Б.) Огнестойкость и жаростойкость бетона
Под огнестойкостью понимают сопротивляемость бетона кратковременному действию огня при пожаре, а под жаростойкостью - способность бетона сохранять прочность и стойкость при длительном воздействии на него высоких температур в условиях эксплуатации огневых и высокотемпературных тепловых агрегатов.
Бетон относится к огнестойким материалам. Благодаря сравнительно малой его теплопроводности кратковременное воздействие высоких температур не успевает вызвать значительного нагревания бетона и находящейся под защитным слоем арматуры. Значительно oпacнее поливка разогретого бетона холодной водой (при тушении пожара), она неизбежно вызывает образование трещин, разрушение защитного слоя и обнажение арматуры, которая под действием на нее высоких температур начинает деформироваться.
Обычный бетон на портландцементе непригоден для службы в условиях длительного воздействия температур выше 250° С. Установлено, что при эксплуатационной температуре 250-300° С прочность бетона заметно снижается вследствие удаления из него сначала адсорбционной, а затем цеолитной и кристаллизационной воды и возникающей при этом значительной усадке цементного камня с нарушением его структуры. При повышенных температурах нарушается также монолитность структуры бетона вследствие различных температурных деформаций компонентов бетона. При дальнейшем повышении температуры до 500-600° С и выше развиваются процессы разложения гидратных новообразований, например Са(ОН)2, с выделением химически связанной воды и значительным при этом разрушением цементного камня. Начиная с температуры 550° С и выше разрушаются (растрескиваются) зерна кварца в песке, в гранитном щебне и других породах вследствие перехода кристаллического кварца в другую модификацию (тридимит), что связано со значительным увеличением объема.
В.) Стойкость бетона в агрессивных средах
Цементный камень, как компонент бетона, обычно менее стойкий, нежели каменные заполнители, при воздействии на бетон химически агрессивных агентов разрушается в первую очередь.
Основными причинами коррозии бетонов на портландцементе, находящихся в водной среде, являются:
1) растворение и вынос из бетона фильтрующей мягкой водой гидрата окиси кальция и других растворимых соединений, входящих в состав цементного камня (коррозия выщелачивания);
2) взаимодействие компонентов цементного камня, прежде всего гидрата окиси кальция, со свободными кислотами, которые могут содержаться в воде. В результате этого взаимодействия образуются относительно легко растворимые соли этих кислот, например CaSO4, СаС12, Са(НСО3)2 и др. (кислотная коррозия);
3) взаимодействие сульфатных или магнезиальных солей в минерализованных водах с гидратом окиси кальция или с гидроалюминатом кальция в цементном камне. В первом случае может возникнуть сульфатная или магнезиальная коррозия с образованием в результате обменных реакций легкорастворимых солей (сульфатов, хлоридов), а также бесструктурной массы гидрата окиси магния. Во втором случае может возникнуть сульфоалюминатная коррозия с образованием гидросульфоалюмината кальция и присоединением 31 молекулы воды (ЗСаО o А12О3 o 3CaSO4 o 31H2O). Образование гндросульфоалюмината кальция связано с увеличением объема массы в 2-3,5 раза, что обусловливает давление на стенки пор и разрушение цементного камня, а следовательно, и бетона
Существуют нормы агрессивности воды для бетонов на портландцементе где дается предельное содержание растворенных в воде веществ и условия, при которых это содержание становится вредным для бетона.
Агрессивное действие на бетон могут оказывать также некоторые органические вещества (органические и жирные кислоты). Коррозия бетона может возникнуть в газовой и паровоздушной средах, содержащих агрессивные по отношению к бетону газы или пары кислот и растворов солей. Химическую коррозию бетонов нельзя рассматривать вне связи с физическими или физико-химическими процессами, происходящими в бетоне под воздействием водной или газовой среды и при неблагоприятной начальной структуре бетона. Такие процессы, как насыщение водой и испарение влаги из бетона, замораживание и оттаивание, нагревание и остывание, фильтрация и диффузионное перемещение влаги в бетоне, при длительном и многократно повторяющемся воздействии приводят к расшатыванию и ослаблению структуры бетона, понижению его плотности и непроницаемости и благоприятствуют возникновению и развитию процессов химической коррозии. Одним из путей повышения химической стойкости бетона является повышение его плотности и однородности. Вместе с тем необходимо производить отбор цементов и заполнителей, наиболее стойких в условиях данного вида коррозии. Так, в случае выщелачивающей агрессии следует применять цементы с активными гидравлическими добавками, связывающими гидрат окиси кальция в гидросиликаты (пуццолановый портландцемент), в случае сульфатной агрессии - сульфатостойкий портландцемент и сульфатно-шлаковый цемент.