40

зуя растворимые CaCl2 и NaOH, которые постепенно вымываются из бетона:

NaCl + Са(ОН)2 → CaCl2 + NaOH

При этом растет пористость бетона и ухудшаются его несущие свойства. Сле-

дует отметить, что растворы NaCl вызывают коррозию арматуры с образованием объемных соединений даже в том случае, когда нейтрализация бетона еще не прошла и рН внутри пор остается достаточно высоким(рН > 11,8). Это объясня-

ется тем, что ионы С1- разрушают пассивную пленку на железе, вызывая локаль-

ную (местную) коррозию. В этой связи эффект растрескивания железобетона вдоль арматуры, особенно при периодическом обливании растворамиNaCl, мо-

жет проявиться очень быстро (2 - 5 лет).

3) Коррозионное воздействие жидких сред с компонентами, которые вступают во взаимодействие с составляющими бетона и образуют при этом нерастворимые объемные соединения.

К третьему виду коррозии, по классификации В.М. Москвина, относится сульфатная коррозия бетона. Сульфатная коррозия является особенно распро-

страненной из-за того, что сульфат-ионы присутствуют практически во всех видах природных и сточных вод.

При взаимодействии сульфатов кристаллический Са(ОН) , находящийся в

2

цементном камне, и Са(ОН)2 поровой жидкости взаимодействуют с сульфатами с образованием гипса CaSO4·2H2O:

Са(ОН)2 + Na2SO4 + 2H2О = CaSO4·2H2O + 2NaOH

При взаимодействии сульфатов с другими компонентами цементного камня -мо жет образоваться гидросульфоалюминат кальцияГСАК (3СаО·А12O3·3CaSO4

32Н2O.), или (3СаО · Al2O3 · 3СаSО4 · 11Н2О).

Гипс и ГСАК имеют объем, более чем в два раза превышающий объем ис-

ходных компонентов цементного камня. В этой связи в бетоне появляются боль-

шие внутренние напряжения, приводящие к послойному растрескиванию бетона,

оголению и выпадению наполнителей.

5.2. Коррозия бетона и железобетона в условиях агрессивной атмосферы

41

Любая сухая атмосфера для бетона и железобетона не опасна. Такой атмо-

сферой является атмосфера с влажностью< 60%. При влажности > 60% внутри бетона появляется капиллярная влага, в ней растворяются газы, присутствующие в загрязненной агрессивной атмосфере(атмосфера промышленных предприятий,

городов, морская атмосфера и т..д), и начинается их взаимодействие с состав-

ляющими цементного камня.

С.Н. Алексеев [ 5 ] делит все газы, которые могут присутствовать в атмосфе-

ре, на три группы:

1. Газы, образующие при реакции с Ca(OH)2, нерастворимые или малораство-

римые соли с небольшим объёмом. Это СО2, пары плавиковой кислоты, пары ща-

велевой кислоты, Р2О5 и т. д.

Например, при повышенном содержании углекислого газа в воздухе в поро-

вой влаге бетона происходит следующая реакция:

Ca(OH)2 + СО2 → CaCO3 + H2O

Образующийся по этой реакции мелCaCO3 по объему лишь на30% больше исходной извести Ca(OH)2, поэтому такие газы по отношению к бетону представ-

ляют не очень высокую опасность, так как бетон даже постепенно уплотняется.

Лишь в том случае, когда большая часть Ca(OH)2 заменяется на CaCO3, бетон по-

степенно начинает терять несущую способность.

Однако эти газы представляют опасность для железобетона, так как вышеот-

меченная реакция приводит к нейтрализация бетона, pH внутри бетона снижается с 12,5 до 11,5. Эта нейтрализация может идти достаточно долго (30 – 50 лет) в за-

висимости от концентрации углекислого газа в воздухе. Но как только она прой-

дёт, начинается коррозия арматуры с образованием объёмных продуктов корро-

зии, и бетон начинает растрескиваться вдоль арматуры.

2. Газы, образующие при реакции сCa(OH)2 нерастворимые объёмные про-

дукты коррозии. Это серосодержащие газы SO3, SO2, H2S.

При взаимодействии этих газов с известью протекают следующие реакции:

Ca(OH)2 + SО3 → CaSO4 + H2O

42

Ca(OH)2 + SО3 → CaSO3 + H2O

↓O2

CaSO4

Ca(OH)2 + H2S → CaS + 2H2O

↓O2

CaSO4

Все газы при взаимодействии сCa(OH)2 дают один продукт: CaSO4 – гипс,

который по объёму в2,3 раза больше, чем Ca(OH)2. Вначале бетон уплотняется,

затем в поверхностных слоях начинают возрастать внутренние напряжения, и бе-

тон начинает трещать и отслаиваться с оголением наполнителей. Таким образом,

газы этой группы опасны прежде всего по отношению к бетону.

3. Газы, образующие при взаимодействии сCa(OH)2 растворимые продукты коррозии (обычно это растворимые соли).

Газы этой группы разделяются на две подгруппы.

Подгруппа А: Cl2, пары HCl, HBr, HI, CH3COOH.

При взаимодействии с такими газами образуются растворимые соли.

Например, Ca(OH)2 + 2HCl (пары) → CaCl2 + 2H2O

Растворимые соли вымываются из бетона, в результате чего постепенно рас-

тёт пористость бетона и уменьшаются его несущие свойства. Кроме того, эти газы могут вызывать локальную коррозию арматуры с образованием объёмных про-

дуктов даже при pH = 12 –12,5. Образование таких продуктов приводит к появле-

нию внутренних напряжений внутри бетона около арматуры, которые вызывают растрескивание бетона вдоль арматуры. Таким образом, газы этой подгруппы опасны как по отношению к бетону, так и по отношению к арматуре железобето-

на.

Подгруппа В: азотосодержащие газы (NO2, NO, пары HNO3)

Ca(OH)2 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + 2H2O

Газы группы В опасны по отношению к бетону. По отношению к арматуре железобетона эти газы опасности не представляют, являются ингибиторами коррозии.