Действие природной воды на бетонные сооружения.
Так как большинство компонентов цемента имеют основной характер (Са(ОН)2), то разрушение (коррозия) бетонных сооружений происходит под действием веществ, способных реагировать с основаниями.
Действие веществ на цемент (бетон)
1. СО2 Са(ОН)2+СО2+Н2О→СаСО3↓+Н2О
При дальнейшем действии СО2
СаСО3+СО2+Н2О→Са(НСО3)3
Таким образом СО2 вымывает Са(ОН)2 из цемента, что вызывает разрушение цемента, а следовательно всего бетонного сооружения
Небольшое количество СО2 в атмосфере содействует упрочнению наземных частей бетонных построек за счет перехода Са(ОН)2 в СаСО3, заполняющий поры бетона и отлагающийся на его поверхности (карбонизация цемента).
Н2S разрушает бетонные сооружения аналогично СО2
Са(ОН)2+Н2S→СаS↓+2Н2О
СаS+Н2S→Са(НS)2
растворимый гидросульфид Са
Вызывает понижение его прочности на 40-50% и более. Выщелачивание можно заметить по появлению белых пятен (подтеков) на поверхности бетона.
Главным средством борьбы с выщелачиванием - добавление активных минеральных добавок (диатомит, тренел и др.), содержащие SiO2.
Ca(OH)2+SiO2+nH2O→CaO*SiO2*nH2O
Процесс выщелачивания замедляется, когда в поверхностном слое образуется малорастворимый СаСО3 (Са(ОН)2+СО2 воздуха). Выдерживание на воздухе бетонных блоков, применяемых для сооружения оснований, повышает их стойкость.
Коррозия второго вида.
1. Углекислотная коррозия- при действии на цементный камень воды содержащей СО2
СаСО3+СО2(своб)+Н2О→Са(НСО3)2
2. Общекислотная коррозия
Происходит при действии растворов любых кислот, имеющих
значение Рн<7
Са(ОН)2+2НCl→СаСl2+2Н2О
Са(ОН)2+Н2SО4→СаSО4*2Н2О
Кислоты образуются из SO2, Cl2, HCl, содержащихся в выбросах промышленных предприятий.
3. Магнезиальная коррозия
Са(ОН)2+MgCl2→Mg(OH)2+CaCl2
Са(ОН)2+MgSO4+2H2O→CaSO4*2H2O+ Mg(OH)2
Образуются растворимые соли, вымываемые из бетона.
4. Органические кислоты
Большая агрессивность у уксусной, молочной, винной кислоты.
Жирные насыщенные и ненасыщенные кислоты (олеиновая, стеариновая, пальмитиловая) разрушают цементный камень, так как при взаимодействии с Са(ОН)2 омыляются .Нефть, нефтяные продукты (керосин, бензин, мазут) не опасны для бетона. Однако надо учитывать, что они легко проникают через бетон.
5. Коррозия под действием минеральных удобрений.
Вредны аммиачные удобрения- аммиачная селитра NH4NO3
Са(ОН)2+2NH4NO3+2H2O→Ca(NO3)2*4H2O+2NH3
Образующийся нитрат Са хорошо растворяется в Н2О и вымывается из бетона.
Хлорид Калия-КCl- повышает растворимость Са(ОН)2.
Из фосфорных удобрений агрессивен суперфосфат, состоящий в основном из Са(Н2РО4)2 и гипса.
Действие органических соединений различно. Вблизи сахарных и
пивоваренных заводов грунтовые воды могут быть загрязнены сахаром, который разрушает цемент
Сахар+nСаО→сахар*nСаО
растворимая соль
сахарат Са
Растительные масла и животные жиры всегда содержат органические кислоты, которые образуют с известью цемента кальциевое мыло, вследствие чего цемент размягчается и связь между зернами в бетоне нарушается.
Наоборот нефть и ее производные (керосин и пр.), представляющие собой смеси углеводородов нейтрального характера, для цемента совершенно безвредны, если не содержат кислот.
Наконец бетонные сооружения очень быстро разрушаются, если в воде содержаться значительное количество ионов SO42-. Они образуют в цементе кристаллы состава 3СаО*Al2O3*3CaSO4*31H2O . Эти кристаллы растут в виде игл в теле бетона и разрушают его. Устойчивы против SO42- глиноземистый цемент (состоящий из Са(АlО2)2, а также пуццолановый цемент (портланд-цемент с добавками материалов, богатых аморфным кремнеземом SiO2).
Список литературы.
1 Н.В. Коровин. Курс общей химии. Учебник. - М.: Высшая школа, 1998.-599с.
2 А.А. Хоникевич. Химия и коррозия в судостроении. Учебное пособие. - Л.: Судостроение, 1988.-220с.
3 А.И. Малахов, К.М. Тютина. Коррозия и основы гальваностегии. Учебник. – М.:Химия,1987.-208 с.
4 И.В. Семенова, Г.М. Флорианович. Коррозия и защита от коррозии. Учебное пособие. – М.:Физматлит,2006.-371с.
Содержание
1. Тема 5. Коррозия металлов и сплавов стр.
5.1. Определение и классификация коррозионных процессов. Химическая и электрохимическая коррозия. 4
5.2. Методы защиты металлов от коррозии. Металлические и неметаллические защитные покрытия. 19
5.3. Протекторная защита. 21
5.4. Катодная защита. 22
5.5. Анодная защита. 25
5.6. Ингибиторы. 26
5.7. Лакокрасочные защитные покрытия. 27
5.8. Действие природной воды на бетонные покрытия. 30
5.9. Список литературы. 33