Разрушение в морской воде материалов на цементной основе
воздействие морской воды
В заполнителях бетона могут встречаться минералы, которые содержат железо в двухвалентном состоянии и которые легко поддаются окислению. В кремнистых гравиях могут находиться пириты, которые окисляются в присутствии влаги и кислорода. Максимальные повреждения, к которым приводит окисление железа, — это появление пятен ржавчины и иногда раковин на бетонной поверхности там, где реакционно-способный заполнитель находится прямо под поверхностью, однако в экстремальных случаях может происходить разрушение бетона из-за воздействия на цементный камень сульфатов, образующихся при окислении.
Сульфатные реакции могут значительно усиливаться при наличии угольной, серной, соляной и других кислот. Они также могут вызываться соединениями серы при загрязнении воздуха.
Реже встречается форма воздействия сульфатов, приводящая к образованию в материалах на цементной основе томазита (СаСОз, CaSi04, CaS04, I5H2O), которая протекает в итоге реакции в цементе между силикатами кальция, карбонатом кальция из известняковых заполнителей или наполнителей и сульфатами, обычно поступающими из внешних источников. Образование этого минерала фиксировано в самых старых сооружениях, в которых строительные конструкции одновременно с сульфатной коррозией за счет полного растворения в атмосферной влаге серного и сернистого ангидридов подвергаются карбонизации. Одновременное присутствие в камне из цемента сульфатов и карбонатов также содействует образованию наряду с эттрингитом и томазита, который дает разрыхленную структуру цементного камня. К условиям, которые обычно считаются необходимыми для протекания процесса образования томазита, относятся:
низкая температура (менее 5 °С, а по другим источникам, менее 15 °С) (томазит имеет высокое расширяющее действие при низких температурах, поэтому расширения, вызванные им, наблюдаются в начале оттепели);
высокая относительная влажность;
наличие кальция, силикатов, сульфатов и карбонатов;
присутствие реакционно-способного глинозема.
Сильно поврежденные сульфатной агрессией строительные конструкции становятся неремонтопригодными. Конструкции, имеющие небольшие повреждения, нуждаются в защите (наносятся покрытия или конструкции подвергаются локальному ремонту).
Одной из наиболее распространенных природных многокомпонентных сред, оказывающих влияние на состояние железобетонных конструкций, является морская вода, которая представляет собой сложную физико-химическую систему, содержащую соли-электролиты, агрессивные по отношению к бетону: хлорид натрия, сульфат и хлорид магния, сульфат кальция. При контакте с бетоном развиваются процессы взаимодействия этих солей с цементным камнем.
Бетон в сооружениях, находящихся под воздействием морской воды, также подвержен диффузии в него солей, содержание которых, в том числе и хлоридов, оказывающих активное влияние на железобетон, бывает различным. Концентрация хлоридов колеблется от 35 г/л в океанах до 3 г/л в Финском заливе. Сооружения из железобетона в данном случае следует проектировать так, чтобы в течение всего срока службы не происходило их разрушения под воздействием окружающей среды.
Содержание хлоридов на поверхности бетона морских сооружений обычно колеблется от 2 до 6 % массы цемента и сохраняется примерно одинаковым на высоту до 15 м над уровнем моря.
Добавить комментарий