92. Щелочность бетона. Механизм разрушения. Меры, обеспечивающие повышение щелочестойкости бетона.

Лугостійкість бетону

Переробці підлягає велика кількість лугів, кальцинованої соди, вапна, та ін. Доцільніше їх зберігати в залізобетонних сил осах, що дозволяє заощаджу­вати до 40...60% сталі. При тривалій дії практично всі лужні розчини агреси­вні для всіх матеріалів на силікатній основі. Значно менша агресивність характерна для розчину аміака і ще менша - для розчину соди.

З часом луги накопичуються і концентрація їх у рідкій фазі бетону під­вищується. Луги впливають на бетон не тільки хімічно. Для них характерна і фізична дія на бетон, і на його довговічність . При фізико-хімічній дії їдких лугів бетон може руйнуватися від розтя­гуючих зусиль. Вони виникають при кристалізації NаОН, що призводить до виникнення ряду кристалогідратів і вуглекислого натрію, який утворюється в результаті карбонізації. Пори бетону насичуються багатоводними кристало­гідратами і кристалами карбонатів лугів. Цей процес супроводжується збільшенням об’єму продуктів реакції і виникненням руйнівних напруг в структу­рі бетону.

При підвищенні концентрації, активності і температури лугів мінерали цементного клінкеру руйнуються інтенсивніше.

Лугостійкість бетону знижується в першу чергу через порушення зчеп­лення цементного каменю з заповнювачем, який містить глинозем або крем­незем в активній формі. По системі капілярів і мікротріщин луги проникають до заповнювачів. Між ними відбувається реакція. Луги розчиняють кремне­зем і утворюють гелеподібні гідросилікати натрію і кальцію. Останні утво­рюють навколо зерен розчинного кремнезему напівпроникні оболонки - мембрани. Вони не перешкоджають надходженню в зону реакції лугу, але є непроникними для гелеподібних гідросилікатів натрію. Навколо зерен запов­нювача накопичуються гідросилікати натрію. Таким чином, по одну сторону мембрани находяться гідросилікати натрію, по другу - луг. По обидва боки мембрани створюється різниця тисків. Величина осмотичного тиску може досягти значень, що перевищують міцність бетону при розтяганні, і виклика­ти появу в бетоні тріщин.

При призначенні складу бетону, який буде “працювати” в лужному се­редовищі, особливу увагу необхідно приділяти вибору заповнювачів. Реак­ційною здатністю володіють заповнювачі, до складу яких входить опал, хал­цедон, тридиміт, кристаболіт, кисле і проміжне вулканічне скло, деякі різно­види гідрослюд і цеолітів. Найбільш активний опал, менше - халцедон і вул­канічне скло. Приймаючи величину розчинності в лугах опалу за 100%, роз­чинність інших мінералів і гірських порід в аналогічних умовах складе: анде­зиту - 54%, халцедону - 43%, кремнію - 13...39%. Пористі заповнювачі (осо­бливо склоподібна фаза їх) інтенсивно розчиняються в лужному середовищі. Так, наприклад, лугостійкість спученого перліту дорівнює 15%, керамзиту -40%, аглопориту - 55%, а шлакової пемзи - 90...94%

З лугами реагують і клінкерні мінерали цементу (СзЯ, С₂8, С3А, С4АР). При взаємодії МаОН з алітом і особливо з белітом в розчин лугу виділяється значна кількість кремнезему і порівняно мало полуторних окислів. Щільні цементні бетони на правильно вибраних лугостійких заповнювачах здатні витримувати тривалий вплив розчинів лугів.

Збільшити щільність, а отже, і лугостійкість цементного каменю, розчи­ну і бетону можна за допомогою добавок. Тонкомолоті: вапняк, трепел та ін; поверхнево-активні: СДБ, ГКЖ та ін.: хлористий кальцій, хлористе залізо та ін.; полімерні: полівінілацетатна емульсія, ДВХБ-70 та ін.; комплексні: 1% хлорного заліза з 0,2 % СДБ, 30% меленого вапняку з 1,5% хлористого каль­цію, суміш /1:1/ хлористого кальцію з хлористим алюмінієм.