Выщелачивание бетона: коррозия выщелачивания, кислотная и солевая. Средства восстановления. Статьи

Автор

Содержание

Коррозия бетона вследствие выщелачивания извести

Навигация:
Главная → Все категории → k1

Коррозия бетона вследствие выщелачивания извести Коррозия бетона вследствие выщелачивания извести
Коррозия бетона вследствие выщелачивания извести — разрушение бетона при система-тич. воздействии на него воды. Известь, характеризующаяся растворимостью в воде около 1,2 г/л, может выщелачиваться из бетона. С понижением ее концентрации в жидкой фазе бетона начинается разложение силикатов и алюминатов кальция. Выщелачивание извести сопровождается увеличением проницаемости и снижением прочности бетона.

С наибольшей скоростью коррозия развивается при фильтрации воды через бетон. При омывании поверхности бетона без напора, т.е. при диффуз. режиме, глубина повреждения бетона невелика и за десятки лет составляет неск. миллиметров. Скорость выщелачивания замедляется в жесткой воде при повыш. содержании кальция. Вода, имеющая бикарбонатную жесткость более 1,05 мг-экв/л, считается неагрессивной по отношению к плотному бетону.

Нек-рые соли, напр. хлориды, могут увеличивать ионную силу р-ра и растворимость извести. В такой воде выщелачивание извести происходит ускоренно.

При периодич. воздействии воды и высушивании на поверхности бетона могут образовываться высолы в виде светлых потеков, а при большом выносе извести — сталактиты и сталагмиты, напр. в потернах плотин ГЭС.

Для защиты бетона от коррозии этого вида в вяжущее и бетон вводят пуццолано-вые добавки, связывающие свободную известь в низкооснбвные гидросиликаты, применяют пластифицирующие добавки, понижающие фильтрац. проницаемость бетона, а также добавки воздухововлекаю-щие и гидрофобизирующие, замедляющие капиллярное всасывание влаги.

Похожие статьи:
Кузнечная сварка

Навигация:
Главная → Все категории → k1

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

Коррозия цемента в пресных водах, борьба с коррозией цемента в пресной воде.

Если бетонный массив подвергается действию пресной воды без напора, то он практически почти не разрушается, несмотря на то, что находящийся в затвердевшем цементе гидрат окиси кальция растворяется в воде. Это объясняется тем, что образующаяся в поверхностном, слое бетона корка нерастворимого в воде углекислого кальция СаСО предохраняет массив от проникания в него воды и, следовательно, от выщелачивания. Плотность и водонепроницаемость изготовленного, бетона также препятствуют прониканию воды и разрушению массивов.

При напоре вода не только проникает внутрь бетона, но и фильтруется сквозь его массу, вызывая выщелачивание гидрата окиси кальция. По мере его выщелачивания эта фильтрация и сопутствующее ей выщелачивание будут усиливаться. Выщелоченный гидрат окиси кальция уносится водой, вследствие чего в жилкой среде, окружающей затвердевший цемент, понижается концентрация Са(ОН)2. Величина этой концентрации становится ниже предельной, необходимой для существования гидросиликатов и гидроалюминатов кальция, и они начинают разлагаться.

Выщелачивание Са(ОН)2 можно устранить, вводя в состав цемента активные минеральные добавки, активная кремнекислота которых связывает Са(ОН)2 в гидросиликат кальция, мало растворимый в воде. Эта реакция протекает следующим образом:

Са(ОН)2 + SiO2 + mН2О = xCaO*SiO2*nH2O.

Все возникающие при твердении цемента новообразования растворяются в воде целиком (конгруентно) или с разложением (инконгруентно), отдавая в раствор известь. Происходит обогащение известью воды до создания, так называемой предельной концентрации, т. е. такой минимальной концентрации, при которой данное вещество перестает растворяться. Для гидрата окиси кальция она составляет 1,22 г СаО на 1 л воды (при 15°С), а для гидросиликата кальция — 0,07г СаО на 1 л. Это означает, что гидросиликат не разлагается в воде, содержащей 0,07 г СаО в 1 л. Он будет разлагаться и выделять в раствор СаО только при более низкой ее концентрации до тех пор, пока она не достигнет предельной, т.

е. 0,07 г/л. Следовательно, устойчивость гидросиликата при воздействии пресной воды во много раз больше устойчивости гидрата окиси кальция. Предельная концентрация для высокоосновного гидроалюмината составляет 1,08 г СаО на 1 л воды.

Скорость выщелачивания зависит от быстроты просачивания и от количества фильтрующейся через бетон воды, а также от ее мягкости. Чем мягче, вода, тем больше растворяет она извести. Наиболее сильное растворяющее воздействие оказывает дистиллированная и близкая к ней по составу вода.

В зависимости от условий омывания бетона водой, размера поперечного сечения конструкции, ее вида (напорная или безнапорная) и рода применяемого цемента нормы и технические условия на гидротехнический бетон Н 114-54 (Признаки и нормы агрессивности воды-среды) предусматривают минимальные величины гидрокарбонатной щелочности, ниже которых вода-среда считается агрессивной. Гидрокарбонатная щелочность выражается числом мг-экв ионов НСО3‘, содержащихся в 1 л. воды; 1 мг-экв/л щелочности соответствует 2,8 немецких градуса.

В условиях фильтрации большое значение приобретает плотность бетона. Поэтому обработка свежеприготовленного бетона уплотняющими и воздухоудаляющими устройствами, например при вибрировании и вакуумировании, способствует устранению пустот в бетоне.

Агрессивное воздействие внешней среды на бетонные конструкции

1. Агрессивное воздествие внешней среды

2. Агрессивное воздействие сульфатов

3. Агрессивное воздействие хлоридов

4. Взаимодействие щелочей цемента с заполнителями бетона

 

1. Агрессивное воздействие внешней среды.

Агрессивное воздействие двуокиси углерода С02 в зависимости от условий окружающей среды может проявляться двояко. В конструкциях, подвергающихся атмосферному влиянию, углекислота вызывает формирование карбоната кальция. В гидравлических сооружениях наблюдается такое явление, как выщелачивание. Ему подвержены вяжущие материалы. Образование карбоната кальция происходит вследствие проникновения в бетон двуокиси углерода. Этот процесс заключается в трансформации извести с образованием карбоната кальция. Процесс протекает в присутствии воды и двуокиси углерода. Его концентрация зависит от окружающих сооружение условий (например, от уровня промышленного загрязнения в районе). 

В качественном бетоне уровень рН превышает 13, в этих условиях на стержнях арматуры возникает пассивирующая пленка оксида железа, изолирующая их от кислорода и влаги. Если в сооружении под действием углекислоты наблюдается образование карбонатов, уровень рН в бетоне снижается до 9, т. е. щелочность среды, окружающей стержни арматуры понижается.  

 Когда уровень рН менее 11, пассивирующая пленка нейтрализуется, и стальная арматура подвергается агрессивному воздействию находящихся в атмосфере кислорода и влаги. В подобных условиях начинается коррозия арматурных стержней, а объем новообразований может возрастать до 6 раз. Бетон, окружающий арматурные стержни, отслаивается и может полностью отвалиться (см. фото 3).Как только начнется разрушение бетона, разрушение арматурных стержней интенсифицируется, поскольку появляются новые пути доступа для кислорода и влаги. Углекислота проникает внутрь бетона, причем скорость ее проникновения в значительной степени зависит от влажности: она особенно велика, когда двуокись углерода находится в газообразном состоянии, т. е. в порах, заполненных воздухом. В местах сильного скопления влаги она значительно ниже.

