Для студентов обучающихся по специальности «Производство строительных изделий и конструкций»

Минеральные вяжущие вещества

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

В воде, находящейся в капиллярах и крупных порах цементного камня, содержатся в растворенном состоянии различные вещества и в первую очередь гидроксиды кальция, натрия, калия и др. Характерно, что в первые дни твердения содержание гидроксида кальция в жидкой фазе смеси портландцемента с водой часто достигает 1,4—1,5 г/л (считая на СаО), что свидетельствует о пересыщении его растворов. Наличие этих соединений в водной среде обусловливает высокую ее щелочность, характеризуемую показателями концентрации ионов водорода рН = 12...13.

Многочисленные исследования показали, что сталь подвержена значительной коррозии уже при рН = 5...Ю; при рН = 10 и более скорость коррозии быстро падает. При рН = 14 ее практически нет. Это обусловлено тем, что в щелочных средах на поверхности стали образуется тонкая защитная пленка из нерастворимых оксидных железных соединений Fe(OH)3 и др., предохраняющих металл от дальнейшей коррозии. Чем выше щелочность окружающей водной среды, тем меньше растворимость оксидной пленки и тем выше ее защитные свойства. Происходит так называемое пассивирование железа.

Нижняя граница защитного действия гидроксида кальция при свободном доступе воздуха к поверхности железа соответствует приблизительно рН = 12; при весьма ограниченном доступе кислорода рН равно примерно 11,5. В обычном железобетоне, находящемся в воздушной среде с относительной влажностью ниже 60 %, коррозии арматуры нет.

Если в портландцементиом бетоне создаются условия для уменьшения щелочности водной среды до рН<11,5... ...12, то опасность коррозии нарастает. Одной из причин снижения щелочности является карбонизация гидроксида кальция в цементном бетоне при действии на него углекислоты воздуха. В карбонизированном бетоне рН = 9. Отсюда вытекает важное требование — защищать стальную арматуру в конструкциях слоем плотного бетона надлежащей толщины (1,5—2 см и более).

На интенсивность коррозии стали в бетоне могут влиять различные вещества. Те из них, которые увеличивают скорость коррозии, называются стимуляторами (ионы хлора, серная кислота и др.); вещества, уменьшающие скорость коррозии, называются ингибиторами (нитриты и хроматы натрия и др.). Жидкая фаза смесей шлакового или пуццолапового портландцемента с водой характеризуется более низкой щелочностью, чем смеси воды с портландцементом, поэтому защитные свойства бетонов на этих цементах несколько слабее.

Таким образом, при применении бетонов на тех или иных вяжущих в армированных сталью конструкциях особое внимание следует уделять вопросу обеспечения надлежащей защиты металла от коррозии самим бетоном. В противном случае должны проводиться специальные мероприятия по защите от коррозии (покрытие арматуры защитными пленками и т. п.).