Прогнозирование поведения строительных материалов при неблагоприятных условиях эксплуатации. Ярцев В.П - 21 стр.

UptoLike

Составители: 

алифатические спирты С
1
С
5
и ацетон. Растворимость битумов в таких органических растворителях, как хлороформ,
бензол, сероуглерод и четырёххлористый углерод, характеризует наличие примесейминеральных и других твёрдых
веществ (например, карбенов и карбоидов). В этих растворителях битумы растворяются более чем на 99 % [25].
Керамические материалы, за исключением кислотостойких, обладают невысокой стойкостью к действию воды и
активных жидкостей. Их водопоглощение может колебаться в интервале 0…70 %. Так, для керамического кирпича оно
составляет не менее 6…8 %, фасадной плиткине более 10 %, кислотоупорной плитки – 0,4…8 %, а керамзита и
аглопорита может доходить до 70 %. К кислотостойким материалам относятся клинкерный и кислотоупорный кирпич,
плитка. Эти изделия стойки к воздействию сильноагрессивных сред: кислот, слабых растворов щелочей и органических
растворителей. Их химическая стойкость находится в пределах 96…99 % [1].
Древесина по-разному реагирует на действие химических веществ. Она обладает высокой стойкостью к действию
калийных и натриевых солей, минеральным удобрениям. При обычной температуре плавиковая, фосфорная и соляная
(низкой концентрации) кислоты не разрушают древесину. Серная кислота при концентрации более 5 % и особенно
азотная кислота разрушают древесину при низких температурах. Большинство органических кислот при обычной
температуре не ослабляют древесину; она устойчива к действию уксусной, муравьиной, лимонной и других кислот.
Горячие растворы органических кислот разрушают древесину, особенно при увеличении концентрации и повышении
температуры. Газовые среды, например серный или сернистый ангидрид, вредно действуют на древесину при наличии
увлажнения и повышенной температуры [26, 27]. Следует отметить, что древесина является химически более стойким
материалом, чем металл и железобетон.
Твёрдые древесные плиты (ДСП и ДВП) обладают высокой стойкостью по отношению к слабым кислотам и
щелочам, концентрированным органическим кислотам, спиртам, растительному и минеральному маслам, углеводородам,
но не стойки к концентрированным неорганическим кислотам и концентрированным щелочам. При воздействии
последних происходит набухание плит. Сверхтвёрдые плиты более стойки к воздействию химикатов [28].
Малой химической стойкостью отличаются такие материалы, как неорганические вяжущие и бетоны. Приведём
некоторые сведения. Гипсовые вяжущие обладают низкой водостойкостью. Водопоглощение силикатного кирпича может
достигать 14…16 %, а изделия на основе известково-шлаковых вяжущих наоборот стойки к пресной воде. Повышенной
химической стойкостью обладают такие вяжущие, как жидкое стекло, сульфатостойкий портландцемент (стоек к
действию сульфатной коррозии), пуццолановый (стоек к выщелачиванию Ca(OH)
2
), расширяющийся (обладает высокой
водонепроницаемостью цементного камня), глиноземистый цемент (стоек в растворах кальция (магния), выщелачиванию
Ca(OH)
2
, однако разрушается в растворах кислот и щелочей) [1].
К химически стойким бетонам относятся кислотоупорный бетон и полимербетоны. Первый выдерживает действие
концентрированных кислот (кроме горячей фосфорной, плавиковой и кремнефтористоводородной), растворов солей и
газов, однако разрушается под действием воды уже за 5 – 10 лет. Его также нельзя использовать при воздействии
щелочей. В отличие от предыдущего, гидротехнический бетон обладает хорошей водостойкостью и
водонепроницаемостью. Его водопоглощение не превышает 5…7 %. Полимербетоны отличаются высокой стойкостью к
воде и химическим реагентам.
Следует отметить, что действие жидкой среды и воды приводит к коррозии цементного камня и бетонов [1].
Основные причины коррозии можно разделить на три вида: 1 – разложение составляющих цементного камня,
растворение и вымывание гидроксида кальция; 2 – образование легкорастворимых солей в результате взаимодействия
гидроксида кальция и других составных частей цементного камня с агрессивными веществами и вымывание этих солей
(кислотная, магнезиальная коррозия); 3 – образование в порах новых соединений, занимающих больший объём, чем
исходные продукты реакции; это вызывает появление внутренних напряжений в бетоне и его растрескивание
(сульфоалюминатная коррозия).
Коррозия первого вида. Выщелачивание гидроксида кальция происходит интенсивно при действии мягких вод,
содержащих мало растворённых веществ. К ним относятся воды оборотного водоснабжения, конденсат, дождевые воды,
воды горных и равнинных рек в половодье, болотная вода. Содержание гидроксида кальция в цементном камне через 3
мес твердения составляет 10…15 % (считая на СаО). После его вымывания и в результате уменьшения концентрации СаО
(менее 1,1 г/л) начинается разложение гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. Выщелачивание Са(ОН)
2
в
количестве 15…30 % от общего содержания в цементном камне вызывает понижение его прочности на 40…50 % и более.
Выщелачивание можно заметить по появлению белых подтёков на поверхности бетона.
Коррозия второго вида. Углекислотная коррозия развивается при действии на цементный камень воды,
содержащей свободный двуоксид углерода в виде слабой угольной кислоты. Избыточный (сверх равновесного
количества) двуоксид углерода разрушает карбонатную плёнку бетона вследствие образования хорошо растворимого
бикарбоната кальция по реакции
СаСО
3
+ (СО
2
)
своб
+ Н
2
О = Са(НСО
3
)
2
.
Общекислотная коррозия происходит при действии растворов любых кислот, имеющих значения водородного
показателя pH < 7. Исключение составляют поликремневая и кремнефтористоводородная кислоты. Свободные кислоты
встречаются в сточных промышленных водах предприятий. Они образуются также из сернистого газа SO
2
, выходящего
из топок. В атмосфере промышленных предприятий могут содержаться ангидриты других кислот, а также хлор и
хлористый водород. При растворении его во влаге, адсорбированной на поверхности железобетонных конструкций,
образуется соляная кислота.
Кислота вступает в химическое взаимодействие с гидроксидом кальция, при этом образуются растворимые соли
(например, СаС1
2
) и соли, увеличивающиеся в объёме (CaSO
4
2H
2
O):
Са(ОН)
2
+ 2НС1 = СаС1
2
+ 2Н
2
О; Са(ОН)
2
+ H
2
SO
4
= СaSO
4
·2H
2
O.
Магнезиальная коррозия наступает при взаимодействии на гидроксид кальция магнезиальных солей, которые