Таким образом, в порах, полностью заполненных водой, скорость проникновения может быть около нуля. Однако не следует забывать, что для образования карбонатов под действием углекислоты влага абсолютно необходима. На следующем графике изображена зависимость скорости проникновения двуокиси углерода от уровня относительной влажности бетона.

Наиболее опасный уровень влажности между 50 % и 80 %. Вне этого диапазона, т. е. в условиях как полной сухости, так и полного влагонасыщения, скорость снижается до нуля.  

В завершение можно с полным на то основанием утверждать, что по вышеперечисленным причинам карбонизация наносит бетонным сооружениям исключительный вред. Однако это не может стать определяющим фактором для строительства из неармированного бетона. Если бетонное сооружение выглядит, как показанное на фото4, можно сформулировать предварительную гипотезу о причинах подобного разрушения. Явление выщелачивания представляет собой удаление цементного камня вследствие механического воздействия воды на бетон, см. фото 5. Процесс усиливается, если вода отличается слабокислой реакцией. Это может быть вызвано содержащейся в ней агрессивной углекислотой, которой особенно много в чистой воде из горных источников, чему способствуют промышленные выбросы, или серной кислотой органического происхождения, которая образуется в сточных водах канализационных систем.

 

2. Агрессивное воздействие сульфатов.

Наиболее распространенными растворимыми сульфатами, встречающимися в грунте, воде и промышленных стоках являются соли кальция и натрия. Можно также упомянуть и сульфаты магния, но они менее распространены, хотя и наиболее разрушительны. Сульфат-ионы присутствуют в воде и грунте, кроме того, их можно встретить непосредственно в заполнителях, где они рассматриваются в качестве загрязняющих примесей. Сульфаты, находящиеся в грунте или воде, контактируют с сооружением, их ионы проникают вместе с влагой в цементный камень бетона (основной механизм переноса), реагируют с гидроокисью кальция, в результате чего образуется гипс. Он впоследствии реагирует с гидроалюминатами кальция (С-А-Н), из-за чего формируется вторичный эттрингит, что приводит к увеличению объема, расслоению, набуханию, растрескиванию и разрушению. В отличие от вторичного эттрингита, первичный не вредит бетону, поскольку формируется в результате соединения алюминатов и гипса, добавляемого в цемент в качестве регулятора сроков схватывания. Этот тип эттрингита не только безвреден, но и полезен, поскольку создает барьер вокруг алюминатов и замедляет процесс гидратации, Еще одно отличие двух типов эттрингита состоит в том, что первичный возникает практически мгновенно и распределен равномерно по всему объему.

Эти два фактора, наряду с тем, что бетон все еще находится в пластичной фазе, приводят к небольшим напряжениям расширения, которые не представляют опасности. С другой стороны, вторичный эттрингит формируется по истечении довольно длительного срока после укладки бетона, в основном в бетонной корке, и, вследствие жесткости бетона, создает большие напряжения растяжения.

Другой тип воздействия сульфатов наблюдается в присутствии карбоната кальция при небольших температурах (ниже +10 °С) и относительной влажности свыше 95 %.  В этих условиях формируется таумасит, который способствует декальцификации и размягчению бетона. Сульфаты могут также поступать изнутри бетона в форме естественных примесей к заполнителям, таких как гипс и ангидрит. Размеры частиц гипса в заполнителях больше, чем у гипса, добавляемого в цемент для ускорения схватывания, и поэтому он в меньшей степени растворим в воде. Это означает, что он в меньшей степени пригоден для формирования первичного эттрингита, зато впоследствии, когда бетон становится выдержанным, участвует в образовании вторичного эттрингита, что приводит к растрескиванию.

 

3. Агрессивное воздействие хлоридов. 

Воздействие хлоридов наблюдается в условиях контакта со средой, отличающейся высоким их содержанием, такой как морская вода или соли, используемые против обледенения, а также когда при изготовлении бетона используются загрязненные сырьевые материалы. Если хлор проник в бетон и достиг арматурных стержней, он снимает с них пассивирующую пленку оксидов железа, в результате арматура подвергается процессам коррозии. Проникновение начинается с поверхности и продолжается внутри бетона. Время проникновения завитит от след. факторов: 

- концентрация хлоридов, контактирующих с бетонной поверхностью;

- проницаемость бетона;

- наблюдаемая относительная влажность. 

Коррозия протекает при сочетании двух факторов, причем они оба необходимы для этого процесса. Это: хлориды, хлориды, которые снимают с арматурных стержней пассивирующую пленку оксидов железа, и влага, содержащая кислород. Например,  в сооружении, полностью погруженном в морскую воду, содержание хлора будет выше. Однако поры бетона будут полностью насыщены водой, препятствующей проникновению кислорода. 

 Коррозия арматурных стержней может либо вообще не протекать, либо наблюдаться в пренебрежительно малой степени. 

Если рассмотреть другое сооружение, погруженное в морскую воду, то участком, который в наибольшей степени подвержен разрушению в результате воздействия хлоридов, является зона оседания брызг. Под действием набегающих волн, а также приливов, происходит попеременное увлажнение-высыхание бетона. Соли, используемые зимой на дорогах в качестве противообледенительных реагентов, проникают во время таяния и дождей в бетонную конструкцию, вызывая коррозию и разрушение. Как только этот процесс начнется, где бы сооружение не находилось, коррозия будет продолжаться с увеличенной скоростью, поскольку образуются легкодоступные пути для проникновения агрессивных веществ. Концентрация хлоридов, требуемая для поддержания коррозии арматурных стержней, прямо пропорциональна рН бетона. Чем выше щелочность, тем больше концентрация хлоридов, которая требуется для начала процесса коррозии. С учетом этого соображения можно связать разрушение из-за образования карбонатов и разрушение, вызванное хлоридами. При формировании солей угольной кислоты рН бетона снижается, что делает его уязвимым даже в тех частях сооружения, где концентрация хлоридов сравнительно невелика. 

 

4. Воздействие щелочей цемента с заполнителями бетона. 

Взаимодействие щелочей цемента с заполнителями бетона может приобретать существенные масштабы и приводить к серьезному разрушению бетонных сооружений. Некоторые типы заполнителей, например, содержащие реакционноспособный кремнезем, взаимодействуют с двумя щелочами, которые находятся в цементе, - калия и натрия, или, какговорилось в предыдущем параграфе, солями этих металлов, которые поступают извне в форме хлорида натрия (NaCI) (противообледенительные реагенты; морская вода). В результате реакции образуется гель, который сильно расширяется в присутствии влаги и создает силы, разламывающие бетон вокруг этих соединений.

Взаимодействие щелочей цемента с заполнителями бетона представляет собой медленно протекающий гетерогенный процесс, поскольку он связан с составом заполнителей, которые содержат аморфный кремнезем. В результате реакции в подобных условиях образуются силикаты натрия и гидратированный калий, отличающиеся чрезвычайной объемистостью. 

 Реакции взаимодействия щелочей цемента с заполнителями бетона проявляются в защитном слое бетона. При этом на поверхности появляются микро- и макротрещины, или даже начинается подрыв небольших участков бетона над областями, где в заполнителях имеется реакционноспособный кремнезем (явление вспучивания). Этот феномен, в частности, наблюдается на полах промышленных зданий. На фото 11 показано сооружение с серьезным разветвленным растрескиванием. Это характерный пример разрушений, вызванных взаимодействием щелочей цемента с заполнителями бетона. Как только начинается разрушение бетона, ускорить реакцию способна дополнительная влажность. Дополнительный источник риска - циклы замерзания и оттаивания.

