14 Вопрос

Физические процессы при твердении вяжущих веществ заключаются в превращении дисперсной смеси порошка вяжущего с водой в сплошное камневидное тело. Существует несколько теорий, объясняющих физическую сущ­ность этого превращения.

Теория Ле Шателье1. Исходное вещество, всегда более растворимое, образует насыщенный раствор, который является пересыщенным по отношению к менее растворимому конечному продукту. Последний в растворе находиться не может, но он в этом растворе образуется в результате реакции гидратации, а значит должен сразу же выпадать в осадок. 2. Осадок образуется в виде кристаллов, распределенных по всему объему системы и связанных в кристаллический сросток, чем и объ­ясняются высокие механические свойства затвер­девшей массы. 3. Растворение исходного вещества и выделение из раствора новообразований является взаимообусловленным и происходит одновременно в течение всего процесса твердения.

Теория Михаэлиса: продукты гидратации образуются не в кристаллической форме, а в виде микроскопических (коллоидных) частиц, которые, заполняя пространство между зернами цемента, сближаются и удерживают воду в узких промежутках между собой.

Теория.А. А. Байков, отметил то обстоятельство, что растворимость вещества увеличивается с уменьшением раз­мера частиц, а следовательно коллоидные частицы могут растворяться, образуя по отношению к зернам кристаллов (частицам огромным по сравнению с коллоидами) пересыщенный раствор, в котором последние растворяться не могут, а могут только из него выделяться

11 Вопрос

Коррозией бетона называются химические процессы, приводящие к снижению его технических свойств. В химическое взаимодействие с природной водой вступают в основном продукты гидратации портландцемента. Причиной коррозии бетона является, сравнительно высокая растворимость в воде Ca(OH)2 – до 1,3 г CaO в л. Выщелачивающая коррозия. Если сооружения безнапорные, и вода, заполняющая поры, не имеет возможности выхода из бетона, то вынос (выщелачивание) растворенного Ca(OH)2 происходит в результате диффузии. В случае напорных сооружений вода, просачиваясь через бетон, вымывает кристаллический сросток Ca(OH)2. Когда последний полностью исчезнит, концентрация извести упадет ниже 1,3 (г СаО)/л и начнется гидролиз гидросиликата и гидроалюмината кальция. Общекислотная коррозия. Процесс коррозии описывается уравнением: Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O. Хлористый кальций хорошо растворим, и легко вымывается из бетона. Это ведет к исчезновению из бетона кристаллического сростка Ca(OH)2. Показателем агрессивности является концентрация в воде катионов водорода, выражаемая водородным показателем рН. Вода опасна для бетона при рН<7 (когда вода кислая) и, чем меньше рН, тем опаснее вода. Углекислая коррозия. Под воздействием углекислоты, растворенной в природной воде Ca(OH)2 превращается в карбонат кальция: Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O.. Чем больше концентрация агрессивной углекислоты (показатель агрессивности), тем опаснее вода. Магнезиальная коррозия. При содержании в воде растворимых солей магния, например, MgCl2, MgSO4 и других может происходить магнезиальная коррозия бетона по реакции: Ca(OH)2+MgCl2→Mg(OH)2+CaCl2. Процесс этот необратим.Показателем магнезиальной агрессивности является концентрация в воде ионов магния. Чем больше эта концентрация, тем опаснее вода. Аммонийная коррозия. Почти все соли аммония хорошо растворимы и полностью диссоциируют в воде. В растворе ионы NН4+ и OH- связываются в почти недиссоциирующий гидрат аммиака², в результате чего возникает кислая среда: NН4++H2O=NН4OH+Н+. В результате аммонийная коррозия протекает так же, как и общекислотная, с образованием вместо Ca(OH)2 растворимых солей кальция, вымываемых из бетона: Ca(OH)2+2NН4+=Ca2++2NН4OH. Концентрация NH4+ является показателем агрессивности. С ее увеличением возрастает опасность воды.Щелочная коррозия. Растворимость Ca(OH)2 в воде, содержащей щелочи KOH и NaOH, значительно снижается из-за присутствия одноименных ионов OH-. Снижение концентрации извести в поровом растворе приводит к гидролизу гидросиликатов и гидроалюминатов кальция с образованием аморфных кремнекислоты SiO2·nH2O и гидроксида алюминия Al(OH)3 и выделением в раствор извести Ca(OH)2 Чем больше концентрация в воде катионов K+ и Na+ (показатель агрессивности), тем опаснее вода.Сульфатная коррозия. Из анионов, содержащихся в природной воде, агрессивное действие на бетон оказывает лишь анион SO4^2-. Показателем агрессивности является концентрация в воде аниона SO42-. Чем она больше, тем опаснее вода.Общесолевая коррозия. При испарении воды из бетона в его порах остается твердый остаток, образующийся из растворенных в воде-среде солей. Постоянное поступление воды в бетон и последующее ее испарение с открытых поверхностей приводит к накоплению твердого осадка и росту кристаллов соли в порах бетона. Этот процесс сопровождается расширением и растрескиванием бетона Показателем агрессивности является концентрация в воде солей (соленость воды) и едких щелочей. Чем выше эта концентрация, тем опаснее вода.Меры борьбы с коррозией. Существуют следующие способы повышения коррозионной стойкости бетона.

1. Применение сульфатостойких цементов, к которым относятся: сульфатостойкий портландцемент; сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками; сульфатостойкий шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент.

2. Повышение водонепроницаемости бетона осуществляется применением цементов с малой водопотребностью, уменьшением водоцементного отношения, тщательным уплотнением бетонной смеси при укладке, введением гидрофобизующих поверхностно-активных добавок, понижающих долю открытой пористости.

3. Устройство гидроизоляции. Применяются различные виды гидроизоляционных покрытий-проникающая гидроизоляция, мастичная гидроизоляция, рулонная оклеечная. Гидрофобизация – особый вид защиты конструкций, при котором вода не может проникнуть в открытые поры бетона, а воздух и водяной пар могут свободно в них перемещаться, что позволяет бетону просыхать.