Коррозия цементного камня
Коррозия цементного камня проявляется при действии на него агрессивных жидкостей и газов. Наиболее уязвимыми с точки зрения коррозии продуктами гидратации портландцемента являются портландит Са(ОН)2 и гидроалюминат кальция 3СаО·Al2O3·6H2O. Коррозионные процессы в цементном камне в зависимости от причины принято разделять на 3 группы:
• Коррозия I вида – растворение составляющих цементного камня, вымывание гидроксида кальция (коррозия выщелачивания). Гидроксид кальция Са(ОН)2 является водорастворимым соединением, а его содержание составляет 10…15% (до 20%) от всех продуктов гидратации портландцемента. Его вымывание происходит весьма интенсивно при действии на цементный камень мягких вод. После вымывания свободного гидроксида кальция начинается разложение гидросиликатов кальция 3СаО·2SiO2·3H2O. Выщелачивание портландита в количестве 15…30% от общего содержания приводит к снижению прочности цементного камня на 40..50% и более.
• Основным методом борьбы с коррозией выщелачивания является введение в портландцемент активных минеральных добавок, связывающих водорастворимый портландит в низкоосновные водонерастворимые гидросиликаты кальция. Повысить стойкость бетона к коррозии выщелачивания можно также путем снижения проницаемости бетона за счет использования химических добавок – пластификаторов, гидрофобизаторов и др.
• Коррозия II вида – образование легкорастворимых солей при взаимодействии составляющих цементного камня с агрессивными веществами и их вымывание. К данному виду коррозии относят:
• Кислотная коррозия проявляется при действии на цементный камень растворов кислот с pH
• В результате данной реакции образуется эттрингит, который занимает в 2…2,5 раза больший объем по сравнению с исходными компонентами реакции. Как было отмечено выше, в процессе твердения портландцемента образование эттрингита играет положительную роль, поскольку его игловидные кристаллы уплотняют структуру и упрочняют цементный камень.
• Образование эттрингита в затвердевшем цементном камне приводит к появлению внутренних растягивающих напряжений и растрескиванию цементного камня (в данном случае эттрингит называют «цементной бациллой»). В железобетонных конструкциях растрескивается, прежде всего, защитный слой бетона, после чего начинается коррозия стальной арматуры. Возможность сульфоалюминатной коррозии всегда необходимо учитывать при строительстве морских сооружений. Основным способом борьбы с сульфоалюминатной коррозией является использование сульфатостойкого портландцемента.
• К коррозии III вида относится также щелочная коррозия, которая может происходить под влиянием двух факторов. Первый фактор – непосредственное воздействие щелочи на цементный камень. В этом случае после высыхания насыщенного щелочью бетона, под влиянием углекислого газа в порах бетона образуется сода и поташ, которые, кристаллизуясь, увеличиваются в объеме и разрушают цементный камень. Второй фактор – взаимодействие щелочей цементного камня с реакционноспособными примесями, содержащимися в заполнителях, в особенности, в песке (например, опал, халцедон, вулканическое стекло). Данный вид коррозии может проявляться в появлении трещин, шелушении и вспучивании поверхности бетона.
Дата добавления: 2016-11-22 ; просмотров: 6241 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Лекция 4. Коррозия цементного камня и меры борьбы с ней
Бетон в инженерных сооружениях в процессе эксплуатации может быть подвержен агрессивному воздействию внешней среды: пресных и минерализованных вод, совместному действию воды и мороза, попеременному увлажнению и высушиванию. Среди компонентов бетона цементный камень наиболее подвержен развитию коррозионных процессов. Для того чтобы бетон стойко сопротивлялся агрессивному воздействию внешней среды, цементный камень должен быть коррозие-, морозо- и атмосферостойким.
Коррозия цементного камня в водных условиях по ряду ведущих признаков может быть разделена на три вида:
I вид коррозии — разрушение цементного камня в результате растворения и вымывания некоторых его составных частей. Наиболее растворимой является гидроксид кальция, образующийся при гидролизе трехкальциевого силиката. Растворимость Са(ОН)2 невелика (1,3 г СаО на 1 л при 15°С), но из цементного камня в бетоне под воздействием проточных мягких вод количество растворенного и вымытого Са(ОН)2 непрерывно растет, цементный камень становится пористым и теряет прочность.
