Добавь воды Экология

Коррозия цемента углекислыми водами и борьба с ней.

Коррозия затвердевших цементов под действием углекислых вод происходит следующим образом: сначала гидрат окиси кальция при взаимодействии с углекислотой переходит в углекислый кальции, а затем, присоединяя еще одну молекулу углекислоты, образует легко растворимый в воде, содержащей углекислоту, кислый углекислый кальций:

Са(ОН)2 + СO2 = СаСО3 + Н2О;

СаСО3 + Н2О + СO2 = Са(НСОЗ)2.

Последняя реакция обратима, поэтому при уменьшении концентрации СO2 в воде кислый углекислый кальций будет распадаться на СаСО3, СO2 и Н2О. Следовательно, Са(НСO3)2 может удерживаться в растворе лишь при определенной концентрации С02. Соответствующее этой концентрации количество углекислоты, находящееся в равновесии с Са(НСОЗ)2, называют равновесной углекислотой. Она не разрушает затвердевший цемент. Агрессивно действует лишь избыточная (нарушающая равновесие) углекислота, которую поэтому и называют агрессивной.

Понижение концентрации гидрата окиси кальция под воздействием углекислых вод в результате приведенных выше реакций вызывает разложение гидросиликатов и гидроалюминатов, а также разрушение затвердевшего цемента. Поэтому цемент, выделяющий при твердении значительное количество гидрата окиси кальция, сравнительно более стоек по отношению к углекислым водам, чем пуццолановый цемент.

Разрушающе действуют на цемент также свободные кислоты, так как они растворяют его составные части (общекислотная коррозия). Кроме того, при действии соляной кислоты на образующийся при твердении цемента гидрат окиси кальция появляется легко растворимый в воде хлористый кальций, а при действии на Са(ОН)2 серной кислоты — гипс, кристаллизующийся в порах затвердевшего бетона (гипсовая коррозия). При взаимодействии образующегося гипса с трехкальциевым алюминатом возможна в этом случае и сульфоалюминатная коррозия.

Чтобы повысить стойкость цементов по отношению к действию мягких, кислых и минерализованных вод, кроме оправдываемого в ряде случаев введения гидравлических добавок, можно прибегнуть и к другим мерам. Это относится в первую очередь к подбору соответствующего минералогического состава цемента, что выражается, например, в значительном снижении, в случае сульфатной агрессии, содержания трехкальциевого алюмината и в некотором снижении содержания трехкальциевого силиката. Автоклавная обработка бетонных изделий повышает их сульфатостойкость, так как при такой обработке возникают сравнительно более стойкие кристаллические гидросиликаты и гидрогранаты кальция С3(А, F) (Sx, Н62х). Благоприятно влияет на сульфатостойкость и увеличение содержания в клинкере стекловидной фазы за счет быстрого его охлаждения.

Необходимо также стремиться получать возможно более плотный бетон, правильно подбирая его состав, уменьшая водоцементное отношение, вводя добавки увеличивающие водонепроницаемость, а также сильнее уплотняя бетон при укладке трамбованием, вибрированием, вакуумированием и т. д. Кроме того, изолируют наружные поверхности бетона малопроницаемыми для воды покрытиями (гидроизоляциями), изготовленными из различных материалов: битумные обмазки или маты, асфальтовые растворы или бетоны и т. д. На наружную поверхность бетона наносят также цементные штукатурки (железнение). Иногда эти поверхности облицовывают естественным камнем и другими материалами. Следует отметить, однако, что мероприятия по получению более плотного бетона и изоляции его поверхности не устраняют полностью коррозии бетона, а лишь замедляют ее и повышают стойкость бетона в условиях действия агрессивных вод. Защитное действие химических факторов (подбор минералогического состава цемента и введение добавок) более сильное, однако и они в ряде случаев не могут полностью устранить коррозию. Тем не менее, при умелом применении тех или иных мероприятий удается значительно повысить долговечность изготовленных из цемента растворов и бетонов.