25. Кислотная агрессия. Общая характеристика кислотных сред. Влияние минерального состава цемента, добавок, вида заполнителя и др. Факторов на кислотостойкость. Меры по защите от кислотной коррозии.

Кислые среды в природе практически не встречаются, за исключением углекислоты. Они наблюдаются на предприятиях химической промышленности. Чаще всего на практике встречаются: соляная, серная, азотная кислоты. Они же являются наиболее агрессивными. Уже однопроцентные растворы этих кислот разрушают цементный камень за несколько месяцев. Менее агрессивна фосфорная кислота, но при концентрации  5% она становится опасной. И еще менее агрессивна угольная кислота. Агрессивными являются так же и органические кислоты. Агрессивность возрастает с ростом молекулярной массы. К низкомолекулярным кислотам относятся: уксусная, яблочная, щавелевая. К высокомолекулярным: олеиновая, стеариновая.

На интенсивность кислотной коррозии влияют 2 фактора:

- концентрация в растворе ионов водорода;

- способность продуктов коррозии к растворимости.

Чем выше концентрация и больше растворимость, тем быстрее идет коррозия. Чем выше концентрация, тем более стойкий материал.

Кислотная коррозия обусловлена химическими реакциями, между цементным камнем и кислотами или кислотными газами. Продукты коррозии при этом либо легко растворимы и уносятся водой, либо откладываются в зоне коррозии в виде нерастворимых масс. Носителем агрессии является ион водорода Н , поэтому при рН<6 она уже является агрессивной. Как известно цементный камень имеет рН12,5-13 из-за наличия групп ОН , которые выделяются при диссоциации гидроксида кальция. Поэтому при контактировании цементного камня с кислой средой интенсивно протекает реакция нейтрализации:

Н + ОН = Н₂О.

Рассмотрим на примере НCl последовательность химических реакций:

1) 2НCl + Са(ОН)₂ = 2СаCl + 2Н₂О;

2) 4НCl + 2СаО∙SiO₂∙2Н₂О + ag = 2СаCl₂ + SiO₂∙nН₂О + ag.

Из образовавшихся продуктов коррозии нерастворимыми являются только гель кремний кислоты, который откладывается в зоне реакции, тем самым препятствует продвижению фронта коррозии вглубь цементного камня. Если концентрация кислоты очень низкая, то одновременно с кислотной коррозией протекает коррозия выщелачивания.

Способы защиты от кислотной коррозии.

1) вяжущие стойкие к кислой среде: ППЦ (ЦЕМ IV), ШПЦ (ЦЕМ III), ПЦ (ЦЕМ I). Наиболее стойкими являются низкоосновные цементы, в которых мало содержится гидроксида кальция и больше кремнезема (SiO₂), способного образовывать гель кремний кислоты. ПЦ (ЦЕМ I) применять не рекомендуется;

2) заполнитель должен быть устойчив в кислых средах. Нельзя применять карбонатный заполнитель (мел), т.к. он реагирует с кислотой.

3) необходимо повышать плотность бетона путем снижения В/Ц за счет применения пластификаторов;

4) если концентрация кислот высока больше 1% , то в этих условиях ППЦ (ЦЕМ IV) и ШПЦ (ЦЕМ III) применять нельзя, а надо использовать кислотостойкие материалы на основе полимеров, жидкого стекла;

5) наиболее опасными являются ангидриты кислот: АlО₂, СО₂ т.к. они обладают высокой проникающей способностью. В этом случае необходимо использовать двойную защиту, т. е. применять специальные кислотостойкие материалы и наносить защитные покрытия.

6) в качестве наполнителя используют молотый кварцевый песок.