 

Предоставлено компанией МАПЕИ 

Ремонт бетона в Санкт-Петербурге

На протяжении всего срока эксплуатации бетонные и железобетонные конструкции подвержены большому числу воздействий, которые могут быть механического, химического или физического характера. Причинами механического воздействия являются чрезмерные нагрузки, удары и вибрации. К воздействиям химического характера можно отнести разрушение заполнителя под влиянием щелочной среды, выщелачивание бетона, агрессивные химические и биологические воздействия. Физические воздействия вызваны температурными колебаниями, усадкой бетона и попеременными циклами замораживания-оттаивания. Все они приводят к появлению коррозии арматуры, трещинам в теле бетона или разрушению, что, несомненно, уменьшает срок службы конструкции. Кроме перечисленных воздействий, на долговечность строительных конструкций влияют также ошибки проектирования, нарушения технологии строительства и неправильная эксплуатация. Однако даже при соблюдении всех регламентов и норм на проектирование и строительство не обеспечивается стопроцентное качество на весь срок службы конструкций, все равно присутствует необходимость в проведении соответствующих профилактических мероприятий по ремонту и защите бетона и железобетона.

На сегодняшний день существует огромный выбор методов и материалов, которые используются для защиты и ремонта бетонных и железобетонных конструкций. Выбор технологии осуществляют только после полного обследования конструкции, которое состоит из анализа состояния конструкции, а также оценки воздействия разрушающих факторов. Досконально исследуя конструкцию, а также технологию строительства и условия эксплуатации, необходимо выявить причины разрушения, а на основании них подобрать методы и принципы ремонта, которые подходят для данного сооружения. Такой подход дает возможность разработать комплексную систему по защите конструкции от воздействия неблагоприятных факторов и позволяет обеспечить прочность и долговечность сооружения.

Принципы и методы ремонта и защиты бетона

1. Защита бетона от проникновения агрессивных реагентов.

Данный принцип предполагает предотвращение проникновения в тело бетона воды, пара, газов и других неблагоприятных факторов. Для обеспечения непроницаемости бетона применяются методы, направленные на уменьшение пористости поверхности. К таким методам относятся гидрофобные пропитки, покрытия и эластичные гидроизоляционные мембраны. Если же на поверхности присутствуют трещины, не влияющие на целостность конструкции, то для защиты бетона их заполняют ремонтным материалом и герметизируют, либо превращают в швы с последующей герметизацией и нанесением гибкого материала, например эластичных лент.

2. Восстановление структуры бетона.

Принцип направлен на приведение бетона в первоначальную запроектированную форму. При необходимости восстановления небольшого участка разрушения, применяются ремонтные растворы ручного нанесения. Ручное нанесение позволяет качественно и в короткие сроки восстановить структуру бетона, не прибегая к использованию сложных технологий и установок. Если же требуется замена большого участка конструкции, ручное нанесение довольно трудоемко, поэтому используются подливочные смеси «литой» консистенции, а там, где тяжело подавать такую смесь или неудобно наносить ремонтную смесь вручную, применяют торкретирование. Торкретирование также используется для нанесения дополнительной защитной бетонной оболочки. Оно имеет широкое распространение, однако требует наличия дорогостоящей торкрет-установки.

3. Структурное усиление

Данный принцип предполагает повышение или восстановление несущей способности конструкции. Повысить несущую способность сооружения можно путем замены внутренней и наружной арматуры или добавлением дополнительных арматурных стержней в предварительно просверленные отверстия. Данный способ является достаточно трудоемким и требует выполнения сложных расчетов инженерами-проектировщиками, поэтому применяется тогда, когда другие методы усиления неприменимы. Менее трудоемкими способами структурного усиления являются приклеивание наружных ламелей из углеродного волокна на поверхность бетона и заполнение трещин, раковин и пустот путем инъектирования специальных растворов на основе эпоксидных смол или цемента. На сегодняшний день восстановление бетона методом инъектирования является самым популярным и действенным методом ремонта. Оно позволяет не только восстановить структуру конструкции, но и создать мощный гидроизоляционный барьер, как внутри бетонной конструкции, так и на ее поверхностях. Достоинствами инъектирования являются:

  • • Независимость от времени года и температуры окружающего воздуха;
  • • Возможно выполнение без остановки основных работ по строительству;
  • • Нет необходимости отрывать заглубленные под землей участки;
  • • Отсутствуют швы;

Недостатками можно считать высокую стоимость материалов и необходимость приобретения специального оборудования.

4. Повышение стойкости к физическому, механическому и химическому воздействию.

Для соблюдения данного принципа применяются пропитки, которые реагируют с компонентами бетона, в результате чего повышается износостойкость и механическая стойкость поверхности, а также создается тонкая пленка, защищающая бетон от химического воздействия. Еще одним методом повышения стойкости является применение активных покрытий. Эластичные покрытия обладают способностью перекрывать трещины, они водонепроницаемы и устойчивы к карбонизации. Покрытия компенсируют температурные и динамические деформации в сооружениях, подверженных колебаниям температур и вибрациям, а также в сооружениях, где допущены ошибки при строительстве или проектировании.

5. Предотвращение коррозии стальной арматуры

Главный принцип защиты стальной арматуры от коррозии – создание условий, при которых доступ кислорода во все потенциальные катодные области будет перекрыт, а перемещение отрицательных и положительных зарядов по арматуре будет невозможно. Для этих целей применяют ингибиторы коррозии, которые добавляют в бетонную смесь, как добавки или наносят на поверхность, как пропитки. Ингибиторы формируют пленку на поверхности арматуры и, мигрируя в тело бетона, создают защитный слой вокруг арматуры. Эффективным способом защиты арматуры является нанесение специального покрытия. Покрытия могут быть активными, содержащими активные пигменты, которые также являются ингибиторами коррозии и дополнительно защищают арматуру и повышают щелочную среду бетона. А могут быть барьерными. Покрытия данной группы полностью изолируют арматуру от кислорода и воды. В отличие от активных покрытий, барьерные более чувствительны к дефектам и эффективно работают только при условии, что они полностью покрывают стальную арматуру.

Подводя итог, можно сказать, что бетонные и железобетонные конструкции, несмотря на высокую прочность и долговечность, подвержены большому числу неблагоприятных факторов. Для предотвращения вредного воздействия в современном мире разработано огромное количество методов и создано множество различных материалов, которые успешно справляются с поставленными задачами. Главным залогом успеха в борьбе с негативными факторами является тщательное обследование конструкции, ведь именно оно поможет сделать правильный выбор метода борьбы.

Коррозия железобетонных конструкций и причины ее возникновения

Библиографическое описание:

Коррозия железобетонных конструкций и причины ее возникновения / Е. М. Жуков, Ю. И. Кропотов, И. А. Лугинин [и др.]. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 7 (111). — С. 78-80. — URL: https://moluch.ru/archive/111/27548/ (дата обращения: 22.02.2021).



Рассмотрены основные причины разрушения железобетонных конструкций производственных зданий.

Ключевые слова: коррозия, антикоррозионная защита,железобетон, бетон.

В России в больших масштабах и различных формах ведется эксплуатация производственных зданий и сооружений, построенных с применением различных материалов. Эксплуатация объектов часто происходит при неблагоприятных для материалов конструкций условиях.

Из всех строительных материалов ведущую роль имеют бетон и железобетон, которые составляют примерно 70 % из всех изделий и конструкций. Среди них наиболее широко применяется тяжелый бетон на цементной основе, важнейшим свойством которого является долговечность, выражаемая в десятилетиях. При правильном проектировании, изготовлении и применении железобетон как материал отличается многими положительными эксплуатационными свойствами, в том числе высокой коррозионной стойкостью. Однако при эксплуатации бетонные и железобетонные изделия и конструкции подвержены воздействию различных агрессивных сред. Под влиянием химических реакций и физико-химических явлений наблюдаются процессы разрушения, преждевременного коррозионного повреждения железобетонных конструкций.

