9
.pdfМеры защиты от солевой коррозии
1.Для защиты бетона от солевой коррозии необходимо:
-применять бетоны с низким В/Ц;
-тщательно уплотнять бетонную смесь;
-использовать воздухововлекающие и уплотняющие добавки;
-применять пористые заполнители, а также цементы, обеспечивающие высокую плотность цементного камня (портландцемент без минеральных добавок);
-отводить агрессивные солевые растворы от поверхности конструкции, либо изолировать их путем устройства защитных покрытий.
2. Борьбу с коррозией III вида следует вести, принимая во внимании следующее:
-в бетонах на глиноземистом цементе или цементах с
малым содержанием Cа(OH)2 невозможно образование многоосновных гидроаллюминатов кальция, чем ограничивается или исключается возможность образования гидросульфоаллюмината кальция.
-введение в бетонную смесь воздухововлекающих,
пластифицирующих добавок, химических добавок (CaCl2), повышающих растворимость гидрата окиси кальция и гипса, кремнеорганических веществ, способствует повышению стойкости цементного камня и бетона к коррозии.
-эффективно создание защитных слоев на поверхности бетонной конструкции виде оклеечной, облицовочной или лакокрасочной изоляции.
Коррозия под действием концентрированных растворов щелочей, особенно при последующем высыхании, возникает в результате образования соединений, кристаллизующихся с увеличением в объеме (например, соды или поташа при насыщении цементного камня едким натром или едким кали).
В щелочной среде наблюдаются также следующие явления:
-растворимость Сa(OH)2 в цементном камне при контактировании с растворами щелочей вследствие присутствия ионов ОН значительно понижается;
-клинкерные минералы портландцемента поразному взаимодействуют со щелочами. Наибольшую
активность проявляет С3А, несколько меньшую С4АF, еще меньшую С2S и совсем малую С3S. Алюминатные составляющие в растворе едкой щелочи относительно быстро разрушаются.
Алюминаты кальция склонны к гидролизу и распаду в воде. Эта особенность поведения алюминатов обуславливает снижение щелочестойкости цементного камня с 1,5 до 5 раз в случае увеличения содержания С3А в составе клинкера в 2 раза.
- бетоны на портландцементе имеют большую стойкость в растворах щелочей, чем на пуццолановом и шлакопортландцементе. Это объясняется повышенной пористостью цементного камня и большим содержанием растворимого щелочью SiO2; -при карбонизации щелочей углекислотой окружающего воздуха происходит кристаллизация образующихся углекислых солей и разрушение цементного камня.
-щелочи взаимодействуют с SiO2 заполнителей и разрушают его.
эффективным средством вторичной защиты является
применение химически стойких материалов в виде плёнок, листов, толстослойных покрытий, скорлуп (стеклопластик на полиэфирной смоле), минеральных кислотостойких покрытий или конструкционных химически стойких материалов.
Специфическим видом повреждения цементных штукатурок и бетона является коррозия, вызванная жизнедеятельностью низших грибов, выделяющих органические и минеральные кислоты. Грибная флора на поверхности конструкций весьма многообразна и насчитывает большое число видов. Наиболее распространённая форма повреждения при действии грибков - превращение бетона и штукатурки в сыпучую несвязанную массу, при этом разрушается также декоративная окраска и обои. Эффективным способом ремонта и защиты от грибкового поражения является применение сухих ремонтных смесей, имеющих в своем составе биоцидные препараты
№ |
|
Элементы химического состава |
мг/л |
мг-экв./л |
% |
|
|
|
Глубина отбора пробы 1,5 м |
|
|
|
|
|
|
Бикарбонатная щелочность НСО - |
3501/2388 |
57,40/30,15 |
49,7/47,8 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
Карбонатная щелочность СО 2- |
1589/1112 |
52,95/37,05 |
45,8/45,3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
Хлориды С12- |
51,1/76,6 |
1,44/2,16 |
1,2/2,6 |
|
|
|
Сульфаты SO 2- |
180,0/168,0 |
3,75/3,50 |
3,2/4,3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
1 |
|
Сумма анионов |
|
81,86 |
100,0 |
|
|
Кальций Са 2+ |
360,7/531,1 |
18,0/26,5 |
15,6/32,4 |
|
|
|
|
Магний Mg2+ |
30,4/6,1 |
2,5/0,50 |
2,2/0,6 |
