9

Коррозия второго вида

К разновидностям коррозии второго относятся

кислотная, магнезиальная коррозия, коррозия под влиянием некоторых органических веществ и т. п.

Кислотная коррозия возникает при действии растворов любых кислот, за исключением поликремниевой и кремнефтористоводородной.

Кислота вступает в химическое взаимодействие с Ca(OH)2, образуя растворимые соли (например, СаСl2) и соли, увеличивающиеся в объеме (CaSO42H2O):

Са(ОН)2 + 2НСl = СаСl2 + 2Н2О или

Са(ОН)2 + H2SO4 = CaSO4 +2H2O

Под действием кислот могут разрушаться также и гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферриты кальция, превращаясь в кальциевые соли и аморфные бессвязанные массы SiO2nH2O, Al2(OH)3, Fe2(OH)3.

Меры защиты от кислотной коррозии

При слабой кислотной коррозии (рН=4-6) цементный камень защищают кислотостойкими материалами (окраской, пленочной изоляцией и т. п.).

По стойкости к действию кислот слабой концентрации цементы можно расположить в таком порядке: глиноземистый цемент, пуццолановый ПЦ и обычный ПЦ.

При сильной кислотной коррозии (рН<4) вместо обычного портландцемента используют кислотоупорный цемент и кислотостойкие заполнители или полимерные связующие. Разница в стойкости цементов к действию сильно концентрированных кислот почти не ощутима поскольку разрешение происходит очень быстро.

Углекислотная коррозия является разновидностью общекислотной коррозии.

Она развивается при действии на цементный камень воды, содержащей свободный диоксид углерода в виде слабой угольной кислоты сверх равновесного количества. Избыточная (агрессивная) углекислота разрушает ранее

образовавшуюся карбонатную пленку вследствие образования хорошо растворимого бикарбоната кальция:

CaCO3 + СO2 + Н2О= Са(НСO3)2

При этом, чем больше содержится Н2СО3 (обычно в грунтовых водах), тем выше кислотные свойства раствора и скорость коррозии.

Магнезиальная коррозия происходит при воздействии на Ca(OH)2 растворов магнезиальных солей, которые встречаются в грунтовой, морской и других водаx.

Наиболее характерные реакции для этого вида коррозии проходят по следующей схеме:

Са(ОН)2 + MgCl2 = СаСl2 + Mg(OH)2; Са(ОН)2 + MgSO4 = CaSO42H2O + Mg(OH)2

СаСl2 и CaSO42H2O хорошо растворимы в воде и вымываются из цементного камня. К тому же CaSO42H2O возникает с увеличением объема, что ускоряет появление трещин, а также коррозию III вида.

Mg(OH)2 малорастворим в воде, но выпадает в осадок в виде рыхлой аморфной массы, не обладающей связностью, которая также легко вымывается из бетона.

Меры защиты от магнезиальной коррозии те же, что и при коррозии первого вида.

Коррозия под действием органических кислот, как и неорганических, быстро разрушает цементный камень.

Вредное влияние оказывают и масла, содержащие кислоты жирного ряда (льняное, хлопковое, рыбий жир и т. п.). Нефть и нефтяные продукты не опасны для цементного бетона, если в них нет остатков кислот, но они легко проникают через бетон. Продукты разгонки каменноугольного дегтя, содержащие фенолы, оказывают

агрессивное воздействие на бетон.

Коррозия возникает и под действием минеральных удобрений, особенно аммиачных (аммиачная селитра и сульфат аммония). Аммиачная селитра, состоящая в основном из NН4NO3, действует на гидроксид кальция:

Са(ОН)2 + 2NH4NO3 + 2Н2О = Ca(NO3)24Н2О + 2NO3

Образующийся нитрат кальция хорошо растворяется в воде и вымывается из бетона.

Из фосфорных удобрений агрессивен суперфосфат, состоящий в основном из Са(Н2РО4)2, гипса и содержащий небольшое количество свободной фосфорной кислоты.

Характерной коррозией III вида является

сульфатная коррозия.

Сульфаты, часто содержащиеся в природной и промышленных водах, вступают в обменную реакцию с гидроксидом кальция, образуя гипс CaSO42H2O.

При действии на бетон сернокислового натрия сульфат натрия вступает в реакцию с гидроксидом кальция цементного камня:

Са(ОН)2 + Na2SО4 + 2Н2О → СаSО42Н2О + 2NaОН

Разрушение цементного камня в этом случае вызывается кристаллизационным давлением кристаллов двуводного гипса.

СТЕПЕНЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ СУЛЬФАТНЫХ ВОД НА БЕТОН

Срок службы бетона на портландцементе нормированного минералогического состава

Вначале коррозия III вида проявляется в виде образования на поверхности цементного камня пленки из кристаллического гипса, а в местах наличия Cа(OH)2 образуется скопление кристаллов гипса и эттрингита внутри цементного камня.

Разновидностью коррозии III вида является разрушение цементного камня при кристаллизации солей в порах и капиллярах цементного камня и бетона вследствие их конденсации из агрессивных сред (растворов).

В цементный камень соли проникают при капиллярном подсосе их растворов из агрессивной жидкой среды, осаждении в аэрозольном виде (в виде пыли). Соли на поверхности бетона адсорбируют пары H2O из окружающего воздуха и образуют концентрированные солевые растворы, которые вследствие проявления капиллярных сил проникают внутрь тела цементного камня.

Механизм разрушения бетона солями заключается в следующем:

Растворы солей мигрируют в теле цементного камня. Микрокапилляры малых размеров пропускают только чистую воду, а соль останется в более крупных порах и капиллярах. При постепенном накоплении солей в крупных порах их растворы становятся насыщенными и кристаллизируются.

При кристаллизации возникает давление кристаллов на стенки пор, вызывающее появление значительных растягивающих напряжений в теле бетона, вплоть до разрушающих.

Подтверждением этого механизма солевой коррозии является тот факт, что при введение воздухововлекающих добавок и при использовании пористых заполнителей бетоны оказывают большее сопротивление солевой коррозии.