К основным факторам разрушения бетонных конструкций следует отнести следующие факторы:

1) Технологический в последнее время в силу различных причин непрерывно уменьшается толщина бетонных конструкций, в то время как качество бетона в ряде случаев оставляет желать лучшего, что выражается в высокой пористости и водопроницаемости.

2) Человеческий ошибки в проектировании; неправильная оценка условий эксплуатации зданий и сооружений, воздействия агрессивной среды; неправильное назначение состава бетона, его проницаемости, толщины защитного слоя, конструкции.

3) Атмосферно-химический воздействие агрессивных компонентов атмосферы (карбонаты, сульфаты, хлориды) и частые циклы мороз-оттепель. В результате химических реакций внутри пор бетона образуются кристаллы, рост которых приводит к появлению трещин и разрушению бетона. Коррозия арматуры в свою очередь, особенно в условиях повышенной вибрации, приводит к выкрашиванию бетона. Пористый бетон впитывает влагу, которая при низких температурах замерзает, увеличиваясь в объеме, что приводит к образованию трещин.

Чаще всего здания и конструктивные элементы преждевременно выходят из строя от суммарного воздействия вышеперечисленных факторов. Всё это ведет к снижению прочности, несущей способности, эстетических качеств железобетонных конструкций и, следовательно, остаточного ресурса зданий и сооружений.

Одной из основных причин разрушения железобетонных конструкций является коррозия. Возникновение и развитие коррозии зависят от состава и свойств агрессивной среды, скорости обмена среды у поверхности материала, температуры среды, плотности и состава материала, его напряженного состояния, структуры, толщины и плотности защитного слоя и условий взаимодействия материала со средой.

Коррозия бетона подразделяется на три основных вида: коррозия выщелачивания, кислотная и солевая. Основным критерием такой классификации является степень ухудшения его характеристик и свойств.

– I вид коррозии бетона — обусловлен выщелачиванием — под воздействием пресной воды (мягких вод) растворяются основные составные компоненты цементного камня и проникают сквозь толщу бетона наружу в процессе фильтрации. Характерным внешним признаком этого вида коррозии является появление белого налёта на поверхностях бетонных конструкций в местах выхода воды при фильтрации (см. рис. 1).

Рис. 1. Коррозия бетона плит покрытия здания с оголением рабочей арматуры, выщелачивание

– II вид коррозии бетона происходит вследствие химических реакций (обменных процессов) между компонентами цементного камня и раствора, при этом образуются легкорастворимые компоненты, вымываемые из бетона, или продукты без вяжущих (скрепляющих) свойств, ослабляя в конечном итоге структуру цементного камня.

– III вид коррозии бетона наступает при постепенном накоплении и кристаллизации солей в капиллярах, порах и трещинах цементного камня, которые способствуют возникновению напряжению и внутреннему разрушению железобетона — наиболее часто наблюдается в морских сооружениях. В процессе развития коррозии третьего вида структура бетона претерпевает значительные изменения. Уменьшается пористость, появляются трещины параллельно поверхности.

Разрушению подвержена не только непосредственно бетонная поверхность, но и арматура бетона (см. рис. 2), поэтому при проведении обязательного периодического обследования производится комплексная диагностика железобетонного сооружения, при которой важно оценить характер и опасность повреждений, оценить уровень технического состояния конструкций.

Рис. 2. Коррозия бетона, арматуры и закладных деталей

Обследование железобетонных конструкций включает: осмотр, регистрацию выявленных повреждений и дефектов; измерение величин внешних повреждений и дефектов; инструментальное или лабораторное определение прочности бетона. При визуальном обследовании выявляются: трещины, сколы, раковины, повреждения защитного слоя, участки бетона с изменением его цвета, повреждения и коррозия арматуры, закладных деталей, сварных швов и т. д. При инструментальном методе обследования железобетонных конструкций устанавливают: прочность, проницаемость, однородность и сплошность бетона; состояние антикоррозионной защиты; химический состав агрессивных сред, влияющих на состояние бетона; вид, степень и глубину коррозии; причины, характер, ширину и глубину раскрытия трещин; степень коррозии арматуры, закладных деталей и сварных швов и т. п. По результатам обследования составляется заключение о техническом состоянии конструкций, включающее сведения о дефектах и рекомендуемых мероприятиях по их устранению, а также причины их появления [2].

Преждевременное разрушение железобетонных конструкций, потеря ими герметичности, теплозащитных и других эксплуатационных качеств приводят к крайне нежелательным последствиям. Поэтому защита от коррозии всех конструкций из каменных материалов с целью обеспечения расчетных сроков их службы и поддержания требуемых эксплуатационных качеств зданий и сооружений имеет значительное практическое значение, и ни в коем случае нельзя пренебрегать данной проблемой и своевременно принимать соответствующие меры по предотвращению коррозионного разрушения бетонных и железобетонных конструкций.

Литература:

  1. ГОСТ 31384–2008 Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии.
  2. СП 13–102–2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений.
  3. СНиП 2.03.01–84* Бетонные и железобетонные конструкции.

Основные термины (генерируются автоматически): железобетонных конструкций, вид коррозии бетона, разрушения железобетонных конструкций, Коррозия бетона, цементного камня, Коррозия железобетонных конструкций, железобетонных конструкций производственных, повреждения железобетонных конструкций, качеств железобетонных конструкций, обследования железобетонных конструкций, разрушение железобетонных конструкций, разрушения бетонных конструкций, Обследование железобетонных конструкций, защитного слоя, назначение состава бетона, толщина бетонных конструкций, разрушению бетона, химических реакций, материалов конструкций условиях, поверхностях бетонных конструкций.

Антикоррозионная защита бетонных конструкций | «ТехАтомСтрой»

Бетон, железобетон – самый важный материал в строительстве. Долговечность – одно из основных требований, предъявляемых к бетонным конструкциям. Поэтому защита бетонных конструкций от воздействия внешних агрессивных факторов и предотвращение их преждевременного разрушения является крайне актуальной задачей. Особенно  важна защита от коррозии для объектов транспортного строительства (железобетонные опоры и пролетные строения мостов, путепроводов, эстакад), гидротехнических сооружений, а также объектов, эксплуатирующихся в промышленных зонах с высокой степенью загрязненности атмосферы. К наиболее распространенным повреждениям несущих железобетонных конструкций в процессе эксплуатации относятся разрушение защитного слоя бетона и коррозия арматуры. Это приводит к существенному сокращению срока службы железобетонных конструкций и преждевременному выходу их из строя. Основные факторы, ускоряющие коррозию бетона:

  • -атмосферно-климатические воздействия: осадки, перепады температур, солнечное излучение и др.;
  • -карбонизация – насыщение бетона углекислым газом;
  • -воздействие хлоридов и сульфатов, содержащихся в атмосфере, а также реагенты, используемые эксплуатационными службами (для транспортных объектов) для очистки дорожных покрытий в зимний период.

Разрушение бетона в агрессивных средах происходит главным образом по связующему — цементному камню, а заполнители обладают, как правило, большой плотностью и химической стойкостью. Являясь высоко щелочным материалом, бетон активно реагирует с газами и жидкостями, имеющими кислую природу. Площадь взаимодействия бетона с агрессивной средой значительно больше, чем у металлов и включает в себя кроме наружной поверхности еще капилляры и поры размером больше 10-5 см, трещины, пустоты, по которым осуществляется доступ агрессивных газов и жидкостей в тело конструкций. Если считать внутреннюю поверхность цементного камня по адсорбции паров воды, то она может достигать 50-60 м2 /см3.

