| Портландцемент, будучи
гидравлическим вяжущим, при нахождении в воде твердеет, набирая все большую
прочность. Вместе с тем, если вода (а еще хуже — водные растворы солей и
кислот) начинает фильтроваться (просачиваться) сквозь цементный камень, то
начинается его разрушение. Этот процесс называется коррозией цементного
камня. Коррозия протекает тем интенсивнее, чем выше капиллярная пористость
цементного камня. Развитие коррозии приводит к разрушению цементных растворов
и бетонов. В зависимости от действующих коррозионных агентов различают
несколько видов коррозии.
Физическая коррозия (выщелачивание,). Один из продуктов
взаимодействия с водой силикатов кальция (алита и в меньшей степени белита)
гиДроксид кальция Са(ОН)2, количество которого достигает 15 % от объема всех
продуктов тверденшт Это вещество заметно растворимое в воде (около 2 г/л).
Поэтому при фильтрации пресной воды через цементный камень происходит
вымывание Са(ОН)2 и вынос его на поверхность. На бетоне появляются белесые
выцветы. Чем больше вымывается Са(ОН)2 из цементного камня, тем более
пористым он становится. Это вызывает усиление фильтрации воды и т. д.
Чтобы увеличить стойкость цементного камня к
выщелачиванию, используют цементы с пониженным содержанием C3S, а также
добавляют к цементу активные минеральные (пуццолановые) добавки, связывающие
Са(ОН)2 в нерастворимые гидросиликаты (см. § 8.7).
Солевая и сульфатная коррозия. Еще сильнее разрушает
цементный амень фильтрующаяся через него минерализованная (содержащая соли)
ода. В этом случае внутри цементного камня происходят различные имические
реакции между растворенными в воде солями и продуктами твердения цемента.
Особенно опасна сульфатная коррозия, вызываемая водой,
содержащей сульфат-ион SO% (в частности, растворы CaS04). Строители
столкнулись с разрушением от этого вида коррозии в начале XX в. Бетон на портландцементе
в морских сооружениях часто растрескивался, а в трещинах была видна белая,
масса из крупных кристаллов (они за свой нрав получили название «дракончики»
или «цементная бацилла»). Впоследствии было установлено, что причиной
разрушения является образование в цементном камне сложного комплексного
соединения: гидросульфоалюмината кальция (эттрингит). Эттрингит
образуется при взаимодействии гидроалюмината кальция, находящегося Б
цементном камне с поступающими с водой ионами
Объем эттрингита за счет большого содержания химически
связанной (кристаллизационной) воды в 2,5 раза превышает объем исходного
гидроалюмината, что и вызывает разрушение затвердевшего цементного камня.
Необходимо отметить, что эта же реакция образования эттрингита, но проводимая
целенаправленно, используется для получения расширяющихся цементов —
«дракончик» оказался ручным (см. §8.12).
Основные пути защиты цементных материалов от коррозии
следующие:
• правильный выбор типа цемента;
• снижение капиллярной пористости цементного
камня, например, за счет уменьшения количества воды затворения (снижение
В/Ц);
• надежная гидроизоляция, не допускающая
фильтрации воды сквозь материал.
|