Влияние солей на бетон. Бетон с солью


Бетон в солях что это, сколько добавить соли в цементный раствор

Нормальной температурой среды для твердения бетона условно считается 15 … 20°С. При пониженной температуре прочность бетона нарастает медленнее, чем при нормальной. При температуре бетона ниже 0 °С твердение практически прекращается, если только в бетон не добавлены соли, снижающие точку замерзания воды. В зимний период наблюдаются частые переходы температуры через 0 °С, что непосредственно отражается на твердении бетона. Бетон, начавший твердеть, а затем замерзший, после оттаивания продолжает твердеть в теплой среде, причем, если он не был поврежден замерзающей водой в самом начале твердения, прочность его постепенно нарастает, однако, как правило, отстает от роста прочности бетона, твердевшего при нормальной температуре.

Бетон, укладываемый зимой, должен зимой же приобрести прочность, достаточную для распалубки, частичной нагрузки или даже для полной загрузки сооружение Замерзание бетона в раннем возрасте влечет за собой значительное понижение его прочности после оттаивания и в процессе дальнейшего твердения по сравнению с нормально твердевшим бетоном. Это объясняется тем, что свежий бетон насыщен водой, которая при замерзании расширяется и разрывает связи между поверхностью заполнителей и слабым цементным камнем. Прочность бетона тем ближе к нормальной, чем позже он был заморожен. Кроме того, из-за раннего замораживания значительно уменьшается сцепление бетона со стальной арматурой в железобетоне.

При любом способе производства бетонных работ бетон следует предохранить от замерзания до приобретения им минимальной (критической) прочности, которая обеспечивает необходимое сопротивление давлению льда и сохранение в последующем при положительных температурах  способности к твердению без значительного ухудшения основных свойств бетона.

При использовании быстротвердеющего высокопрочного цемента необходимое время выдерживания сокращается примерно в полтора раза. Если к бетону предъявляются высокие требования по динамическим свойствам, водонепроницаемости и морозостойкости, то его следует предохранять от замерзания до достижения марочной прочности, так как замораживание при минимальной прочности, не сказываясь заметно на прочности бетона при сжатии, может нарушить его структуру и ухудшить эти особые свойства.

 

 

При введении в бетон повышенного количества солей- хлористого кальция СаС12, хлористого натрия NaCl, нитрата натрия NaN03, поташа К2С03 — он приобретает способность медленно твердеть при отрицательных температурах, так как соли понижают точку замерзания воды и сохраняют жидкую фазу в бетоне.

Мостовой бетон

Количество соли, добавленное в бетон, зависит от ожидаемой средней температуры твердения бетона.

Бетонная смесь с добавкой поташа быстро густеет и схватывается, что затрудняет ее укладку в опалубку Для сохранения удобоукладываемости бетонной смеси с поташом в нее добавляют СДБ или мылонафт Для приготовления бетонной смеси с противоморозными добавками можно использовать холодные заполнители, укладывать бетонную смесь с температурой до —5°С.

Бетон с добавкой нитрита натрия при температуре —5 °С твердеет медленнее, а при температурах ниже —10 °С почти так же, как бетон с добавкой хлористых солей.

Способ зимнего бетонирования с применением противоморозных добавок прост и экономичен, но большое количество соли, вводимой в бетон, может ухудшить структуру, долговечность и некоторые особые свойства. При эксплуатации конструкции во влажных условиях имеется опасность коррозии арматуры от действия хлористых солей (нитрит натрия и поташ коррозии не вызывают). Кроме того, образующиеся в процессе твердения бетона с добавками едкие щелочи могут вступить в реакцию с активным кремнеземом, содержащимся в некоторых заполнителях, и вызвать коррозию бетона.

Поэтому бетон с противоморознымн добавками не рекомендуется применять в ответственных конструкциях, в конструкциях, предназначенных для эксплуатации во влажных условиях, при наличии реакционноспособного кремнезема в зернах заполнителя, а бетон с хлористыми солями — в железобетонных конструкциях.

 

 

Можно ли заливать бетон зимой. ТЕХНОЛОГИЯ БЕТОНИРОВАНИЯ ПРИ …

Широкому развитию зимнего бетонирования способствовали исследования советских ….. Добавка поташа обеспечивает твердение бетона при температуре —25°С. …bibliotekar.ru/spravochnik-125-tehnologia/78.htm

 

бетонные, каменные и штукатурные работы в зимних условиях …

В зимний период вода в растворах и бетонах замерзает, вследствие этого они сгущаются, … Часть излишней воды при твердении раствора (бетона) испаряется с …www.bibliotekar.ru/spravochnik-147-stroitel/69.htm

 

БЕТОННЫЕ РАБОТЫ ЗИМОЙ

Сравнительно суровые климатические условия почти на всей территории СССР неблагоприятны для твердения бетона; поэтому строителям часто приходится …bibliotekar.ru/spravochnik-124-cementniy-beton/7.htm

 

Метод термоса. Выдерживание бетона методом термоса

Традиционными методами она определяется по способности зол поглощать известь из …. период методом «термоса», так как она замедляет твердение бетона при …www.bibliotekar.ru/spravochnik-161-stroitelnye-tehnologii/154.htm

 

ЗИМНЕЕ БЕТОНИРОВАНИЕ.

Холодное бетонирование, прогрев бетона

Таким образом, сущность зимнего бетонирования сводится к обеспечению набора … 1) период разогрева со временем т! с плавным повышением температуры бетона от … Ускоряющее действие поташа на твердение бетона связано с диспергирующим …www.bibliotekar.ru/spravochnik-121-beton/9.htm

 

Возведение монолитных железобетонных сооружений. ОСОБЕННОСТИ …

Если конструкции предполагается нагружать в зимний период, то к моменту замораживания прочность бетона в них должна достигнуть 100%) от проектной. …www.bibliotekar.ru/spravochnik-92-opalubka/74.htm

 

Бетонирование конструкций в экстремальных условиях

для ускорения твердения бетона целесообразно использовать солнечную радиацию, … бывает нежелательным, в особенности при бетонировании в зимний период. …www.bibliotekar.ru/spravochnik-129-tehnologia/143.htm

 

Добавки для твердения бетона. УСКОРЕНИЕ ТВЕРДЕНИЯ БЕТОНА

JB этот период получают наибольшее развитие деструктивные процессы вследствие …. Повышенные температуры только значительно ускоряют твердение бетона, а его прочность при … зуется как основной метод зимнего бетонирования монолит …www.bibliotekar.ru/spravochnik-121-beton/8.htm

 

Монтажные работы зимой. ПРОИЗВОДСТВА МОНТАЖНЫХ РАБОТ ПРИ …

Ускорение твердения бетона в стыках может быть обеспечено и тепловой обработкой бетона электронагревательными устройствами или непосредственным прогревом …www.bibliotekar.ru/spravochnik-125-tehnologia/87.htm

 

Золосодержащие бетоны и растворы, активные добавки в бетонах …

Добавка золы в бетон не рекомендуется при производстве работ в осенне-зимний период методом «термоса», так как она замедляет твердение бетона при низких …www.bibliotekar.ru/spravochnik-110-stroitelnye-materialy/15.htm

stroyvolga.ru

Разъедает ли соль цемент? Как соль действует на цемент

 

Вопрос. Здравствуйте! В приватной беседе с соседом возводящем пристройку к своему дому, узнал, что он добавляет кухонную соль в цемент. Правда от ответа на вопрос, зачем он это делает сосед ушел. Подскажите, для чего он это делает и вообще, разъедает ли соль цемент и какое влияние оказывает на сам раствор?

Ответ. Добрый день! Хочу сразу успокоить – поваренная (техническая) соль (химическая формула NaCl (xлopид нaтpия) не разъедает цемент. Это одна из самых доступных и самых недорогих противоморозных добавок обеспечивающих непрерывность производства бетонных работ в условиях низких температур.

Физическая суть добавления поваренной соли в цемент (бетон) заключается в понижении температуры замерзания затворителя (воды). Как известно из курса физики средней школы, соленая вода имеет более низкую температуру замерзания. При этом температура замерзания воды зависит от концентрации соли. Результат подобной операции следующий. Даже при «минусовой» температуре завторитель находится в жидком состоянии. Это позволяет цементу пройти этапы гидратации, схватывания и твердения до требуемой величины без дополнительных затрат на нагрев.

Преимущества NaCl как противоморозной добавки

  • Самая низкая цена среди прочих аналогов;
  • Не оказывает влияния на скорость схватывания бетона или раствора. Это позволяет готовить материал задолго до его транспортировки на объект и заливки;
  • Поваренная соль увеличивает подвижность раствора, что в сою очередь увеличивает его удобоукладываемость.

Пропорции добавления NaCl в зависимости от ожидаемой температуры окружающей среды

  • Ожидаемая температура воздуха на объекте бетонных работ при 0-5 градусов Цельсия. Количество соли добавляемой в бетонные растворы составляет 2% от общего веса смеси. При этом прочность бетонной конструкции составит: 30% от марочной прочности в течение 7 суток, 80% от марочной прочности в течение 28 суток и 100% от марочной прочности в течение 90 суток;
  • Ожидаемая температура воздуха на объекте бетонных работ при минус 6-минус 15 градусов Цельсия. Количество соли в раствор составляет 4% от общего веса смеси. Планируемая прочность при твердении бетона на морозе составляет: 15% от марочной прочности в течение 7 суток, 35% от марочной прочности в течение 28 суток и 50% от марочной прочности в течение 90суток после заливки.

