Файл: Протокол 7 от 17. 01. 2023 Руководитель оп о. Мирюк.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 79
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
К первому виду относится коррозия выщелачивания. При фильтрации через толщу бетонной конструкции воды и водных растворов, происходит растворение и вымывание компонентов цементного камня (в первую очередь, гидрооксида кальция). Коррозия выщелачивания в итоге приводит к нарушению химической целостности бетона. Истинно особенно опасна фильтрация под напором, та как процесс растворения и вымывания компонентов бетона происходит более интенсивно. При наличии в фильтрующемся растворе солей, что и говорить непосредственно не реагирующих с составляющими цемента, повышается как нельзя более ионная сила раствора, и процесс нарушения химической целостности цемента ускоряется.
Биологическая коррозия вызвана, как правило, взаимодействием цементного камня с кислыми продуктами метаболизма (углекислота, серная, азотная кислоты) живых организмов (сульфатредуцирующие, тионовые, нитрифицирующие бактерии, низшие грибы и другие).
В природных условиях распространены случаи биологической коррозии от выщелачивающего действия воды, сульфатная коррозия (особенно при капиллярном всасывании и испарении растворов сульфатов), от действия углекислой и сероводородных вод, кислых болотных вод, хлоридная коррозия стальной арматуры в бетоне, разрушение от действия морской и минерализованной воды и отрицательных температур.
Солевая коррозия керамического кирпича. В процессе эксплуатации зданий нередко можно наблюдать шелушение и выкрашивание строительного кирпича. Эти дефекты характерны для плохо обожженного строительного кирпича. Первопричиной описанных дефектов является влага, которая, проникая в кирпичную кладку, растворяет соли, содержащиеся в стеновом керамическом материале и затвердевшем кладочном растворе.
При переработке и в процессе эксплуатации изделий из полимеров происходит постепенное их разрушение – деструкция. В большинстве случаев одновременно воздействуют несколько факторов: как химических (гидролиз, окисление), так и физических (тепло, свет, ионизирующее излучение, механическая энергия). Процесс деструкции необратим и протекает с разрывом химических связей основной макромолекулярной цепи, что приводит к понижению молекулярной массы и к нежелательным изменениям в структуре и физических свойствах полимера и изделий из него, что часто делает полимер непригодным для дальнейшей эксплуатации.
Коррозия металлов – самопроизвольное разрушение металлов под действием окружающей среды. Коррозия приводит к большим потерям металлов в результате разрушения трубопроводов, цистерн, металлических частей машин, корпусов судов. Безвозвратные потери металлов от коррозии составляют до 15% от их ежегодного выпуска. Наиболее интенсивная коррозия наблюдается в зданиях и сооружениях химических производств, что объясняется действием различных химических агентов в виде газов, жидкостей и мелкодисперсных частиц непосредственно на строительные конструкции, оборудование и сооружения, а также проникновением этих агентов в грунт и действием их на фундаменты. Коррозия начинается с поверхности металла и распространяется вглубь. Коррозионное разрушение металлов в основном зависит от следующих факторов: химической природы металла или состава металлического сплава и их структуры; химической природы окружающей среды и процентного содержания в ней агрессивных веществ (кислорода, влаги, кислот, щелочей); температуры окружающей среды.
Раздел 8. Высолообразование на поверхности материалов
Высолы (выцветы) образуются на поверхности бетонных, каменных конструкциях. Объяснение несложное: атмосферные осадки, переменная температура, газы, пыль, другие агрессивные напасти отрицательно действуют на здания и сооружения. Проявляется это не сразу. Проходит какое-то время, и вдруг обнаруживаются высолы. Они не только ухудшают эстетический вид сооружений, но и способствуют постепенному разрушению материала конструкций, а значит, укорачивается продолжительность эксплуатации объекта.
По химическому составу высолы подразделяются на несколько типов:
–карбонатно-кальциевые – состоят преимущественно из карбоната кальция, образующегося при выносе на поверхность бетона (раствора) гидроксида кальция и его карбонизации углекислым газом воздуха;
– карбонатно-натриевые – образуются при выносе на поверхность гидроксида натрия и карбонизации его углекислым газом воздуха;
– сульфатно-натриевые - образуются при выносе на поверхность сульфата натрия и кристаллизации в виде кристаллогидрата сульфата натрия.
