Ph бетона: Причины разрушения бетона

Причины разрушения бетона

Главная \ Ремонт бетона \ Причины разрушения бетона

Бетонные и железобетонные конструкции в процессе эксплуатации постоянно подвергаются разрушению. Причины бывают разные: химическое и физическое воздействие окружающей среды, высокие эксплуатационные нагрузки, низкое качество используемого бетона, неточности при проектировании, ошибки при укладке бетонной смеси и т.д.

В целом, причины разрушения бетона можно разделить на 4 больших группы:

1. ХИМИЧЕСКИЕ
Являются следствием взаимодействия Компонентов бетонной смеси между собой или с окружающей средой

• Карбонизация
• Выщелачивание
• Агрессивное воздействие сульфатов
• Агрессивное воздействие хлоридов
• Взаимодействие щелочей цемента с заполнителем

2. ФИЗИЧЕСКИЕ
Являются следствием воздействия температуры или условий твердения бетона.

• Циклы замораживание/оттаивание
• Воздействие высоких температур
• Усадка и растрескивание

3. МЕХАНИЧЕСКИЕ
Являются следствием внешнего воздействия

• Истирание
• Ударное воздействие
• Эрозия или кавитация.

4. ДЕФЕКТЫ ПРИ НОВОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Связаны с ошибками в процессе производства работ

• Приготовление бетонной смеси
• Устройство арматурного каркаса
• Укладка и уход за поверхностью и т.д

Далее мы подробно разберем причины разрушения бетона, приведем типовые примеры и решения.

ХИМИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА
 

Карбонизация

Когда уровень pH бетона становится ниже 11 единиц, пассивирующая защитная пленка вокруг арматуры нейтрализуется и стальная арматура становится подверженной воздействию кислорода и влаги.

В дальнейшем коррозия арматуры начинает прогрессировать, и бетон, окружающий арматуру, отслаивается, что в свою очередь открывает новые пути доступа для разрушающего воздействия кислорода и влаги

Следствием карбонизации является прогрессирующее разрушение бетонной конструкции, сопровождающееся процессами коррозии арматурных стержней.

Чтобы убедиться в том, что разрушение бетона вызвано образованием карбонатов, применяется методика, основанная на изменении цвета бетонного образца после специальной обработки. Бетонный образец обрабатывается 1% раствором фенолфталеина в этиловом спирте (стандарт UNI EN 13295:2005). Поверхность здорового бетона, обработанная таким образом, краснеет. Поверхность карбонизированного бетона после обработки цвет не меняет.
 

Выщелачивание

Такие методы, как химический, термический анализ, методики, основанные на дифракции рентгеновских лучей, не могут быть применимы при анализе выщелачивания бетона. Вещество, которое получается в процессе разрушения подобного типа, представляет собой отлично растворимый в воде бикарбонат кальция. Вымываясь с поверхности, он не оставляет следов для подробного анализа. Еще одной причиной, по которой вышеперечисленные тесты непригодны, является тот факт, что на первой фазе образования бикарбоната возникает карбонат кальция, который присутствует в большинстве видов бетона, поэтому установить, входит ли он в состав этих материалов, или образовался из-за агрессивного воздействия двуокиси углерода, не представляется возможным.

Единственным методом выявления выщелачивания бетона является пристальный визуальный осмотр поверхности. На поверхности бетона, подверженного выщелачиванию, будут видны обширные зоны заполнителя, не связанные цементным камнем.

Агрессивное воздействие сульфатов

Сульфаты присутствуют в воде и грунте, кроме того, их можно встретить непосредственно в заполнителе, где они являются загрязняющими примесями. Сульфаты, находящиеся в грунте или воде, контактируют с сооружением, их ионы проникают вместе с влагой в цементный камень бетона (основной механизм переноса), реагируют с гидроокисью кальция, в результате чего образуется гипс.

Впоследствии он реагирует с гидроалюминатами кальция, из-за чего формируется вторичный эттрингит, который приводит к увеличению объема, расслоению, набуханию, растрескиванию и разрушению.