Несмотря на очевидные преимущества добавления соли в цемент, есть весьма и весьма существенный недостаток, ограничивающий варианты применения. Учитывая высокую коррозионную активность к стальной арматуре, поваренную соль нельзя добавлять в бетоны, предназначенные для строительства конструкций усиленные арматурным поясом из стальных элементов. В то же время поваренную соль можно добавлять в кладочные растворы и растворы для заливки неармированных конструкций, без каких либо ограничений.

 

cementim.ru

Влияние солей на бетон

Действие морской воды на бетон   Морская вода содержит сульфаты и механизм действия на бетон аналогичен рассмотренному выше. Кроме химического воздействия, кристаллизация солей в порах бетона может приводить к его разрушению вследствие давления кристаллов соли. Так как кристаллизация происходит там, где вода испаряется, этот вид воздействия наблюдается в надводной части бетона. Хотя раствор соли перемещается в бетоне в результате капиллярного подсоса, он действует на бетон только, если вода может проникнуть в глубь бетона, следовательно, и в этом случае непроницаемость бетона - наиболее надежное средство его защиты. Бетон в зоне переменного уровня воды, подвергающийся попеременному увлажнению и высушиванию, разрушается быстрее, поэтому необходим их осмотр и периодическое возобновление.   Выщелачивание, о котором говорилось ранее, может в определенных условиях привести к отложению солей на поверхности бетона, называемому высолами. Это наблюдается, например, при фильтрации воды через плохо уложенный бетон, сквозь трещины или плохо сделанные стыки, а также, когда происходит испарение с поверхности бетона. Карбонат кальция, образованный реакцией Са(ОН)2 с СО2, создает на поверхности белый налет. Отлагается также сульфат кальция. Высолы могут образовываться и при применении непромытых заполнителей. Слой соли на поверхности зерен заполнителя приводит к образованию белого налета на поверхности бетона. Аналогичный эффект вызывает присутствие в заполнителе щелочей и гипса. Высолы ухудшают внешний вид бетона.   МОРОЗНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА БЕТОН. Зимнее бетонирование.   Чтобы избежать действия мороза на свежий бетон, следует принимать различные предохранительные меры. Температура во время укладки может быть повышена подогревом компонентов бетонной смеси. Воду подогревать легко, но ее температура не должна превышать 60—80° С, так как иначе может произойти мгновенное схватывание цемента, при этом следует учитывать разность температур воды и цемента. Важно также предохранить цемент от контакта с горячей водой, поэтому должен соблюдаться порядок загрузки компонентов в бетономешалку. Если подогрев воды недостаточно повышает температуру бетона, можно подогреть заполнители. Подогрев заполнителей предпочтительнее осуществлять пропуском пара через змеевик, чем использовать острый пар, так как последний меняет влажность заполнителя. Подогрев заполнителей выше 50° С не рекомендуется. Температура компонентов бетонной смеси должна контролироваться. Температура бетона рассчитывается заранее, чтобы избежать схватывания при слишком высокой температуре, так как оно существенно влияет на рост прочности бетона. Кроме того, высокая температура бетонной смеси уменьшает ее удобоукладываемость и может вызвать значительную температурную усадку. Поэтому предпочтительнее, когда схватывание проходит при температуре 21° С, но нужно, чтобы температура была не ниже 10° С в течение следующих трех дней. Лучшие результаты получаются при температуре 21° С и большем периоде контролируемой температуры. var begun_auto_pad = 54169719; var begun_block_id = 112320391; Необходимое время выдерживания бетона перед замораживанием определяется процессом твердения и может быть определено расчетами. Поэтому следует помнить, что если схватывание произошло до замораживания и бетон обладает начальной прочностью, гидратация будет продолжаться (с низким тепловыделением) во всех незамерзших порах, возможно до температуры -4° С или даже ниже. Когда период замораживания прекращается, продолжается нормальный набор прочности в соответствии с законами твердения (с правилом «зрелость»). Температура бетона в ранние сроки укладки может быть обеспечена применением жирных смесей с низким В/Ц, а также использованием высокотермичного цемента с высоким содержанием C3S и СзА. Ускорители, как, например, хлористый кальций, ускоряют гидратацию цемента. Хлористый кальций снижает также температуру замерзания воды затворения на 1,1—1,7°. В действительности вода в бетонной смеси — это раствор соли, и ее точка замерзания на 2,8° ниже точки замерзания чистой воды.   Существует ряд предупредительных мероприятий, применяемых на практике. Например, бетон не следует охлаждать при транспортировании от смесителя к месту укладки и нельзя укладывать на замерзшую поверхность. Температура после укладки обеспечивается изоляцией бетона от атмосферных воздействий, созданием, в случае необходимости, укрытия вокруг бетона и подачей тепла под укрытие. Обогрев должен быть выбран так, чтобы не пересушить бетон, не перегревать отдельные его части и избежать высокой концентрации СО2 в атмосфере. Поэтому мятый пар, вероятно, лучший теплоноситель. Может применяться также электропрогрев бетона с установкой электродов внутрь бетона или с использованием в качестве электродов арматуры. Чем меньше конструкция, тем легче она промерзает и тем тщательнее должна быть защита ее от мороза. Действие мороза зависит также от перепада температур; опасность возрастает при резком понижении температуры, сопровождаемом ветром. Снег в то же время может служить естественной защитой бетона   Действие мороза на свежеуложенный бетон   Прежде чем перейти к действию замораживания и оттаивания на затвердевший бетон, т. е. касаться одной из основных проблем долговечности, остановимся на действии мороза на свежеуложенный бетон и связанном с этим вопросе зимнего бетонирования. При замораживании еще не схватившегося бетона действие мороза на него будет похоже на вспучивание водонасыщенного грунта: вода затворения при замораживании вызывает увеличение объема бетона, и, так как на химические реакции воды не остается, схватывание и твердение бетона замедляется. Наблюдения показали, что если бетон заморозить сразу после укладки, схватывания не происходит и цементного камня, который мог бы разрушиться от льдообразования, не образуется. Бетон, оставленный при низкой температуре, не схватывается. Сопротивление бетона попеременному замораживанию и оттаиванию также зависит от возраста бетона, при котором начинается первый цикл, но этот вид воздействия более опасен, чем продолжительное замораживание без оттаивания, и несколько циклов могут вызвать разрушение бетона, предварительно выдержанного в течение 24 ч при 20° С. Следует заметить, что нет прямой зависимости между стойкостью к замораживанию свежеуложенного бетона и долговечностью зрелого бетона, подвергаемого многократному попеременному замораживанию и оттаиванию. Действие мороза на затвердевший бетон   Рассмотрим теперь затвердевший бетон, подвергаемый попеременному замораживанию и оттаиванию в интервале температур, наиболее часто встречающемся в природе. С понижением температуры насыщенного водой затвердевшего бетона вода, проникая в поры цементного камня, замерзает аналогично замерзанию в капиллярах горных пород и вызывает расширение бетона. При повторном замораживании происходит дальнейшее расширение, так что повторные циклы замораживания и оттаивания имеют куммулятивный эффект. Большие поры в бетоне, образуемые при недостаточном уплотнении, обычно заполнены воздухом и поэтому не оказывают существенного влияния на действие мороза. Замораживание — процесс постепенный вследствие небольшой скорости теплопереноса через бетон, увеличения концентрации щелочей в еще не замерзшей воде, а также вследствие изменения температуры замерзания в зависимости от размера пор. Хотя поверхностное натяжение кристаллов льда в капиллярах создает в них давление, тем большее, чем меньше кристалл, замораживание начинается в больших порах и постепенно распространяется на меньшие. Поры геля слишком малы для образования кристалликов льда при температуре выше -78°С, поэтому обычно лед в них не образуется. С понижением температуры вследствие разной энтропии воды геля и льда вода геля приобретает потенциальную энергию, позволяющую ей двигаться по капиллярам, содержащим лед. Диффузия воды геля приводит к росту кристаллов льда и к расширению цементного камня. Таким образом, мы имеем два источника давления расширения. Первый: замерзание воды вызывает увеличение объема приблизительно на 9% так, что избыток воды из пор удаляется. Скорость замораживания определяет скорость, с которой удаляется вода, вытесняемая фронтом льда. Величина гидравлического давления зависит от сопротивления фильтрации, т. е. от длины пути и проницаемости цементного камня между замерзшей порой и порой, в которую может переместиться избыток воды. Вторая расширяющая сила в бетоне возникает вследствие диффузии воды, приводящей к росту относительно небольшого количества кристаллов льда. Рядом исследований установлено, что последний механизм играет важную роль в разрушении бетона под действием мороза. Эта диффузия вызывается осмотическим давлением из-за местного увеличения концентрации раствора вследствие отделения замерзающей (чистой) воды от раствора. var begun_auto_pad = 54169719; var begun_block_id = 112320391; Например, плита, замораживаемая сверху, разрушается, если вода подходит к ее основанию и может проникать сквозь толщу плиты вследствие осмотического давления. Влажность бетона становится выше, чем до замораживания, и в ряде случаев наблюдаются разрушения вследствие расслоения бетона кристаллами льда. Об осмотическом давлении следует напомнить и в другой связи. Соли, применяемые для борьбы с обледенением дорог, поглощаются поверхностным слоем бетона. Это создает высокое осмотическое давление, сопровождающееся движением воды к наиболее холодной зоне, где происходит замораживание. Когда давление расширения в бетоне превышает предел его прочности при растяжении, происходит разрушение. Степень разрушения варьирует от шелушения поверхности до полного разрушения, так как линзы льда образуются, начиная с поверхности бетона и распространяясь в глубь его. Бордюрные камни (которые остаются влажными в течение долгого времени) наиболее подвержены действию замораживания по сравнению с другими бетонными конструкциями. При применении солей для борьбы с обледенением дорожные плиты также находятся в тяжелых условиях эксплуатации. В странах с суровым климатом наблюдаются значительные разрушения бетона от действия мороза, если не принимается специальных мер при его изготовлении. Морозостойкость бетона зависит от ряда его свойств: прочности цементного камня, растяжимости, ползучести, но главными среди них являются степень насыщения и структура порового пространства цементного камня. Пустоты, в которые может удаляться избыточная вода, должны быть расположены достаточно близко к порам, в которых образуется лед, на этом основано использование воздухововлечения: если цементный камень разделен на достаточно тонкие слои пузырьками воздуха, у него нет критического насыщения. Аналогично у зерна заполнителя нет критического размера, если оно имеет низкую пористость или если его капиллярная система нарушена достаточно большим количеством макропор. Зерно заполнителя в бетоне может рассматриваться как закрытая емкость, если низкая проницаемость окружающего его цементного камня не позволяет воде проникать в воздушные поры с достаточной скоростью. Таким образом, зерно заполнителя, насыщенное водой выше 91,7%, вызовет при замораживании разрушение окружающего бетона. Следует отметить, что, как правило, заполнители имеют пористость от 0 до 5%, заполнители с большей пористостью обычно не применяют. Но и использование последних не обязательно приводит к разрушению от действия мороза. Крупные поры, имеющиеся в ячеистом бетоне и в беспесчаном бетоне, повышают, очевидно, морозостойкость этих материалов. При применении обычных заполнителей также не удается установить определенной зависимости между пористостью заполнителя и морозостойкостью бетона. Можно отметить, что при применении насыщенного водой крупного заполнителя бетон может разрушиться независимо от содержания в нем вовлеченного воздуха. Если заполнители не насыщены к моменту приготовления бетонной смеси или если они частично обезвоживаются после укладки, а цементный камень имеет замкнутые поры, повторное насыщение происходит с трудом, за исключением длительного нахождения при пониженной температуре. При повторном увлажнении бетона цементный камень насыщается легче, чем заполнитель, так как вода может проникнуть к заполнителю только через цементный камень, а также потому, что мелкопористый цементный камень обладает большим капиллярным притяжением. Таким образом, цементный камень легче разрушается, но он может быть защищен вовлеченным воздухом.