Соль, содержащаяся в высолах, имеет многокомпонентный состав. Кроме карбонатов и сульфатов, бывают и хлориды, нитраты, другие ионы. В высолах встречаются соединения алюминия, кремния, магния, железа и ванадия. Нередко это ведет к труднорастворимым выцветам.
Довольно распространенный вид повреждений бетонных изделий выцветы - появление белесого налета на поверхности бетона. Выцветы бетона принято подразделять на первичные и вторичные. Первичные проявляются уже при твердении бетона, вторичные – при его старении под действием атмосферных факторов.
Первичные выцветания. Свежеуложенный бетон пронизан системой капиллярных пор, заполненных водным раствором продуктов гидратации цемента, главным образом гидроксида кальция. В обычном случае по мере твердения устьях пор, вступает в реакцию с углекислым газом. Из-за этого концентрация гидроксида кальция в устье поры становится ниже, чем в ее объеме. Это вызывает постоянный массоперенос гидроксида из объема на поверхность материала. Постепенно капилляры заполняются карбонатом кальция и процесс замедляется, а затем и совсем останавливается. Когда поверхность бетона или хотя бы какой-либо ее участок покрыт пленкой воды, гидроксид кальция может распространиться по всей поверхности, а затем образовать налет карбоната кальция, нерастворимый в воде. В этом случае может появиться первичное выцветание бетона.
Вторичные выцветания. Вторичное выцветание проявляется при атмосферном старении бетона даже в том случае, если бетон нормально затвердел и "испытание смачиванием" дает отрицательный результат. Внешне это проявляется как общее осветление поверхности бетона. Есть основания считать, что причиной вторичного процесса является продолжение процессов гидратации компонентов цемента в отвердевшем материале. В частности, об этом говорит тот факт, что вторичное выцветание имеет место до тех пор, пока продолжается рост прочности бетона. Наблюдения показали, что выцветание бетонных плиток может проявляться в течение года после изготовления изделий. Затем налет постепенно смывается, и примерно через год плитки самоочищаются и восстанавливают свой первоначальный цвет. Размывание налета объясняется медленным превращением карбоната в бикарбонат, более растворимый в воде. Сроки восстановления цвета плиток зависят от климата в данной местности. При засушливом климате вторичное выцветание сохраняется дольше. Однако затяжные дожди, постоянно смывающие гидрооксид кальция с поверхности бетона, лишь затягивают процесс выцветания.
Факторы, влияющие на выцветание. Основной причиной, можно сказать, первопричиной появления выцветов является наличие гидрооксида кальция Са(ОН)2 в цементном камне. Чтобы выцветы появились на поверхности бетона, Са(ОН)2 должен мигрировать из объема цементного камня на эту поверхность. Для этого необходимы пути миграции – капилляры и силы, побуждающие к миграции – разность концентраций Са(ОН)2 в жидкой фазе на поверхности и в объеме материала; и наконец, нужна эта жидкая фаза.
Высолы в основном образуются вследствие кристаллизации растворимых соединений, которые есть в составе цемента, бетона, штукатурного и кладочного растворов, кирпича, керамических блоков. Содержание щелочей в цементах иногда доходит до 2,5 %. Попадают щелочи в цемент в составе сырьевых компонентов. И главным образом с глиной и нефелиновыми шламами.
Другой источник образования высолов – гидроксид кальция из состава гидратированного клинкера. Он выходит на поверхность материала, реагирует с углекислым газом воздуха, потому и образуется этот выцвет. В щебне и гравии допускается содержание галоидных соединений до одного процента по массе в пересчете на ион хлора, а в песке не более 0,15 процента. По нашим расчетам, содержание растворимых солей в песке и крупном заполнителе, используемых для изготовления конструкций, на которых не допускается образование высолов, должно быть не более 0,01 процента по массе.
Наибольшее количество щелочей содержат добавки-электролиты – ускорители твердения бетона. Щелочи могут находиться также в пластифицирующих добавках, которые изготавливают из нерастворимых органических веществ путем сульфирования и последующей нейтрализации кислотой. Для этого используют гидроксиды натрия и калия. Карбонаты щелочных металлов затем вступают в обменные реакции с гидрооксидом кальция. В итоге могут способствовать карбонизации цементных материалов.