Чтобы убедиться в том, что разрушение бетона вызвано воздействием сульфатов, необходим химический анализ, позволяющий установить уровень их присутствия. В обычном бетоне содержание сульфатов кальция не превышает 0,4-0,6 %.

Агрессивное воздействие хлоридов

Например, в случае, если сооружение полностью погружено в морскую воду, содержание хлора будет выше. Однако поры бетона будут полностью насыщены водой, препятствующей проникновению кислорода. Коррозия арматуры в данном случае может либо вообще не протекать, либо наблюдаться в малой степени.

Однако если рассмотреть другое сооружение, погруженное в морскую воду, с участком, находящимся на открытом воздухе и подверженном морским брызгам, то участком, который в наибольшей степени подвержен разрушению, будет являться зона оседания брызг. Соли, используемые зимой на дорогах в качестве антиобледенительных реагентов, проникают во время таяния и дождей в бетонную конструкцию, вызывая коррозию и разрушение. Как только этот процесс начинается, где бы сооружение ни находилось, коррозия будет продолжаться с увеличенной скоростью, поскольку образуются легкодоступные пути для проникновения агрессивных веществ.

Концентрация хлоридов, требуемая для поддержания коррозии арматурных стержней, прямо пропорциональна рН бетона. Чем выше щелочность, тем больше концентрация хлоридов, которая требуется для начала процесса коррозии. Этим данный процесс разрушения бетона похож на процессы, возникающие вследствие карбонизации.

Взаимодействие щелочей цемента с заполнителем

В результате взаимодействия щелочей цемента с заполнителем могут происходить существенные разрушения бетонных сооружений. Некоторые типы заполнителей, например, содержащие реакционноспособный кремнезем, взаимодействуют с двумя щелочами, которые находятся в цементе, солями калия и натрия или солями этих металлов, которые поступают извне в форме хлорида натрия (противообледенительные реагенты, морская вода).

Взаимодействие щелочей цемента с заполнителями бетона представляет собой медленно протекающий гетерогенный процесс, поскольку он связан с составом заполнителей, содержащих аморфный кремнезем. В результате реакции в подобных условиях образуются силикаты натрия и гидратированный калий, отличающиеся чрезвычайной объемистостью. Реакции взаимодействия щелочей цемента с заполнителями бетона проявляются в защитном слое бетона. При этом на поверхности появляются микро- и макротрещины, или даже начинается подрыв небольших участков бетона над областями, где в заполнителях имеется реакционноспособный кремнезем (явление вспучивания). Этот феномен, в частности, наблюдается на полах промышленных зданий.

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА
 

Циклы замораживание/оттаивание

Негативное воздействие льда проявляется только тогда, когда вода в жидкой фазе проникает внутрь бетона. Это вовсе не означает, что бетон должен быть абсолютно сухим, просто уровень влажности не должен превышать определенную величину, называемую «критическим насыщением». Речь идет о том, что количество воды в порах должно быть меньше этой величины. Расширившись при превращении в лед, она должна оставаться в пределах полостей и не создавать напряжения. Однако если вода заполняет или почти заполняет весь объем пор, а затем замерзает, лед начнет ломать бетон, создавая внутреннее давление.

Чтобы ограничить негативные последствия влияния низких температур, необходимо принять меры к сокращению капиллярной микропористости и стимулировать макропористость (чтобы размеры полостей были 100-300 мкм). Для этого при приготовлении бетона используют воздухововлекающие добавки, которые поддерживают соотношение между водой и цементом на низком уровне, используют морозостойкие заполнители.

Воздействие высоких температур

Влияние на бетон высоких температур носит деструктивный характер. Арматурные стержни выдерживают температуры до 500°С, а бетон — до 650°С. Роль бетона, окружающего арматурные стержни, в этом случае носит фундаментальный характер — он замедляет распространение тепла. Чем толще бетон, тем дольше протекает разогрев до температуры 500°С, при которой арматурные стержни теряют прочность.

Огонь способен привести ко многим видам повреждения бетона, причем в очень серьезных масштабах.