|
|
|
Натрий+калий в пересчете на Na+ |
2186/1262 |
95,04/54,86 |
82,3/67,0 |
|
|
|
Железо (Fe2+ + Fe3+) в пересчете на Fe3+ |
0,33/0,42 |
- |
- |
|
|
|
Сумма катионов |
- |
115,54/ |
100 |
|
|
|
81,86 |
|
|||
|
|
Сухой остаток |
6152,3/4354,0 |
- |
|
|
|
|
- |
|
|||
|
|
Глубина отбора пробы 2,4 м. |
|
|
|
|
|
|
Бикарбонатная щелочность НСО - |
3267/1818 |
53,55/29,80 |
47,1/46,9 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
Карбонатная щелочность СО 2" |
1634/894 |
54,45/29,80 |
47,9/46,9 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
Хлориды С12" |
57,4/70,2 |
1,62/1,98 |
1,4/3,1 |
|
|
|
Сульфаты SO42" |
192,0/96,0 |
4,00/2,00 |
3,5/3,1 |
|
|
|
Сумма анионов |
|
113,62 |
100 |
|
|
|
Кальций Са2+ |
430,0/320,6 |
21,50/16,00 |
18,9/25,2 |
|
2. |
|
Магний Mg2+ |
6,1/6,1 |
0,50/0,50 |
0,8/0,8 |
|
|
|
Натрий + калий в пересчете на Na+ |
2107/1083 |
91,62/47,08 |
80,6/74,0 |
|
|
|
Железо (Fe + + Fe +) в пересчете нa Fe3+ |
0,63/0,12 |
|
|
|
|
|
Сумма катионов |
|
113,62/63,58 |
100 |
|
|
|
Сухой остаток |
6152,3/4354,0 |
|
|
|
|
|
Органические вещества (гумус) |
|
|
|
|
|
|
для глубины 1,5 м |
13,6 |
|
|
|
|
|
для глубины 2,4 м |
103,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фазовая диаграмма поверхностнойностной |
от рН |
биокоррозии бетона в зависимостиости от рН |
ЭТАПЫ ПРОЦЕССОВ КОРРОЗИИЗИИ ИИ ВИД БАКТЕРИЙ, ВЫЗЫВАЮЩИХЩИХ
КОРРОЗИЮ
Условия |
|
Процессы |
|
Реакции и схемы реакций |
|
|||||
|
|
|
Белки → аминокислоты → |
|
||||||
|
|
Гниение и брожение органических |
RCОOH+NH3, H2S, СО2, Н2; жиры → |
|
||||||
|
|
С3Н6(ОН)3+RCООН, ROH, СО2; |
|
|||||||
|
|
веществ |
|
|||||||
|
|
углеводы → caxapa → RCOOH, ROH, |
|
|||||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
CO2 |
|
|
|
||
|
|
Метановое брожение жирных |
RCOOH, ROH → CH4, CO2, H2O; |
|
||||||
|
|
кислот спиртов |
CH3COOH=CH4 + СО2 + Н2О и т.п.; |
|
||||||
|
|
Аммонификация мочевины |
|
|||||||
|
|
CO(NH2)2 + Н2О = 2NH3 + СО2 или |
|
|||||||
|
|
аммонифицирующими |
|
|||||||
|
|
CO(NH2)2 + 2 Н2О = 2NH3 + 2Н2СО3 |
|
|||||||
Анаэробные |
в |
бактериями |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
стоке |
|
Нитрификация (при наличии |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
растворенного в стоке кислорода) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
аммонийных соединений |
(NH4)2CO3 + O2 → HNO3, HNO2 → N2, |
|
||||||
|
|
нитрифицирующими бактериями |
|
|
CO2, H2O; |
|
|
|||
|
|
и денитрификация азотной и |
2(NH4)2CO3 + 3О2 → 2N2 + 2СО2 + |
|
||||||
|
|
азотистой кислот |
|
|
8Н2О |
|
|
|
||
|
|
денитрифицирующими |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бактериями |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сульфатредукция сульфатредуци- |
SO4 |
+ 8e + 10H+ |
|
= H S |
+ 4Н О |
|
||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
рующими бактериями |
aq |
|
aq |
|
2 газ |
2 Ж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окисление сероводорода |
|
H S |
+ 2О |
|
= |
H SO |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
тионовыми бактериями |
|
2 газ |
|
2газ |
2 |
4aq |
|
|
Аэробные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Химическое образование |
|
СО2газ + Н2Ож = Н2СО3ж |
|
||||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
угольной кислоты |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По масштабам повреждения наибольшее значение имеет ущерб, вызываемый тионовыми бактериями. Известны массовые повреждения канализационных сооружений.
Механизм этого процесса в основном исследован. Концентрация сероводорода в канализационных коллекторах и камерах достигает сотен миллиграммов на кубометр воздуха, а концентрация биогенной серной кислоты 5-20%, при этом рН влаги на поверхности конструкций равняется 1-2. В этих условиях бетон разрушается со скоростью до 1-2 см в год.
Наиболее экологически обоснованными представляются методы защиты от данной коррозии, связанные с подавлением жизнедеятельности тионовых бактерий (аэрация стоков, применение окислителей и т. п.). При этом создаются условия серной кислоты становится невозможным.