КОРРОЗИЯ БЕТОНА В МОРСКОЙ ВОДЕ

 

Повышенный интерес к строительству в океанах, морях и прибрежных водах вызван возросшими масштабами нефтедобычи в этих районах. Большая часть платформ для подводного бурения выполняется из цементного бетона. Хотя высококачественный бетон характеризуется как очень стойкий к действию морской воды, тем не менее к его долговечности, а также к условиям, предохраняющим стальную арматуру при работе под нагрузкой, предъявляются повышенные требования.

Коррозия бетона в морской воде протекает в результате действия ряда физических и химических факторов, роль которых неоднозначна. Некоторые из них относятся даже к конструктивным, приводящим к улучшению качества бетона, другие же — к деструктивным. Поведение бетона в морской воде трудно прогнозировать, так как многие реакции при этом протекают в неравновесных условиях и термодинамические данные могут служить в лучшем случае лишь как оценочные.

Установлено, что разрушение бетона в морской воде — результат одновременного протекания нескольких реакций; это частично объясняет, почему морская вода менее агрессивна, чем этого можно было бы ожидать исходя из деструктивных процессов, вызываемых действием на бетой содержащихся в ней ионов, но взятых в отдельности. Морская вода состоит примерно из 3,5 % растворимых солей (по массе).

Коррозию бетона в морской воде можно подразделить в зависимости от условий эксплуатации сооружений следующим образом:

1) наружная часть сооружения, находящаяся выше линии прилива. Она непосредственно не соприкасается с морской водой, однако находится под действием воздуха, содержащего перечисленные ранее соли. Разрушение этой части сооружения может ограничиться коррозией арматуры; для нее следует учитывать также необходимость обеспечения морозостойкости бетона;

2) часть сооружения, находящаяся в зоне действия приливов. Она подвергается смачиванию и высушиванию, замораживанию, химическому перерождению продуктов гидратации цемента, эрозии под действием воли, песка и льда; арматура в этой зоне корродирует.

3) часть сооружения, находящаяся ниже зоны действия приливов. Здесь

возможно химическое перерождение продуктов гидратации цемента, но эта часть сооружения менее подвержена периодическому замораживанию в ней не столь интенсивно, как п предыдущей зоне, развивается коррозия стальной арматуры.

Хотя хлорид и сульфат магния содержатся в морской воде в небольших количествах, они могут вызвать коррозию бетона вследствие их реакции с Са 2.

Mg+2 из сульфата магния может заместить Са+2 в гидросиликатах кальция; при этом сначала образуются кальциевомагниевые, а затем магниевые гидросиликаты. Эти реакции приводят к ослаблению бетона вследствие возрастания его пористости.

При хранении бетона в морской воде было также обнаружено изменение в составе и в кристаллической структуре эттрингита: в нем оказалось до 5 %S02 и 0.2 % хлорида.

Гидрохлоралюмииат кальция редко образуется при действии на бетой морской воды, так как в присутствии сульфатов кристаллизуется преимущественно эттрингит. Если даже гидрохлоралюмииат кальция и образуется, то в виде хорошо оформленных гексагональных пластинок, расположенных в порах цементного камня и поэтому не приводящих к сильной деструкции.

Роль таумазита в коррозии бетона в морской воде еще не ясна; представляется, однако, что он не обладает вяжущими свойствами.

Влияние состава и дисперсности цемента. Высказывать определенные заключения о влиянии индивидуальных фаз портландцемента на коррозию бетона в морской воде затруднительно, так как присутствие других соединений и окружающей среды может нейтрализовать основной эффект. Тем не менее очевидно, что наличие в цементе 13 %С3А приводит к деструктивным процессам, а в сочетании с высоким содержанием C3S делает бетон нестойким в условиях морской агрессин. Об этом свидетельствуют данные, на котором представлена кинетика развития линейных деформаций растворных образцов из различных портландцементов при их хранении в морской воде.

Однако в докладах сообщается о высокой долговечности в морской воде бетонов, приготовленных при низком ВЦ из цементов, содержащих до 17 % С3А. Хотя в основе расширения бетона, находящегося в растворах сульфатов, лежит образование эттрингита, этот последний редко бывает единственной причиной разрушения бетона в морской воде. Это объясняется тем, что реакции, приводящие к формированию эттрингита и гипса в морской воде, в отличие от аналогичных реакций в чистых растворах сульфатов натрия и магния, не приводят к набуханию бетона, поскольку и эттрингит, и гипс имеют повышенную растворимость в жидких хлоридиых средах.

Существенное влияние на сопротивление бетона разрыву оказывает тонкость помола цемента, так как вместе

с нею растет и дисперсность С3А; соответственно возрастает однородность распределения эттрингита в цементном камне и амортизируются напряжения в бетоне.

Последовательность протекания реакций. Бикцок, ссылаясь на Москвина, предлагает следующую схему реакций для описания коррозии бетона в морской воде. Углекислый газ реагирует с поверхностью бетона, образуя арагонит, что приводит к повышению непроницаемости бетона. Однако в силу высокой концентрации С02 в морской воде арагонит переходит в бикарбонат кальция, выщелачиваемый нз поверхности бетона. Действие С02 на плотный бетон лимитирует скорость реакции на его поверхности.

 

Шлакопортландцементы.

КОРРОЗИЯ БЕТОНА В МОРСКОЙ ВОДЕ

Теории карбонизационной усадки бетона

УСАДКА ПРИ КАРБОНИЗАЦИИ

Механизм действия морозного разрушения бетона.

ВОЗДЕЙСТВИЕ МОРОЗА

НЕДОСТАТКИ ЦЕМЕНТОВ, СОДЕРЖАЩИХ MgO И СаО

БИОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ БЕТОНА

Способы предупреждения щелочной коррозии.

Кремнеземистые заполнители.

ЩЕЛОЧНАЯ КОРРОЗИЯ ЗАПОЛНИТЕЛЯ

Жаростойкий бетон.

Глиноземистый цемент содержит заметное количество алюмоферрита кальция.

ГЛИНОЗЕЛНИСТЫЙ ЦЕМЕНТ

ФОСФАТНЫЕ ЦЕМЕНТЫ

Стирол

СЕРНЫЙ БЕТОН

Повторное использование бетона

Портландцементный бетон

Справедливость законов смеси применительно к прочности пропитанного бетона

Раствор и бетон пропитанный серой

Техника полимеризации

Пропитанный полимером раствор и бетон

Армирование асбестовыми волокнами композитов на основе цемента

Свойства зоны контакта проволоки и цемента

Механические свойства дисперсно-армированных цементных композитов

Основы дисперсного армирования

Высокоподвижная бетонная смесь

Свежеприготовленная бетонная смесь

Затвердевший бетон

Литая бетонная смесь

Замедлители схватывания бетона

Микроструктурные аспекты

Оценка количества хлорида

Хлорид кальция и коррозия.

Хлорид кальция и свойства бетона.

Химические добавки в бетон

Сорбция воды и модуль упругости.

Явления сорбции и изменения длины: теоретическое рассмотрение

Бетон.