно растет. Цементный камень теряет прочность, становясь пористым.

В таких условиях стойкость цементного камня можно повысить введением гидравлических добавок. Они связуют гидроксид кальция в малорастворимое соединение — гидроксиликат кальция. Или защитить бетон от 1 вида коррозии можно использованием белитового цемента, выделяющего при твердении минимум свободного гидроксида кальция Ca(OH)2.
Справка. Белитовый цемент содержит меньше трехкальциевого силиката.
2 вид коррозии — повреждение цементного камня водами, содержащими сернокислые, хлористые соли. При этом образуются легко растворимые и вымываемые из бетона продукты. Либо образуется некая аморфная масса, необладающая связующей способностью.
Наиболее значительными в этом отношении являются реакции взаимодействия сернокислых, хлористых солей магния с гидроксидом кальция цементного камня:
Ca(OH)2+MgCl2=CaCl2+Mg(OH)2, где хлористый кальций, является хорошо растворимым и вымываемым продуктом.
Ca(OH)2+MgSO4+2H2O=CaSO4 х 2H2O+Mg(OH)2
где гипс и гидроксид магния — в-ва, необладающие связывающей способностью и легко вымываются из бетона.
Другой пример, коррозия цементного камня водами, насыщенными свободной углекислотой. Известно, что обычное взаимодействие гидроксида кальция в составе цементного кальция с углекислотой поначалу образует защитную корку:
Ca(OH)2+CO2=CaCO3+вода.
Справка: CaCO3 (углекислый кальций) в воде почти в 100 раз меньше растворим, чем Ca(OH)2- гидроксид кальция.
Затем же длительное воздействие углекислоты приводит вот к чему:
CaCO3+CO2+вода=Ca(HCO3)2 -легко растворимый бикарбонат кальция.
Как видно во всех трех случаях причиной порозности цементного камня является наличие в нем свободного гидроксида кальция Ca(OH)2. Если же связать его в другое труднорастворимое в-во, сопротивление коррозии 2 вида непременно возрастет.

3 вид- сульфатная коррозия, возникает под воздействием сульфатов. В порах цементного камня происходит постоянное отложение малорастворимых веществ (содержаться в воде или образуются в процессах их взаимодействия с составляющими самого цементного камня). В результате формируется растяжение, напряжение в стенках пор, что ведет к разрушению.
Так наличие в воде растворенного гипса при взаимодействии с трехкальциевым гидроксиалюминатом сопровождается следующим:
3CaO х Al2O3 х 6Н2O+3CaSO4+25H2O=3CaO х Al2O3 х 3CaSO4 х 31H2O — образуется сложное в-во, труднорастворимый гидросульфоалюминат кальция, который кристаллизуясь поглощает много воды, при этом увеличивается в объеме в 2,5 раза. Что соответственно оказывает мощное разрушающее действие.
Справка. Кристаллы гидросульфоалюмината кальция под микроскопом, имеют внешнее сходство с бациллами и оказывают разрушающее воздействие на цементный камень. За это их прозвали «цементной бациллой».
Цемент с незначительным содержанием трехкальциевого алюмината должен обладать повышенной сульфатостойкостью.

Таким образом, предовратить или ослабить влияние разных вод можно с помощью:
1. технологических изменений (улучшений) приготовления бетона с применением цементов определенного минерального состава и имеющего определенный набор активных минеральных добавок.
2.Использования конструктивных решений, как устройства гидроизоляции, водоотводов и дренажей.
3.Повышения водостойкости бетона за счет его интенсивного уплотнения при укладке или формования с помощью бетонных смесей с минимум водоцементным отношением. Здесь можно вспомнить о роли повышения водостойкости с помощью таких активных минеральных добавок, как трепела, опока, диатомита, доменного гранулированного шлака.

Это познавательно: о Приморье…

Самый большой водопад в России найден совсем недавно 73 летним Вячеславом Китаевым в отрогах Сихотэ — Алиня. Он расположен в 15 километрах от источника Кцухин (Тернейский район). Высота найденного великана около 260 м., падает вниз с горы Красной. За свою величину назван Красным китом.
Вторым гигантом России стал водопад Илья Муромец — высота 142 м (Курильские острова).