Тема 2.6 Распространённость солей. Солевая нагрузка на материалы. Образование новых солей в строительных материалах

Распространенность солей в строительных конструкциях, особенно каменной кладке, достаточно велика. Но такие соли, как хлористый натрий, встречаются в кладке относительно редко. Преимущество в основном за сульфатами, нитратами и в меньшей степени – карбонатами. Кроме того, встречаются фосфаты, фториды, фторсиликаты или оксалаты.

Соли причиняют вред в основном потому, что при наличии влаги, например, капиллярно поднимающейся воды, они растворяются и при последующем высыхании вновь кристаллизуются, зачастую связывая химически вполне ощутимое количество воды, так называемой кристаллизационной воды. Из-за водопоглощения увеличивается объем образующихся кристаллов, что создает кристаллизационное давление.

Повторяющаяся кристаллизация и растворение солей неизбежно приводят к разрушению каркаса материала.

Механизм повреждения кристаллизующимися солями подразделяется на

• гидростатическое давление кристаллизации (кристаллизационное давление пересыщенного раствора);

• линейное давление роста кристаллов;

• гидратационное давление (некоторые из солей обладают свойством принимать или отдавать воду в составе решетки кристалла. Этот процесс называется гидратацией и тоже связан с увеличением объема.

Солевая нагрузка на материалы. Многие строительные материалы характеризуются природным содержанием солей. В натуральном камне, а также керамических материалах и кирпиче могут содержаться значительные количества солей, опасных для сооружения. Потенциальными носителями солей являются природный камень (песчаник, сланцы, асбест) и искусственно полученный, например, кирпич. Это зависит от места происхождения сырьевого материала, который может содержать значительное количество примесей. Такие природные материалы, как известняк, гипс, ангидрит, состоят из солей.

Часто причиной солевой нагрузки служат вяжущие вещества, в основном гидравлические, содержащие различные добавки. К таким можно отнести в первую очередь портландцемент и его многочисленные разновидности. Компоненты гашеной извести могут легко высвобождаться и стать причиной солевой агрессии. Особенно критичен потенциал образования эттрингита и таумазита при контакте с сульфатами (см. тему 2.5). Вода затворения также может быть при определенных обстоятельствах служить источником солей.

Кроме того, глины в загрязненной извести могут вносить вклад в солевую нагрузку. Большая часть гипсовых штукатурок состоит из неустойчивого гипса, имеющего весьма высокую растворимость – около 2 г на 1 л воды при температуре +20 ⁰С, поэтому могут легко преобразовываться или мигрировать в кладке.

Образование новых солей в строительных материалах. Соли не только изначально могут присутствовать в сооружениях, в значительно большей степени, как уже описывалось выше в темах 2.4 и 2.5, они образуются при реакциях в строительных материалах. Свой вклад вносят как содержимое циркулирующих грунтовых вод (см. тему 4.2), так и примеси агрессивных веществ в атмосферных газах (см. тему 2.2). Большую опасность представляют образующиеся из атмосферных оксидов нитраты, возникновение гипсовых включений на поверхности известняков или связанных известью песчаников, а также глубоко приникающая в кладочный раствор коррозия из-за присутствующих в атмосфере SO₂ и SO₃. В этих случаях повреждения, наносимые солями, дополняются коррозией материалов вследствие кислотной агрессии.