Победа над «белой смертью». Белая смерть бетона


Победа над «белой смертью» | Бетон

И всё же приключения цемента продолжались. Никому ведь не придет сейчас в голову удивляться тому, что мы ездим в быстроходных поездах, а не в маленьких смешных вагончиках, похожих на повозки, поставленные на рельсы, какие курсировали на первой железной дороге между Петербургом и Царским Селом. Никто не станет удивляться и нашим электрическим лампам, не похожим на первую свечу Яблочкова; и нашим газовым плитам, не имеющим ничего общего с примитивным очагом людей, живших тысячи лет назад. Можно сказать с полной уверенностью, что ни одна вещь не сохранилась теперь в том виде, в каком она была придумана первоначально.

То же самое происходило почти со всеми материалами. Ведь у каждого из них оказывались свои сильные и слабые стороны. И, чем быстрее удавалось освобождать материал от его слабостей, тем большее применение находил он себе. Так именно было и с цементом.

Прошло немногим больше ста лет с тех пор, как Егор Челиев открыл способ приготовлять каменный клей, не боящийся воды.

А от скольких недостатков был освобожден цемент за это время!

И самое главное — ученые и до сих пор не прекращают своих усилий, чтобы сделать его еще лучше.

Когда Андрей Романович Шуляченко, прибыв в Одессу, установил, что никаких трещин в портовых сооружениях нет, оказалось, что страшные опасения возникли из-за ложной тревоги. Однако поводов для таких опасений имелось более чем достаточно и после этого.

Уже давно было замечено, что некоторые бетонные сооружения, находящиеся в воде, действительно дают трещины.

Но отчего бы это могло быть?

Думали, что от времени. Но трещины иногда появлялись в сооружениях, которые были возведены не так давно. И наоборот — в постройках, простоявших много лет, никаких трещин не обнаруживали.

«В чем же дело?» — недоумевали инженеры. И сколько ни думали, не могли найти разгадки таинственных трещин.

Тогда решили, что трещины произошли оттого, что сооружения были слишком тяжелые и бетон не выдерживал большой нагрузки. Стали производить разные измерения и делать сложные расчеты. Оказалось, что никакого злоупотребления выносливостью бетона допущено не было. К тому же выяснилось, что трещины появились в легких сооружениях. Тут удивлению уже совсем не было границ.

Много было высказано разных предположений. Каждая новая догадка на первый взгляд казалась самой верной.

Но как только начинали проверять ее правильность, выяснялось, что никакого отношения к происхождению трещин она не имеет.

Неизвестно, как долго оставались бы люди в неведении, если бы ученым не пришла в голову мысль — исследовать состав воды, окружавшей сооружения, в которых появились трещины. Одновременно взяли пробу и возле построек, где никаких трещин не было.

И тайна была разгадана. Виновницей всего опять была вода.

Оказалось, что вода, которая окружала сооружения, давшие трещины, содержала в себе сернокислые соли. А в других пробах их не было. Узнав это, ученые сразу подумали: «Не влияют ли сернокислые соли как-нибудь дурно на цемент?» Попробовали проверить это в лаборатории и увидели, что опасения были вовсе не напрасны.

В цементном камне, который подвергли испытанию, обнаружили какие-то тоненькие иглы, похожие на бациллы, когда их рассматриваешь в микроскоп. После этого опыт повторили снова. И опять в цементном камне, помещенном в воду, содержащую сернокислые соли, оказались такие же тонкие иглы.

В цементном камне обнаружили тоненькие иглы, похожие на бациллы.

Постепенно «бациллы» всё увеличивались и увеличивались. Потом они превращались в белую слизь, которая начинала медленно вытекать из камня. А там, где были «бациллы», появлялась трещина: бетон начинал разрушаться и в конце концов погибал совсем. Наступала, как говорят, «белая смерть».

Что же делать? Выходило, что вода по-прежнему оставалась опасным врагом цемента. Правда, не всякая вода, а только такая, в которой имелись сернокислые соли. Но и этого было вполне достаточно. Ведь когда возводишь подводные сооружения, не станешь выбирать воду по своему вкусу. Значит, надо было снова продолжать борьбу с водой. Но теперь уже не со всякой, а только с той, в которой имелись сернокислые соли.

Долго искали лекарство, которым можно было бы вылечить «заболевший» цемент. И оно было в конце концов найдено.

Ученые сделали» только что приготовленному цементу «предохранительную прививку», вроде того, как делают прививку оспы, кори или брюшного тифа. И что вы думаете? С цементом получилось нечто очень похожее на то, что случалось со многими из вас. Каменный клей, заблаговременно «переболев» болезнью, потом оказывался к ней невосприимчив.

www.stroitelstvo-new.ru

• Коррозия бетона | ImhoDom.Ru

К коррозии бетона приводят воздействия солей, углекислого газа, воды, а также перепады температур (циклы заморозков-оттепелей).

Причины коррозии

Бетон, произведенный на минеральной основе, имеет капиллярно-пористую структуру и подвержен наибольшему воздействию в сравнении с другими материалами. В результате атмосферного воздействия в его пористой структуре образуются кристаллы, увеличение которых приводит к появлению трещин. Карбонаты, сульфаты и хлориды, в большом количестве растворенные в воздухе, также оказывают разрушительное влияние на строительные конструкции.

Виды коррозии

Коррозия бетона подразделяется на три вида. Основным критерием такой классификации является степень ухудшения его характеристик и свойств.

• Первая степень – вымывание составных частей бетона;

• Вторая степень – образование продуктов коррозии без вяжущих свойств;

• Третья степень – накопление малорастворимых кристаллизующихся солей, которые увеличивают объем.

Методы защиты

Для защиты бетона и повышения его долговечности вам следует применять первичную и вторичную защиту. 

К методам первичной защиты относится введение различных модифицирующих добавок. Они могут быть пластифицирующие (увеличивающие), стабилизирующие (предупреждающие расслоение),  водоудерживающие, а также регулирующие схватывание бетонных смесей, их плотность, пористость и т. д. 

К методам вторичной защиты относится нанесение различных защитных покрытий:

•    Биоцидные материалы – уничтожают и подавляют грибковые образования на бетонных конструкциях. Принцип действия заключается в проникновении химически активных элементов в структуру бетона, и заполнении ими микротрещин и пор.

•    Оклеечные покрытия – применяются при воздействии жидких сред (к примеру, если бетонная свая подтапливается подземными водами), в грунтах, а также в качестве непроницаемого подслоя в облицовочных покрытиях. Это могут быть рулоны нефтебитума, полиэтиленовая плёнка, полиизобутиленовые пластины и т. п. 

•    Уплотняющие пропитки – придают бетону высокие гидрофобные свойства, резко повышают водонепроницаемость и снижают водопоглощение материала. Благодаря этим свойствам их применяют в условиях повышенной влажности и в местах, где присутствует необходимость обеспечения специальных санитарно-гигиенических требований.

•    Лакокрасочные и акриловые покрытия – образуют атмосферостойкую, прочную и долговечную защиту. Так, например, акрил предотвращает разрушение, создавая полимерную пленку. Еще одним плюсом подобного метода борьбы с коррозий является защита поверхности от грибков и микроорганизмов.

•    Лакокрасочные мастичные покрытия – используются при воздействии жидких сред, а также при непосредственном контакте бетона с твердой агрессивной средой.

Антикоррозийные покрытия можно применять везде, где существует подобная необходимость для бетона. Конструкции из этого материала встречаются в полах и стенах жилых помещений, фундаменте, гаражных комплексах, оранжереях, теплицах, очистных сооружениях, коллекторах. Также при выборе защитных средств вам следует учитывать особенности воздействия среды, возможное физическое и химическое воздействие.

www.diy.ru/dom

www.imhodom.ru

Коррозия реального бетона - Справочник химика 21

    Коррозия реального бетона [c.58]

    Выделяющаяся при гидролизе известь может удаляться с водой и ослаблять структуру бетона происходит выщелачивание или так называемая белая смерть бетона, так как ооак щийся кремниевый гель 5/ 02-2// 0 не обладает вяжущими свойствами. Однако в реальных конструкциях полного извлечения извести из бетона не происходит из-за затруднённости диффузии воды через плотные слои бетона н зафязнёнпости воды растворёнными солями, в частности, карбонатами. Установлено, что находящаяся в порах бетона свободная вода представляет собой насыщенный или даже пересыщенный раствор извести с концентрацией 1,3... 1,7 мг/л, в котором не растворимы все алюминаты вплоть до четырёхкальциевого, а также все силикаты, начиная с двухкальциевого. Вследствие указанных причин выщелачивающая коррозия не представляет такой серьезной опасности, какой она представляется исходя из общих соображений о возможном гидролизе це.ментного камня. [c.132]

    Приведенные ранее уравнения описывают лишь процессы, протекающие в эффективном пористом материале, и непосредственно не могут быть применены при количественном изучении коррозии реального бетона, так как они дают только функциональные зависимости между безразмерными параметрами (что необходимо знать, например, при моделировании коррозии). [c.58]

    При рассмотрении коррозии реального бетона в неподвижной агрессивной среде уравнение (4.36) удобнее представить в виде [c.58]

    Итак, интенсивность коррозии реального бетона зависит от его структуры. Она увеличивается при прочих равных условиях с ростом водоцементного отношения хю. Кроме того, интенсивность коррозии пО Вышается с ростом скорости диффузионного переноса веществ, находящихся в растворе. Это значит, что при прочих равных условиях коррозия будет протекать тем быстрее, чем больше растворимость цементного камня, концентрация агрессивного раствора и чем больше значения коэффициентов диффузии. [c.61]

    Эти условия в эффективном пористом материале, состоящем из двух компонентов, соблюдаются, по в реальных бетонах, где одновременно возникают разные продукты коррозии, они невыполнимы. Поэтому следует ожидать некоторого отклонения фактического значения коэффициента диффузии, получаемого на основании измерения скорости коррозии, от значения этого коэффициента, определенного в независимых экспериментах для данного вещества в данной среде. [c.14]

    Выполнение четвертого условия связано со скоростью диффузии кислорода в поверхность арматуры, которая может колебаться в широких пределах и зависит от плотности защитного слоя бетона и степени его водонасыщения. Доказано, что в железобетонных конструкциях, эксплуатируемых при реальных параметрах окружающей среды, первое, второе и четвертое условия в большинстве случаев обеспечиваются и что отсутствие повсеместной коррозии арматуры объясняется только тем, что сталь в щелочной среде бетона находится в пассивном состоянии. Защитные окисные пленки, образующиеся на поверхности стали в ре- [c.122]

    Для развития коррозии стали в атмосферных условиях требуется наличие и кислорода и влаги. Поэтому необходимо определить условия, при которых возможен одновременный подвод к арматуре обоих этих агентов коррозии с учетом реальной структуры порового пространства бетона. [c.130]

    Наличие хлоридов всегда неблагоприятно влияет на пассивность, и они должны быть исключены из цементов, которые будут находиться в соприкосновении с металлом. В холода иногда сознательно прибавляют к воде, употребляемой для приготовления цемента или бетона, поваренную соль или хлористый кальций, чтобы, предотвратить замерзание . Хлористый кальций добавляют иногда, полагая, что он способствует увеличению крепости цемента. Оба эти практические приема являются нежелательными. Вблизи моря присутствие хлоридов можно лишь с трудом избегнуть. Во время войны 1914—1918 г., когда в Великобритании нехватало поташа, иногда на цементных заводах в загрузку сознательно добавляли хлориды, чтобы усилить отгонку калия (в виде хлористой соли) в дымовые газы хлористый калий затем получался выщелачиванием пыли из борова. Цемент, содержащий хлориды, может вызвать коррозию стали, даже в отсутствии блуждающих токов в присутствии блуждающих токов коррозия, понятно, будет ускорена. Реальная опасность от присутствия в цементе хлоридов была иллюстрирована в обзоре под редакцией Роза, Мак Кол в м и Петерса . Выражалась большая тревога в отношении возможных повреждений стали, заделанной в бетон в больших зданиях Америки, с точки зрения повсеместной распространенности мощных блуждающих токов. Произведенный Роза осмотр ряда американских построек обнаружил коррозию только в тех случаях, где оказалось возможным открыть при- [c.51]

    На рис. 2 представлена реальная изотерма сорбции тяжелого бетона, из которой видно, что для бетона наиболее интенсивное увлажнение наступает при значениях Ф>75%. Бетон, насыщенный водой при непосредственном контакте с ней, отличается по своим свойствам от бетона, находящегося в адсорбционном увлажнении, т. е. в воздушных условиях при ф-наружной поверхности и протекает как при действии жидких сред. Наблюдается определенное замедление коррозионного взаимодействия, так как процессы протекают от наружной поверхности в глубину при наличии диффузионного ограничения. Поэтому для бетона, полностью насыщенного водой, уменьшается карбонизация и коррозия арматуры [4, 48, 49]. Однако некоторое уменьшение скорости коррозии за счет торможения диффузии кислорода или агрессивных ионов возможно лишь при постоянном насыщении бетона. При эксплуатации промышленных предприятий, когда конструкции периодически высыхают и увлажняются, скорость коррозионных процессов будет возрастать. Таким образом, можно отметить следующее влажность воздуха является основным показателем, определяющим сорбционную влажность капиллярно-по- [c.14]

    Рассмотрим механизм коррозии арматуры, когда она полностью оголена на глубину не менее чем несколько миллиметров. Как в этом случае, так и при коррозии арматуры в бездефектном плотном бетоне, проанализируем предельное состояние такого бетона. При этом мы несколько утрируем условия развития коррозии арматуры, хотя в принципе оба случая вполне реальны при эксплуатации союружений на предприятиях нефтехимии. [c.158]

chem21.info

Вода больше не враг | Бетон

Казалось, теперь-то всё, уже хорошо. Рецепт каменного клея, не боящегося воды, найден. Да еще такого клея, который сам превращается в вечный камень! Но многие были недовольны тем, что превращение это происходило не так скоро, как хотелось бы. И тогда был создан быстротвердеющий цемент.

Потом люди одержали победу над «белой смертью» бетона и не просто обезопасили его от гибели, а изобрели расширяющийся цемент. Чего же еще оставалось желать?

Но желать оставалось многого.

Прежде всего надо было сделать так, чтобы не только цементный камень, а и порошок, из которого он сделан, тоже не боялся воды. Ведь хотя и много у нас заводов, приготовляющих цемент, однако его всё еще приходится возить из одного города в другой. Иногда эти путешествия бывают очень далекими. Но дело даже не в расстоянии, а в том, как проделать этот путь.

Казалось, что может быть проще: погрузить цемент на платформы, так, как грузят уголь или дрова, — ив дорогу!

Однако в том-то и дело, что возить цементный порошок так, как возят дрова или уголь, нельзя. Представьте себе, что в дороге пойдет дождь или снег. С дровами и углем ничего не случится. С цементом же произойдет непоправимая беда: к месту назначения прибудет не порошок, а глыбы камня. А кому они нужны, когда строители ждут цемент?

— Ну и это не так уже страшно, — ответят нам. — Раз нельзя на платформах, так ведь есть же закрытые вагоны. К тому же поверх платформ можно натянуть брезент.

Спору нет, конечно, можно везти и в закрытых вагонах, да и брезент кое-какую пользу принесет, — намокнет только самый верхний слой цементного порошка. А дальше что? Ведь и после этого — будут ли цемент выгружать из вагонов, перевозить со станции на склад или со склада в какое-нибудь другое место — везде и всегда больше всего надо остерегаться влаги. И действительно, сколько драгоценного порошка гибнет ежегодно! А всё лишь потому, что не удается уследить, чтобы он не подмок и не превратился в камень раньше времени.

Попав под дождь, цемент преждевременно превратится в камень...

Каждое зернышко цементного порошка ученые одели в панцирь.

Так вопрос о каменном клее, казавшийся уже совсем решенным, вновь озадачил ученых.

Однако они нашли выход из этого положения. Конечно, это было сделано не сразу, — много лет прошло, прежде чем желаемый результат был достигнут.

Советские ученые М. И. Хигерович и Б. Г. Скрамтаев придумали своеобразный панцирь, в который они одели каждое зернышко цементного порошка. После этого ни дождь, ни снег и никакая другая влага стали ему не страшны.

Но как же можно надеть панцирь на зерна, которые и разглядеть-то удается только под микроскопом?

И однакоже то, что сделали советские ученые, выглядело именно так: в панцирь было одето каждое зернышко цемента. И ничего неправдоподобного в этом нет.

Само собой разумеется, что вовсе не было необходимости сидеть с микроскопом и «вылавливать» каждое отдельное зернышко, которых в щепотке цементного порошка может быть несколько миллионов.

Ученые поступили гораздо проще. Они предложили во время помола клинкера добавлять к нему какое-нибудь водонепроницаемое вещество: мылонафт или олеиновую кислоту.

Как только это сделали, цементные зерна покрылись тоненькой-тоненькой пленкой, которая и стала предохранять их от намокания. А ведь нечто очень похожее можно наблюдать у птиц, у которых жировая смазка надежно предохраняет от намокания их оперение.

Новый цемент назвали «гидрофобным», что в переводе значит: «ненавидящий воду». Название это, может быть, и не очень точно раскрывает удивительную особенность «бронированного» порошка. Однако важно то, что он действительно не боится влаги.

Чтобы убедиться в этом, его не только оставляли под дождем, но и высыпали прямо в воду, в которой он находился в течение нескольких часов. И что вы думаете?

Гидрофобный цемент, как говорят, «выходил сухим из воды».

Но как же можно заставить такой «забронировавшийся» цементный порошок соединиться с водой, когда это будет необходимо? Иначе ведь его нельзя будет применить для приготовления бетона.

Однако все опасения на этот счет оказались напрасными, и, послушный воле человека, гидрофобный цемент, если это нужно, может превращаться в обыкновенный. Чтобы узнать, как это происходит, придется забежать немного вперед и рассказать о том, что представляет собою бетон.

Некоторые думают, что цемент и бетон — это одно и то же. В подтверждение этого они говорят: «Ведь приготовляется-то бетон из цемента!» Однако кто думает так, — заблуждается. Для того, чтобы сделать бетон, действительно необходим цемент. Но не он один. И как бы вы ни замешивали цементный порошок с водой — погуще или пожиже, — бетон всё равно не получится. Нужны еще так называемые заполнители — песок, гравий или щебень. И только перемешав всё это, можно получить бетон.

Конечно, приготовление бетона — вовсе не простое дело. И от того, какой будет песок или гравий, в каких дозах их возьмут, сколько примешают воды, — от всего этого во многом зависит качество и прочность будущего искусственного камня.

... Но самая важная роль всё же будет принадлежать цементу. И это понятно. Ведь сколько ни перемешивай песок, гравий и воду, — всё равно никакого бетона не выйдет. Гравий и песок, как более тяжелые, опустятся на дно сосуда, в котором будут приготовлять бетон, — только прозрачная до этого вода станет мутной.

Совсем иное дело, если ко всему этому добавят цемент. Соединившись с водой, каменный клей начнет твердеть и одновременно крепко-накрепко связывать между собой щебень и бесчисленное множество песчинок.

Вот во время перемешивания гидрофобный цемент и превратится в обыкновенный, причем ничего для этого специально делать не надо, — всё получается само собой. Происходит это вот как.

Гравий и песчинки разрывают пленку, обволакивавшую зерна цемента. Оказавшись снова без панциря, они соединяются с водой и вскоре превращаются в каменный клей.

Ну, а пленка, — куда девается она? Может, испаряется или каким-нибудь другим образом исчезает?

Ничуть не бывало. Она преспокойно продолжает оставаться в бетоне. И от этого бетон становится еще крепче и еще более водонепроницаемым.

Каждое новое вещество, которое ученые предлагали добавлять к цементу, заставляло каменный клей, а вместе с ним и бетон, всякий раз вести себя по-новому.

Ну можно ли было, например, не заняться таким очень важным вопросом, как подвижность — или иногда ее еще называют пластичность — только что приготовленного из каменного клея бетона?

Посудите сами: как вы поступите, если перед вами поставят две одинаковые полулитровые стеклянные банки и одну из них предложат наполнить сметаной, а другую густым тестом?

Задача эта хотя и кажется на первый взгляд совершенно пустяковой, на самом деле вовсе не так уж проста.

Со сметаной вы справитесь, конечно, легко, она быстро и равномерно заполнит банку. А вот с тестом окажется гораздо хуже. Во-первых, оно всё время будет прилипать к ложке, которой вы его будете перекладывать. А во-вторых, оно ни за что не захочет равномерно распределиться в банке. Вам придется немало помучиться, уминая ложкой комки теста, заставляя его последовать примеру сметаны.

С бетоном очень часто получалось то же самое. Начнут им заполнять какую-нибудь форму, чтобы изготовить плиту, — мучаются, мучаются, а каменное тесто никак не хочет равномерно распределиться в форме. Его и лопатами, и другими специальными приспособлениями перекладывают с места на место. И только после долгих мытарств оно укладывается так, как надо.

Нам могут сказать: зачем же приготовлять бетонную смесь такой густой, как тесто, когда ее можно сделать жидкой, как сметана? Тогда никому не надо будет мучиться и всё окажется совсем просто.

Однако последовать этому совету, как бы он ни казался заманчивым, чаще всего нельзя, потому, что, чем больше в смеси будет воды, тем медленнее бетон станет твердеть. А кроме того, имеются еще и другие причины, из-за которых делать это не следует.

Как же тогда поступить? Ответ на этот вопрос ученые и искали.

Его дал советский академик П. А. Ребиндер. Он доказал, что, если во время приготовления цемента к нему добавлять специальные вещества, — каменный клей, а вместе с ним и бетон, станет подвижнее и будет послушно распределяться в любой форме, куда бы его ни поместили.

Что же заставляет бетонную смесь становиться пластичнее?

Оказывается, делают это отходы, получаемые во время изготовления бумаги. Называются они сульфитно-спиртовой бардой.

И что поразительно, — нужно их совсем немного: всего две или три десятых процента от веса цементного порошка. Зато какое магическое действие они производят!

Вещества, которые заставляют бетонную смесь становиться подвижной, так же, как мылонафт или олеиновая кислота, покрывают каждое зернышко цементного порошка тоненькой пленкой. После этого зерна перестают слипаться в комки, а как бы скользят и отталкиваются, прикасаясь друг к другу.

Вот теперь бетон окажется очень прочным и не будет бояться воды, от которой его предохранит невидимая простым глазом надежная броня.

Как видите, не зря цемент называют хлебом строительства. К тому же, и «хлеб» этот теперь бывает разный. Впрочем, что же тут особенного? Ведь и настоящий хлеб тоже бывает разный.

Далеко шагнула вперед наука о цементе с тех пор, как Егор Челиев написал свое «Полное наставление, как приготовлять дешевый и лучший Мергель или Цемент...» Но куда больший путь проделала она с того времени, как человек приготовил самый первый каменный клей. И всё же рассказ о цементе можно закончить только «пока», потому что ученые продолжают свою неутомимую работу. А когда они ее закончат, мы узнаем рецепты новых цементов, которых с нетерпением ждут строители.

www.stroitelstvo-new.ru

Белит двухкальциевый силикат - Справочник химика 21

    Двухкальциевый силикат присутствует в портландцементном клинкере в виде - и а -форм и носит название белит. Морфологически он легко отличается от алита, образуя достаточно крупные округлые зерна. [c.108]

    Двухкальциевый силикат, присутствующий в портландцементном клинкере в виде -, а-, а -форм, называется белитом. Белит при обычных температурах находится в термодинамически неустойчивом состоянии, в чем ряд исследователей видят причину его гидратационной активности. [c.138]

    Белит (фаза двухкальциевого силиката). Для белита характерен полиморфизм. Различают пять структурных форм  [c.234]

    Для двухкальциевого силиката также характерен индивидуальный для него комплекс изоморфных примесей. Например, Р + и S + сосредоточиваются в основном в 2S, замещая в тетраэдрах кремний. По результатам определения количества Mg, Al, Ре рентгеноспектральным микроанализом их также можно считать в белите главными изоморфными примесями. [c.242]

    Таким образом, белит, присутствующий в клинкере, является двухкальциевым силикатом в виде -формы, которая характеризуется при микроскопическом исследовании большей частью округленными зернами, обычно окрашенными в зеленоватый или коричневый цвет, вследствие наличия в твердом растворе окислов железа. [c.121]

    Белит (белитовая фаза, фаза двухкальциевого силиката). Как известно, чистый двукальциевый силикат имеет несколько полиморфных модификаций. Белит портландцементного клинкера обычно отождествляют с - модификацией gS. Однако желтая до бурой окраска этого минерала в прозрачных шлифах говорит о том, что он не является чистым aS, а содержит примесь окислов железа и титана. Доказана также возможность вхождения в белит СгаОд, придающего ему зеленую окраску. При скрещенных николях окраска белита — желтая, иногда белая. Характерным для белита во многих случаях является, кроме того, наличие сложной двойниковой структуры. В отраженном свете кристаллы белита можно легко отличить от алита по их более светлой окраске и округлой форме. [c.169]

    Д ву X ка л ь цие вы й силикат 2 a0-Si02 (сокращенно S)— белит. Двухкальциевый силикат, или ортосиликат кальция, может кристаллизоваться в трех различных модификациях а, и Y- [c.121]

    Двухкальциевый силикат (белит). ... гСаО-ЗЮа с,з 70-80 15—35 [c.274]

    Области полей кристаллизации трех- и двухкальциевого силикатов, трехкальциевого алюмината представляют большой интерес для теории производства белого портландцемента. В этой части диаграммы (рис. 5.11) располагаются следующие элементарные треугольники С—С3А— 3S 3S—СзА— jS С3А—С5А3— — 2S. Как видно из рис. 5.11, соединения 3S и СзА плавятся с разложением, так как точки, отражающие их состав, располагаются в поле кристаллизации оксида кальция. Кривые 1—2 и 2— 5 —кривые химических реакций, и направление падения температуры на них показано сдвоенными стрелками. Пограничная между полями кристаллизации 3S и 2S кривая 4—3 располагается [c.147]

    Выделяющаяся при гидролизе известь может удаляться с водой и ослаблять структуру бетона происходит выщелачивание или так называемая белая смерть бетона, так как ооак щийся кремниевый гель 5/ 02-2// 0 не обладает вяжущими свойствами. Однако в реальных конструкциях полного извлечения извести из бетона не происходит из-за затруднённости диффузии воды через плотные слои бетона н зафязнёнпости воды растворёнными солями, в частности, карбонатами. Установлено, что находящаяся в порах бетона свободная вода представляет собой насыщенный или даже пересыщенный раствор извести с концентрацией 1,3... 1,7 мг/л, в котором не растворимы все алюминаты вплоть до четырёхкальциевого, а также все силикаты, начиная с двухкальциевого. Вследствие указанных причин выщелачивающая коррозия не представляет такой серьезной опасности, какой она представляется исходя из общих соображений о возможном гидролизе це.ментного камня. [c.132]

chem21.info

Основные составляющие цементного камня, химический состав цемента

По химическому составу в % рядовой цемент содержит:извести . ....................... 64—68кремнезема ................. 21 —24глинозема......................... 4—7окиси железа .................. 2—4окиси магния.................... 1—3серного ангидрида........... 1—2

Минералогический состав цемента в % может колебаться в следующих пределах:трехкальциевый силикат (алит) 3CaО•SiО2(C3S) . . . .70—20 двухкальциевый силикат (белит) 2CaО•Si02(C2S) . . . .10—60трехкальциевый алюминат ЗСаО•Аl2О3(С3А)... 4—15четырехкальциевый алюмоферрит 4СаО•Аl2О3•Fе203(С4АF) 6—16

По современным воззрениям вместо С4АF образуется ряд твердых растворов от С2F до С2АF.При соприкосновении с водой перечисленные минералы гидратируются, т. е. образуют кристаллогидраты определенного состава или претерпевают гидролитическое разложение.Это обусловливается тем, что отдельные минералы являются устойчивыми только в воде, содержащей определенное количество растворенной извести. Теоретически, если производить обработку отдельных измельченных минералов или их кристаллогидратов проточной водой, можно получить полный гидролиз всех минералов цементного камня:C3S - C2S + С = CS + 2С = S + ЗСилиС4А = С3А + С = С2А + 2С.

Выделяющаяся при гидролизе известь может удаляться с водой с ослаблением структуры бетона; происходит выщелачивание или так называемая «белая смерть бетона».Однако по ряду причин такого полного извлечения извести из бетона не происходит.Выщелачивание извести происходит только при условии непрерывного обмена воды, например при систематической односторонней фильтрации воды через бетонные стенки плотин, резервуаров, труб и т. п. Но даже в этих случаях фильтрующаяся вода должна быть мягкой, т. е. совершенно не содержать растворенных солей, и в частности карбонатов, а бетон должен быть достаточно пористым.

К тому же удаление извести из бетона даже при фильтрации происходит только из определенных участков, образующихся в результате неплотной укладки бетона.Все это приводит к тому, что выщелачивающая коррозия не представляет такой грозной опасности, какой она представляется исходя из общих соображений о возможном гидролизе минералов цементного камня.

Практически же находящаяся в порах бетона свободная вода представляет собой насыщенный или даже пересыщенный раствор извести с концентрацией от 1,3 до 1,7 мг/л, в котором вполне устойчивы все алюминаты вплоть до четырехкальциевого, а также все силикаты, начиная с C2S.Для рассмотрения поведения цементного камня в разных средах существенно отметить, что происходит отщепление извести при гидролизе трехкальциевого силиката с параллельной ее гидратацией и частичным расщеплением на ионы:Са (ОН)2=Са" + 20Н'.Именно ионы пидроксила и сообщают бетону щелочной характер.Гидроокись кальция в поверхностных слоях бетона, соединяясь с углекислотой воздуха, превращается в углекислый кальций или известняк. Происходит так называемая карбонизация бетона:Са (ОН)2 + СО2 СаС03 + Н2О.

Бетон при этом уплотняется, но щелочность камня снижается с рH= 12-12,5, характерных для насыщенного раствора извести, до 9, характерного для водной вытяжки известняка.

www.masterovoi.ru

Воздействие среды на элементы сооружений

Воздействие среды может повлечь за собой изменения химико-физической структуры вяжущего, что также сопряжено с утратой требуемой от него механической прочности.

Нежелательное взаимодействие между специфической средой и вяжущим в бетоне может быть предусмотрено и в большинстве случаев значительно парализовано правильным выбором вяжущего, производимым с учетом специальных свойств вяжущих различного типа (см. предыдущий раздел „Гидравлические вяжущие»).

Из приведенных в предыдущем разделе данных следует, что прочность раствора или бетона обусловлена двумя процессами, происходящим в вяжущем: кристаллизацией гидрата окиси кальция (свободной извести) и уплотнением коллоидов.

Воздействие же на свободную известь, связанное с ее видоизменениями или удалением из бетона, ослабляет последний, так как утрачивается основа его механической прочности. Вместе с тем свободная известь сравнительно легко реагирует на воздействие среды, окружающей бетон, так как поддается простому механическому удалению из бетона проточной пресной водою даже при слабом подпоре.

Кроме того свободная известь легко реагирует со многими растворенными в воде минеральными и органическими солями,  претерпевая при этом изменения, обесценивающие или уничтожающие ее скрепляющие свойства.

Наиболее активно действуют на известь в бетоне растворенные в воде соли серной, азотной кислоты, хлор, углекислота, молочная и многие другие органические кислоты.

В природе наиболее часто встречаются воды, содержащие углекислоту и растворенные в воде сульфаты (соли серной кислоты). Свободная известь в бетоне под действием углекислоты вступает с ней в соединение, образуя в конечном счете кислый углекислый кальций, легко растворимый и потому легко удаляемый из бетона.

Сульфаты же в воде могут привести к образованию так называемой „белой смерти» бетона (цементная бацилла) — сульфоалюминат кальция, способному набухать, размягчаться и вымываться в размягченном виде водою. В морской воде, богатой растворенными сульфатами, разрушение бетона, приготовленного на портландском цементе, происходит весьма энергично.

Практика знает много случаев разрушения бетона, приготовленного на портланд-цементе, из-за изменения в известковой основе вяжущего. Так, в 1932 г. разрушились фундаменты склада солей в Соликамске под влиянием грунтовых вод, содержавших хлориды и сульфаты. На опытном участке Метростроя в Москве начала разрушаться подпорная стенка вследствие вымывания из бетона извести углекислою водою и т. д.

Для воспрепятствования как удалению извести из вяжущего, так и для перехода ее из неустойчивого в присутствии агрессора состояния в более устойчивое можно пойти двумя путями: либо готовить вяжущее, бедное известью (глиноземистые цементы), либо связать в нем известь химически (пуццолановые портланд-цементы).

Шлаковые (бесклинкерные) цементы и шлако-портланд-цемент также являются более устойчивыми в присутствии агрессора вяжущими, нежели обычный портландский цемент, так как в шлако-портланд-цементе извести несколько меньше, чем в портландском цементе.

Из приведенного краткого обзора физико-химических свойств вяжущего вытекают следующие основные положения выбора его в связи с обстановкой, в которой может оказаться возводимое сооружение.

Во всех случаях, где имеются грунтовые воды, нейтральные, но с некоторой скоростью протекания или с подпором, следует применять либо пуццолановый портланд-цемент, либо шлако-портланд-цемент, либо глиноземистый цемент.

Поэтому выбор вяжущего для сооружения, работающего в агрессивной среде, ограничивается весьма небольшим ассортиментом вяжущих.

То же можно сказать и относительно сооружений химической, пищевой и тому подобных видов промышленности, где добываемый продукт в процессе переработки или в конечном счете может оказать разрушающее воздействие на бетон перекрытий, колонн и пр.

www.stroyotd.ru