В сфере применения бетона и железобетона большее внимание уделяется коррозии в присутствии кислот, щелочей или их растворов, однако не меньшую опасность представляют специальные «особо чистые», деминерализованные и мягкие воды, вызывающие коррозию бетона по типу 1, называемой выщелачиванием. При выщелачивании в первую очередь удаляется известь Ca(OH)2. Интенсивность процесса выщелачивания зависит от скорости прохождения воды через конструкцию и мягкости воды (чем меньше в воде CaO, тем она мягче и, в связи с этим, более опасна).

Для повышения стойкости бетонов при выщелачивании наибольшую роль играет плотность, а также составы цементов.

Коррозия бетона при действии кислот классифицируется как коррозия 2-го типа. Скорость разрушения бетона определяется количеством новообразований, их растворимостью в воде и скоростью удаления. Наиболее распространенными из жидких агрессивных сред являются промышленные и подземные воды, содержащие сульфаты. Сульфатная коррозия бетона классифицируется как 3—й тип.

Перечисленные типы коррозии редко протекают в чистом виде. Например, сульфаты натрия и калия способны при контакте с бетоном повысить растворимость составляющих цементного камня и ускорить выщелачивание (1 тип), могут вызвать обменные реакции (2 тип) и коррозию 3-го типа. Поэтому тип коррозии определяют по основному признаку.

Как отмечено выше, интенсивность коррозии бетона во многом зависит как от химического взаимодействия агрессивной среды с цементным камнем, так и от физического состояния бетонной конструкции, в первую очередь, плотности бетона, его газо и водонепроницаемости. Компания «ТехАтомСтрой» обладает огромным опытом в решении проблем антикоррозии бетонов и железобетонов. Проанализировав все условия эксплуатации конструкций, мы предложим вам самый оптимальный способ защиты бетона. Наши специалисты выполнят работу с высоким качеством и гарантиями не зависимо от сложности поставленной задачи.

Примеры применения

Степень влияния химических процессов на качество бетона

Одним из основных факторов, влияющих на качество бетона, и ведущих к его разрушению являются химические процессы. Степень их влияния на этот материал носит разнообразный характер. Тем не менее, существуют укрупненная классификация подобных негативных процессов. Она включает в себя следующие химические воздействия, разрушающие структуру бетона:

  1. Выщелачивание. В результате этого процесса вымываются все элементы, которые в той или иной степени растворяются в водной среде. Главным образом, это гидроокись кальция.
  2. Взаимодействие реагентов и цементного раствора, провоцирующее формирование растворимых солей или других элементов, в которых отсутствуют вяжущие свойства. К ним, как правило, относятся кислоты.
  3. Солевые отложения в структуре бетона. Из-за активного процесса кристаллизации и значительного увеличения объема строительного материала происходит его разрушение.

Указанные причины повреждения цементных структур имеют наиболее распространенный характер, но ими проблема разрушения бетона не ограничивается.

Самой большой проблемой для строителей, все-таки, являются выщелачивающие процессы. Гидроокись кальция под воздействием водной среды (мягких вод с минимальным содержанием магниевых и кальциевых солей) подвергается вымыванию и растворению. Вода имеет разные источники происхождения. Это может быть дождь, снег, жидкость, образованная в результате таяния снежных покровов или находящаяся под землей.

Также процессу выщелачивания подвергаются силикаты кальция. Отрицательное коррозионное воздействие на материал наиболее активно происходит при проточных водах, особенно имеющих стабильный контакт с бетонной основой. А вот неподвижность водной среды ведет, наоборот, к затормаживанию этих процессов.

На качество строительных материалов, имеющих цементную основу, сильно влияет увеличение температурного режима в зоне взаимодействия. В результате повышается способность большинства солевых соединений к растворению, активизируются химические реакции, что ведет к росту агрессивности среды, воздействующей на бетонную основу.

Растворимость гидроокиси кальция повышается также при ее взаимодействии с щелочными веществами, например, хлористым аммонием, или сахаром (жидкая среда, имеющая большое количества сахара).

Еще одной существенной проблемой, вызывающей разрушение бетона, является наличие в нем гидроокиси кальция. Это вещество контактирует с кислотами и создает солевые образования. В результате карбонизации появляется карбонат кальция, который достаточно легко взаимодействует с сильными кислотами (будучи солью, относящейся к слабой кислоте). Алюминат и силикат кальция, которые являются вяжущей основой в цементе, подвергаются коррозионным процессам, вызванными наличием в структуре строительного материала еще более сильных кислотных составляющих.

По степени кислотности воды, воздействующей на бетонную основу, подразделяются на следующие группы:

  • Воды с сильной концентрацией кислоты – 1-3 РН.
  • Кислые воды – 4-6 РН.
  • Воды нейтральные – 7 РН.
  • Щелочные воды – 8-10 РН.
  • Воды с сильным содержанием щелочи – 10-14 РН.

Наиболее агрессивная к бетонной основе среда находится в пределах ниже 6 РН. Кислоты бывают как органические, так и неорганические. К первой группе можно отнести следующие химические вещества, которые вызывают сильное разрушение бетона: серная, азотная и соляная. Вторая группа включает в себя такие кислоты, как: молочная, формирующаяся в период силосного заквашивающегося процесса, и уксусная, процесс образования которой осуществляется в результате ферментации.

Еще одним опасным видом повреждения бетона является коррозия, вызванная углекислым газом (СО2, — ред.). Этот газообразное химическое вещество есть ни что иное, как ангидрид угольной кислоты. СО2 содержится в воздухе. Причем его содержание в городах значительно выше, чем в чистой среде, например, в лесу, вдали от цивилизационных загрязнений окружающей среды – 0,5% и 0,03% соответственно. Но у углекислого газа есть одной свойство, которое влияет на качество бетона, вплоть до его разрушения – это его растворимость в водной среде. Причем этот процесс напрямую зависит от температуры жидкости. Чем она выше, тем взаимодействие СО2 с ней более эффективное.

Жидкости, в которых присутствует углекислый газ, обладают кислой реакцией, и достаточно хорошо контактируя с металлами, создают кислые и нейтральные соли.

Агрессивная угольная кислота (свободная) имеет негативное влияние в форме коррозионных процессов на бетонную основу посредством изменения ее составляющих в биокарбонат, который легко поддается растворению. Также же эти реакции вызывают и коррозию металлических поверхностей. Специалисты зафиксировали определенную зависимость между жесткостью воды с содержанием угольной кислоты, степенью ее кислотности и наличием двуокиси углерода (свободной). Определенный уровень соотношения этих показателей характеризует степень негативного воздействия водной среды на бетон.

Коррозионные процессы в бетоне осуществляются также в результате обменных химических процессов. Гидроокись кальция является веществом сильного основания и именно в силу этих причин она легко идет при взаимодействии на так называемый «двойной обмен». В результате этой реакции происходит следующее: ионы металлов, имеющие более слабый уровень основания, выталкиваются из солевых соединений. Так, например, соединяясь с солями аммония и магния, гидроокись кальция образует гидроокись магния в виде аморфного химического вещества, а также хлористый кальций. Последнее соединение, которое легко растворимо, подвергается активному процессу выщелачивания.

Больше всего магниевых солей содержится в морской воде или в зоне сточных вод, где расположены предприятия по производству калийных солей.

