Виды химического воздействия на бетонные конструкции

Введение

Когда бетонная конструкция подвергается химическому воздействию, ее долговечность снижается. Химикаты могут вызвать растрескивание бетона, изменение объема и ухудшение структуры. Срок службы конструкции сокращается, и это может привести к разрушению конструкций. Ниже описаны различные виды химических воздействий и их влияние на бетонные конструкции.

Типы химических воздействий на бетонные конструкции

Ниже перечислены различные виды химического воздействия на бетонные конструкции

• Сульфатная атака
• Хлоридная атака
• Реакция щелочного заполнителя
• Карбонизация
• Кислотная атака

Сульфатная атака на бетон

Большинство типов почв содержат сульфаты в виде кальция, магния, натрия, аммония и калия. Они встречаются в почве или грунтовых водах. Когда бетонная конструкция строится на таких почвах, они могут воздействовать на бетон.
Обычно сульфаты в твердой форме не оказывают сильного воздействия на бетон, но когда они находятся в жидкой форме, они проникают в пустоты бетона и вступают в реакцию с гидратированными цементными продуктами. Сульфат кальция наносит минимальный ущерб из-за своей низкой растворимости, в то время как сульфат магния наносит максимальный ущерб.
Большинство сульфатов воздействует на гидроксид кальция и гидратированные алюминаты кальция, присутствующие в бетоне, что приводит к изменению объема цементной пасты в бетоне. Следовательно, происходит разрушение структуры бетона. Наряду с гидроксидом кальция, сульфат магния также реагирует с гидратированным силикатом кальция и превращает бетон в порошкообразную массу.

Меры предосторожности

Бетон с низким водоцементным отношением менее подвержен воздействию сульфата магния, в то время как бетон с высоким водоцементным отношением подвержен сильному воздействию.
Сульфатостойкий портландцемент следует использовать там, где сульфаты присутствуют в почве, воде или атмосфере и вступают в контакт с бетоном.
Суперсульфатный цемент, изготовленный из доменного шлака, также может быть использован, хотя он не является широко доступным. Этот цемент может противостоять самым высоким концентрациям сульфатов.

Хлоридная атака на бетон

Хлоридная атака на бетон является одним из важных аспектов долговечности бетона. Оно в первую очередь воздействует на арматуру бетона и вызывает коррозию. Хлориды могут быть введены в бетон во время или после строительства следующим образом.

Хлориды в присутствии воды и кислорода вступают в реакцию с щелочным защитным слоем вокруг арматуры и удаляют его.

Щелочно-агрегатная реакция на бетон

Щелочно-агрегатная реакция – это химическая реакция между щелочью в цементе и кремнеземом в заполнителях. Поэтому ее также можно назвать щелочно-кремнеземистой реакцией. Когда происходит эта реакция, образуется гелеобразное вещество, которое поглощает воду, и объем бетона увеличивается. Это увеличение объема приводит к растрескиванию и разрушению бетона.
BS8110: часть 2, пункт 6.2.5.4, гласит, что реакция щелочного кремнезема происходит только при наличии следующих факторов:

Кодекс рекомендует принять следующие меры предосторожности, если существует неопределенность:

Карбонизация в бетоне

Когда углекислый газ из атмосферы проникает в бетон и вступает в реакцию с гидроксидом кальция, образуя карбонат кальция, этот процесс называется карбонизацией.
Обычно бетон с высоким содержанием щелочи образует защитный слой вокруг арматуры. Но когда углекислый газ превращается в разбавленную углекислоту, щелочность снижается, в результате чего происходит коррозия арматуры.

Карбонизированный бетон имеет значение pH 8,3, а пассивация стали начинается при значении pH 9,5. Глубина карбонизации в хорошем плотном бетоне составляет около 3 мм на ранней стадии и может увеличиться до 6-10 мм через 30-40 лет. У плохого бетона глубина карбонизации может достигать 50 мм через 6-8 лет.
Скорость карбонизации зависит от

Глубина карбонизации определяется с помощью раствора фенолфталеина в разбавленном спирте. При нанесении раствора зоны без карбонизации приобретают розовый цвет, а оставшаяся неокрашенная часть называется зоной поражения углеродом.

Кислотное воздействие на бетон

Кислоты могут легко воздействовать на бетон, поскольку бетон не является полностью устойчивым к кислотам. Некоторые кислоты, такие как щавелевая, фосфорная, не опасны для бетона. Кальциевые заполнители более подвержены воздействию кислот, в то время как кремнистые заполнители обладают хорошей устойчивостью.
Степень повреждения зависит исключительно от pH кислотного раствора. Повреждения очень сильны, если значение pH очень низкое. Если они попадают в арматуру через трещины или поры, то вызывают коррозию стержней и растрескивание бетона.

Предотвращение кислотного воздействия

Для предотвращения кислотного воздействия необходим хороший плотный бетон с достаточным покрытием и использование сульфатостойких цементов.
СКАЧАТЬ: Укрепление химически разрушенного здания

• Коррозия стальной арматуры в бетоне – причины и защита.
• Сульфатная атака на бетон – процесс и контроль сульфатной атаки.
• Реакция щелочного заполнителя в бетоне – типы, причины и последствия.
• Ухудшение состояния бетона в результате катионообменных реакций.
• Бетон, подверженный воздействию морской воды – последствия и меры предосторожности.
• Роль хлорида кальция в бетоне.
• 6 основных причин повреждения бетона.