Существенное повышение стойкости цементного камня в пресных водах достигается введением в цемент гидравлических добавок. Они связывают Са(ОН)2 в малорастворимое соединение — гидросиликат кальция:
Следующей мерой защиты бетона от I вида коррозии является применение цемента, выделяющего при своем твердении минимальное количество свободной Са(ОН)2. Таким цементом является белитовый, содержащий небольшое количество трехкальциевого силиката.
II вид коррозии — разрушение цементного камня водой, содержащей соли, способные вступать в обменные реакции с составляющими цементного камня. При этом образуются продукты которые либо легкорастворимы и уносятся фильтрующей через бетон водой, либо выделяются в воде аморфной массы, не обладающей связующими свойствами. В результате таких преобразований увеличивается пористость цементного камня и, следовательно, снижается его прочность.
Наиболее характерны среди упомянутых обменных реакций те, которые протекают под действием хлористых и сернокислых солей. Сернокислый магний, взаимодействуя с Са(ОН)2 цементного камня, образует гипс и гидроксид магния — аморфное вещество, не обладающее связностью и легко вымывающееся из бетона:
Между MgCl2 и Са(ОН)2 протекает реакция
Образовавшийся хлористый кальций хорошо растворяется в воде и уносится фильтрующей водой.
Коррозия цементного камня водами, содержащими свободные углекислоту и ее соли, происходит в такой последовательности. Вначале растворенная углекислота взаимодействует с Са(ОН)2
и образуется труднорастворимый углекислый кальций, что положительно сказывается на сохранности бетона. Однако при высоком содержании в воде СO2 углекислота действует разрушающе на цементный камень вследствие образования легкорастворимого бикарбоната кальция:
Приведенные реакции, схематически характеризующие разрушение цементного камня под действием воды, содержащей растворенные соли, показывают, что основной причиной этого разрушения является содержание в цементном камне (бетоне) свободного гидроксида кальция Са(ОН)2. Если же ее связать в другое труднорастворимое соединение, сопротивление бетона коррозии II вида должно возрасти. Это и имеет место при использовании активных минеральных добавок.
К III виду коррозии относятся процессы, возникающие под действием сульфатов. В порах цементного камня происходит отложение малорастворимых веществ, содержащихся в воде, или продуктов взаимодействия их с составляющими цементного камня. Их накопление и кристаллизация в порах вызывают значительные растягивающие напряжения в стенках пор и приводят к разрушению цементного камня.
Характерным видом сульфатной коррозии цементного камня является взаимодействие растворенного в воде гипса с трехкальциевым гидроалюминатом:
При этом образуется труднорастворимый гидросульфоалюминат кальция, который, кристаллизуясь, поглощает большое количество воды и значительно увеличивается в объеме (примерно в 2,5 раза), что оказывает сильное разрушающее действие на цементный камень.
В результате реакции образуются кристаллы в виде длинных тонких игл, напоминающих под микроскопом некоторые бациллы. Имея такое внешнее сходство и разрушающее действие на цементный камень, гидросульфоалюминат кальция получил название «цементная бацилла». Цемент с низким содержанием трехкальциевого алюмината должен обладать повышенной сульфатостойкостью.
Исключить или ослабить влияние коррозионных процессов при действии различных вод можно конструктивными мерами, путем улучшения технологии приготовления бетона и применения цементов определенного минералогического состава и необходимого содержания активных минеральных добавок.
Используя конструктивные меры, предотвратить действие воды на бетонную конструкцию возможно путем устройства гидроизоляции, водоотводов и дренажей. Повышение водостойкости бетона технологическими средствами достигается интенсивным уплотнением бетона при укладке или формовании, использованием бетонных смесей с минимальным водоцементным отношением, с тщательно подобранным зерновым составом заполнителей.
Роль активных минеральных добавок (трепела, опоки, диатомита, доменных гранулированных шлаков) в повышении водостойкости портландцемента рассмотрена ранее.
Источник
КОРРОЗИЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА
Под влиянием различных агрессивных веществ, конструкция, содержащая портландцемент может разрушаться. По классификации Москвина, все виды коррозионных разрушений цемента можно разделить на три группы.