Крайне опасным видом коррозии для бетона является сульфатная. Она образуется под воздействием на цемент серной кислоты и сульфата, в результате чего получается сульфат кальция. В конечном итоге этого процесса, в основе материала образуются соли, которые кристаллизуются, увеличивают объем бетона и разрушают его.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Влияние выщелачивания кальция на структуру пор, прочность и сопротивление проникновению хлоридов в образцах бетона

Реферат

В хранилищах радиоактивных отходов, построенных под землей и на береговой линии, бетонные элементы могут оставаться в контакте с грунтовыми водами в течение длительного периода. Однако даже чистая вода создает градиенты концентрации, которые приводят к диффузии ионов Са из поровой воды и разрушению подземного бетона. Таким образом, целью данного исследования является изучение не только изменения структуры пор и потери прочности на сжатие, связанной с растворением, но и характеристик проникновения хлоридов после разрушения, связанного с выщелачиванием.

Результаты показывают, что по мере увеличения периода выщелачивания объем пор диаметром от 50 до 500 нм значительно увеличивается. Кроме того, количество пор размером более 200 нм быстро увеличивается в течение начального периода выщелачивания, тогда как количество пор размером менее 200 нм увеличивается только постепенно. Кроме того, остаточная прочность выщелоченной детали с OPC составляет от 35% до 60%. Кроме того, доля замещения минеральной примеси составляла от 23% до 50%. Коэффициент диффузии хлоридов, измеренный по профилю хлоридов, увеличивался в два-пять раз с увеличением продолжительности выщелачивания.

Основные

► Увеличен объем пор диаметром от 50 нм до 500 нм. ► Количество пор размером более 200 нм увеличивается в начальное время. ► Остаточная прочность выщелоченной детали с OPC составляет от 35% до 60%. ► Остаточная прочность замены минеральной примеси составляет от 23% до 50%. ► Коэффициент диффузии хлоридов выщелоченного бетона увеличивается в 2–5 раз.

Ключевые слова

Хранилище радиоактивных отходов

Выщелачивание кальция

Структура пор

Проникновение хлоридов

Разрушение бетона

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Полный текст

Copyright © 2013 Elsevier B.V. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Роль растворения CH и разложения C-S-H в показателях прочности и долговечности материалов и конструкций

Абстрактные
Выщелачивание кальция представляет собой угрозу долговечности материалов на основе цемента, используемых в критических инфраструктурах, таких как системы хранения ядерных отходов. Эта диссертация представляет собой комплексное исследование материальных и структурных последствий выщелачивания кальция на прочность и деформационное поведение вяжущих материалов. Начиная с трехуровневого микроструктурного разделения неоднородной микроструктуры материалов на основе цемента, проводится серия экспериментальных и теоретических исследований, ведущих к разработке новой основной модели и моделированию долгосрочных механических характеристик бетона. конструкции, подвергнутые выщелачиванию кальция. Разработано устройство для химически ускоренного выщелачивания с использованием раствора нитрата аммония для получения асимптотически выщелоченных образцов в короткие сроки.Получен коэффициент ускорения 300 по сравнению с естественным выщелачиванием. Область прочности выщелоченных цементных паст и растворов оценивается посредством испытаний на трехосное сжатие и испытаний на одноосное растяжение, выявляя значительную потерю прочности и повышенную чувствительность материалов к давлению при разрушении, связанном с выщелачиванием. Разработан микромеханический подход к гомогенизации упругих свойств и прочностных свойств на основе трех микроструктурных уровней. Эти разработки позволяют оценить взаимосвязь между микроструктурными изменениями и пороупругими свойствами, включая коэффициент Био и модуль Био. Кроме того, разработаны схемы апскейлинга когезионных и фрикционных свойств для различных уровней материалов на основе цемента.

(продолжение) Оценивается влияние межфазной переходной зоны на прочность неповрежденных и выщелоченных материалов. Микромеханические элементы анализа объединены в хемопоропластическую конститутивную модель. Пористость, создаваемая растворением кальция (химическая пористость), определяется как переменная состояния, связывающая процесс растворения и механические свойства.Модель реализована в коммерческой программе конечных элементов, и моделирование на основе модели показывает прогностическую способность разработанного подхода для улучшения расчетной прочности бетонных конструкций, подвергнутых выщелачиванию кальция.

Описание
Диссертация (Ph. D.) - Массачусетский технологический институт, Департамент гражданской и экологической инженерии, 2003.

Включает библиографические ссылки (стр. 327-341).

Отдел
Массачусетский Институт Технологий. Кафедра гражданской и экологической инженерии.

Издатель

Массачусетский технологический институт

Ключевые слова

Гражданская и экологическая инженерия.

Краткое руководство по предотвращению высолов на бетонных столешницах

Сильные высолы в бетоне

Выцветание. Это беловатый порошкообразный материал, который образуется на поверхностях кирпичной кладки или бетонных конструкций, а также белый румянец, который может образовываться на герметичных бетонных полах или бетонных столешницах.Несмотря на то, что выцветание не представляет угрозы для конструкции, это эстетическая неприятность, которая влияет как на внутренний, так и на внешний бетон. В этой статье обсуждается, почему возникают высолы, как их предотвратить и как бороться с ними, если они все же возникают.

Есть два вида высолов: первичные и вторичные. Первичные высолы возникают, когда бетон высыхает на поверхности. Вторичные высолы возникают при вымывании растворимых минеральных солей из затвердевшего бетона.

Выцветание, «растущее» на внутренней стороне стены из бетонных блоков.

Первичное цветение

Устранение первичных высолов начинается до заливки бетона, просто путем использования основных передовых методов бетонирования: начните с бетонной смеси, в которой используются хорошо рассортированные заполнители, низкое соотношение воды и цемента (в / ц) и летучая зола или другие пуццолан в качестве частичной замены цемента; используйте разбавитель воды, чтобы увеличить удобоукладываемость без добавления воды в смесь.

Излишек воды в бетоне делает его более пористым, слабым и более подверженным усадочным трещинам.Дополнительная вода - это нежелательный внутренний резервуар, который может вымывать соли из бетона. Бетон, изготовленный с в / ц около 0,45, будет давать прочную, плотную смесь, в которой вряд ли будет чрезмерное количество сточной воды.

Изготовление хорошего бетона - это только первый шаг. Нет ничего хорошего в том, чтобы иметь хорошо спроектированный бетон с низким соотношением воды и цемента, если он не застыл должным образом. Влажное отверждение под мешковиной, пластиковой пленкой или подстилкой позволяет бетону набирать прочность и плотность в первые критические дни после заливки.Хорошо затвердевший бетон препятствует движению воды, и это один из важных шагов в борьбе с первичными и вторичными высолами. Если бетон не допускает движения влаги, соли глубоко внутри бетона не могут быть выщелочены.

высолов на полированном бетонном полу магазина.

Вторичное цветение

Все каменные и бетонные материалы подвержены вторичному выцветанию, включая бетонные столешницы. Вторичные высолы чаще всего возникают из-за того, что влага или водяной пар мигрируют через бетонную плиту, принося растворимые соли на поверхность бетона.Количество и характер отложений варьируются в зависимости от природы растворимых материалов и атмосферных условий.

Бетон содержит множество растворимых минеральных солей как из цемента, так и из добавок, таких как хлорид кальция, и даже из химикатов, наносимых на бетон после его затвердевания. Именно эти соли являются «семенами» высолов.

Хотя весь бетон содержит некоторые растворимые соли, не весь бетон выцветает. Выцветание произойдет только при наличии в бетоне всех следующих условий:

  • Бетон должен содержать растворимые минеральные соли.
  • Для растворения растворимых солей необходима влага.
  • Испарение или гидростатическое давление должны приводить к перемещению раствора минеральной соли к бетонной поверхности.

Если какое-либо из этих условий устранить, высолов не произойдет.

Контроль вторичного высолов - более распространенная проблема для подрядчиков, которые «унаследовали» уже существующий бетон. Сама смесь не может быть изменена, поэтому факторы, влияющие на движение воды в бетон и из него, являются предметом действия.Выявление и минимизация источников влаги - это первый шаг. Второй шаг - уменьшение пористости бетона для предотвращения вымывания растворимых солей.