Количество щелочей в первый период гидратации для разных клинкеров колеблется в пределах от 7 до 42 процентов от их общего количества. Определенную роль в поведении едких щелочей в цементном камне играют пуццолановые добавки. При взаимодействии с ними вулканические пид или карбонат натрия. В результате такой обработки органические вещества приобретают способность растворяться в воде. Образующийся при нейтрализации серной кислоты сульфат натрия может в холодное время года выпадать в осадок из раствора добавок, а затем в концентрированном виде попадать в растворные и бетонные смеси.
Количество растворимых солей, способных образовывать кристаллогидраты (щелочи, сульфаты, нитраты, нитриты, карбонаты), вносимые в раствор, не должно превышать 0,1 процента от массы цемента.
Разработаны рекомендации по предупреждению образования высолов на кирпичной кладке, штукатурке и бетоне. Основные способы их предотвращения состоят в ограничении содержания в материалах растворимых соединений, уменьшении переноса влаги путем снижения влажности материала, исключения его повторного увлажнения, уменьшения капиллярной проницаемости, придания материалу гидрофобных свойств.
При возведении кирпичной кладки в теплое время года важно предупредить образование высолов, используя материалы с низким содержанием растворимых щелочей. Если в кирпиче или цементе содержится повышенное их количество, следует вводить в состав раствора гидрофобизирующие добавки.
В зимнее время года надо производить предварительную гидрофобизацию кирпича. Гидрофобизация уменьшает его водопоглощение и, как следствие, повышает морозостойкость кирпича, исключает разрушение солями, понижает влажность и улучшает теплофизические показатели стен.
Крайне важно проводить очистку поверхностей. Удаление высолов включает операции по смывке водой, кислотными или щелочными растворами.
Возможны два варианта пропитки поверхности бетонных изделий: силиконовыми составами или водоразбавляемыми акриловыми бесцветными дисперсиями. Пропитка силиконами оказалась не очень эффективной в отношении предотвращения выцветания. Предотвращая попадание жидкой воды внутрь бетона, силикон практически не влияет на поступление е поры бетона водяного пара, который может там конденсироваться. Покрытие бетона акриловыми дисперсиями создает на поверхности прозрачную пленку, которая закрывает поры и предотвращает выделение карбоната кальция на поверхности. Малая толщина покрытия ограничивает срок службы 1 – 2 годами.
Раздел 9. Морозное разрушение материалов
Морозостойкость – способность водой насыщенного материала сопротивляться разрушающему воздействию циклически повторяющихся замораживания и оттаивания.
С понижением температуры насыщенного водой материала вода, проникая в поры, замерзает аналогично замерзанию в капиллярах горных пород и вызывает расширение материала.
При повторном замораживании происходит дальнейшее расширение, так что повторные циклы замораживания и оттаивания имеют кумулятивный эффект.
Хотя поверхностное натяжение кристаллов льда в капиллярах создает в них давление, тем большее, чем меньше кристалл, замораживание начинается в больших порах и постепенно распространяется на меньшие.
Химически связанная вода никогда не превращается в лед. Гелевая вода превращается в лед только при очень низких температурах (полностью замерзает при – 730С). Поры геля слишком малы для образования кристалликов льда при температуре выше –730С, поэтому обычно лед в них не образуется. С понижением температуры вследствие разной энтропии воды геля и льда вода геля приобретает потенциальную энергию, позволяющую ей двигаться по капиллярам, содержащим лед. Диффузия воды геля приводит к росту кристаллов льда и к расширению цементного камня.
Капиллярная вода превращается в лед при температуре приблизительно – 0,50С, поскольку в капиллярах находится раствор. Температура образования льда зависит от размера капилляров. При понижении температуры в зависимости от размеров капилляров образуется ледовая шуга, которая из больших по размеру капилляров вдавливается в капилляры меньшего размера. Постепенно увеличивается объем, поскольку объем льда на 1/11 (9%) больше объема воды. Возникающее кристаллическое давление льда превышает отметку 200 MПa. Лед образуется сначала на поверхности бетона, а в зависимости от роста интенсивности охлаждения проникает к сердцевине бетонного изделия и вызывает увеличение его объема. После таяния льда сохраняется 1/3 суммарного растяжения.