• Даже если арматурные стержни защищены бетоном, они, разогреваясь, увеличиваются в объеме, создают в бетоне очаги напряжения, что может привести к частичному его разрушению.
• Арматурные стержни, нагреваясь, расширяются значительно быстрее бетона, при этом теряется сцепление арматуры с бетоном.
• Даже если температура, при которой теряется несущая способность, не достигнута, бетон может утратить свои эксплуатационные качества при внезапном охлаждении, что обычно наблюдается при пожаротушении. В этой ситуации оксид, образовывающийся при нагреве, трансформируется в известь, которая разрушает бетон.
• На поверхности, обращенной к огню, наблюдается растрескивание, вызванное быстрым расширением. Некоторые заполнители разрываются и могут отделиться от окружающего бетона. При этом происходит то же явление, что и при быстрой конденсации водяного пара, сопровождающейся небольшими взрывами.
• Если воздействие огня носит длительный характер, арматурные стержни достигают температуры, при которой теряют прочность на растяжение, в результате разрушается все сооружение.

Усадка и растрескивание

В этом разделе обсуждается два типа усадки — пластическая и гигрометрическая. Пластическая усадка наблюдается, когда бетон находится в пластичной фазе и выделяет часть влаги, содержащейся внутри него, в окружающее пространство, что приводит к сжатию. Растрескивание в этом случае зависит от условий в среде, окружающей уложенный бетон.

При укладке бетона в опалубку по очевидным причинам испарение не наблюдается. Если же бетон непосредственно контактирует с окружающей средой, происходит испарение, вызванное сравнительно высокой температурой и очень низкой влажностью снаружи либо сильным ветром. При пластической усадке свежего бетона на его поверхности могут возникать микротрещины. Гигрометрическая усадка вызвана выделением влаги в окружающую среду с низким уровнем относительной влажности в течение всего срока эксплуатации сооружения.

Чтобы избежать проблем, создаваемых пластической усадкой, следует принять меры для остановки слишком быстрого испарения имеющейся воды. Это можно реализовать несколькими способами:

1. Укрыть уложенный бетон водонепроницаемым материалом, который препятствует испарению.
2. Орошать всю поверхность бетона водой в течение первых нескольких дней после укладки.
3. На свежий бетон нанести материал, создающий защитную пленку, которая препятствует испарению.

Поскольку по большей части гигрометрическая усадка протекает в течение первых шести месяцев после укладки, поддерживать влажность все это время не представляется возможным. В связи с этим прибегают к таким мерам, как снижение водоцементного отношения и увеличение соотношения между инертными материалами и цементом.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА
 

Истирание

Истирание наблюдается, когда материал подвергается повторяющимся ударам более твердых частиц. Это вызвано трением между порошком из более твердых пород о поверхность материала. Отсюда следует, что истирание напрямую зависит от характеристик материалов, из которых состоит бетон. Таким образом, стойкость к истиранию можно повысить за счет уменьшения пропорции между водой и цементом или путем нанесения на поверхность бетона смеси цемента с твердыми добавками и заполнителями.

К числу сооружений, которые в наибольшей степени подвержены этому явлению, относятся полы промышленных объектов, чье состояние постоянно ухудшается вследствие непрерывного движения транспортных средств.

Ударное воздействие

Другой формой разрушения механической природы являются ударные воздействия. В этом случае приходится учитывать множество факторов, поскольку бетон является хрупким материалом, который в результате достаточно интенсивных ударов разрушается, а прочность его снижается. Ущерб, наносимый в результате ударов, визуально проявляется не сразу.

В некоторых случаях должно пройти множество циклов подобного воздействия, например, в стыках бетонного покрытия при движении механических транспортных средств. В этой ситуации единственный способ избежать разрушения — изготовить как можно более прочный бетон.

Чтобы повысить ударостойкость, можно прибегнуть к армированию стальными волокнами, что способствует более равномерному распределению энергии ударного воздействия по всей конструкции.

Эрозия

Эрозия — это частный случай износа, вызываемый ветром, водой или льдом, который сопровождается уносом материала с поверхности. Характер процесса определяется скоростью движения, концентрацией твердых частиц пыли и качеством бетона. В этом случае единственным средством защиты являются специальные меры при изготовлении бетона. Следует воспользоваться теми же рекомендациями, что и при истирании.

Кавитация

Кавитация наблюдается там, где присутствует поток воды (при скорости свыше 12 м/с). Быстрое движение воды и неровная поверхность канала, по которому она протекает, способствуют возникновению турбулентного течения и образованию зон пониженного давления, где формируются вихри, вызывающие эрозию стенок. Воздушные пузырьки, которые образуются в потоке воды ниже по ходу течения, попадая в зоны повышенного давления, лопаются, оказывая сильное ударное воздействие, приводящее к эрозии. При очень большой скорости течения воды масштабы кавитации могут быть довольно серьезными. Кавитации можно избежать, создавая гладкие поверхности без каких-либо препятствий для течения воды.

Оценка прочности бетона и ее прогнозирование для бетонных и железобетонных конструкций Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 624.012.45.46

ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ БЕТОНА И ЕЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДЛЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

А.А. ВАСИЛЬЕВ

Учреждение образования «Белорусский государственный университет транспорта», г. Гомель

Введение

В большинстве промышленных, транспортных, общественно-культурных и жилых зданий и сооружений используют сборные железобетонные конструкции (ЖБК).

При обследовании конструкций зданий и сооружений важнейшим критерием оценки состояния бетона является определение его прочности на сжатие (К).

На сегодняшний день для определения К широко применяются методы неразрушающего контроля. Определение К методом ударного импульса достаточно удобно и при правильном выполнении всех операций характеризуется небольшой относительной погрешностью, составляющей до 10 %.

Однако определению прочности бетона методами ударного импульса присущи и недостатки:

— завышенные (заниженные) результаты;

— сложность (невозможность) определения К в труднодоступных местах;

— невозможность прослеживания изменения К по глубине конструкции.

Это связано с тем, что результаты определения К зависят от многих нюансов (количества и расположения арматуры, крупного заполнителя и др.), но в первую очередь — от состояния поверхности бетона. В свою очередь состояние поверхности бетона конструкций зависит от множества факторов, но, в конечном счете, определяется условиями эксплуатации.

Изучению воздействия различных сред посвящено большое число работ, результаты которых в наиболее общей форме обобщены в [1]-[4]. О2, NO2 и др.).

Таким образом, взаимодействие бетона с углекислым газом является ведущим процессом его нейтрализации.

Процесс карбонизации, или коррозии II вида, можно представить в следующем виде:

Са(ОН)2 + С02 Нг° > СаС03 + Н20. (1)

Труднорастворимый карбонат кальция, образующийся в результате реакции, обладает низкой прочностью и имеет рыхлую структуру. В процессе реакции СО2 взаимодействует со щелочными компонентами цемента, растворенными в поровой влаге, в результате чего уменьшается щелочность и происходит снижение защитных свойств бетона по отношению к арматуре. Такое взаимодействие сопровождается снижением показателя рН поровой влаги и изменением состава цементного камня за

счет образования карбонатов, что ведет к возможности деградации бетона и окисления арматуры [5], [6].

Показатель рН является важной характеристикой бетона, определяющей защитные свойства по отношению к арматуре и стабильное состояние минералов цементного камня при воздействии на него воды, углекислого газа и перепадов температур. Показатель КС (карбонатная составляющая) характеризует количественное содержание карбонатов в цементно-песчаной фракции бетона в массовых процентах.

До настоящего времени проводилось мало исследований изучения влияния воздействия атмосферы (с учетом времени и условий эксплуатации) на различные типы ЖБК с использованием рН-метрии. На сегодняшний день нейтрализация бетона в основном оценивается фенолфталеиновой пробой (по толщине неокрашенного слоя). Ранее в работе [7] было определено граничное значение рН« 10, при котором происходит окрашивание бетона в малиновый цвет при воздействии индикатора. Дискретность значения рН при оценке фенолфталеиновой пробой не позволяет оценить изменение водородного показателя по толщине отработанного слоя и проследить как изменение рН отражается на прочностных свойствах бетона.

Постановка задачи

Целью данной работы явилось изучение контакта различных типов ЖБК из тяжелых бетонов с атмосферой для разных сроков их эксплуатации и установления связи между водородным показателем водной вытяжки цементного камня рН и прочностью на сжатие К. 15 мм.

При определении К измерения проводили в трех местах на каждой конструкции, вычисляя средние значения. Обработку накопленных данных проводили по методу наименьших квадратов. Результаты с большими отклонениями значений К не использовали в расчетах средних значений.

Показатель рН поровой влаги определяли по методике [8].

Результаты экспериментов и их обсуждение

В течение нескольких лет обследования конструкций накоплен большой объем результатов определения рН, К на различных типах ЖБК (колонн, балок, плит ребристых и типа ПК) как с одинаковыми сроками эксплуатации, так и в зависимости от времени их эксплуатации [5], [6], [9]. Для всех типов обследованных

конструкций из тяжелого бетона выявлена связь между рН и К. Эти зависимости для разных видов конструкций близки и отличаются незначительно углами наклона.

На основании полученных зависимостей [9] построены регрессионные модели зависимости К-рН для атмосферных условий и условий помещений для наиболее распространенных типовых конструкций из тяжелого бетона (соответственно рис. 1, 2).

pH

Рис. 1. Обобщенная диаграмма рассеяния значений поверхностной прочности R и соответствующих значений рН для атмосферных условий с нанесенным уравнением линейной регрессии и 95 % доверительным интервалом для условных средних значений R

МПа

Я

pH —►

Рис. 2. Обобщенная диаграмма рассеяния значений поверхностной прочности Я и соответствующих значений рН для условий помещений с нанесенным уравнением линейной регрессии и 95 % доверительным интервалом для условных средних значений Я

Полученные зависимости близки и отличаются незначительно углами наклона, которые характеризуют скорость изменения рН и Я при различных условиях эксплуатации.

На основании построенных диаграмм выведены формулы для определения поверхностной прочности бетона на сжатие Я по величине показателя рН:

— для атмосферных условий

R = -57,792 + 8,01437 • pH, МПа; (2)

— для условий помещений

R = -38,2727 + 6,31735 • pH, МПа. (3)

Под атмосферными условиями приняты условия, при которых воздействие атмосферы на конструкции происходит непосредственно, под условиями помещений

— атмосферные условия цехов, общественных, жилых зданий, сельскохозяйственных помещений. Лет

Рис. 4. Обобщенная диаграмма рассеяния значений рН и соответствующих значений г для условий помещений с нанесенным уравнением линейной регрессии и 95 % доверительным интервалом для условных средних значений рН

По данным формулам, с учетом формул (2, 3) получены зависимости, позволяющие прогнозировать изменение поверхностной прочности от времени для различных условий эксплуатации.

— для атмосферных условий

pH = 11,5334 — 0,01657 • г, МПа; (6)

— для условий помещений

R = 34,5878 — 0,10467 • г, МПа. (7)

Суммируя средние значения зависимостей R-рН для основных железобетонных конструкций, была определена точность значения R, получаемая методом рН-метрии. Ошибка составила ±2,5 МПа.

На основании формул (2, 3) построена зависимость R-рН для различных условий эксплуатации (рис. 5), позволяющая определять прочность бетона на сжатие длительно эксплуатирующихся конструкций. Путем суммирования средних значений зависимостей R-рН для основных ЖБК была определена точность значения R, получаемая методом рН-метрии. Ошибка определения R составляет ±2,5 МПа, при точности определения рН, равной 0,01 рН.

8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0

pH —►

Рис. 5. Зависимость Я-рН: 1 — для атмосферных условий; 2 — для условий помещений

Выводы

Результаты экспериментов позволили сделать следующие выводы:

— между временем эксплуатации г, Я и pH существует устойчивая связь;

— для различных видов конструкций, выполненных из тяжелого бетона, зависимости Я-рН для одинаковых условий эксплуатации очень близки и отличаются незначительно углами наклона;

— метод рН-метрии позволяет с достаточной точностью оценивать поверхностную прочность бетона на сжатие;

— применение рН-метрии позволяет прогнозировать изменение прочности бетона конструкций по времени в зависимости от условий эксплуатации.

Литература

1. Алексеев С. Н. Коррозионная стойкость железобетонных конструкций в агрессивной промышленной среде / С. Н. Алексеев, Н. К. Розенталь. — М. : Стройиздат, 1978. — 205 с.

2. Кудрявцев И. А. Диагностика, эксплуатация и ремонт зданий и сооружений : пособие по спец. «Технический надзор» /И. А. Кудрявцев, М. В. Беспалова, А. А. Васильев. — Гомель : БелГУТ, 2003. — Ч. 1. — 265 с. ; Ч. 2. — 228 с.

3. Карнаухова Л. Н. Исследование физико-химических процессов и закономерностей массопереноса при коррозии цементного камня в кислых средах : сб. науч. тр. НИЖБ / Л. Н. Карнаухова, В. Г. Петров-Денисов. — М., 1984. — С. 82-98.

4. Долговечность железобетона в агрессивных средах / С. Н. Алексеев [и др.]. — М. : Стройиздат, 1990. — 320 с.

5. Васильев А. А. Опыт использования р№ и карбометрии при определении состояния длительно эксплуатируемых железобетонных конструкций / А. А. Васильев //Вестн. БГТУ. Строительство и архитектура. — 2003. — № 1. — С. 228232.

6. Васильев А. А. Мониторинг состояния длительно эксплуатируемых железобетонных конструкций / А. А. Васильев // Современные методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов : материалы междунар. и карбометрии / А. А. Васильев // Шука и транспорт. — 2004. — № 1. — С. 21-24.

Получено 17.05.2005 г.

3 вещи, которые нужно знать о значении pH бетона Ведь бетонные поверхности и конструкции запросто могут прослужить десятки и десятки лет. Тем не менее, хотя это может показаться доказательством того факта, что бетон имеет нейтральный химический состав, бетон все же химически реактивен.

Этот фундаментальный аспект бетона делает его восприимчивым к определенным видам повреждений с течением времени. Если вы хотите узнать больше о бетоне на химическом уровне, продолжайте читать. Эта статья расскажет вам о трех ключевых фактах, касающихся бетона и его значения pH.

1. Бетон начинается с высокого значения pH

Ученые измеряют химическую активность с помощью шкалы pH. Шкала рН имеет диапазон от 0 до 14 со средней точкой 7, представляющей полную химическую нейтральность. Когда значения pH упадут ниже 7, что-то станет более кислым. Точно так же, когда значения pH поднимаются выше 7, они становятся более щелочными.

Свежий бетон имеет удивительно высокое значение pH, около 13 – другими словами, почти на самом верху шкалы. Этот высокий уровень pH связан с цементом, используемым для связывания бетона. Цемент содержит большое количество щелочей, высокоосновной категории минералов. Когда цемент растворяется и смешивается с водой, он придает бетону в целом высокий pH.

2. Значение pH бетона меняется со временем

Хотя бетон изначально имеет высокий уровень pH, со временем он меняется. Высокий pH бетона делает его более летучим на химическом уровне. Практически любое вещество с более низким pH, которое вступает в контакт с бетоном, будет взаимодействовать с его щелочами, нейтрализуя их основную природу. Эта реакция, в свою очередь, приводит к снижению рН бетона.

Свежий бетон так легко вступает в реакцию с кислотными веществами, что даже углекислый газ в воздухе начнет нейтрализовать щелочи. Этот процесс, известный как карбонизация, постепенно влияет на рН бетона на более глубоких уровнях. Кроме того, воздействие других кислых веществ, таких как кислотные дожди или соли против обледенения, еще больше ускорит изменение pH в бетоне.

3. Более низкие значения pH повышают вероятность повреждения бетона

К сожалению, бетон начинает испытывать негативные последствия, когда его pH падает ниже значения около 11. В этот момент химическая природа цемента изменяется настолько, что он больше не может плотно связывать частицы заполнителя. В результате бетон может начать разрушаться.

Повреждения такого рода в первую очередь затрагивают внешние слои бетона. Участки отслаивающегося, сколотого или иным образом поврежденного бетона носят общее название отслаивания. Поскольку поверхность бетона срезается, процесс карбонизации будет легче воздействовать на глубокие участки плиты. Вскоре бетон может быть слишком поврежден, чтобы его можно было отремонтировать.

Карбонизация создает еще более серьезные проблемы для бетона, армированного внутренними стальными опорами. Изменение рН сделает эти структурные элементы гораздо более подверженными коррозии. По мере того, как ржавчина начинает накапливаться на внешней стороне металла, ржавчина оказывает большое давление на окружающий бетон. Это напряжение делает бетон более склонным к развитию трещин и выбоин.

К счастью, у подрядчиков есть множество способов защиты бетона от нежелательных изменений pH. Чтобы узнать больше о том, что вы можете сделать, чтобы предотвратить разрушение вашего бетона карбонизацией или отремонтировать или заменить поврежденный контракт, чтобы вернуть его в хорошее состояние, свяжитесь со специалистами Capitol City Concrete Cutters LLC. Мы можем помочь вам со всеми вашими конкретными потребностями.

← Предыдущее сообщение

Новое сообщение →

Почему pH важен | CRETEDEFENDER

Почему pH важен

pH является критическим фактором в химическом составе бетона. Компонентами бетона являются портландцемент, горная порода (заполнители) и вода. Портландцемент является «связующим» компонентом в бетоне и имеет рН, приближающийся к 11, что является очень щелочным. Если вы помните школьную химию, нейтральный pH равен 7. Выше 7 — щелочной, а ниже 7 — кислый.

Чтобы цемент скреплял другие компоненты, важно, чтобы его pH оставался на уровне 11 или близком к нему. При попадании соли (pH примерно от 6 до 7) или других кислот, таких как кислотные дожди, на бетон, они проникают в мелкие поры и микротрещины бетона и воздействуют на окружающие материалы, снижая их рН. По мере снижения pH способность цемента удерживать вещи вместе снижается. Когда бетон подвергается воздействию кислой среды в течение достаточно длительного периода времени, все, что останется, это песок и камень.

Даже бетон, не обработанный противогололедными солями, подвергается обработке, снижающей pH. Процесс называется «Карбонация». Карбонизация – это реакция между цементом в бетоне и углекислым газом в воздухе. Карбонизация постепенно снижает рН в бетоне, хотя этот процесс несколько медленный. Карбонизация занимает около 6 лет, чтобы продвинуться на 50 мм (2 дюйма).

Когда карбонизация (пониженный уровень pH) достигает уровня стальной арматуры, она воздействует на тонкий защитный слой оксида железа, окружающий арматуру, и вызывает коррозию. Поскольку при коррозии сталь может расширяться в 6 раз, возникающее давление может привести к растрескиванию и разрушению окружающего бетона. В конструкционном бетоне это может привести к разрушению конструкции.

Хорошим индикатором уровня деградации бетона является рН-тест. Мы используем цифровой рН-метр, который мгновенно определяет рН бетона. Если рН вашего бетона > между 9 и 11, вы в довольно хорошей форме (и ваш бетон, вероятно, тоже выглядит неплохо). Если pH находится между 7 и 9, бетон начинает разрушаться. Вы можете заметить некоторые повреждения поверхности на этом уровне, но не всегда. pH около 6, и у вас определенно есть видимые повреждения. Показатели pH ниже 6, и у вас сильно испортился бетон. Если ваш показатель pH составляет около 4, вам нужно будет заменить бетон, так как его мало что осталось, чтобы скрепить его.

Еще один способ проверить уровень pH — взять образец керна и опрыскать его фенолфталеином. Фенолфталеин — это индикатор pH, который становится пурпурным, когда pH превышает 9,6. Если ядро ​​становится полностью пурпурным при распылении, pH все еще находится в безопасном диапазоне. Если он не меняет цвет, pH ниже безопасного диапазона для бетона. Этот тест хорошо подходит для того, чтобы увидеть, насколько близка карбонизация к армированию.

CreteDefender P2 проникает в поры и микротрещины бетона и заполняет их раствором, который образует гель и затвердевает. pH этого геля составляет примерно 11, такой же, как у окружающего бетона. Эта реакция также создает молекулы щелочного металла в бетоне, что повышает и стабилизирует pH в бетоне, а молекулы щелочного металла поглощают углекислый газ. Затвердевший гель предотвращает проникновение воды, солей, кислот и других химических веществ.