1.Вымывание Са(ОН)2, разрушение гидросиликатов и как следствие разрушения цементного камня под действием воды (коррозия 1-ого вида)
2.Разрушение цементного камня из-за реакций обмена между Са(ОН)2 цементного камня и агрессивными веществами с образованием лёгко растворимых солей.(коррозия 2-ого вида)
3.Разрушение цементного камня из-за кристаллизации в его порах продуктов большого объёма, чем исходные вещества (коррозия 3-его вида)
1. Коррозия 1-ого вида.
Она связана с вымыванием Са(ОН)2-цементного камня, под действием мягких вод (дождевые, конденсат, воды оборотного теплоснабжения, болотные). Вымывание Са(ОН)2 ведёт к резкому понижению прочности и послойному растворению цементного камня. Внешне этот вид коррозии проявляется в виде белых потёков на поверхности конструкции.
Меры борьбы с коррозией 1-ого вида.
1.Ограничение содержания С3S
б) магнезиальная коррозия.
Она может наблюдаться при воздействии грунтовых вод насыщенных магнезиальными солями и, особенно в морской воде. Разрушение цементного камня вследствие реакции обмена протекает по следующим формулам:
Са(ОН)2 + МgCl2 = CaCl2 + Mg(OH)2 
В результате этих химических реакций образуется растворимая соль (хлористый кальций и двуводный сульфат кальция), причём в первой реакции гидрат окиси кальция цементного камня вступает в химическую реакцию с хлористым магнием с образованием хлористого кальция и выпадением в осадок гидрата окиси магния — рыхлой смеси, которая легко смывается водой.
Меры борьбы с коррозией 2-ого вида.
1.Ограничение содержания С3S не более 50%
2.Введение активных минеральных добавок, связывающих Са(ОН)2 в нерастворимые соединения.
3.Устройство барьерной защиты, препятствующей прониканию агрессивных веществ, например, из рулонных материалов (полимерных, битумов). Для защиты от действия кислот устраивают футировки (толстые защитные слои из кислотостойкого кирпича или плиток на кислостойком растворе, либо пропитывают конструкции кислотостойкими материалами).
Коррозия 3-его вида.
Это сульфоалюминатная коррозия. Она имеет место при взаимодействии на конструкции грунтовых или морских вод с содержанием сульфат ионов (SO4 2- ) более 250мг/л. С сульфатами в цементом камне реагирует 3-х кальциевый гидроалюминат
= 3CaO × Al2O3 × 3CaSO4 × 31H2O – это соединение называется гидросульфоалюминат кальция или эттрингит.
Кристаллизуясь в порах это соединение имеет объём в 2 раза больше, чем исходные продукты и, оказывая давление на стенки пор разрушает цементный камень изнутри.
Меры борьбы с коррозией 3-его вида.
1.Ограничение в составе цемента содержание С3А 
8%
2.Применение специального сульфатостойкого портландцемента.
Источник
Статьи
Три вида коррозии бетона: коррозия выщелачивания, кислотная и солевая. Средства восстановления. 15.08.2013 02:26
Как известно, бетон не вечен и подвержен коррозии в условиях воздействия внешней природной среды. Коррозийные процессы, протекающие в бетоне, как правило, различаются на три основных вида (группы). Каждая из этих групп, в свою очередь, имеет свои ключевые признаки, по которым их классифицируют в виды.
И конечно, как каждый вид разрушения, cвязанный с коррозией железобетонных конструкций, имеет и свои специфические средства восстановления. Но всё же, давайте разберём всё по порядку. И так…
З вида коррозии бетона
• 1 вид коррозии бетона обусловлен в результате выщелачивания. Это когда под воздействием пресной воды (мягких вод) растворяются основные составные компоненты цемента (цементного камня) и проникают сквозь толщу бетона наружу в процессе фильтрации.
• 2 вид коррозии бетона происходит из-за следствия реакции обменных процессов между компонентами, содержащимися в воде, и бетона, образуя растворимые компоненты или продукты без вяжущих (скрепляющих) свойств, ослабляя в конечном итоге структуру цементного камня.
• 3 же вид коррозии бетона наступает при постепенном накоплении и кристаллизации солей в капиллярах, порах и трещинах цементного камня, которые способствуют возникновению напряжению и внутреннему разрушению железобетона.
 |
 |
То есть исходя из этого, можно классифицировать и заключить следующее:
1 вид – это коррозия выщелачивания.
Она представляет из себя: постепенное растворение и вымывание компонентов самого цементного камня из бетонного изделия из-за фильтрации мягкой (пресной) воды через саму толщу бетона.
В этом случае, нарушается химическое равновесие между жидкостью в порах и составляющими компонентами цементного камня. Это приводит в итоге к постепенному ослаблению, влияющей на механическую прочность и ведущей к разрушению бетонной/железобетонной конструкции.
Характерным внешним признаком этого вида коррозии является появление белого налёта на стенах бетонных сооружений, в местах выхода воды при фильтрации.
2 вид – это кислотная коррозия.
Данная коррозия обусловлена воздействием кислот, солей и щелочей органического и неорганического характера, когда образуются в бетоне легкорастворимые соли. В этом случае, легкорастворимые соли вымываются из бетона, а образующиеся в результате этого остаточные продукты присутствуют в виде рыхлых масс, не имеющих свойств вязкости, влияющих на прочность.
 |
 |
Данный вид коррозии способен полностью разрушить цементный камень из-за растворения и вымывания образованных продуктов химической реакции под воздействием кислот.
3 вид – это солевая коррозия.
Третий вид обусловлен разрушением бетона из-за кристаллизации солей и испарением минерализованной воды в порах и капиллярах бетона. — Это вызывает внутренние напряжения (расширения объёма в порах цемента) и трещины в бетонном сооружении.
Этот же вид коррозии различается также по специфике воздействия определенных химических групп: сульфатная и магнезиальная, — исходя из содержания химических соединений в жидкостях агрессивной среды, соприкасающихся с цементным камнем.
Как полагают специалисты, под воздействием сульфатной группы разрушение бетона наступает вследствие его усадки и расширения или набухании алюминатов (химических элементов) в цементном камне.
Во втором (магнезиальная) – разрушение бетона происходит из-за образования и появления рыхлости и потери в цементном камне связующих свойств, что может приводить к стойкому сильнейшему разрушению сооружений.
Такова общая целостная картина причин разрушения бетона, с рассмотрением 3 основных видов коррозии.
Когда мы достаточно ясно увидели данный «пейзаж» разрушения изнутри, то что мы можем предпринять, чтобы это ликвидировать. Вариантов можно рассмотреть великое множество, но нам нужна только ЭФФЕКТИВНОСТЬ и НАДЕЖНОСТЬ!
Надёжное решение эффективного ВАЙТМИКС
Высокопрочные сухие строительные смеси ВАЙТМИКС отлично зарекомендовали при восстановлении бетонных сооружений, поврежденных коррозией, защиты бетона от коррозии. Они предлагают несколько вариантов эффективного решения задач, стоящих перед строителями.
При данных рассмотренных видах разрушения, компания ВАЙТМИКС готова предоставить на выбор ремонтников несколько видов смесей для защиты бетона от коррозии. Как готовых уже для этого, так и специально подготовленных для определенной стоящей задачи и конкретного вида разрушения. При этом специалисты: выезжают на объект, проводят анализ разрушения, подбирают состав смеси для данного объекта, проводят испытания её и предоставляют все документы — сертификаты, протоколы исследований и испытаний.
Из готовых высокопрочных безусадочных смесей компания ВАЙТМИКС предлагает линейку эффективного решения, где особняком для этих целей выделяется марка ВАЙТМИКС RT 40. Это тиксотропная ремонтная смесь высокомарочного цемента с набором полимерных добавок, фиброй и грубым заполнителем (фракцией до 2.5мм). Она применяется при устранении повреждений бетона связанных с коррозией и имеющих глубину от 20 до 60мм. Затвердевший состав обладает хорошей адгезией к старому бетону до 20кг/см2, отсутствием усадки, высокой морозостойкостью F300 и водонепроницаемостью W18, трещинностойкостью в следствие наличия фибры (предел прочности при изгибе до 125 кг/см2).
Ремонт с применением смеси ВАЙТМИКС RT40 железобетонного монолитного перекрытия
котельной ЗАО МЗ «Арсенал» г. Санкт-Петербург 2012 г.
постоянные протечки воды из ёмкости
стоящей на перекрытии
Подробнее узнать об этом вы можете узнать на страницах сайта, где детально рассмотрены все представленные нами марки высокопрочных смесей ВАЙТМИКС.
Комментарии
Комментариев пока нет
Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.
Источник
