Коррозия, вызываемая щелочами цемента

В нашей стране и за рубежом были обнаружены случаи разрушения бетона в железобетонных конструкциях мостов, плотин, зданий и др., которые были вызваны реакцией щелочей портландцемента с заполнителями бетона. Коррозия этого вида принципиально отличается от обычной тем, что разрушение вызывается не взаимодействием внешней среды с бетоном, а процессами, возникающими внутри бетона вследствие взаимодействия щелочей цемента с реакционноспособным кремнеземом заполнителя.
При современной технологии производства цемента в составе клинкера всегда содержится разное количество щелочных соединений, причем оксид натрия присутствует почти во всех фазах клинкера. Основное количество оксида калия находится в фазе трехкальциевого алюмината и C2S. Щелочи встречаются в клинкере также в виде сульфатов. При гидратации цемента щелочные фазы взаимодействуют с водой и в виде гидратированных соединений накапливаются в жидкой фазе. В ранние сроки твердения калиевая щелочь растворяется быстрее, чем натриевая. Примерно к 25 сут твердения почти все соединения калия переходят в водорастворимое состояние, в то время как количество перешедшего в раствор оксида натрия составляет 40—60%. Концентрация щелочей в жидкой фазе зависит от содержания щелочей в цементе и В/Ц и может достигать 50 г/л. По мере твердения и химического связывания воды концентрация щелочей в^ жидкой фазе будет возрастать.
Реакция растворов щелочи с кремнеземом протекает в две стадии. Первая заключается в нейтрализации поверхности кремнезема:
— Si - ОН + Na+ + ОН- = - Si - О Na+ + Н20 В этом случае водородный ион Н+ поверхности кремнезема соединяется с гидроксильным ионом ОН- с образованием молекулы воды. Оставшийся некомпенсированный заряд кислорода позволяет ему присоединиться к положительному иону натрия Na+. Для такой реакции достаточен щелочной раствор слабой концентрации.
Вторая стадия заключается в разрыве кремнекислородных связей:

Страницы: 1 2



Самое читаемое