Второй шаг к контролю высолов - нанесение химических отвердителей, также известных как уплотнители, на существующий бетон. Они делают матрицу менее пористой за счет образования гидратов силиката кальция, которые закупоривают поры и закупоривают капилляры.

Любопытно, как устранение высолов происходит в реальных условиях? Прочтите этот блог из нашего бэклога, в котором подробно описан пример того, как отремонтировать бетонный пол с постепенно ухудшающимся выцветанием.

9. Разложение строительного раствора и бетона


В этой главе рассматриваются аспекты моделирования и измерения разрушения бетона. Большинство процессов разложения являются либо физическими механизмами, такими как замораживание-оттаивание, либо комбинацией химических / физических механизмов, таких как щелочно-кремнеземная реакция, сульфатная атака или замедленная атака эттрингита. Но физические или химико-механические механизмы разрушения бетона связаны с переносом воды, ионов или того и другого через поровое пространство бетона.Поэтому изучение транспортных свойств является необходимым первым шагом для понимания механизмов деградации.

Один важный вопрос, который также необходимо решить, - это то, как транспортные свойства меняются во время деградации. Нельзя просто предположить какое-то фиксированное значение коэффициента диффузии ионов, например, которое не меняется во время разложения. По мере образования трещин из-за обширного роста реактивных включений изменяется поровое пространство и, следовательно, меняются транспортные свойства.

В эту главу также включены некоторые новые экспериментальные данные по тестированию на деградацию. По мере того как испытания на деградацию / долговечность становятся все сложнее и имеют более прочную основу в базовой химии и физике, модели деградации станут более полезными для прогнозирования результатов испытаний.


В этом разделе описывается одно исследование того, как выщелачивание гидроксида кальция (CH) влияет на коэффициент диффузии цементного теста. Удаление CH также изменит поровое пространство и, следовательно, ионную диффузию.Это исследование опирается на модель C 3 S и добавляет алгоритм для случайного удаления CH из модели, аналогично тому, как CH удаляется в реальном процессе выщелачивания. Коэффициент диффузии рассчитывается для данной пористой структуры с использованием метода конечных разностей сопряженного градиента, а эффекты выщелачивания понимаются в терминах идей перколяции.

(1a) Моделирование выщелачивания гидроксида кальция из цементного теста: Влияние на проницаемость и диффузию порового пространства

Обновленное исследование реальных цементных паст (вместо C 3 S), включая моделирование реальных профилей кальция в реальных условиях. образцы можно найти в следующем.

(1b) Влияние растворения гидроксида кальция на транспортные свойства гидратированных цементных систем

Экспериментальное исследование влияния включения летучей золы на выщелачивающие свойства паст и строительных растворов. Эксперимент включает в себя те, которые необходимы для точного моделирования гидратации с использованием CEMHYD3D.

(1c) Эффект от включения летучей золы от сжигания твердых бытовых отходов в цементные пасты и строительный раствор I. Экспериментальное исследование

Сопутствующее исследование по моделированию в соответствии с экспериментальными результатами, приведенными выше.Эти модели включают прогноз с использованием CEMHYD3D гидратации в присутствии летучей золы и прогноз выщелачивания.

(1d) Эффект от включения золы-уноса от сжигания твердых бытовых отходов в цементные пасты и растворы II: Моделирование

Поскольку выщелачивание влияет на микроструктуру цементного теста, оно влияет на все свойства, в том числе на эластичность. В этом исследовании моделируется влияние выщелачивания на упругие свойства цементного теста с использованием комбинации CEMHYD3D и кода конечных элементов elas3d.f, и включает некоторое сравнение с экспериментальными результатами.

(1e) Влияние растворения гидрата на модуль Юнга цементных паст


В этом разделе исследуется влияние для отдельного заполнителя, окруженного произвольной оболочкой, того, как различные условия расширения могут повлиять на любую возможную структуру трещин, возникающую в результате напряжений. вызванные расширяющими силами, возникающими из-за различных механизмов деградации. Случай одиночного сферического агрегата можно точно решить с помощью аналитических выражений.Рассмотрены случаи расширения матрицы без оболочки (замораживание-оттаивание), расширения заполнителя без оболочки (реакция щелочной агрегат) и расширения тонкой оболочки. Кроме того, если предполагается, что растрескивание происходит так, что заполнитель отделен от матрицы, рассчитывается размер смещения обода вокруг заполнителя.

(2) Напряжение, смещение и растрескивание вокруг одного сферического агрегата в различных условиях расширения


Результатом моделирования часто являются трехмерные изображения.Получение трехмерных изображений реальных систем для сравнения с модельными изображениями часто бывает затруднительным. В этой статье кратко описывается, как рентгеновскую микротомографию можно использовать для получения достаточно хорошего изображения строительного раствора с разрешением около 10 микрометров на пиксель, что достаточно для количественной оценки системы агрегатов / захваченного воздуха, но недостаточно для просмотра деталей цементная паста.

(3) Рентгеновская микротомография строительного раствора ASTM C109, подвергшегося воздействию сульфатов


Одной из проблем, связанных с долговечностью и безопасностью бетонов с высокими эксплуатационными характеристиками, является их склонность к катастрофическому растрескиванию.В данной статье этот феномен исследуется с микроструктурной точки зрения, уделяя особое внимание роли перколяции межфазных переходных зон и ее модификации за счет включения органических волокон.

(4) Волокна, просачивание и растрескивание высокопрочного бетона


Щелочно-кремнеземная реакция широко распространена в мире бетона и иногда носит разрушительный характер. Измерение того, насколько сильно реакция щелочь-диоксид кремния могла повлиять на конкретный материал, в прошлом ограничивалось измерением изменения длины или деформации.Это предварительное исследование показывает, как индуцированные напряжения, которые должны быть лучшим индикатором того, что на самом деле происходит с материалом, могут быть измерены и проанализированы в лаборатории.

(5) Влияние микрокремнезема на напряжения, создаваемые щелочно-кремнеземной реакцией


Одно из наиболее изученных и измеренных эффектов разложения связано с реакцией сульфата с цементом. Этот раздел посвящен измерениям и методам определения устойчивости бетона или цемента к сульфатному воздействию.

(6a) Сульфатостойкость бетона: новый подход

(6b) Разработка более быстрого теста для оценки сульфатостойкости гидравлических цементов


Перейти к главе 10: Агрегаты: форма и свойства

Перейти назад к Главе 8. Отверждение и автогенная усадка бетона


Список литературы

(1a) DP Бенц и Э. Гарбоци, Материалы и конструкции 25, 523-533 (1992).
(1b) J. Marchand, D.P. Бенц, Э.Самсон и Ю. Мальтаис, в книге «Реакции гидроксида кальция в бетоне» (Американское керамическое общество, Вестервиль, Огайо, 2001).
(1c) С. Ремонд, П. Пимиента и Д.П. Бенц, Исследование цемента и бетона 32 (2), 303-311 (2002).
(1d) S. Remond, D.P. Бенц и П. Пиментиа, Исследование цемента и бетона 32 (4), 565-576 (2002).
(1e) С. Камали, М. Моранвиль, Э. Гарбоци, С. Прене, Б. Жерар, Международная конференция по механике разрушения бетонных и бетонных конструкций (2004 г.).
(2) E.Дж. Гарбочи, Исследование цемента и бетона 27, 495-500 (1997).
(3) Д.П. Бенц, Н. Мартис, П. Штутцман, М. Левенсон, Э.Дж. Гарбоци, Дж. Дансмюр и Л.М. Шварц, в работе «Микроструктура систем на цементной основе / Связка и границы раздела в цементных материалах», под редакцией С. Даймонда и др. (Общество исследования материалов, том 370, Питтсбург, 1995), стр. 437-442.
(4) Д.П. Бенц, ACI Materials Journal 97 (3), 351-359 (2000).
(5) К. Феррарис, Э. Гарбоци, П. Штутцман, Дж. Винпиглер и Дж.Клифтон, Цемент, бетон и агрегаты 22, 73-78 (2000).
(6a) C.F. Феррарис, П. Штутцман, К.А. Снайдер, Портлендская цементная ассоциация, (2006 г.).
(6b) C.F. Феррарис, П. Штутцман, М. Пельц и Дж. Винпиглер, Журнал исследований Национального института стандартов и технологий, том 110, 5, 529-540 (2005).

Выщелачивание гидроксида кальция и C-S-H из цементного теста: моделирование механического поведения (Журнальная статья)

Карде, К., Торренти, Дж. М., и Франсуа, Р. Выщелачивание гидроксида кальция и C-S-H из цементного теста: моделирование механического поведения . США: Н. П., 1996. Интернет. DOI: 10.1016 / 0008-8846 (96) 00095-6.

Карде, К., Торренти, Дж. М., и Франсуа, Р. Выщелачивание гидроксида кальция и C-S-H из цементного теста: моделирование механического поведения . Соединенные Штаты. https: // doi.орг / 10.1016 / 0008-8846 (96) 00095-6

Карде, К., Торренти, Дж. М., и Франсуа, Р. Чт. «Выщелачивание гидроксида кальция и C-S-H из цементного теста: моделирование механического поведения». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1016/0008-8846(96)00095-6.

@article {osti_377992,
title = {Выщелачивание гидроксида кальция и C-S-H из цементного теста: моделирование механического поведения},
author = {Карде, С. и Торренти, Дж. М. и Франсуа, Р.},
abstractNote = {В данной статье рассматривается влияние процесса выщелачивания материалов на основе цемента на их механические свойства.Этот процесс вызывает в основном полное выщелачивание Ca (OH) {sub 2} и постепенное декальцинирование C-S-H, что приводит к градиенту отношения C / S в зоне выщелачивания. В предыдущей работе авторы выдвинули гипотезу о том, что растворение гидроксида кальция было важным параметром, определяющим как снижение прочности, так и увеличение пористости в случае образца пасты, изготовленного с цементом OPC, который приводит к 20% -ному содержанию кальция. . Чтобы количественно оценить влияние уменьшения отношения C / S в CSH, авторы провели эксперименты с образцами пасты с добавлением микрокремнезема, чтобы уменьшить содержание гидроксида кальция и, таким образом, подчеркнуть эффект уменьшения отношения C / S на CSH. Процесс выщелачивания достигался использованием 50% раствора концентрата нитрата аммония. Испытания на сжатие были проведены на образцах микроцилиндров (диаметром 10, 12, 14, 20 и 30 мм) из-за медленной кинетики разложения из-за выщелачивания. На ухудшение цементного теста и раствора под действием нитрата аммония указывает периферийная зона с меньшим сопротивлением. Результаты экспериментов позволяют моделировать механическое поведение цементных паст в зависимости от отношения площади деградирования к общей площади образца A {sub d} / A {sub t}.Определенная таким образом модель позволяет разделить эффект выщелачивания гидроксида кальция и выщелачивания C-S-H и показывает важность первого из них. Текущая программа исследований пытается охарактеризовать ухудшение механических свойств бетона, окружающего радиоактивные отходы, из-за потока воды во время хранения.},
doi = {10.1016 / 0008-8846 (96) 00095-6},
url = {https://www.osti.gov/biblio/377992}, journal = {Исследование цемента и бетона},
номер = 8,
объем = 26,
place = {United States},
год = {1996},
месяц = ​​{8}
}

Поведение цементных композитов, приготовленных из опасных отходов, при длительном выщелачивании

Чтобы оценить долгосрочное воздействие на окружающую среду Эко-обычного портландцемента (EOPC), полученного из твердых бытовых отходов (MSS) и опасных отходов (HW), последовательные испытания на выщелачивание продолжительностью 180 дней были проведены на EOPC. композиты в компактной и измельченной формах в условиях деионизированной и соленой воды.Результаты показывают, что исследованные тяжелые металлы можно разделить на три группы в зависимости от их поведения при выщелачивании. Концентрации V, Pb, Ni, Ba, Cd и Zn в фильтрате возрастают со временем выщелачивания, что может быть отнесено к первой группе. Cu и Sn входят во вторую группу, и их концентрации сначала увеличиваются, а затем снижаются. Cr и As относятся к третьей группе, и их концентрации сначала снижаются, а затем резко возрастают. Кроме того, в настоящем исследовании было проведено кинетическое исследование, которое показало, что поведение тяжелых металлов при выщелачивании соответствует модели второго порядка. Кроме того, наши результаты показывают, что EOPC устойчив к соленой воде, но следует обратить внимание на применение таких материалов в морских условиях из-за загрязнения мышьяком.

Эта статья в открытом доступе

Подождите, пока мы загрузим ваш контент... Что-то пошло не так. Попробуйте еще раз?

Анализ выщелачивания кальция простых и модифицированных цементных паст в чистой воде - Университет штата Аризона

@article {ae00b70a7d9e4bf7b6981caa0b194021,

title = "Анализ поведения простых и модифицированных цементных паст в чистой воде при выщелачивании кальция",

аннотация = "Поведение цементных паст, модифицированных высокощелочным мелкодисперсным стеклянным порошком, микрокремнеземом и летучей золой, при выщелачивании ионами кальция под воздействием деионизированной воды, описывается в этой статье. Повышение пористости паст, подвергнутых выщелачиванию, объясняется как растворением гидроксида кальция (CH), так и декальцинированием геля C-S-H. Методология, которая объединяет измеренное увеличение пористости вместе с содержаниями CH и C-S-H, остающимися после выщелачивания в течение определенного времени, разработана для разделения пористости, созданной из-за выщелачивания CH и C-S-H. Чтобы количественно оценить влияние выщелачивания на количество ионов Са, остающихся в фазах CH и C-S-H, для невыщелоченных и выщелоченных паст построены кривые равновесия твердое вещество-жидкость для кальция.Глубина выщелачивания также рассчитывается с использованием содержания CH в выщелоченных и невыщелоченных образцах. Все модифицированные пасты показывают лучшее сопротивление выщелачиванию, чем обычная паста. Помимо уплотнения микроструктуры, более низкое молярное отношение Ca-Si в модифицированных пастах, которое снижает равновесную концентрацию ионов Са в жидкости, способствует этому наблюдению. Для пасты, модифицированной стеклянным порошком, присутствие более высокого содержания щелочи в пористом растворе дополнительно снижает растворение CH из-за общего ионного эффекта, обеспечивая, таким образом, наивысшее сопротивление выщелачиванию.Пасты, модифицированные летучей золой и дымом кремнезема, демонстрируют устойчивость к выщелачиванию между обычными смесями и смесями, модифицированными стеклянным порошком. ",

keywords =" CSH, гидроксид кальция, ионы кальция, цементные пасты, кривые равновесия, выщелачивание, глубина выщелачивания, пористость " ,

author = "Джитендра Джайн и Нараянан Нейтхалатх",

год = "2009",

месяц = ​​март,

день = "1",

doi = "10.1016 / j.cemconcomp.2009.01.003 ",

language =" English (US) ",

volume =" 31 ",

pages =" 176--185 ",

journal =" Цементные и бетонные композиты ",

issn =" 0958 -9465 ",

publisher =" Elsevier Limited ",

number =" 3 ",

}

.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *