Omskvorota.ru

Строим дом
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Коррозия цементного камня первого вида

Коррозия цементного камня первого вида

Изделия из цемента и бетона, как из всякого другого материала, со временем в условиях своей службы подвергаются разрушению (коррозии). Проблема стойкости (неразрушаемо-сти) бетонных сооружений важна в такой же степени, как и само их создание.

Под коррозией понимается разрушение цементного или бетонного изделия в результате действия на него физических либо химических факторов как извне (внешние причины коррозии), так и изнутри (внутренние причины коррозии).

В условиях эксплуатации на цементный камень действуют: природные воды (речные и морские) под давлением или просто омывающие сооружения; промышленные и бытовые воды (стоки); периодически и многократно повторяющиеся теплосмены (сезонные и дневные колебания температур); процессы увлажнения и высыхания (колебания атмосферной влажности, специфические условия службы). Кроме того, влияют механические воздействия — удары волн, выветривание, истирание, а также биологические—вредные воздействия бактерий. Все это внешние причины коррозии и разрушения цементного камня.

К разрушению цементного камня (бетона) приводят и внутренние факторы —его высокая водопроницаемость, взаимодействие щелочей цемента с кремнеземом заполнителя, изменение объема из-за различия температурного расширения цемента и заполнителя.

Среди внешних факторов, обусловливающих коррозию цементного камня, можно выделить физические и химические факторы. Физические факторы коррозии охватывают температурные (попеременное замерзание и оттаивание, нагрев и охлаждение) и влажностные колебания среды, ведущие к появлению деформаций материала и его разрушению. К внешним факторам следует отнести и разрушение изделия за счет подсоса и кристаллизации солей в порах и капиллярах бетонного тела — так называемая солевая коррозия.

Химические факторы коррозии включают воздействие водной и газовой сред на цементный камень (бетон) — водных растворов кислот, солей, оснований, а также действие разнообразных органических веществ.

Физическая коррозия. Попеременному замораживанию и оттаиванию (влияние пониженных температур) подвергаются практически все открытые сооружения, служащие в условиях атмосферного воздействия. Особенно опасная ситуация возникает при одновременном воздействии низкой температуры и растворов солей, например при работе бетона в морских сооружениях. Суть действия пониженной температуры на бетон заключается в возникновении деформаций расширения замерзающей воды в опасных порах, которая может привести к разрушению камня. Возникают по меньшей мере два источника разрушающих сил: первый — увеличение объема воды при замерзании (-9%), что ведет к возникновению большого гидравлического давления на стенки пор и капилляров, второй — осмотическое давление, возникающее благодаря локальному увеличению концентрации раствора.

Цо мнению некоторых исследователей, величина осмотического давления может достигать 1—2 МПа. Сильное внутреннее напряжение усиливается при повторных циклах замерзания и оттаивания. Сначала образуются мельчайшие трещины, затем они заполняются водой, которая при замерзании вызывает дальнейшее растрескивание цементного камня (бетона). Многократные теплосмены постепенно расшатывают структуру цементного камня и бетона, снижают его прочность и в момент, когда давление расширения превышает предел прочности при растяжении, бетон разрушается.

Как показано Б. Г. Скрамтаевым, В. М. Москвиным, В. В. Стольниковым и С. Д. Мироновым, основную роль в разрушении цементного камня при действии низких температур играют общая пористость и характер капиллярно-пористой структуры материала: в искусственном камне имеются поры, наиболее опасные и ответственные за развитие разрушения материала. Практически не опасны очень мелкие поры геля. Поскольку морозостойкость искусственного камня зависит от характера и величины общей пористости, то, снижая пористость, можно добиться существенного повышения морозостойкости. Общую пористость можно уменьшить снижением В/Ц, использованием цемента с пониженной водопотребностыо, а также введением добавок разного типа — пластифицирующих, гидрофоби-зирующих, воздухововлекающих.

Морозостойкость цементного камня (бетона) зависит от качества цементного раствора и заполнителей. Качество заполнителей может колебаться в широких пределах, так как не существует прямой зависимости между долговечностью заполнителя и бетона. Однако, существует общее мнение, что заполнители с большой внутренней поверхностью, легко доступной для воды, являются менее морозостойкими. По условиям работы бетонные и цементные конструкции могут находиться в сфере воздействия повышенных температур, влияние которых изучали К. Д. Некрасов, В. М. Москвин и др. Вредное воздействие температуры на затвердевшие бетоны начинается при 50—100 °С, усиливается при 500 °С (и выше) и состоит в разложении сначала гидратиых образований, а затем и других составляющих цементного камня. Поэтому не рекомендуется применять бетоны на обычных цементах, работающие при температурах свыше 250 °С.