mybiblioteka.su

Соли в бетоне и высолообразование

Статья о природе эффекта высолообразования, о его влиянии на долговечность строительных материалов и о методах борьбы с ним

 

Высолообразование является настоящим бичом для производителей цветных бетонных изделий и смесей. Белый налет портит вид декоративных элементов из бетона, и даже часто «переползает» на элементы, контактирующие с бетоном или раствором, в частности, на кирпич, каменные плиты и т.п. При этом зачастую этот налет очень сложно удалить. При попытке его смыть он возникает снова и снова, иногда даже более интенсивно, чем перед попыткой его удаления. Более того, зачастую застарелые высолы просто не поддаются смывке водой.

В этой статье мы попробуем разобраться в причинах феномена высолообразования, в том, является ли этот процесс опасным для бетонных конструкций, а так же в методах борьбы с ним.

В двух словах, механизм появления белого налета на бетоне можно охарактеризовать как кристаллизацию на поверхности бетона водорастворимых минералов, поступающих в виде раствора из толщи самого бетона или раствора в процессе капиллярной миграции влаги в направлении поверхности.

Таким образом, для высолообразования требуется наличие трех факторов:

  • Наличие воды в порах материала
  • Наличие водорастворимых минералов в этой воде
  • Наличие условий для миграции (перемещения) этого раствора минералов в теле материала.

Пойдем разбираться далее, по порядку.

Вода

Откуда в бетоне берется вода объяснить проще всего. Бетонная смесь изначально содержит воду затворения. При этом бетоны и растворы являются гигроскопичными материалами, и никогда не высыхают до конца, даже в очень сухую погоду. То есть в их порах всегда содержится некоторое количество воды, которое зависит от влажности окружающего воздуха.

Пористость

Откуда в бетоне поры, и чем обусловлена миграция (перемещение) воды и растворенных в ней солей в бетонах и растворах?

Практически все минеральные строительные материалы являются пористыми. И значительная часть этих пор сообщается между собой (система капиллярных пор). При диаметре капилляров от 0,1 до 100 микрон, в них наблюдается еще и, так называемое, капиллярное давление, обусловленное силами поверхностного натяжения воды (водных растворов), которое, наряду с прочими факторами (градиент влажности, осмос, гидростатическое давление) и заставляет водные растворы «гулять» в теле строительных материалов.

Если говорить о бетоне или строительном растворе, то их пористость обусловлена двумя основными причинами:

а. Поры, оставшиеся после высыхания воды. Как всем нам известно, бетоны и растворы есть результат твердения бетонных и растворных смесей. Для обеспечения подвижности и пластичности (технологичности, удобоукладываемости) эти смеси содержат необходимое количество воды. Обычно это количество воды колеблется в пределах 50-100% от массы цемента в бетоне (растворе). В реакцию вступает лишь 10-20% воды от массы цемента. Вся остальная вода, содержавшаяся в бетонной (растворной) смеси просто испаряется, оставляя после себя воздушные поры.

б. Вовлеченный при приготовлении бетонной (растворной) смеси воздух. В процессе смешивания компонентов бетонных или растворных смесей, в их состав обычно вовлекается от 2% до 5% воздуха. При изготовлении же пенобетонных смесей, в них намеренно вовлекается до 70-80% воздуха.

В таблице ниже приведем усредненные показатели истинной и открытой (капиллярной) пористости наиболее распространенных строительных материалов.

Материал

Истинная пористость

В том числе,открытая пористость

Раствор строительный

22%

14%

Бетон

10%

6%

Пенобетон

72%

29%

Кирпич керамический

29%

19%

Плотный натуральный камень (мрамор, гранит)

До 2%

До 1%

Как видно из таблицы, даже плотные материалы, такие как мрамор и гранит, имеют некоторую капиллярную пористость, а уж искусственные строительные материалы являются по сравнению с ними просто «губкой».

Минералы, растворимые в воде

Далее попробуем разобраться, откуда же в бетоне или растворе берутся водорастворимые минеральные вещества, приводящие к высолообразованию?

Научно доказанным фактом является то, что при твердении (гидратации) портландцемента или белого цемента образуется до 20% извести (гидроксида кальция) от его исходной массы. Известь растворима в воде, и способна мигрировать в растворенном виде при капиллярном подсосе на поверхность бетона или раствора, кристаллизуясь там в те самые белые кристаллы. Именно этот фактор и является основной причиной появления высолов.

Кроме того, в растворные смеси, для повышения их пластичности, часто добавляют дополнительное количество извести, которая усиливает высолообразование.

Таким образом, мы приходим к выводу, что тенденция к высолообразованию заложена в самой природе бетона, который, твердея, «вырабатывает» большое количество извести, содержит немалое количество капиллярных пор, и является, к тому же, гигроскопичным (всегда содержит воду, абсорбированную из атмосферы).

Но не только известь может высаливаться на поверхности бетона.

В строительных материалах могут содержаться и другие водорастворимые минералы (соли), которые попадают туда следующими путями:

  • Вместе с водой затворения. Природная вода обычно содержит около 1 грамма на литр растворенных в ней минералов, но это количество может доходить и до 10 г/л.
  • В виде противоморозных добавок. При зимнем строительстве в бетоны и растворы зачастую добавляются водорастворимые соли, снижающие температуру замерзания воды, позволяя бетону твердеть при отрицательных температурах.
  • Снаружи на строительные материалы могут попадать соли, используемые как антиобледенительные (обычно, хлориды кальция, магния и натрия), которые могут глубоко проникать в пористые материалы под действием дождей и капиллярного подсоса.
  • Соли, содержащиеся в осадках. Именно так. В зависимости от загрязненности воздуха, осадки (дождь, снег, туман), содержат в себе различное содержание солей. Их количество может составлять:
 

Сульфаты, г/м2/год

Хлориды, г/м2/год

Сельские районы

5-12

1-5

Промышленные зоны

12-20

5-75

Вот мы и видим, что источников высолообразования предостаточно.

Теперь, рассмотрев основные предпосылки возникновения феномена высолообразования, попробуем разобраться в механизмах этого процесса. Итак, что же происходит после того, как бетонная (растворная) смесь уложена в конструкции и начала твердеть? Либо, когда бетонное изделие распалублено (например, тротуарная плитка)?

Сразу после укладки смеси (или распалубки изделия) начинается ее высыхание за счет испарения влаги в атмосферу и оттока (отсоса) воды в строительные материалы, с которыми этот бетон (раствор) контактирует (например, в кирпич). Возникает градиент влажности. Т.е., влажность пограничных слоев раствора (бетона) оказывается ниже влажности в его теле. Потерянная в этих зонах влага начинает компенсироваться влагой из тела бетона. Вот и запускается капиллярная миграция воды и растворенных в ней веществ наружу, пополняя наружные слои водой и растворенными в ней минералами. При испарении воды с поверхности изделий и конструкций концентрация в ней минералов растет, и при превышении порога их растворимости, эти минералы начинают кристаллизоваться на поверхности и в порах около нее. Появляется тот самый белый налет, состоящий из кристаллов солей и других минералов.

При этом, налет в кирпичной кладке, например, появляется не только на кладочном растворе, но и на самом кирпиче, так как влага, поглощенная кирпичом из кладочного раствора точно так же мигрирует по его порам к поверхности, не только неся с собой все растворенные минералы из раствора, но и растворяя минералы, содержащиеся в самом кирпиче.

Этот эффект называется первичное высолообразование.

В первое время высолы на поверхности бетона еще легко растворимы в воде, и могут быть элементарно смыты. Но почему же тогда высолообразование считается такой серьезной проблемой? Идем дальше.

Итак, бетон или раствор затвердел и высох. Воды в его порах уже недостаточно для капиллярной миграции. Первичное высолообразование остановилось. Что же происходит дальше?

Если изделие или конструкция остаются в дальнейшем сухими, то происходит лишь то, что, подпитываясь влагой, всегда содержащейся в воздухе, цемент продолжает твердеть и набирать прочность. Высолообразование в этом случае более не развивается. Однако, известь, отложившаяся на поверхности и под ней начинает постепенно реагировать с углекислым газом (СО2), содержащимся в воздухе (карбонизоваться), превращаясь в известняк. Известняк не растворим в воде, и смыть его водой уже не удастся.

Если же поверхность подвергается впоследствии увлажнению осадками, либо высолы преднамеренно пытаются смыть водой, то механизм высолообразования запускается вновь.

Сначала вода растворяет и смывает с поверхности образовавшийся солевой налет. Одновременно вода впитывается в материал, вновь растворяя содержащие в материале соли. После же прекращения увлажнения, при высыхании строительного материала все повторяется.

Подольем еще масла в огонь. Напомним, что наши стены и другие строительные конструкции и изделия «поливаются» с небес не очень-то чистой водой.

В процессе своей жизнедеятельности человек сжигает огромное количество ископаемых видов топлив (нефть, каменный уголь). Эти топлива содержат серу (S), которая при их сжигании выделяется в атмосферу в виде диоксида серы (S + O2 = SO2), наряду с другими продуктами горения. Будучи растворимым в воде, диоксид серы реагирует с влагой воздуха и кислородом, превращаясь в серную кислоту (SO2 + ½O2 + h3O = h3SO4), которая растворена в «кислотных дождях», выпадающих в крупных городах и промышленных районах. Если нормальный уровень рН воды составляет 6,5-8, то загрязнения атмосферы в результате сжигания топлив могут снижать рН дождевой воды до уровня 3-4. При такой кислотности дождевая вода уже является коррозионной и разрушает большинство строительных материалов.

Давайте посмотрим на цифры по среднему содержанию различных кислот в городском воздухе:

Наименование

Химическое обозначение

Концентрация

Углекислый газ (диоксид углерода)

CO2

700 мг/м3

Угарный газ (монооксид углерода)

CO

13 мг/м3

Диоксид серы

SO2

530 мг/м3

Триоксид серы

SO3

4,6 мг/м3

Окись азота

NO

420 мг/м3

Когда кислая дождевая вода (h3SO4) вступает в контакт с карбонатом кальция, содержащемся в виде заполнителей в бетоне, либо образовавшегося при карбонизации извести, начинается его коррозия с образованием гипса (CaCO3 + h3SO4 = CaSO4), который уже является растворимой в воде солью.

Помимо серной кислоты кислотные дожди содержат монооксид углерода (CO, угарный газ), содержащийся в выхлопных газах автотранспорта, под действием которого в строительных материалах образуется бикарбонат кальция (Ca(HCO3)2), который тоже является водорастворимой солью.

Таким образом, начинается вторичное высолообразование. Соли снова «лезут» на поверхность вместе с мигрирующей влагой, иногда даже обильнее, чем при первичном высолообразовании. Объясняется это тем, что в процессе твердения цемента уже успело образоваться больше извести, всегда готовой «подпортить» внешний вид материала.

Замкнутый круг! Что делать!?

Прежде, чем попытаться ответить на этот вопрос, попробуем разобраться в еще одном важном моменте: а не несут ли высолы в себе другого вреда, кроме ухудшения внешнего вида строительных изделий и конструкций?

Оказывается, что соли, откладывающиеся на поверхности строительных материалов и в слоях около поверхности, не только ухудшают их внешний вид, но и представляют серьезную опасность для этих материалов, оказывая на них сильное разрушающее воздействие.

Прежде всего, это объясняется тем, что растущие солевые кристаллы способны оказывать разрывающее давление на стенки пор, в которых они кристаллизуются. Это давление может составлять до 55 МПа и выше, что выше прочности большинства строительных материалов. Гигроскопичная природа многих солей, проявляющаяся в постоянной кристаллизации и повторном растворении, может очень быстро разрушить микроструктуру камня, оказывая высокое давление на стенки его пор.

Но это, оказывается, еще не все. Эти солевые отложения сами по себе характеризуются микропористостью, которая, в сочетании с гигроскопичной природой этих солей, обусловливает адсорбцию воды в этих порах. В случае замерзания этой адсорбированной в солевых отложениях воды, давление на стенки пор многократно усиливается, ускоряя процесс разрушения конструкции. Строительные же растворы низкой прочности способны разрушаться даже в результате циклического гигроскопического набухания и усадки таких солевых отложений.

Внешне такое разрушение обычно проявляется в отслоении наружной поверхности материала, наподобие сланца, и наблюдается не только на цементных материалах, но и на «засоленном» кирпиче.

Этот процесс разрушения обычно занимает несколько лет. Однако он может быть сильно ускорен, если строительная конструкция покрашена, даже в случае применения хорошей паропроницаемой латексной краски. Дело в том, что даже если краска паропроницаема (размер молекулы воды составляет всего 0,3 нм), то она остается непроницаемой для солей, провоцируя их отложение под слоем краски. Поэтому отслоение краски на засоленных поверхностях может наблюдаться уже на следующий сезон после окрашивания, причем такое отслоение сопровождается разрушением верхнего слоя окрашенного материала.

В своей лаборатории мы провели небольшой наглядный эксперимент.

Мы изготовили несколько цветных бетонных образцов с различной тенденцией к высолообразованию, и после их затвердевания погрузили их одной стороной в воду, оставив другую сторону на воздухе. Таким образом, мы создали условия для направленного капиллярного движения воды.

Выдержав в таком виде образцы в течение трех суток, мы отмыли высолы, высушили их и изучили их поверхность под микроскопом.

Ниже представляем Вам сравнение трех образцов после испытания. Слева показан внешний вид образца, в середине – состояние его верхней поверхности и справа – состояние боковой поверхности.

 

 

Первый образец – из немодифицированного бетона. Как видно на фотографиях, и на верхней и на боковой поверхности наблюдаются небольшие следы разрушения (отслоение верхнего слоя с оголением песка). На верхней поверхности так же очевидны следы расслоения смеси.

Второй образец содержал в своем составе соль, которая повысила его склонность к высолообразованию. На фотографии явно видны серьезные разрушения его верхней и боковой поверхностей.

Третий образец содержал добавку от высолов МетаМикс «Антивысол»-2. Как видно на фотографиях, этот образец не имеет следов разрушений, подобных первым двум образцам. Кроме того, заметим, что верхняя грань образца плотная, без следов расслоения. Это дополнительное полезное свойство модификатора.

Вывод из этого опыта:

Мы здесь явно видим, что высолообразование имеет сильное разрушающее воздействие на бетон. Уже через три дня испытаний на поверхностях образцов, на которых наблюдались высолы, видны разрушения верхнего слоя.

Итак, разобравшись немного с причинами высолообразования, а так же уяснив и разрушающее действие этого феномена на строительные материалы, мы должны не только прийти к выводу о необходимости борьбы с этим феноменом, но и к методам, которые помогут его предотвратить.

Принципы борьбы с высолообразованием

Как известно, борьба с симптомами болезни всегда менее эффективна, чем с причинами ее возникновения. Поэтому наша задача, разобравшись с причинами появления высолов, заключается в том, чтобы, если не предотвратить их, что практически невозможно, то минимизировать.

Итак, привяжем принципы лечения к источникам болезни:

Фактор

Методы устранения или минимизации фактора

  1. Капиллярная миграция влаги, обусловленная избыточной влагой и капиллярной пористостью материала

Здесь следует отметить, что из двух видов пористости (от воздухововлечения и от высыхающей влаги) нам следует бороться именно с пористостью от высыхающей влаги, так как пузырьки вовлеченного воздуха обычно замкнуты, имеют большой диаметр, и не участвуют в капиллярных процессах.

Методы борьбы с капиллярной пористостью:

  1. Снижение пористости и проницаемости материала.
  2. Гидрофобизация пор строительного материала, препятствующая капиллярной миграции воды.
  3. Снижение отсоса влаги в материалы, соприкасающиеся с раствором, в процессе его твердения.
  4. Разрушение капиллярной пористости материала около поверхности.
  1. Водорастворимые минералы
  1. Предотвращение или возможное снижение количества водорастворимых минералов, попадающих в материал при его изготовлении.
  2. Связывание водорастворимых минералов в в водонерастворимые стабильные соединения.
  1. Агрессивные атмосферные воздействия (кислоты)
  1. Защита материала от агрессивных воздействий.
  2. Снижение проницаемости материала для кислот (для анионов Cl, SO4 и пр.).

Теперь перейдем от теории к практике.

Существующие конструкции

В существующих конструкциях методов по борьбе с высолами меньше, чем при изготовлении новых, и практически все они сводятся к пропитке конструкций (как со стороны поверхности, так и изнутри – через пробуренные шурфы) активными пропитками-гидрофобизаторами, которые призваны:

  • связать известь и другие растворимые минералы в конструкции в нерастворимые соединения, тем самым, уплотнив (заполнив) поры материала и снизив его проницаемость.
  • Гидрофобизировать поверхность пор материала и предотвратить капиллярную миграцию влаги.

Обычно такие пропитки изготовлены на основе силикатных или кремнийорганических материалов.

Так же следует принять меры по высушиванию конструкции и последующей ее защиты от атмосферной агрессии.

Опираясь на вышеописанные механизмы разрушительного воздействия высолообразования, мы не рекомендуем пытаться избавиться от высолов путем полного запечатывания пор бетона лакокрасочными материалами. Это может дать временное улучшение внешнего вида, но впоследствии это может весьма негативно сказаться на долговечности изделия или конструкции. Сначала надо вылечить болезнь, а уже затем делать косметику.

Новые конструкции и изделия

При изготовлении (возведении) новых конструкций или изделий имеется значительно более широкий арсенал средств для предотвращения или снижения вероятности появления высолов.

Эти технологические средства или методы можно поделить на рецептурные и организационные.

В числе рецептурных методов мы рекомендуем следующие:

  • При изготовлении материала по возможности снижать количество воды. Для цементных составов это означает применение возможно более низкого водоцементного отношения. То есть, следует использовать более жесткие растворные и бетонные смеси.

Здесь следует отметить, что применение органических пластифицирующих добавок зачастую не дает положительного эффекта в борьбе с высолами, так как органические пластификаторы (по сути – диспергаторы) повышают гигроскопичность материала, делая стенки его пор более гидрофильными.

  • В составе цементных смесей рекомендуется использовать достаточное количество пуццолановых добавок, вступающих в химическое взаимодействие с известью, превращая ее в нерастворимые в воде и прочные соединения.

В качестве таких пуццолановых добавок мы рекомендуем применять не чисто силикатные добавки (такие, как микрокремнезем), а алюмосиликатные (например, метакаолин (ссылка на страницу «Метакаолин)). Алюмосиликатные материалы способны связывать в нерастворимые соединения, подобные цеолитам, не только щелочноземельные металлы (Ca, Mg), но и щелочные (Na, K, Li), лучше защищая бетон (раствор) от высолов и силикатно-щелочной реакции.

Связывая известь и другие растворимые соединения в нерастворимые вещества, которые откладываются в порах бетона, пуццоланы, тем самым, делают бетон более водонепроницаемым, снижая капиллярные эффекты. Кроме того, проницаемость материала для сульфат- и хлорид-ионов (SO4-2, Cl-) так же значительно снижается, что делает бетон более стойким к воздействию атмосферной агрессии.

Таким образом, пуццолановые добавки решают сразу несколько задач, перечисленных в таблице, показывающей методы устранения высолообразования, в частности, пункты 1а, 1d, 2b и 3b.

  • В состав строительных материалов так же рекомендуется вводить гидрофобизирующие добавки, предотвращающие капиллярную миграцию влаги.

Введение таких добавок наиболее эффективно от первичного высолообразования, когда вода из высыхающего раствора (бетона) стремится наружу, и пуццолановые добавки еще не успевают связать растворенные в ней соли. Предотвращение капиллярной миграции поровых растворов на ранней стадии высыхания растворов позволяет удержать растворимые минералы в толще раствора, где впоследствии они будут связаны пуццоланами, и не смогут участвовать во вторичном высолообразовании.

  • В составе кладочных растворов мы рекомендуем использовать водоудерживающие добавки, которые снижают отдачу ими влаги (а значит и растворов водорастворимых минералов) в кладочный материал. Это уменьшит высолообразование на самом кладочном материале (кирпиче, блоках) около растворных швов.
  • В общем, лучше использовать декоративные бетонные и растворные смеси (сухие смеси) заводского приготовления, так как в заводских условиях легче отследить все технологические операции по их изготовлению (да и есть, с кого спросить за качество, в конце концов).

В числе организационных методов мы рекомендуем следующие:

  • Для изготовления строительных растворов и бетонов следует использовать по возможности чистое сырье, содержащее минимум растворимых в воде соединений. Это же относится и к воде затворения.
  • Затворяя сухие смеси, особенно, цветные, следует использовать как можно меньше воды (приготавливать более жесткие растворные смеси).
  • Если нет возможности использовать водоудерживающие добавки в кладочных растворах, то рекомендуется для кладки использовать насыщенный водой кирпич (или другой стеновой материал), который не будет оттягивать из раствора влагу. Здесь важно отметить, что вода для вымачивания стенового материала должна быть чистой, и этот метод не гарантирует отсутствия высолов на самом кирпиче, если в его составе присутствуют водорастворимые минералы. (При высыхании кирпича, содержащиеся в нем соли «полезут» на поверхность).
  • Хороший метод разработан на практике подрядчиками, работающими с цветными кладочными растворами. Они затирают (расшивают) растворные швы, удаляя излишки раствора, только после подсыхания раствора. Таким образом, схватывающийся раствор около поверхности разрыхляется, разрушается его капиллярная сеть около поверхности, и результирующий цвет раствора оказывается более ярким.
  • После подсыхания раствора или бетона следует как можно раньше нанести гидрофобизирующую пропитку. (Перед применением поверхностных гидрофобизаторов следует всегда проводить опытное нанесение.)
  • Твердеющий декоративный раствор или бетон следует предохранять как от быстрого высыхания (прямой солнечный свет, ветер), так и от увлажнения (дождь, туман). Оптимальными условиями твердения являются теплая и влажная атмосфера, но без осадков.
  • Ну и, конечно, конструкционно следует предусмотреть защиту декоративных поверхностей от прямого воздействия осадков (козырьки, отливы и т.п.)

Как мы видим, борьба с высолообразованием – это не тривиальная задача, и стопроцентной гарантии от высолов дать невозможно.

Однако, мы надеемся, что эта наша статья поможет Вам понять причины возникновения высолов и опасности, которые они таят. А наши рекомендации позволят производителям декоративным строительных материалов и подрядчикам, применяющим их, принять максимум мер по защите от этого феномена.

И, конечно, мы не можем здесь не сказать нескольких слов о предлагаемом нами для этих целей модификаторе МетаМикс «Антивысол».

Этот модификатор сочетает в себе сразу несколько методов борьбы с высолами.

  • В его основу заложен наиболее эффективный пуццолановый материал – метакаолин, одинаково эффективно связывающий как известь, так и соли щелочных металлов, с превращением их в нерастворимые новообразования, подобные цеолитам.
  • Этот модификатор обеспечивает гидрофобизацию пор модифицируемого материала, предотвращая капиллярную миграцию растворов минералов в материале, особенно, в первые часы твердения.
  • Имея глинистую природу, модификатор выступает в качестве минерального пластификатора для цементных систем, особенно эффективного в «тощих» растворах, позволяющего снизать количество воды затворения без ухудшения технологичности растворов.
  • Являясь одновременно и ускорителями и упрочняющими добавками, модификаторы МетаМикс «Антивысол» снижают вероятность высыхания декоративных отделочных смесей на отделываемой поверхности до их отвердевания и уплотнения пор. Тем самым, снижается вероятность появления высолообразования на поверхности, отделанной в сухую погоду (в летние месяцы) с началом влажного сезона (осени).

Мы очень надеемся, что предлагаемый нами модификатор поможет Вам избежать возможных рекламаций в части высолов и сохранить, благодаря этому, Ваши средства и репутацию.

Если эта статья была Вам интересна, мы так же предлагаем Вам ознакомиться с нашими общими рекомендациями по объемному окрашиванию бетона «Окрашивание цементных материалов».

С уважением,Команда ООО «МетаРус»

Вы так же можете скачать эту статью в формате pdf

metarus.com

Бетоны растворах солей - Справочник химика 21

    Использование для этого кислот, щелочей, растворов солей, органических соединений приводит к разрушению от коррозии строительных конструкций и оборудования, выполняемых преимущественно из стали, цветных металлов, бетона и железобетона. Прямые безвозвратные потери металла составляют 10... 12 % общего объема производства стали. [c.3]     Ко второму виду относится коррозия, связанная с воздействием вод, в которьгх растворены химические соединения, вступающие в обменные реакции с массой бетона. Образовавшиеся при этом соединения оказываются либо хорошо растворимы в воде и вымываются ею, либо не обладают вяжущими свойствами и в виде аморфной массы остаются в зоне реакции. К этому типу коррозии относится также коррозия бетона в кислотах и растворах солей. [c.104]

    Полиэфирные замазки — продукт смешения полиэфирных олигомеров, отвердителей, минерального наполнителя и коллоидного кремнезема. Часто вместо минерального наполнителя используется угольный. Продолжительность затвердевания при комнатной температуре — 3 часа. Отвердевшие замазки являются кислотоупорными материалами, имеют хорошую сцеп-ляемость с бетоном и керамикой. Полиэфирные замазки обладают высокой стойкостью в воде, растворах солей, неорганических кислот при комнатной температуре, бензине, минеральных маслах. Стойкость замазок в щелочах и ароматических углеводородах невысока. Полиэфирные замазки не пригодны для работы в жидких средах при температуре выше 30 °С. [c.107]

    Лаки на основе хлорированного каучука благодаря хорошему сцеплению с древесиной, кирпичом, бетоном и металлами применяют для защиты поверхностей от воздействия кислот, щелочей, растворов солей, хлора и сернистого газа. [c.25]

    При попеременном замораживании и оттаивании особенно резко падает прочность пористых бетонов. Кроме того, вода при миграции в порах переносит растворы солей, увеличение объема которых при кристаллизации также приводит к некоторому снижению прочности. [c.168]

    Ко второму виду коррозии следует отнести процессы, развивающиеся в бетоне при действии вод, содержащих химические соединения, которые вступают в обменные реакции с компонентами отвердевшего замеса цементной смеси. Новые химические соединения либо хорошо растворимы в воде и вымываются ею, либо не обладают вяжущими свойствами и в виде аморфной массы остаются в зоне протекания реакции. Сюда относятся процессы, происходящие под действием на бетон кислот и растворов солей. [c.249]

    К третьему виду относятся процессы, в результате которых в порах и капиллярах бетона происходит накопление кристаллических новообразований. По достижении критической степени заполнения порового пространства в толще бетона возникают внутренние напряжения, которые могут привести к его разрушению. Накопление кристаллических продуктов в порах бетона может происходить либо в результате химического взаимодействия агрессивной среды с цементным камнем, при котором в осадок выпадают труднорастворимые вещества, либо при циклическом воздействии растворов минеральных солей, когда насыщение бетона раствором чередуется с высушиванием. [c.121]

    Затвердевшая эпоксидная замазка обнаруживает очень хорошую стойкость при действии разбавленных и концентрированных растворов щелочей при обычной и повышенной температурах, хорошую стойкость в воде,- растворах солей и кислот (не концентрированных) при температуре 20 °С. Она имеет хорошее сцепление с бетоном и керамикой, высокую механическую прочность, минимальную линейную усадку и незначительное влагопоглощение. [c.274]

    Отвердевшие замазки — кислотостойкие материалы, хорошо сцепляются с бетоном и керамикой, имеющими высокую механическую прочность и незначительное водопоглощение. Они обнаруживают высокую стойкость при воздействии коррозионных сред, в частности, воды, растворов солей, неорганических кислот при комнатной температуре (особенно — разбавленных, например, 5 и 20%-ных серной, соляной и хромовой кислот, 5%-ной азотной кислоты), а также бензина и минеральных масел. Стойкость замазок в щелочных средах недостаточно велика. Аналогично они ведут себя при действии бензола. [c.275]

    Образцы бетонов, импрегнированных полимерами, характеризуются также пониженной проницаемостью для растворов солей. Например, проницаемость строительного состава, содержащего полиметилметакрилат, примерно в 10 раз меньше проницаемости [c.299]

    Каждая ванна покрыта резиновой футеровкой (гуммирована) и смонтирована на бетонных опорах, поддерживаемых подвижными фарфоровыми изоляторами. Верх каждой ванны закрывается плоской гуммированной покровной пластиной, через которую проходит медная шина — анод, питающийся постоянным током, напряжение которого механическими контактными выпрямителями снижено с 11 ООО до 3,5 в. Медная шина поддерживает аноды, изготовленные из рифленого графита, подвешенного на изолированных графитовых стержнях. На дне электролизера, имеющем небольшой наклон, тонкий слой ртути образует катод. Получающаяся в течение процесса амальгама натрия с помощью слива на конце электролизера отделяется от раствора соли и поступает в разлагатель. После разложения амальгамы вертикальный насос возвращает ртуть в электролизер. Газообразный хлор (чистота которого не меньше 98%) выводится через отверстие на аноде и переходит в трубопровод. Разбавленный солевой раствор, насыщенный хлором, стекает в установку для дехлорирования, состоящую из пористых плит, через которые пропускается ток воздуха. Выходящий воздух содержит около 1% хлора, который поглощается известковым молоком. Дегазированный разбавленный солевой раствор снова насыщается солью перед новым поступлением на электролиз. [c.72]

    Армируя бетон стеклянным волокном, получают стеклобетон, используемый в строительстве судов, понтонов. Бетон, получаемый из минерального вяжущего вещества (цементы, гипс и другие), полимера (натуральный и синтетические каучуки, битумы, поливинилхлорид и другие) и наполнителей, называют полимер-бетонами. Они устойчивы к кислотам, щелочам, растворам солей и газам. Их применяют для покрытия полов в химических производствах, изготовления армированных конструкций, гидроизоляции, при строительстве бетонных дорог, перронов и т. д. [c.83]

    Флюатирование — весьма дорогая операция, однако эффект от его осуществления сохраняется гораздо дольше, чем в случае силикатизации. Оно применяется для стабилизации и уплотнения поверхности конструкций из горных пород и бетона. Чтобы получить для заполнения пор стойкие в атмосферной среде соединения, бетоны и горные породы, в состав которых не входит карбонат кальция, необходимо предварительно пропитать хлоридом кальция. Только после этого используются ф л ю а т ы. Флю-атами называются водные растворы солей кремнефтористоводородной кислоты (чаще всего применяются цинковая ZnSiFe-GHaO и магниевая MgSiFe соли). Водные растворы этих солей имеют кислую реакцию. Они вызывают коррозию металла и стекла, являются токсичными веществами. [c.280]

    Агрессивными средами, вызывающими интенсивную коррозию металла и бетона на химических предприятиях, являются различные минеральные и органические кислоты, щелочи, растворы солей и другие химические продукты при нормальной и повышенной температурах, а также различные агрессивные газы и пары — хлористый водород, сернистый газ, серный ангидрид, окислы азота и др. [c.96]

    На бетон агрессивно воздействуют и водные растворы различных минеральных и органических солей. Степень агрессивности этих солей по отношению к бетону зависит от химического состава вяжущего вещества и заполнителей бетона. Кислые соли разрушают бетон вследствие содержания в нем свободной извести. [c.49]

    Стационарные хранилища больших ёмкостей для кислот, растворов солей и т. д. часто изготовляются из углеродистых сталей, дерева или бетона с внутренней облицовкой их тонкой листовой нержавеющей сталью (фиг. 29 и 30). [c.32]

    Разновидностью электрохимической коррозии является почвенная коррозия, которой подвергаются магистральные трубопроводы, оболочки кабелей и другие-металлические конструкции, полностью или частично находящиеся под землей. Коррозия в этом случае возникает в результате воздействия влажной почвы на металл. Почвенная вода является электролитом, так как в ней растворены соли, кислоты и щелочи. К почвенной коррозии относится коррозия металлов в цементе, бетоне и других плотных массах, способных удерживать воду. [c.6]

    Химическая устойчивость кислотоупорного бетона изучена по отношению к серной, азотной, соляной, фосфорной, уксусной, сернистой и хромовой кислотам, некоторым растворам солей и к большинству агрессивных газов. [c.236]

    Кислотоупорный бетон нестоек по отношению к плавиковой кислоте, к щелочам, к растворам солей с щелочной реакцией и к некоторым жирным кислотам. [c.236]

    Полиэфирные покрытия, армированные стекловолокном, требуют сухой, нейтрализованной (например, при помощи флюатирования) бетонной основы. При 20 °С они обнаруживают хорошую химическую стойкость в воде, разбавленных и среднеконцентрированных растворах неорганических и органических кислот, растворах солей, имеющих кислую или щелочную реакцию, бензине и минеральных маслах. С ростом температуры агрессивных сред химическая стойкость покрытий уменьшается. [c.276]

    Защита бетоном стальной арматуры основывается на пассивирующем действии щелочных сред. Выше приводилась диаграмма (см. рис. 2), иллюстрирующая зависимость устойчивости железа в водных растворах от pH. Скорость коррозии железа в нейтральных, слабокислых и слабощелочных растворах не зависит от величины pH. Это происходит потому, что в указанной области концентраций водородных ионов скорость коррозии определяется доступом кислорода. Она зависит также (на этом участке кривой) от присутствующих в растворе солей и их концентрации, наличия окислителей, температуры и многих других факторов. [c.13]

    Коррозия 2-го вида. Если на бетон действуют воды, содержащие некоторые химические вещества, то в результате коррозии в бетоне образуются соли, которые легко растворяются и уносятся водой, либо выделяются в бетоне в виде аморфной массы, не обладающей вяжущими свойствами. Коррозийные разрушения этого вида происходят при эксплуатации бетонных и железобетонных конструкций в цехах с агрессивными средами, главным образом в химической промышленности. [c.52]

    Влиянию пониженных температур —попеременному замораживанию и оттаиванию — подвергаются практически все открытые сооружения, служащие в условиях атмосферного воздействия. Особенно опасная ситуация возникает, когда воздействуют одновременно низкая температура и растворы солей, например при работе бетона в морских сооружениях. Суть действия пониженной температуры в бетоне заключается, в возникновении деформации расширения замерзающей воды в опасных порах, которая может привести к оазрушению. Возникают но меньшей мере два источника разрушающих сил первый — увеличение объема воды при замерзании - 9%), что ведет к возникновению большого гидравлического давления иа стенки пор и капилляров, второй — осмотическое давление, возникающее благодаря локальному увеличению концентрации раствора из-за отделения замерзающей воды от раствора. По мнению некоторых исследователей, величина осмотического давления может достигать 1—2 МПа. Многократные теплосмены постепенно расшатывают структуру цементного камня и бетона, снижают его прочность и в момент, когда давление расширения превышает предел прочности при растяжений, бетон разрушается. Как показано Б. Г. Скрамтаевым, В,- М. Москвиным7 В. В. Стольниковым и С. Д. Мироновым, основную роль в разрушении при действии низких температур играют как общая пористость, так и характер капиллярно-пористой структуры материала — в искусственном камне имеются поры, наиболее опасные и ответственные за развитие разрушения материала. Практически не опасны, например, - очень мелкие поры геля, поскольку вода в них замерзает толы о при температуре ниже 193 К. Поскольку морозостойкость искусственного камня зависит от характера и величины общей пористости, то е снижением можно добиться существенного повышения морозостойкости. Общую пористость можно уменьшить снижением В/Ц, использованием цемента с пониженной водопотребностью, а также введением разных типов добавок — пластифицирующих, гидрофобизирующих, воздухововлекающих. [c.369]

    Коррозия 3-го вида. Коррозия этого вида протекает при действии на поверхность бетонных конструкций растворов солей серной кислоты. В результате взаимодействия этих растворов е составными частями бетона образуются продукты коррозии, которые отлагаются в порах, трещинах и капиллярах бетона, кристаллизуются в них, увеличиваются при этом в объеме и вызывают разрушение бетона. [c.52]

    Стойкость бетона при действии на него водных солевых растворов зависит от характера и концентраций растворов солей, от химического состава цемента и заполнителей бетона, а также от плотности бетона. Растворы кислых солей разрушают бетон, содержащий значительное количество свободной извести. [c.52]

    КОНЦЕНТРАТЫ СУЛЬФИТНО-СНИР-ТОВОЙ БАРДЫ (сульфитно-бардяные) — техническое название кальциевых солей лигносульфоновых кислот, образующихся при сульфитной варке целлюлозы и переходящих вместе с нецеллюлозными углеводными компонентами древесины в раствор сульфитного пгело-ка. К. с.-с. б.— малогидратированные лиофильные коллоиды, сильные поверхностно-активные вещества, легко вступающие в реакции замещения катионов и т. п. К. с.- с. б. применяют для разжижения сырьевого шлама цементных и бетонных растворов, в производстве силикатных, абразивных, фарфоро-фаянсовых изделий, для стабилизации суспензий и эмульсий, в качестве вяжущего и дубящего средства, для получения ванилина, протокатеховой кислоты и др. В СССР выпускают КБР — жидкие (50% сухих веществ), КБТ — твердые (76% сухих веществ), КБП — порошкообразные (87% сухих веществ). [c.134]

    Минеральные вяжущие представляют собой весьма обширную группу неорганических соединений, способных твердеть при затворе-НИИ водой или водными растворами солей, кислот и оснований. На основе минеральных вяжущих получают мастики (замазки), растворы и бетоны, отличающиеся крупностью наполнителя. Химическая стойкость таких материалов в основном определяется стойкостью отвержденного вяжущего. Бетоны на основе портландцемента при принятии специальных мер по их уплотнению являются щелочестойкими, но разрушаются в кислотах. Щелочеотойкие бетоны рекомендз ется выполнять на основе алитового портландцемента, карбонатного песка и щебня при водоцементном отношении не более 0,4 для улучшения удобоукладывае-мости следует вводить суперпластификаторы. Стойкость бетонов су щественно повышается при пропитке их расплавленной серой или мономерами типа акрилатов с последующим термокаталитическим или радиационным отверждением. [c.91]

    Асбовинил используется для защитных покрытий металла, дерева и бетона, а также для изготовления листов, пластин, труб, арматуры и отдельных деталей, работающих в агрессивных средах разбавлеиных щелочах, растворах солей, неокисляющих минеральных и органических кислотах, в сухпх и влажных газах, в пресной и морской воде. Данные о химической стойкости асбовинила при- [c.347]

    Эпоксидные замазки образуются при смешении двух котонентов — эпоксидного олигомера с минеральным наполнителем и отвердителя. Время затвердевания при комнатной температуре — 4 часа. Затвердевшая замазка обладает высокой стойкостью в разбавленных и концентрированных щелочах при обычных и повьш1енных температурах, в воде, растворах солей и разбавленных кислот. Имеет хорошее сцепление с керамикой и бетоном, обладает достаточно высокой механической прочностью, минимальной усадкой и влагопоглощением. В среде органических кислот, разбавленных неорганических кислот при повышенных температурах и растворителей стойкость замазки невысока. Замазка применяется для кладки и соединения коррозионностойкой футеровки, бетонных и кирпичных конструкций. [c.107]

    Отвердевшие замазки — кислотостойкие материалы, хорошо сцепляются с бетоном и керамикой, имеющими высокую механическую прочность и незначительное водопоглощение. Они обнаруживают высокую стойкость при воздействии коррозионных сред, в частности, воды, растворов солей, неорганических кислот при комнатйой температуре (особенно — разбавленных, например, [c.275]

    В последнее десятилетие П. А. Ребиндером и его учениками была разработана новая область науки — физикохимическая механика. Под влиянием различных факторов все твердые тела теряют механическую прочность и разрушаются. Выяснение причин деформации и получение различного рода материалов с заданными механическими свойстиами и структурой являются основными задачами этой еще молодой науки. Однако, несмотря на ее молодость, на основе установленных ею законов уже найдены новые методы упрочнения пористых дисперсных тел — бетонов, керамики. Катализаторы и сорбенты тоже принадлежат к пористым телам, и для управления их механиче-га ой прочностью можно применить те же законы. Одна из причин снижения нрочности пористых тел — высокие внутренние напряжения, возникающие при образовании пространственной структуры. Когда из раствора соли выделяется гидроокись металла, частицы этой фазы слипаются, срастаются и образуют структуру. Чем больше пересыщены растворы солей, тем лучше срастаются частицы. Но при этом возникают внутренние напряжения, которые разрушают кристаллизационную структуру, уменьшают ее механическую прочность. Внутренние напряжения возрастают также с увеличением пересыщения. Поэтому необходимо, как требует физико-химическая механика, установить оптимальные условия создания структуры с минимальными внутренними наиряжениями. [c.67]

    Учитывая эти особенности механизма коррозионных процессов, можно моделировать коррозию арматуры в железобетоне путем погружения образцов в растворы солей, в частности поваренной соли и хлористого кальция. При этом ускоряется процесс и упрощается методика испытаний, легче наблюдать за режимом проведения экспериментов и поддерживать заданную концентрацию агрессивной среды. Однако следует учитывать, что если анион кислоты практически не образует с составляющими цементного камня труднорастворимых соединений (это характерно, например, для нитрат-ионов, а также хлорид-ионов при использовании бетонов на низкоалю-минатных цементах или цементах, содержащих повышенные дозировки гипса), то концентрация соответствующих ионов изменяется по сечению изделий в различное время по законам диффузии. Такое распределение может быть описано с помощью второго закона Фика. [c.136]

    Многолетняя эксплуатация бетонов, модифицированных кремнип-органическими полимерами, содержащими водород у атома кремния, доказывает возможность существенного увеличения стойкости бетонов нормального твердения и пропаренных в условиях циклического увлажнения и высушивания, капиллярного подсоса и испарения растворов солей высоких концентраций (237—327 г/л). Оптимальное содержание полимера в 1 м бетона составляет 250—300 г при содержании активного водорода в связи 81—Н, равном 1,30—1,42%. Результаты работ по повышению коррозионной стойкости и морозостойкости тяжелых бетонов были использованы для улучшения комплекса важных свойств легких бетонов [8], крупнопористых беюнов из цементно-щебеночных смесей, твердеющих при отрицательных температурах, бетонов на основе белых и цветных цементов, составов на основе цементного клея. Например, трещиностойкость легких бетонов, модифицированных кремнийорганическими полимерами [9], значительно повышается. [c.142]

    Бетофикс является водной эмульсией свободных жирных кислот с диспергированной частью кальциевых мыл и активной кремнекислотой. Не содержит свободных щелочей, которые нарушали бы процесс схватывания и прочность растворов и бетона, и солей алюминия, понижающих сопротивление бетона действию агрессивных сульфатных вод. Изготовляется по ТУ (чехословацкого патента) ЧСП 90779. Должен удовлетворять следующим техническим требованиям  [c.48]

    Поверхностная обработка цементных растворов и бетонов кремнийорганическими составами снижает не только водопоглощение (табл. 45), но и поглощение агрессивных растворов, например, 5% -ного NagSOi и 2% -ной НС1 (табл. 46). Это значительно повышает коррозионную стойкость цементных растворов и бетонов при действии на них агрессивных растворов солей и кислот. [c.132]

    В качестве мероприятия против коррозии арматуры И. А. Александров рекомендовал уплотнять поверхностные слои бетона железобетонных конструкций, в частности, путем флюа-тирования — обработки растворами солей фтористоводородной кислоты. [c.19]

chem21.info

Влияние противогололедного реагента на бетон

Влияние противогололедного реагента на бетон и строительные конструкции

Какое воздействие оказывают обычные противогололедные реагенты на бетонные поверхности? Хорошо известно, что противогололедные реагенты, содержащие нитрат аммония и/или сульфат аммония оказывают химическое воздействие на бетон. Однако такие противогололедные реагенты, как хлористый натрий (каменная соль), хлористый кальций, мочевина, хлористый калий, и их комбинации не оказывают химического воздействия на бетон.

Однако эти противогололедные реагенты понижают точку замерзания воды. Обычно это действие увеличивает количество циклов замерзания/оттаивания, которые проходит вода, что, в свою очередь, может увеличить возможность растрескивания бетона.

Каждый раз, когда вода замерзает в бетоне, она увеличивается в объеме на 9%. Возникающее в результате этого гидравлическое давление может превысить размеры прочности бетона, вызывая тем самым коррозию и/или растрескивание. Чем больше циклов замерзания/таяния воды в бетоне, тем больше вероятность повреждения бетона.

Независимая лаборатория, по контракту с компанией The Dow Chemical Company, провела испытания восьми наиболее распространенных в розничной продаже противогололедных реагентов: гранул хлористого кальция Peladow, чешуированный хлористый магний, каменную соль (хлористый натрий), Ice Fighting Plus хлористый калий, противогололедный реагент Safe step, противогололедный реагент Superior Sno-N-Ice Melter, и мочевины.

Основной химический состав каждого противогололедного реагента:

Peladow Premier противогололедный реагент – хлористый кальций

Чешуированный хлористый магний – хлористый магний

Каменная соль – хлористый натрий

Ice Fighter Plus противогололедный реагент - хлористый натрий

Хлористый калий – хлористый калий

Safe Step противогололедный реагент – смесь хлористого натрия и хлористого калия

Superior Sno-N-Ice Melter противогололедный реагент – хлористый натрий

Мочевина – мочевина

В лаборатории 70 кусочков цемента с размерами 30,48x7,62x7,62 см вдоль бортика высотой 1,91 см на каждом образце. Из этих 70 кусочков 66 были использованы при проведении испытаний, а оставшиеся 4 не были. Время воздействия на бетон составило 14 дней при температуре 24,4°С и относительной влажности 50%.

I. Материал, использованный для испытаний

  • марка Portland cement – Marquette Cement Co., стандарт ASTM С-150,тип I
  • марка Coarse Aggregate – Vanport Stone, стандарт ASTM С-33, # 67 (Департамент штата Пенсильвания по утвержденным ресурсам для дорог)
  • Admixture MB-AE 10 – Master Builders Corporation (вещество, вовлекающее воздух)

II. Свойства бетона

  • предел прочности при сжатии – (в среднем 28 дней) – 3764,8 гр/мм2
  • просадка бетона – 12,7-19,05мм
  • вовлечение воздуха – 5,2%
  • удельный вес – 2,31 гр/см3

III. Оборудование, использованное для проведения испытаний по замораживанию/таянию

Камера с размерами 3,05*3,36*2,75 м, разделенная на две секции; в одной секции (холодная сторона) поддерживалась температура –17,7°С при помощи механического охлаждения и введения жидкого азота, в другой секции (теплая сторона) поддерживалась температура +21,1°С при помощи электрических нагревателей. Образцы были помещены на большую поддерживающую систему, которая механически передвигалась от холодной стороны к теплой при помощи роликовой системы.

IV. Процедура испытаний

Испытания проводились в соответствии со стандартом ASTM С-672-76, «Тест на сопротивление растрескиванию бетонных поверхностей при воздействии противогололедных химикатов», за исключением пункта 2.1 – время цикла замерзания/таяния. Время замерзания/таяния было изменено от 24 часов на цикл на 8 часов на цикл. Чтобы иметь уверенность, что температура опускалась ниже 0°С и поднималась выше 0°С, в центр двух контрольных образцов были помещены термоэлементы.

Каждый противогололедный химикат был разбавлен до концентрации 2% , 4%, 8% и 16% и затем помещен на глубину 12,7 мм на два образца бетона с размерами 30,48x7,62x7,62 см для каждой из четырех концентраций, всего 64 образца для испытаний. Два контрольных образца были покрыты только водопроводной водой, что в сумме дало 66 образцов.

Циклы для всех образцов начинались с холодной стороны камеры в течение 4 часов, за это время температура центра контрольных образцов достигла –3,8°С. Все растворы замерзли, кроме 16%-ных, которые приняли форму талого снега. Затем образцы передвинули к теплой стороне на 4 часа, после чего температура центра контрольных образцов достигла 7,2°С. Все растворы приняли жидкую форму (полностью растаяли). Это рассматривалось как один цикл.

Все 66 образцов были подвергнуты циклам с приращение 50, всего 500 циклов. После каждого 50-го цикла все образцы промывались чистой водой для устранения оставшихся частиц реагентов, чтобы удостовериться, что концентрация противогололедного реагента является постоянной на протяжении всего теста с 500 циклами. Образцы были также взвешены, и результаты записывались после каждого 50-го цикла перед добавлением свежего раствора противогололедных реагентов.

Испытание было прервано после 350 циклов замерзания/таяния на 24 дня согласно предварительному блокированию камеры испытаний. В течение этого времени все образцы находились в морозильной камере при температуре -22°С. Этот период прерывания теста вытекает из процедур, описанных в стандарте ASTM С-672, пункт 7.3.

V. Дополнительные тесты

Необработанный элемент, Vanport Stone, был проверен в соответствии со стандартом ASTM С-289, «Потенциальная химактивность элементов», (химический метод), и было установлено, что он потенциально не активен, в соответствии с приложением X.1.1.2.2. стандарта ASTM С-33. Был проведен также тест на затвердевшем бетоне «Микроскопическое определение вакуумного содержания и параметров вакуумной системы в затвердевшем бетоне», стандарт ASTM С-457.

После завершения 500 циклов замерзания/таяния поверхность каждого образца была проверена, и размеры растрескивания были выражены в цифрах по следующей системе:

0 = нет растрескивания

1 = незначительное растрескивание

2 = от незначительного до умеренного растрескивания

3 = умеренное растрескивание

4 = от умеренного до сильного

5 = сильное растрескивание

Классы были установлены по наблюдению и размерам растрескивания.

Небольшое растрескивание = от 1,59 мм до 4,76 мм в диаметре

Большое растрескивание = от 4,76 мм до 9,53мм в диаметре

Очень большое растрескивание = больше 9 ,53 мм в диаметре

Некоторые данные были представлены в процентном выражении из-за большого объема растрескивания.

Поверхности всех образцов бетона были осмотрены на предмет наличия растрескивания и классифицированы, как показано выше. Для удобства цифры с символами «меньше чем» (<) расположили посередине между цифрами. Например, «<2» находилось бы где-то между 1 и 2, или 1.5. Общий средний класс для каждого противогололедного реагента представлен в Таблице 1, «Классы растрескивания после 500 циклов замерзания/таяния».

Результаты показали, что все образцы, обработанные 2% концентрациями, кроме каменной соли, показали наибольший уровень растрескивания. Образцы каменной соли при 4% концентрации показали немного большее растрескивание, чем 2% раствор.

Два контрольных образца, обрабатывавшиеся водопроводной водой после каждого 50 цикла, в конце испытаний получили уровень растрескивания, равный уровню для хлористого кальция и хлористого натрия при 2% концентрации.

Таблица 1 – Уровни растрескивания после 500 циклов

Реагенты

Концентрация реагента

2%

2%

4%

4%

8%

8%

16%

16%

Peladow

2

2

1,5

1

1

0,5

1

0,5

Каменная соль

2

2

2,5

2

1

1

0,5

0,5

Safe-Step

5

2

2

2

2

2

0,5

0,5

Ice Filter Plus

4

3,5

2

3

1

2

1

1

Хлористый магний

4

3,5

2,5

3,5

2

1

1

1

Хлористый калий

3

4

3

3

3

1

1,5

2,5

Superior Sno-N-Ice

3

5

4

3,5

2,5

2

1

2

Мочевина

5

4

5

4

4

4

2

3

Вода

2

2

2

2

2

2

2

2

Испытания показали, что большинство противогололедных реагентов не оказывают химического воздействия на бетон. Скорее растрескивание бетона относится к количеству циклов замерзания /таяния, через которые бетон проходит в течение зимних месяцев.

Испытания и опыт показывают, что бетон хорошего качества, с вовлечением воздуха, устойчив к растрескиванию. Вовлечение воздуха в высококачественный бетон создает миллиарды «пропускных клапанов» для бетона при воздействии низких температур.

Эти пропускные клапаны предотвращают наращивание давления в бетоне, когда влага замерзает и расширяется. Именно расширение замерзшей воды и последующее наращивание давления становятся причиной растрескивания бетона.

www.evroles-msk.narod.ru