Методы предотвращения и снижения степени коррозии бетона.

Предотвращение коррозии цементного камня обеспечивается различными способами: изменением минералогического состава клинкера, фторированием поверхности бетона, регулированием тонкости помола цемента, введением в его состав гидравлически активных материалов, автоклавной обработкой изделий из бетона и гидроизоляцией бетонных сооружений.

4.1. Влияние минералогического состава клинкера

Стойкость портландцемента в пресных водах можно повысить, уменьшив в нем содержание трехкальциевого силиката – минерала, твердеющего с выделением большого количества свободной извести. Обычно стандарт на сульфатостойкий цемент предусматривает следующие требования: 3СаО · Al₂O₃ не более 5%(мас.), сумма 3СаО · Al₂O₃ + 4СаОAl₂O₃ ·Fe₂O₃ – не более 22%, 3СаО · SiO₂ – не более 50%.

4.2 Фторирование поверхности бетона

Другой мерой защиты бетона от коррозии является обработка поверхности бетона растворами фторосиликатов магния или натрия с целью придать ей водонепроницаемости. Фторосиликаты реагируют с карбонатом и гидроксидом кальция поверхностного бетонного слоя:

2CaСO₃ + MgSiF₆ + nH₂O = 2CaF₂↓ + MgF₂ + SiO₂ · nH₂O↓ + 2CO₂↑ (13) ;

2Ca(OH)₂ + MgSiF₆ + (n-2)H₂O = 2CaF₂↓ + MgF₂↓ + SiO₂ · nH₂O (14).

Образуется труднорастворимые в воде вещества CaF₂, MgF₂, SiO₂ · nH₂O отличается в порах бетона, придавая поверхностному слою бетона водонепроницаемость.

4.3. Влияние тонкости помола на стойкость против коррозии

Согласно В.С.Горшкову, увеличение тонкости помола способствует повышению сульфатостойкости цементного камня, этот факт объясняется тем, что увеличение тонкости помола сопровождается формированием плотного цементного камня с высокой водонепроницаемостью, исключающей возможность миграции агрессивной среды, что и обуславливает высокую коррозийную стойкость бетона.

4.4. Влияние тепловлажностной обработки цементного камня на его

коррозийную стойкость

Обработка цементного камня паром при температуре выше 100°С обеспечивает хорошую коррозийностойкость бетона. При автоклавной обработке под высоким давлением Са(ОН)₂ реагирует с SiO₂ с образованием низкоосновных гидросиликатов, что повышает сульфатостойкость цемента, поскольку реакция Са(ОН)₂ + Na₂SO₄ = CaSO₄ · 2H₂O + 2NaOH (15)

прекращается. Гидросиликаты кальция образующиеся при автоклавной обработке, устойчивы к воздействию агрессивных сред. В процессе обработки образуется 3СаО · Al₂O₃ · 6H₂O и гидрогранаты кальция

3СаО · (Al,Fe)₂O₃ · 6H₂O, SiO₂, обладающие высокой устойчивостью к действию сульфатов натрия.

4.5. Введение гидравлически активных добавок

Введение добавок в цемент способствует повышению его коррозийной стойкости. В этом случае протекает реакция

Са(ОН)₂ + SiO₂ + H₂O = CaO · SiO₂ · H₂O (16).

Образующиеся гидросиликаты кальция менее растворимы в воде и практически не вступают в обменные реакции с сульфатами. Кроме того, введение в состав гранулированного шлака и горелой породы тоже оказывает положительное действие на коррозийностойкость бетона.

4.6. Гидроизоляция бетона

Гидроизоляция бетонного сооружения является эффективным способом, предотвращающим проникновение воды в бетон. С этой целью сооружение покрывают различными непроницаемыми покрытиями. Однако этот прием очень трудоемкий и дорогой. В последние годы для повышения водонепроницаемости бетонов используют расширяющиеся цементы и полимерные композиции на их основе.

В качестве полимерных добавок применяют дивинилстирольный латекс СКС-65 ГП, водно-спиртовые растворы крмнийорганических жидкостей ГКЖ-10 или ГКЖ-11 (силиконаты или аллюмосиликонаты катрия жидкие), фуриловый спирт, водорастворимые алифатические смолы.

Цементный камень на расширяющемся цементе имеет более плотную структуру, чем цементный камень на портландцементе. Введение в цементный камень водорастворимых полимерных добавок приводит к значительному снижению микропористости, что вызывает уменьшение пор (появляются поры с радиусом 100 · 10 ^-10 м). Применение таких цементов позвляет обеспечить значительное снижение газо-, водо- и рассолопроницаимости цементного камня и раствора в сравнении с соответствующими составами на портландцементе.