Для того чтобы повысить жаростойкость затвердевших бетонов, следует вводить добавки (шамот, туф, трепел и т. д.) в количестве 0,5—2 мае. ч. на 1 мае. ч. цемента, которые при температурах выше 800 °С взаимодействуют с составляющими цемента СаО из Са(ОН)2 и СаСОз, образуя термически- и водоустойчивые соединения.

Попеременное увлажнение и высыхание цементного камня и бетона вследствие, например, климатических особенностей атмосферы или специфических условий работы конструкции вызывает соответственно деформации — набухание или усадку. Вопросы, связанные с набуханием и усадкой собственно цемента, рассматриваются при изучении строительно-технических свойств цемента. Что касается бетонного тела, то при нарушении влажностных равновесий системы бетон —среда, например при неравномерной диффузии влаги в объем бетона, в его толще возникают градиенты влажности, приводящие к деформациям набухания при насыщении водой или усадки —при высушивании, снижающим прочность бетона. Деформации усадки и набухания можно характеризовать, по С. В. Александровскому, коэффициентами линейной усадки и линейного набухания h (мм/мм), которые представляют собой относительные деформации бетона (мм/мм), происходящие при изменении его массовой относительной влажности (г/г) при равномерном высыхании или увлажнении. Порядок коэффициентов в среднем таков: /3=0,03 мм/мм, h = 0,005 мм/мм. Величину деформации набухания и усадки можно заметно нейтрализовать, меняя количество и качество заполнителя, вид и расход цемента, водо-цементное отношение.

Кристаллизация солей также относится к физическим видам коррозии. Капиллярные подсосы воды в той части бетонной конструкции, которая работает в грунте, приводят к возникновению такого типа коррозии, если в грунтовых водах большая концентрация водорастворимых солей (Na2S04, ИазСОз, MgS04), высокий уровень минерализованных вод, при этом климат данного района сухой или жаркий. Солевые растворы в этом случае регулярно поступают в поры бетона, одновременно происходит испарение воды. Выделяющиеся из раствора соединения при кристаллизации оказывают давление на стенки пор и капилляров, что может вызвать деформацию бетона, а иногда и его разрушение. Особенно сильным оказывается давление кристаллизации, когда образующиеся соли вначале безводны, а затем переходят в кристаллогидраты. Такой вид коррозии можно ‘предотвратить, используя бетоны с малой открытой пористостью или защищая их гидроизоляцией.

Читайте так же:
Опилки с цементом или гипсом

Химическая коррозия. Действие (агрессия) воды и водных растворов (неорганических и органических веществ — кислот, солей, оснований), а также кислых газов в условиях службы бетонных и железобетонных конструкций приводит к разрушению бетонного и цементного камня. Причины разрушения (коррозии) заключаются в химическом взаимодействии агрессивной среды и составляющих бетона. Проблемы стойкости бетонных и железобетонных конструкций в условиях химической агрессии изучали В. А. Кинд, В. В. Кинд, В. Н. Юнг, Ф. Ли, В. М. Москвин, А. Ф. Полак, В. И. Бабушкин. Процессы, происходящие при взаимодействии водной среды и бетона, по их сути можно систематизировать, что и было сделано В. М. Москвиным и В. В. Киндом.

В. М. Москвин разделяет коррозию бетона на три вида. К первому виду коррозии он относит процессы, происходящие в бетоне под воздействием вод с малой временной жесткостью (мягких вод), в результате действия которых составные части цементного камня растворяются и уносятся сквозь толщу бетона при фильтрации, ко второму виду коррозии отнесены реакции обмена между составляющими воды и бетона с образованием растворимых или не обладающих вяжущими свойствами продуктов, ослабляющих структуру камня; к третьему виду—-накопление и кристаллизация в трещинах, порах и капиллярах бетона солей, которые также способны разрушить материал (солевая коррозия).

При изучении химических факторов коррозии бетона следует рассматривать не только химический и минералогический составы бетона, его капиллярно-пористую структуру, но и основу агрессивной среды, в которой, как это следует из опыта работы бетонных сооружений, большую роль играют ионы магния, натрия, алюминия, аммония, меди, железа, водорода, гидроксила, сульфатные, карбонатные, бикарбонатные, хлористые анионы. Опасны также все виды кислых газов —углекислый, сернистый, сероводород.

Билет 15 1. Коррозия цементного камня и способы замедления процессов разрушения камня

Коррозию цементного камня и бетона подразделяют на три основных вида в зависимости от механизма разрушения структуры:

коррозия I вида обусловлена растворением и вымыванием некоторых его составных частей (коррозия выщелачивания);

коррозия II вида обусловлена воздействием агрессивных веществ, которые, вступая во взаимодействие с составными частями цементного камня, образуют либо легкорастворимые и вымываемые водой соли, либо аморфные массы, не обладающие связующими свойствами;

коррозия III вида объединяет процессы, при которых компоненты цементного камня, вступая во взаимодействие с агрессивной средой, образуют соединения, занимающие больший объем, чем исходные продукты реакции

1 вид При действии воды на цементный камень вначале растворяется и уносится водой свободный Ca(OH)2, содержание которого в цементном камне через 1-3 месяца твердения достигает 10. 15%, а растворимость при обычных температурах 1,3 г/л.

После вымывания свободного гидроксида кальция и снижения его концентрации ниже 1,1 г/л начинается разложение гидросиликатов, а затем гидроалюминатов и гидроферритов кальция. В результате выщелачивания повышается пористость цементного камня и снижается его прочность.

Процесс коррозии первого вида ускоряется, если на цементный камень действует мягкая вода или вода под напором. Для предупреждения коррозии I вида необходимо:

1.Создать бетоны повышенной плотности за счет интенсивного уплотнения цементного камня;

2.Использовать цементы с ограниченным содержанием C3S;

3.Вводить в цемент тонкомолотые минеральные добавки которые связывает гидроксид кальция в нерастворимые соединения Са(ОН)2 + SiO2(аморф.) + mH2O = CaO·SiO2nН2О.

4.Использовать пуццолановый цемент;

5.Карбонизация поверстного слоя бетона, путем выдерживания его на воздухе;

6.Гидроизоляция поверхности цементного камня в виде оклейки, облицовки или пропитки поверхностного слоя гидроизоляционными материалами.

2 вид: К разновидностям коррозии второго относятся кислотная, магнезиальная коррозия, коррозия под влиянием некоторых органических веществ и т. п.

Кислотная коррозия возникает при действии растворов любых кислот, за исключением поликремниевой и кремнефтористоводородной. Кислота вступает в химическое взаимодействие с Ca(OH)2, образуя растворимые соли (например, СаСl2) и соли, увеличивающиеся в объеме (CaSO42H2O): Са(ОН)2 + 2НСl = СаСl2 + 2Н2О или Са(ОН)2 + H2SO4 = CaSO4 +2H2O

Под действием кислот могут разрушаться также и гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферриты кальция, превращаясь в кальциевые соли и аморфные бессвязанные массы SiO2nH2O, Al2(OH)3, Fe2(OH)3.

Меры защиты от кислотной коррозии: При слабой кислотной коррозии (рН=4-6) цементный камень защищают кислотостойкими материалами (окраской, пленочной изоляцией и т. п.).

По стойкости к действию кислот слабой концентрации цементы можно расположить в таком порядке: глиноземистый цемент, пуццолановый ПЦ и обычный ПЦ.

При сильной кислотной коррозии (рН

Она развивается при действии на цементный камень воды, содержащей свободный диоксид углерода в виде слабой угольной кислоты сверх равновесного количества.

Избыточная (агрессивная) углекислота разрушает ранее образовавшуюся карбонатную пленку вследствие образования хорошо растворимого бикарбоната кальция: CaCO3 + СO2 + Н2О= Са(НСO3)2 При этом, чем больше содержится Н2СО3 (обычно в грунтовых водах), тем выше кислотные свойства раствора и скорость коррозии. магнезиальная коррозия происходит при воздействии на Ca(OH)2 растворов магнезиальных солей, которые встречаются в грунтовой, морской и других водаx. Наиболее характерные реакции для этого вида коррозии проходят по следующей схеме: Са(ОН)2 + MgCl2 = СаСl2 + Mg(OH)2; Са(ОН)2 + MgSO4 = CaSO42H2O + Mg(OH)2 СаСl2 и CaSO42H2O хорошо растворимы в воде и вымываются из цементного камня. К тому же CaSO42H2O возникает с увеличением объема, что ускоряет появление трещин, а также коррозию

III вида. Mg(OH)2 малорастворим в воде, но выпадает в осадок в виде рыхлой аморфной массы, не обладающей связностью, которая также легко вымывается из бетона. Меры защиты от магнезиальной коррозии те же, что и при коррозии первого вида. коррозия под действием органических кислот, как и неорганических, быстро разрушает цементный камень. Вредное влияние оказывают и масла, содержащие кислоты жирного ряда (льняное, хлопковое, рыбий жир и т. п.).

Нефть и нефтяные продукты не опасны для цементного бетона, если в них нет остатков кислот, но они легко проникают через бетон. Продукты разгонки каменноугольного дегтя, содержащие фенолы, оказывают агрессивное воздействие на бетон. Коррозия возникает и под действием минеральных удобрений, особенно аммиачных (аммиачная селитра и сульфат аммония). Аммиачная селитра, состоящая в основном из NН4NO3, действует на гидроксид кальция: Са(ОН)2 + 2NH4NO3 + 2Н2О = Ca(NO3)24Н2О + 2NO3 Образующийся нитрат кальция хорошо растворяется в воде и вымывается из бетона.

Читайте так же:
Плиточный клей цемент как разводить

Из фосфорных удобрений агрессивен суперфосфат, состоящий в основном из Са(Н2РО4)2, гипса и содержащий небольшое количество свободной фосфорной кислоты. Характерной коррозией III вида является сульфатная коррозия.

Сульфаты, часто содержащиеся в природной и промышленных водах, вступают в обменную реакцию с гидроксидом кальция, образуя гипс CaSO42H2O. При действии на бетон сернокислового натрия сульфат натрия вступает в реакцию с гидроксидом кальция цементного камня: Са(ОН)2 + Na2SО4 + 2Н2О → СаSО42Н2О + 2NaОН

Разрушение цементного камня в этом случае вызывается кристаллизационным давлением кристаллов двуводного гипса. Для защиты бетона от солевой коррозии необходимо: -применять бетоны с низким В/Ц; -тщательно уплотнять бетонную смесь; -использовать воздухововлекающие и уплотняющие добавки; -применять пористые заполнители, а также цементы, обеспечивающие высокую плотность цементного камня (портландцемент без минеральных добавок); -отводить агрессивные солевые растворы от поверхности конструкции, либо изолировать их путем устройства защитных покрытий.

Борьбу с коррозией III вида следует вести, принимая во внимании следующее: — в бетонах на глиноземистом цементе или цементах с малым содержанием Cа(OH)2 невозможно образование многоосновных гидроаллюминатов кальция, чем ограничивается или исключается возможность образования гидросульфоаллюмината кальция. — введение в бетонную смесь воздухововлекающих, пластифицирующих добавок, химических добавок (CaCl2), повышающих растворимость гидрата окиси кальция и гипса, кремнеорганических веществ, способствует повышению стойкости цементного камня и бетона к коррозии. — эффективно создание защитных слоев на поверхности бетонной конструкции виде оклеечной, облицовочной или лакокрасочной изоляции.

2. Основные типы битумов, применяемых в строительстве и их технические свойства.

Битум – это вещество, которое изготовляется промышленным методом в результате преобразования и смешивания смол, нефтепродуктов и других органических веществ.

Битумы нерастворимы в воде и водных растворах кислот, щелочей и солей. Плотная, непористая структура делает битумы водонепроницаемыми и морозостойкими. Эти качества широко используются в строительстве, при проведении кровельных и гидроизоляционных работ.

Качество битумов определяется, исходя из таких характеристик: температуры размягчения, хрупкости, растяжимости (дуктильность), вязкости (пенетрации). О характеристиках битумов свидетельствует маркировка: БН 90/10, (битум нефтяной), строительный, первая цифра указывает на температуру размягчения, а вторая говорит о глубине пенетрации.

Плотность от 0,8-1,3 г/см 3 , теплопроводность 0,5-0,6Вт/(м* 0 С), теплоемкость 1,8-2 кДж/кг* 0 С. Существуют различные виды битума.

Строительные битумыявляются горючими веществами с температурой вспышки от 220 до 240 градусов, и температурой самовоспламенения в 368 градусов по Цельсию. Их производят методом окисления продуктов перегонки нефти, а также их соединения с экстрактами масляного производства и асфальтами. Битум строительный нашел свое применение при производстве гидроизоляционных работ по защите от влаги построек, зданий и сооружений.

Дорожные битумыбывают двух видов: вязкие и жидкие.И те и другиепредставляют собой горючие вещества, имеющие температуру вспышки от 65 до 120 градусов тепла (для жидких битумов), или выше 220 градусов тепла (для вязких битумов). Вязкие дорожные битумы самовоспламеняются при температуре 368 градусов, а жидкие – не ниже 300 градусов тепла.

Битум дорожный вязкий применяется для проведения ремонта и прокладки дорог в теплое время года. А жидкий дорожный битум может использоваться и в холодную погоду, при минусовых температурах воздуха.

Жидкий битум изготавливают путем добавления в вязкий битум растворителей.

Битум дорожный жидкий предназначен для устройства оснований облегченных и капитальных автодорог, а также для их строительства. Дорожный битум вязкий применяется как вяжущий материал при строительстве и ремонте аэродромных и дорожных покрытий, производство асфальтобетонных смесей.

Кровельные битумыявляются горючими веществами, которые вспыхивают при температуре в 240 градусов и самовоспламеняются при 300 градусах по Цельсию. Метод их получения такой же, как и у строительных битумов. Кровельные битумы используются в производстве кровельных материалов, а также для пропитки и получения покровных слоев.

Лекция 4. Коррозия цементного камня и меры борьбы с ней

ДОГОВОР ПОДРЯДА.

По договору подряда одна сторона (подрядчик) обязуется выполнить по заданию другой стороны (заказчика) определенную работу и сдать ее результат заказчику, а заказчик обязуется принять результат работы и оплатить его. Договор подряда заключается на изготовление или переработку (обработку) вещи либо на выполнение другой работы с передачей ее результата заказчику.

Сроки выполнения работ.

Сроки выполнения работ – является существенным условием договора подряда. Без указания этих данных договор подряда не будет считаться заключенным.

В договоре подряда указываются начальный и конечный сроки выполнения работы. По согласованию между сторонами в договоре могут быть предусмотрены также сроки завершения отдельных этапов работы (промежуточные сроки).

В договоре подряда указываются цена подлежащей выполнению работы или способы ее определения. Цена в договоре подряда включает компенсацию издержек подрядчика и причитающееся ему вознаграждение. Цена работы может быть определена путем составления сметы.

Если договором подряда не предусмотрена предварительная оплата выполненной работы или отдельных ее этапов, заказчик обязан уплатить подрядчику обусловленную цену после окончательной сдачи результатов работы при условии, что работа выполнена надлежащим образом и в согласованный срок.

По договору займа одна сторона (займодавец) передает в собственность другой стороне деньги а заемщик обязуется возвратить займодавцу такую же сумму денег.

Договор займа считается заключенным с момента передачи денег или других вещей.

Договор займа между гражданами должен быть заключен в письменной форме, если его сумма превышает не менее чем в десять раз установленный законом минимальный размер оплаты труда.

В подтверждение договора займа и его условий может быть представлена расписка заемщика, удостоверяющие передачу определенной денежной суммы.

В случаях, когда срок возврата договором не установлен, сумма займа должна быть возвращена в течение тридцати дней со дня предъявления требования об этом.

Читайте так же:
Разборка цементной стяжки расценка тер

В случаях, когда заемщик не возвращает в срок сумму займа, на эту сумму подлежат уплате проценты в размере 1/300 ставки рефинансирования за каждый день просрочки (если иная ответственность не установлена договором).

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.

|следующая лекция ==>
ДОГОВОР ОКАЗАНИЯ ВОЗМЕЗДНЫХ УСЛУГ|СЕМЕЙНОЕ ПРАВО

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

124983 (Коррозия цементного камня и способы защиты), страница 2

Описание файла

Документ из архива «Коррозия цементного камня и способы защиты», который расположен в категории «рефераты». Всё это находится в предмете «промышленность, производство» из раздела «Студенческие работы», которые можно найти в файловом архиве Студент. Не смотря на прямую связь этого архива с Студент, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе «рефераты, доклады и презентации», в предмете «промышленность, производство» в общих файлах.

Онлайн просмотр документа «124983»

Текст 2 страницы из документа «124983»

Нефть и нефтепродукты не опасны, но если в них есть нафтеновые кислоты и сульфаты, то они также разрушают цементный камень.

Биологическая коррозия

Этот вид коррозии изучен мало. Однако, видимо сводится в конечном итоге к какому либо химическому виду.

Так имеется много бактерий, которые выделяют углекислоту, что повлечет углекислотную коррозию. Некоторые бактерии могут окислять сульфаты сначала до сероводорода, а затем до серной кислоты. Отсюда и характер разрушения камня.

Электрохимическая и электроосмотическая коррозии

Источник – блуждающие токи (промышленные сети). Система обсадная колонна, цементный камень – земля являются проводниками. В этой системе всегда возможен перенос ионов, отсюда возможны и электрохимическая и электроосмотическая коррозии. Следует отметить, что цементные камни, бетоны (фундаменты) обладают как правило определенным электрическим потенциалом по отношению к земле.

Читайте так же:
Госты по прочности растворов цементных

Разрушение цементного камня может происходить под влиянием физических факторов (насыщение водой, попеременное замораживание и оттаивание, увлажнение и высыхание и т. п.), а также при химическом взаимодействии компонентов камня с агрессивными веществами, содержащимися в окружающей среде.

Морозостойкость цементного камня зависит от минерального состава клинкера, тонкости помола цемента и водопотребности, необходимой для получения укладываемой смеси. Среди минералов клинкера наименее морозостойким является СзА, максимально допустимое содержание которого в цементах для морозостойких бетонов должно составлять не более 5. 8 %. Тонкость помола может быть в пределах от 3000 до 4000 см2/г, при этом важное значение имеет наличие в цементе наряду с тонкими фракциями относительно крупных зерен, которые обеспечивают «клинкерный фонд» для самозалечивания дефектов, возникающих при попеременных воздействиях среды. Увеличение водопотребности цемента снижает морозостойкость цементного камня, так как при этом повышается его капиллярная пористость (вода в порах геля не переходит в лед даже при сильных морозах). Поэтому в морозостойких бетонах значение В/Ц принимают не более 0,4. 0,55.

Коррозия первого вида — разрушение цементного камня в результате растворения и вымывания некоторых его составных частей (коррозия выщелачивания). При действии воды на цементный камень вначале растворяется и уносится водой свободный гидроксид кальция, образовавшийся при гидролизе C3S и C2S, содержание которого в цементном камне через 1. 3 мес твердения достигает 10. 15%, а растворимость при обычных температурах— 1,3 г/л. После вымывания свободного гидроксида кальция и снижения его концентрации ниже 1,1 г/л начинается разложение гидросиликатов, а затем гидроалюминатов и гидроферритов кальция. В результате выщелачивания повышается пористость цементного камня и снижается его прочность. Процесс коррозии первого вида ускоряется, если на цементный камень действует мягкая вода или вода под напором.

Одной из мер ослабления коррозии выщелачивания является применение цемента с умеренным содержанием C3S и выдерживание бетонных изделий на воздухе для того, чтобы на их поверхности прошел процесс карбонизации и образовалась малорастворимая корка из СаСО3. Главным же средством борьбы с выщелачиванием гидроксида кальция является применение плотного бетона и введение в цемент активных минеральных добавок, связывающих Са(ОН)г в малорастворимое соединение — гидросиликат кальция

Коррозия второго вида происходит при действии на цементный камень агрессивных веществ, которые, вступая во взаимодействие с составными частями цементного камня, образуют либо легкорастворимые и вымываемые водой соли, либо аморфные массы, не обладающие связующими свойствами (кислотная, магнезиальная коррозия, коррозия под влиянием некоторых органических веществ и т. п.).

Коррозия под действием органических кислот, как и неорганических, быстро разрушает цементный камень. Вредное влияние оказывают и масла, содержащие кислоты жирного ряда (льняное, хлопковое, рыбий жир и т. п.). Нефть, нефтяные продукты (керосин, бензин, мазут, нефтяные масла) не опасны для цементного бетона, если в них нет остатков кислот, но они легко проникают через бетон. Продукты разгонки каменноугольного дегтя, содержащие фенолы, оказывают агрессивное воздействие на бетон.

Коррозия возникает и под действием минеральных удобрений, особенно аммиачных (аммиачная селитра и сульфат аммония). Аммиачная селитра, состоящая в основном из NH4NO3, действует на гидроксид кальция:

Са(ОН)2 + 2NH4NO3 + 2НаО = Ca(NO3)2 -4Н2О + 2NOa

Образующийся нитрат кальция хорошо растворяется в воде и вымывается из бетона. Из фосфорных удобрений агрессивен суперфосфат, состоящий в основном из Са(Н2РО4)2, гипса и содержащий небольшое количество свободной фосфорной кислоты.

Коррозия третьего вида объединяет процессы, при которых компоненты цементного камня, вступая во взаимодействие с агрессивной средой, образуют соединения, занимающие больший объем, чем исходные продукты реакции. Это вызывает появление внутренних напряжений в бетоне и его растрескивание. Характерной коррозией этого вида является сульфатная коррозия. Сульфаты, часто содержащиеся в природной и промышленных водах, вступают в обменную реакцию с гидроксидом кальция, образуя гипс CaSO4-2H2O. Разрушение цементного камня в этом случае вызывается кристаллизационным давлением кристаллов двуводного гипса (гипсовая коррозия). Такая коррозия происходит при значительных концентрациях сульфатов в воде,

Защита бетона и других материалов от коррозии

Защита бетона и других материалов от коррозии вызывает большие расходы. Например, при строительстве химических заводов на антикоррозионную защиту зданий и аппаратов расходуется около 10. 15% от общей стоимости строительства. Поэтому при строительстве зданий и сооружений необходимо прежде всего определить характер возможного действия среды на бетон, а затем разработать и осуществить нужные меры для предотвращения коррозии, которые в общем виде сводятся к следующему: 1) правильный выбор цемента, 2) изготовление особо плотного бетона, 3) применение защитных покрытий.

Как можно защитить бетон?

Защита строительных конструкций от биоповреждений предполагает проведение следующих мероприятий:

1. Эксплуатационно-профилактические:

— усиление вентиляции в целях понижения влажности воздуха и концентрации газов, способствующих развитию опасных микроорганизмов;

— герметизация с той же целью технологического оборудования;

— периодическая очистка и дезинфекция поверхности конструкций;

— нейтрализация агрессивных сред.

2. Конструктивные:

— придание поверхности конструкций формы, исключающей накопление на ней органических веществ, могущих служить пищей для микроорганизмов;

— устройство уклонов полов и отводящих лотков для сточных жидкостей.

3. Строительно-технологические:

— нанесение на бетонную поверхность лакокрасочных материалов;

— облицовка различными плитами;

— понижение проницаемости бетона;

— применение материалов, стойких к действию продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, преимущественно к кислотам.

Методы защиты цементного камня от коррозии разнообразны, но всё они могут быть сведены в следующие группы:

— выбор надлежащего цемента;

— изготовление особо плотного бетона;

— применение защитных покрытий и облицовок, практически исключающих воздействие агрессивной среды на бетон.

Биологическая коррозия бетона

Биологическая коррозия бетона (биокоррозия) — один из видов повреждения бетона, вызванный продуктами жизнедеятельности живых организмов, таких как бактерии, грибы, мхи, лишайники. Биокоррозию можно рассматривать, как самостоятельный вид разрушения, но процессы биологической коррозии протекают параллельно с другими видами деструкции бетона — почвенной, морской и атмосферной коррозией [1] .

Читайте так же:
Выравнивание пола керамзитом с цементом

В условиях высокой влажности биокоррозия является одним из основных факторов, определяющих скорость износа строительных конструкций [2] . Известно, что биообрастание гидротехнических сооружений, пирсов, опор мостов является серьезной проблемой, так как приводит к увеличению сопротивления волновым нагрузкам [3] .

Интенсивное развитие коррозии бетона и железобетона наблюдается на предприятиях агропромышленного комплекса — мясокомбинатах, молокозаводах, хлебозаводах, винзаводах, птицефабриках и животноводческих фермах. Высокая влажность воздуха и наличие различных органических веществ (белков, жиров, углеводов и продуктов их гидролиза, мочевины), аммиака, углекислого газа и растворов солей создают благоприятные условия для интенсивного развития активных в коррозионном отношении микроорганизмов. При этом совмещаются процессы химической коррозии в результате воздействия агрессивных веществ с биологической коррозией вследствие выделения микроорганизмами-биодеструкторами аминокислот и ферментов [1] .

Разрушение бетонных конструкций происходит вследствие химических реакций между цементным камнем и продуктами жизнедеятельности микроорганизмов.

Содержание

  • 1 Виды биологической коррозии бетона
  • 2 Ущерб от биологической коррозии бетона
  • 3 Защита от биологической коррозии бетона
  • 4 Литература
  • 5 Примечания

Виды биологической коррозии бетона [ править | править код ]

Биокоррозия подразделяется на бактериальную и микологическую. Иногда разрушение может быть вызвано присутствием в коррозионной среде дрожжей или других микроорганизмов.

Бактериальная коррозия бетона

Для бактериальной биокоррозии которой наиболее благоприятны: среды от кислой до слабощелочной, температура от 6 до 40 °С, наличие различных органических и неорганических веществ. В коррозии цементного бетона участвуют нитрификаторы, тионовые, железо- и силикатные бактерии и др. (главным образом своими кислотными выделениями) [4] . Тионовые бактерии (серобактерии) окисляют минералы цементного клинкера до серной кислоты, которая далее взаимодействует с гидроокисью кальция с образованием двуводного гипса, который в свою очередь вызывает интенсивное разрушение бетона от поверхности внутрь [1] .

Биологическая коррозия бетона интенсивно развивается в условиях воздействия таких техногенных сред как высокая влажность, присутствие органических загрязнителей, аммиака и растворов неорганических солей. Например, исследование микрофлоры бетона, кирпича, штукатурки на ряде мясокомбинатов показало, что во всех пробах этих строительных материалов присутствовали микроорганизмы, способные вызывать коррозию. Биокоррозии наиболее подвержены бетонные конструкции предприятий химической, пищевой и медицинской промышленности, а также канализационные коллекторы и сооружения для очистки сточных вод. Специфика этих производств и эксплуатации бетонных конструкций также заключается в наличии богатой питательной среды для микроорганизмов. Процесс деградации цементных бетонов и растворов усиливается в условиях повышенной влажности, температуры и затруднённого воздухообмена [1] .

Микологическая коррозия бетона

Микологическая биокоррозия обусловлена жизнедеятельностью грибов. Высокая деструкционная активность грибов обусловлена их способностью приспосабливаться к различным по своей природе материалам. Кроме плесневых грибов коррозию бетонных конструкций вызывают также и дереворазрушающие грибы, которые создают условия для образования водорастворимых солей, таких как ацетат и формиат кальция, что в конечном итоге снижает механическую прочность бетона.

Рост грибов обусловлен такими факторами внешней среды как температура, кислотность, свет, влажность [5] . Основным условием, способствующим развитию грибов на бетонной конструкции, и в этом случае служит вода, наличие которой является решающим фактором роста и предельного накопления их биомассы [1] .

Большинство видов плесневых грибов растёт при температуре в пределах 18-25 °С. По отношению к температуре грибы разделяются на психрофильные, растущие при температуре от −3 до +10 °С, мезофильные, растущие при температуре 10-38 °С, термофильные, растущие при температуре 10-50 °С и выше. Оптимальная температура для различных видов грибов неодинакова, например, виды рода Aspergillus являются более теплолюбивыми по сравнению с типичными представителями мезофильных и психрофильных видов рода Penicillium [5] .

На поверхности каменных строительных материалов преобладают мицелиальные грибы родов Penicillium, Aspergillus, Trichoderma, Cephalosporium [4] .

Прочие виды биокоррозии

Активно процесс биоповреждения бетонных конструкций проходит в водной среде. Морские гидротехнические сооружения из бетона даже в северных широтах подвергаются сильному воздействию со стороны водорослей [1] .

Ущерб от биологической коррозии бетона [ править | править код ]

Поселяясь на поверхности строительных материалов и конструкций, микроорганизмы, наряду с разрушающим воздействием, ухудшают экологическую ситуацию (приводят к возникновению запаха плесени в помещениях и выделяют токсичные продукты, аллергены) [3] .

Существует несколько видов травматизма и заболеваний человека, связанных с биоповреждением зданий. Жители городов проводят в своих квартирах 50-70 % времени, а в целом в закрытых помещениях, включая производственные, — до 80-90 %. В течение часа человек вдыхает и фильтрует через дыхательные пути около 1 м 3 воздуха, задерживая при этом значительное число микроорганизмов, следствием чего является болезненное состояние, так называемый «синдром больного здания» (Sick Building Syndrome), характеризующееся аллергией, воспалительными заболеваниями верхних дыхательных путей, сердечнососудистыми заболеваниями [6] .

При биоповреждении инженерных сооружений резко обостряются проблемы сохранения продовольствия: типичны огромные потери зерна и муки на мукомольных комбинатах, мясной и другой продукции на предприятиях пищевой и перерабатывающей промышленности [3] .

Защита от биологической коррозии бетона [ править | править код ]

Использование специальных химических соединений, токсичных для микроорганизмов, является наиболее перспективным способом защиты бетонов от биологического загрязнения и последующей биокоррозии. В качестве добавок биоцидов, вводимых на этапе изготовления бетонных и растворных смесей могут быть использованы фунгициды (защита от грибов) и бактерициды (защита от бактерий). По характеру своего действия эти вещества подразделяются на биоциды (вещества уничтожающие микробов), биостатики (вещества тормозящие рост микроорганизмов) и репелленты (вещества вызывающие отпугивающий эффект).

Микрофлора, поражающая материалы и изделия, очень разнообразна и часто включает организмы, принадлежащие к разным группам, поэтому наиболее целесообразно применять биоциды широкого спектра действия.

Среди биоцидных веществ интерес вызывают фотокатализаторы, так как они способны обеспечить длительную биозащиту без использования достаточно опасных дезинфицирующих средств. Такую защиту целесообразно использовать в медицинских учреждениях и на предприятиях, производящих продукты питания.

Биологическая коррозия практически всегда развивается в условиях повышенной влажности, поэтому эффективным средством профилактики может быть также изоляция поверхности бетонов от влаги при помощи специальных материалов, таких как пропитки, краски, защитные штукатурки, а также облицовка плиткой и защита оклеечными покрытиями.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector