Бетоны

Технология бетона

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Нейтрализация бетона — очень распространенный вид взаимодействия его со средой. Наиболее характерным примером является карбонизация бетона надземных конструкций содержащимся в атмосфере углекислым газом, которая в промышленных районах сопровождается нейтрализацией другими кислыми газами (S02, H2S И Др ).

Наибольшая скорость карбонизации бетона наблюдается при Относительной влажности воздуха 50 ... 60%, когда пленочной влаги в порах достаточно для осуществления реакции и в то же время микрокапиллярные поры не заполнены водой. При относительной влажности воздуха 25% карбонизация практически прекращается из-за недостатка влаги в бетоне То же происходит при относительной влажности, близкой к 100%, когда в микропорах происходит капиллярная конденсация водяного пара и их диффузионная проницаемость снижается на несколько порядков. При температуре ниже 0°С, когда вода превращается в лед, карбонизация практически прекращается. С повышением температуры процесс карбонизации бетона ускоряется, что объясняется облегчением диффузии углекислоты

Характерной особенностью действия углекислоты на бетон является то, что она в отличие от некоторых других кислых газов и жидкостей не вызывает разрушения структуры бетона, хотя при карбонизации объем твердой фазы может увеличиваться на 17% по отношению к ибъему исходной Са(ОН)2, а это приводит к некоторому уплотнению структуры бетона. По-видимому, поры геля и отчасти микрокапилляры могут быть в результате карбиниззции полностью закрыты.

В отличие от углекислоты при действии на бетон S02 вслед за сильным уплотнением структуры образующимся гипсом, что вызывает даже заметное возрастание прочности, наступает ее разрушение,, которое выражается в шелушении поверхности бетона. Такое действие, очевидно, связано с более значительным, чем при карбонизации, увеличением объема твердой фазы, имеющим место в этом случае

Хлористый водород разрушает бетон полностью, поскольку образующиеся пои взаимодействии его с продуктами гидратации цемента хлористые соли хорошо растворимы и не обладают вяжущими свойствами.

Из трех основных элементарных процессов: диффузии углекислого газа з порах бетона, диффузии гидроксида кальция в пленке влаги на поверхности пор и химической реакции между ними — наиболее медленным в плотном бетоне является диффузия С02, которая и определяет скорость процесса в целом, а также его послойный характер.

Естественно, что при малой относительной влажности воздуха (<125%) и соответственно сухом бетоне карбонизация его ограничивается уже не диффузией С02, а диффузией Са(ОН)2 и, возможно, химической реакцией между ними.

Для описания процесса карбонизации бетона в нормальных влажностных условиях можно использовать уравнение диффузии Фика и получить хорошо совпадающую с экспериментальными данными формулу для расчета глубины карбонизации

Таким образом, глубина карбонизации зависит от концентрации С02, степени проницаемости структуры бетона, т. е. от водоцементного отношения, характера заполнителей и добавок, условий твердения и влажности бетона, а также от вида и расхода вяжущего, определяющих «буферную емкость» бетона — содержание СаО в единице его объема. Приведенная формула позволяет определить продолжительность карбонизации бетона в защитном слое определенной толщины или же назначить толщину и плотность бетона в защитном слое, обеспечивающие требуемый срок сохранения критических значений рН у поверхности арматуры в данных условиях эксплуатации.

Используя зависимость процесса карбонизации от концентрации углекислоты, можно прогнозировать его ход на основании ускоренных испытаний образцов бетона при повышенной концентрации С02 с помощью формулы

Приведенные уравнения применимы к бетону с относительно однородной плотной структурой. Наличие межзерновой пустотности, связанное с недостатком растворной составляющей или с ее неравномерным распределением в бетоне при плохом уплотнении смеси, резко облегчает диффузию С02 в глубь бетона. Крупные пустоты в бетоне позволяют углекислоте практически беспрепятственно проникать в слои, непосредственно контактирующие с арматурой, и приводят к быстрому нарушению ее пассивности При применении некоторых легких бетонов, обладающих высокой пористостью и наличием сравнительно крупных пор, необходимо особо устанавливать возможность коррозии стали и применять меры, обеспечивающие ее сохранность.

По диффузионной проницаемости бетона можно прогнозировать долговечность конструкции из условий сохранности арматуры.

Обеспечить сохранность арматуры в тяжелых и легких бетонах можно повышением плотности самих бетонов, уменьшением их проницаемости, повышением их защитных свойств путем введения ингибирующих и уплотняющих добавок. Однако существуют бетоны, которые не могут обеспечить сохранности арматуры, так как имеют пониженное рН поровой жидкости бетона. К таким бетонам относятся цементные или силикатные бетоны автоклавного твердения, бетоны на гипсоцементно-пуццолановом вяжущем и др. Сохранность арматуры в таких бетонах обеспечивается нанесением на арматуру специальных покрытий: цементно-битумных, цементно-полистирольных, цементно-латексных.

Если названных мер защиты недостаточно для обеспечения долговечности железобетонной конструкции, то необходимо применять специальные защитные покрытия по бетону, которые рекомендуются Строительными нормами по защите строительных конструкций от коррозии (СНиП 2.0Г 11—85)

  Карбонизация бетона при хранении. Повышение непроницаемости и ...

  цемент. СТОЙКОСТЬ БЕТОНА В АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ

  Твердение воздушной извести. Известково-кремнеземистые материалы ...

  СТРОЙМАТЕРИАЛЫ. Растворы и бетоны на гашеной извести

  ВОЗДУШНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА. Строительные материалы