Выщелачивание извести из бетона

Выщелачивание соединений извести, или коррозия I вида, может приводить к образованию карбоната или сульфата кальция на поверхности бетона. Встречаются две формы протекания этого процесса. Первая форма характеризуется появлением на поверхности бетона известковых отложений в виде белых пятен или сплошного налета, что чаще всего представляет собой проблему косметическую. Появление извести происходит из-за просачивания воды сквозь бетон и вымывания гидроксида кальция из полученного цементного камня. При взаимодействии с воздухом гидроксид кальция вступает в химическую реакцию с углекислым газом, проходящую с образованием карбоната кальция, который осаждается на поверхности, когда вода испаряется. Обычно это активно проявляется у трещин или швов.

Вторая форма представляет собой процесс, который сопровождается наличием серьезных протечек воды сквозь трещины, швы и поры, приводящий к образованию сталактитов и разуплотнению бетона. Значительные объемы фильтрации жидкости через бетон, а наиболее «мягкой», способствуют формированию серьезной проблемы и уменьшают срок службы сооружения, влияя на долговечность конструкций. Такая форма выщелачивания достаточно часто встречается в гидротехнических сооружениях. Ремонтные работы в этом случае предусматривают инъекции цементных составов и выполнение гидроизоляционных работ.

Значительные разрушения бетона из-за выщелачивания извести могут происходить также на химических заводах, выпускающих, например, едкий натр и соду. Во влажном обычно плотном бетоне вода сконцентрирована и распределена в гидратированной массе — наиболее пористом компоненте всей структуры, занимающем, как правило, не более 10 — 15 % ее объема. При фазовом переходе жидкости в лед гидратированная масса расширяется, и ее деформации передаются окружающей структуре бетона. Циклы замораживания/оттаивания действуют как микронасос, повышая раз за разом степень насыщения бетона влагой.

При замораживании вода возрастает в объеме на 9 % и может создать в бетоне растягивающие напряжения, которые будут значительно превосходить прочность его на растяжение. Это происходит тогда, когда лед, появившийся в крупных порах, вытесняет из мелких пор еще не замерзшую воду в более тонкие капилляры, где температура замерзания ниже. В тонких капиллярах температура замерзания воды может опускаться до -80 °С.

Так как общее давление всех насыщенных паров льда ниже, чем давление всех паров воды, то пары перемещаются в сторону замерзших пор и происходит намораживание льда с увеличением в объеме. С точки зрения термодинамики установлено, что лед в больших порах будет продолжать образовываться вследствие подсасывания воды из малых пор и капилляров до тех пор, пока общее давление льда на стенки станет значительным и заставит замораживаться воду в малых объемах. Механизм повреждения конструкций при замораживании рассматривается во многих работах.