Коррозия ιιι вида и пути её предотвращения

Данный вид коррозии – это разрушение цементного камня от внутренних напряжений при накоплении в порах и капиллярах малорастворимых солей.

В порах бетона может происходить накопление солей как в результате кристаллизации продуктов химической реакции, протекающей между агрессивной средой и цементным камнем, так и вследствие кристаллизации солей при их поглощении из агрессивных растворов.

Наиболее распространенной разновидностью коррозии, приводящей в результате кристаллизации продуктов реакции между цементным камнем и агрессивной средой, является сульфатная.

При действии на бетон сульфат натрия вступает в реакцию с гидратом окиси Са цементного камня:

Са (ОН)₂ + Na₂ SО₄ + 2 Н₂О → Са SО₄ ^. 2 Н₂О + 2Na ОН

2Na ОН – является хорошо растворимым веществом, которое легко вымывается из цементного камня. Образование гипса может сопровождаться некоторым увеличением объёма продуктов реакции.

Находящийся в твердой фазе 3-х кальциевый гидроалюминат взаимодействует с гипсом с образованием гидросульфоалюмината Са:

3СаSО₄ ^. 2Н₂О + СаО ^. Аl₂О₃ ∙6Н₂О + 23Н₂О → 3 Са SО₄∙ 3СаО ^. Аl₂О3 ∙31 Н₂О.

Объем его увеличивается в 2 раза по сравнению с объемом исходных продуктов, вследствие чего возникают напряжения в цементном камне и бетоне, достигающие предела их R .

Вначале коррозия III вида проявляется в виде образования на поверхности цементного камня только пленки из кристаллического гипса, даже образуется скопление кристаллов гипса и гидросульфоаллюмината кальция - внутри цементного камня. Скопление гипса происходит в местах наличия Cа(OH)₂ . Растворенные в воде сульфаты повышают ионную силу раствора, что обуславливает развитие коррозии I вида (растворения цементного камня), а также коррозии II вида (за счет обменных реакций между составляющими цементного камня и окружающей среды). Присутствие в растворе солей, не принимающих участие в образовании гидросульфоалюмината кальция (NaCl, NaNO₃, KCL и др.), а также обуславливается ионной силой, силой раствора и как следствие предупреждается образование и рост кристаллов гидросульфоалюмината Ca.

Разновидностью коррозии бетона III вида является разрушение бетона при кристаллизации солей в порах и капиллярах цементного камня и бетона вследствие их конденсации из агрессивных сред (растворов). В капиллярно-пористое тело бетона соли проникают при капиллярном подсосе из растворов из агрессивной жидкой среды, осаждающиеся в аэрозольном виде (в виде пыли). Соли на поверхности бетона адсорбируют пары H₂O из окружающего воздуха и образуют концентрированные солевые растворы, которые вследствие проявления капиллярных сил проникают внутрь тела бетона. Механизм разрушения бетона солями заключается в следующем: растворы солей мигрируют в теле цементного камня и бетона. Микрокапиляры малых размеров пропускают только чистую воду, а соль останется в более крупных порах и капиллярах. При постепенном накоплении солей в крупных порах их растворы становятся насыщенными и кристаллизируются.

При кристаллизации возникает давление кристаллов на стенки пор, вызывающее появление значительных растягивающих напряжений в теле бетона, вплоть до разрушающих.

Подтверждением такому объяснению механизма солевой коррозии является тот факт, что при введении воздухововлекающих добавок и при использовании пористых заполнителей бетоны оказывают большее сопротивление солевой коррозии. Обусловлено это тем, что поры в зернах заполнителей и поры в цементном камне становятся буферным пространством, где постепенно накапливаются соли. За счет этого удлиняются сроки достижения бетоном критического состояния. Сопротивление бетона возрастает тем больше, чем больше пористость заполнителя.