Разрушение бетона с использованием химических реактивов. Расширяющийся раствор для разрушения бетона
Разрушение бетона с использованием химических реактивов | ImhoDom.Ru
В течение последних лет в качестве альтернативной технологии взрыву во все большей степени используются химические реактивы для статического расширения. Поскольку действие расширяющих реактивов основано на химическом процессе, они в течение 10—12 часов способны создать необходимые разрушающие усилия. Однако новейшие технологии позволяют уменьшить это время до 30 минут. Это достигается за счет помещения в отверстие вместе с расширяющим реактивом нагревательного элемента.
При смешивании НРС-1М с водой образуется смесь (суспензия), которая, будучи залита в частично или полностью замкнутую полость (например, шпур) в каком-либо объекте, постепенно, в результате реакции гидратации порошка, твердеет и увеличивается при этом в объёме. Количество воды в порошке НРС-1М не должно превышать 30…35%. В противном случае давление расширения резко снижается. Увеличение объема сопровождается развитием давления от 50 до 150 мПа на стенки шпура, величина которого зависит от содержания в порошке СаО. При этом в теле разрушаемого объекта развиваются напряжения, значения которых может превышать его предельную прочность при растяжении, что и приводит к разрушению объекта. Эффект разрушения выражается в образовании в теле объекта трещин с их развитием во времени.Обычно образование трещин происходит в зависимости от температуры объекта и его характеристик в пределах от 12 до 20 часов. Чем выше предел прочности, тем больше время образования трещин. Повышение температуры объекта способствует ускорению образования трещин.
Преимущество использования расширяющихся реактивов заключается в отсутствии шума, вибрации и летящего мусора при разрушении бетона. К сожалению, при необходимости образования трещины точно вдоль конструкции расстояния между отверстиями для зарядов должны быть уменьшены. Недавно началось применение отверстий с надрезами для образования трещины в нужном направлении.
В институте ВНИИ разработано и выпускается невзрывчатое разрушающее средство (НРС-1), представляющее собой негорючий невзрывоопасный порошок с усилием разрушения более 30 МПа. Разрушение бетонной конструкций, например, фундаментного блока ФБС, происходит в результате расширения залитой в пробуренные шпуры смеси порошка с водой и роста вещества кристаллизации.
Развитие напряжений по всей глубине шпура приводит в момент превышения прочности при растяжении материала к образованию в нем направленных трещин. Применение НРС-1 обеспечивает бесшумное направленное разрушение бетона без вибрации и выброса твердых и газообразных продуктов реакции.
Чтобы разрушить бетон смесь помещается в заранее просверленные отверстия диаметром 38-80 мм с расстоянием между ними, превышающим в 8 раз диаметр отверстия. Количество реактива, требующегося для 1 м просверленного отверстия, зависит от диаметра отверстия.
• Например, для отверстия диаметром 38 мм — 1,6 кг, для отверстия диаметром 51 мм — 3,3 кг. При расширении смеси через 24-48 часа достигается давление до 30 МПа. Собранный лом с места демонтажных работ транспортируется на завод по производству заполнителей, и полученный заполнитель отправляется снова на бетонный завод (две транспортные операции).
Оборудование для получения заполнителя из бетонного лома иногда устанавливают непосредственно на месте демонтажных работ, и полученный заполнитель отправляется на бетонный завод или объект (одна транспортная операция).
Где купить эту смесь и подробные технологии работ см. здесь:
http://www.izon.nm.ru/1NRS.htm
imhodom.ru
Система эттрингит–таумасит: отличительные черты разрушения бетона
В данной статье исследованы особенности коррозионного разрушения бетона при кристаллизации в нем эттрингита и таумасита. Выявлены отличия в характере разрушения бетонов, позволяющие в ранние сроки определить, какой из компонентов системы эттрингит–таумасит оказывает доминирующее влияние на кинетику процессов деструкции. Приводится оценка условий, являющихся наиболее опасными для развития процессов сульфатной коррозии с участием таумасита.
Считается, что основной характеристикой бетона, определяющей его качество, является предел прочности при сжатии, но этот показатель не остается постоянным в течение длительного срока эксплуатации конструкций. На прочность бетонных изделий оказывает влияние воздействие окружающей среды. Что происходит с бетоном в случае негативного воздействия внешней среды? Насколько интенсивным будет разрушение бетона? Можно ли распознать начальные признаки коррозионного разрушения материала, чтобы принять меры для защиты конструкции? Изучение этих и многих других вопросов позволяет разрабатывать методы защиты бетона от коррозии, а также оценить необходимость их применения в тех или иных условиях эксплуатации, дать технико-экономическую оценку их эффективности, определить кинетику процесса с тем, чтобы обеспечить своевременную реконструкцию.
Сульфатная коррозия бетона – это комплекс сложных физико-химических процессов, приводящих к разрушению бетона. Согласно классификации В. М. Москвина [см. Москвин В. М., Иванов Ф. М., Алексеев С. Н., Гузеев Е. А. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты. М.: Стройиздат, 1980], сульфатная коррозия относится к 3 виду коррозии, т.е. разрушение материала происходит за счет напряжений, возникающих в бетоне из-за кристаллизации экспансивных фаз. Такой вид коррозии возможен при наличии в воздействующей среде сульфат ионов, но, кроме того, как показали результаты исследований, проведенных Л. Кларком, третий вид коррозии развивается и при воздействии пресных вод на бетоны с внутренними источниками сульфатов. Профессор Кларк установил, что таким источником может стать заполнитель [см. Clark L. Thaumasite form of sulfate attack // Concrete International. Vol. 22, № 2, February 1999. p. 37–40].
Продукты взаимодействия агрессивной среды и цементного камня обладают экспансивным характером, и к ним, в первую очередь, относятся эттрингит и таумасит. Когда эттрингит образуется в свежеприготовленной бетонной смеси, а его распределение является относительно гомогенным, он не является причиной разрушения бетона. Такой тип эттрингита, согласно международной классификации [см. Collepardi M. Damage by Delayed Ettringite Formation – A Holistic Approach and New Hypothesis // Concrete International. Vol. 21, № 1, January 1999. p. 69–74; Штарк Й., Больманн К., Зайфарт К. Является ли эттрингит причиной разрушения бетона? // Цемент и его применение. 1998, № 2. стр. 13–22], называется первичным (Early Ettringite Formation – EEF). Примером образования первичного эттрингита является реакция двуводного гипса с трехкальциевым алюминатом в присутствии воды (схема 1):
3CaO•Al2O3+3(CaSO4•3h3O)+26h3O = 3CaO•Al2O3•3CaSO4•32h3O
С другой стороны, когда эттрингит образуется в гораздо более поздние сроки (в течение нескольких месяцев или даже лет), возникает неоднородная экспансия в жесткой бетонной структуре, что приводит к появлению микротрещин и развитию процессов коррозии. Согласно международной классификации [см. Clark L. Thaumasite form of sulfate attack // Concrete International. Vol. 22, № 2, February 1999. p. 37–40; Collepardi M. Damage by Delayed Ettringite Formation – A Holistic Approach and New Hypothesis // Concrete International. Vol. 21, № 1, January 1999. p. 69–74], такой эттрингит называется вторичным (Delayed Ettringite Formation – DEF). Разрушающий эффект, который создается в результате образования вторичного эттрингита, зависит от концентрации реагирующих компонентов на участках структуры бетона и кристаллической формы новообразований. Сульфатная коррозия в результате взаимодействия гидроалюминатов кальция и моносульфата с образованием эттрингита показана на схеме 2.
Сульфатная коррозия, происходящая в результате взаимодействия гидросиликатов кальция и гидроксида кальция в присутствии карбонат иона с образованием таумасита, (Thaumasite Sulfate Attack – TSA) описывается схемой 3.
Результаты многочисленных исследований показали, что эттрингит и таумасит всегда находятся в кристаллической смеси. Однако процентные соотношения зависят от внешних условий, воздействующих на систему. В исследованиях [см. Базанов С. М. Механизм разрушения бетона при воздействии сульфатов // Строительные материалы. 2004, № 9. стр. 46–48] установлено, что пониженная температура окружающей среды (+4±2 °С) стимулирует образование таумасита, более высокая температура (от +20±2 °С) приводит к образованию эттрингита. Хотя эттрингит и таумасит имеют сходные кристаллические структуры, характер разрушения бетона при преимущественном содержании одного из компонентов кристаллической смеси в значительной степени различается.
Для того чтобы установить различия в характере разрушений при образовании эттрингита и таумасита, были изготовлены две серии образцов кубиков: с высотой ребра 100 мм для исследования изменения предела прочности при сжатии и с высотой ребра 25 мм для микроскопических исследований – а также партия балочек размером 40х40х160 мм для исследования изменения линейных размеров и прочности. Одна партия образцов помещалась в условия, стимулирующие образование эттрингита, другая – таумасита. Балочки и кубики с высотой ребра 25 мм изготавливались из мелкозернистого бетона, большие кубики – из тяжелого бетона. Составы бетонов приведены в таблице. После твердения в нормальных условиях в течение 28 суток образцы помещались в 5% раствор Na2SO4. Испытания проводились в течение 3-х лет.
Табл. 1 Составы бетонов для проведения исследований
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Наблюдения показали, что образцы, разрушение которых вызвано образованием эттрингита, в течение первого месяца испытаний меняли свой цвет (на поверхности образовывались темные полосы), линейные размеры образцов менялись незначительно, трещинообразования заметить не удалось. В последующие сроки наблюдался прирост линейных деформаций (рис. 1), появились незначительные разрушения ребер и граней образцов. Через 5–6 месяцев испытаний на поверхностях бетона удалось заметить отчетливо различимые – толщиной 0,1...0,2 мм и длиной до нескольких сантиметров – трещины.
В дальнейшем толщина и длина трещин возрастала. Толщина трещин в центральной области граней, как правило, была выше, чем у ребер (рис. 3). Отдельные трещины имели очень большую длину и пересекали несколько граней образца. Через 2–2,5 года исследований образцы с такими трещинами распались на куски. Из нескольких крупных кусков нами были изготовлены образцы. Испытания показали, что прочность этих кусков в среднем составляет не более 25% начальной прочности бетона (рис. 2). При образовании эттрингита напряжения кристаллизации, концентрируясь у микродефектов структуры бетона, вызывают возникновение микротрещин. Затем кристаллизация продолжается в самой трещине, что, соответственно, вызывает ее рост и приводит к разрушению материала.
Образцы, чье разрушение было обусловлено образованием таумасита, также изменили свой цвет, но изменения произошли позднее, чем в случае, описанном выше. Через 2–3 месяца на поверхностях появились темные полосы, на которых впоследствии образовался белый налет. Через 8–9 месяцев образцы покрылись сетью мелких трещин (рис. 4), толщина которых находилась в диапазоне значений от 0,05 до 0,1 мм. В дальнейшем толщина этих трещин увеличивалась, хотя гораздо менее значительно, чем это происходило при кристаллизации эттрингита. Кроме того, происходило образование большого числа новых трещин. Через 14–15 месяцев испытаний было замечено еще одно отличие в разрушении образцов, связанное с наличием эттрингита и таумасита.
Хотя прочность образцов, содержащих таумасит, была несколько выше, чем образцов с эттрингитом, но у первых были отмечены сильные разрушения ребер и граней (рис. 5). По прошествии 3-х лет часть образцов превратилась в бесформенную массу, которая больше напоминала бетонную смесь, чем твердый каменный материал. Результаты рентгенофазового анализа проб показали присутствие большого количества таумасита в этих образцах.
При образовании таумасита в начальные сроки бетон теряет прочность менее интенсивно, чем это происходит при кристаллизации эттрингита. На поверхности материала не возникает глубоких и широких трещин. Бетон не «взрывается» изнутри, как при образовании эттрингита. Деструкция начинается на поверхности с разрушения ребер и граней. Это можно объяснить тем, что таумасит представляет собой силикат содержащую фазу, наличие силикатов в бетоне количественно не ограничивает образование таумасита. Кристаллизация таумасита, по всей видимости, начинается по всему объему материала. Таумасит образуется в мелкокристаллической форме, как показали исследования [см. Штарк Й., Больманн К., Зайфарт К. Является ли эттрингит причиной разрушения бетона? // Цемент и его применение. 1998, № 2. стр. 13–22], и поэтому не создает столь значительных напряжений подобно эттрингиту, но, кристаллизуясь в больших количествах, в течение длительного времени приводит к снижению прочности цементного камня, вызывая разрушение бетона. Механизм деструкции материала при образовании таумасита включает не только процессы коррозии бетона третьего вида, но и процессы коррозии второго вида, связанные с превращением гидросиликатов кальция, обеспечивающих прочность цементного камня, в мало связанную массу – таумасит.
Однако в реальных условиях эксплуатации бетонных изделий происходит изменение параметров воздействия на материал и, следовательно, концентраций, составляющих системы эттрингит–таумасит. Исследование образцов бетона с добавлением 20% CaSO4•2h3O от массы цемента на открытом воздухе, проводимое параллельно с лабораторными исследованиями показали, что в течение первого года разрушения были вызваны образованием эттрингита, таумасит присутствовал в незначительном количестве. Через 22 месяца наблюдений отмечалось появление сети мелких трещин, искривление ребер образцов и разрушение углов. Еще через 4 месяца замечено сильное снижение прочности бетона. Результаты рентгенофазового анализа этих образцов показали значительное увеличение содержания таумасита в кристаллической смеси.
На схеме 3 показано, что в образование таумасита, помимо сульфат ионов, участвуют и карбонат ионы. Источником последних может стать карбонат, содержащий заполнитель, кроме того, карбонаты содержатся в грунтовых водах, а также возможно образование карбоната кальция на поверхностях бетонных элементов, подвергающихся переменному увлажнению и высушиванию в результате взаимодействия гидроксида кальция с СО2 воздуха. Эксперименты с образцами бетона, изготовленными с добавлением 5% молотого СаСО3, показали усиление темпов коррозионного разрушения материала (рис. 6) в начальные сроки в особенности при пониженной температуре окружающей среды. Следовательно, конструкции, эксплуатирующиеся в условиях переменного уровня воды или воздействия грунтовых вод, в первую очередь подвергаются риску образования таумасита.
Таким образом, отличия в характере разрушения бетонов под действием эттрингита или таумасита позволяют в ранние сроки определить, какой из компонентов системы оказывает доминирующее влияние на кинетику процессов деструкции. Однако, как показали исследования, в естественных условиях содержание компонентов кристаллической смеси может изменяться в течение строка эксплуатации. Сначала разрушение вызвано кристаллизацией эттрингита.
На этом этапе происходят рост внутренних напряжений, линейные деформации, могут образовываться трещины. Кристаллизация эттрингита стимулирует рост числа кристаллов таумасита. Он, образуясь по всему объему, приводит к возникновению сети мелких трещин, затем происходит разрушение углов и ребер, что сопровождается потерей прочности и продолжающимся ростом линейных деформаций. Наиболее опасным для развития процессов коррозии, вызванной образованием системы эттрингит–таумасит, является присутствие в воздействующей агрессивной среде наряду с сульфат еще и карбонат ионов или повышенное содержание карбонатов в материале, вследствие карбонизации выщелачивающегося гидроксида кальция, а также наличия карбонат содержащего заполнителя.
library.stroit.ru
Расширение бетона III - Справочник химика 21
В строительстве часто необходимо иметь цемент, отличающийся малым тепловыделением. Он предназначается для массивных бетонных конструкций, например, в гидротехнических сооружениях. При твердении цемента с большим экзотермическим эффектом возникает температурное расширение бетона, причем он сильно расширяется во внутренних частях массива и в меньшей степени в наружных частях, которые подвергаются естественному охлаждению воздухом или водой. Скорость и степень охлаждения тоже различны в разных зонах конструкции. Объемные деформации, возникающие при неравномерных расширении и сжатии бетона, вызывают образование трещин и иногда приводят к разрушению сооружений. Для получения цемента, обладающего небольшим тепловыделением, клинкер должен изготовляться с относительно невысоким содержанием трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината. [c.181] Так, в морской воде присутствие хлоридов замедляет или прекращает расширение бетона под действием сульфатных растворов. Это связано с повышением растворимости гипса и гидросульфоалюмината кальция в растворах хлоридов. [c.376]Сухой бетон не подвержен морозному разрушению, хотя при низких температурах могут сказываться различия в коэффициентах линейного расширения бетона и арматуры. Лить при насыщении водой более 90-92 % начинает заметно влиять льдистость. [c.193]
Полиэфирные покрытия проявляют недостаточную стойкость в среде щелочей и многих растворителей (бензоле, ацетоне, трихлорэтилене и т. д.). Коэффициент термического расширения полиэфирных смол почти в 10 раз больше коэффициента термического расширения бетона. [c.276]
Усадка и расширение бетона. Бетон в процессе твердения изменяет свой объем. Если процесс твердения происходит на воздухе, то бетон дает усадку при твердении в воде замечается небольшое расширение, причем в массивном бетоне также наблюдается расширение, которое происходит вследствие нагревания до температур 30—60°. [c.370]
Коэффициент температурного расширения бетона составляет 0,00001. Коэффициент усадки принимается 0,00015 таким образом, на 1 м длины бетонного сооружения усадка составляет 0,15 мм. Необходимо отметить, что быстротвердеющий, белитовый и пуццолановый портландцементы обычно дают большую усадку бетона усадка бетона большая происходит также при использовании мелкозернистых и пористых заполнителей. [c.370]
Коэффициент термического расширения бетона с шамотным заполнителем и с различными тонкомолотыми заполнителями в интервале от 20 до 750° находится в пределах от 8-10-6 до 10-10- (рис. 32, а). [c.53]
Из рис. 41 видно, что относительное удлинение и коэффициент термического расширения бетона при нагревании не зависят от действия отрицательной температуры. [c.69] Усадка бетона происходит при нагревании до 300° и составляет примерно 0,3%. При дальнейшем нагревании наблюдается расширение бетона. [c.85]Коэффициент термического расширения бетона с шамотным заполнителем при нагревании от 100 до 800° находится в пределах 6-10-6—8-10-6 [c.85]
Значительный интерес представляют разработки по изготовлению трубопроводов из напрягающего цемента, который, создавая расширение бетона, обеспечивает натяжение арматуры (спиральной и продольной), то есть без соответствующих механизмов достигается необходимое напряженное состояние в стенках труб. Это упростит изготовление трубопроводов и снизит их стоимость. [c.363]
Так как коэффициенты температурного расширения бетона и стали по величине очень близки, то температурные напряжения не нарушают монолитности железобетона. [c.28]Оф — коэффициент линейного расширения бетона в 1/°С [c.99]
В жаростойком железобетоне арматуру располагают в местах с температурой, не превышающей 350° С. При более высоких температурах температурное расширение арматуры больше, чем температурное расширение бетона, сцепление арматуры с бетоном нарушается, арматура корродирует, расширяется и разрушает бетон. [c.174]
В качестве другого примера рассмотрим случай, когда весы закреплены на бетонной стене комнаты, а отсчетное устройство типа катетометра, как иногда совершенно неправильно делается некоторыми исследователями, стоит на полу комнаты на отдельной подставке. Допустим, линия отсчета находится на расстоянии 1,5 м от пола. В этом случае изменение емпературы. в комнате на 1°С (несмотря на очень близкие коэффициенты термического расширения бетона стены и железной подставки катетометра) приведет к изменению взаимного расположения весов и катетометра на 0,005 лш, при условии их одинаковой температуры, а так как суточный ход температуры в лабораторных помещениях может вполне достигать несколько градусов, то эта величина может быть больше. Если же допустить, что вполне реально, что разность температур стены и катетометра с подставкой может достигать нескольких, например 5° С, то погрешность в измерениях может дойти до 0,1 мм вместо 0,01 мм, которую обычно 214 дают катетометры. [c.214]
Другие добавки меньше влияют на усадку. Особого внимания заслуживает добавка НКМ. В ее присутствии на ранней стадии твердения бетона наблюдается одноразовое расширение при оттаивании. Этот результат в условиях двух- и трехстороннего обжатия бетона можно использовать для повышения его непроницаемости. Однако этот же эффект вызывает необходимость в ограничении областей применения добавки НКМ или в ее осторожном использовании с учетом вызываемого одноразового расширения бетона. [c.108]
При помощи новых добавок-ускорителей можно получить не только быстро твердеющий, но и расширяющийся бетон, если только уменьшить водовяжущий фактор до некоторого мини.му-ма. Расширение бетона можно использовать двояко либо за [c.253]
Температурный коэффициент линейного расширения бетонов [c.188]
Не предлагайте использовать тепловое расширение опалубки расширяющаяся опалубка потянет за собой прилипший к ней бетон, ничего не изменится. [c.122]
Разрушение футеровок из материалов неорганического происхождения происходит в результате напряжений, которые возникают в материале при резких сменах температуры из-за различия коэффициентов линейного расширения металла корпуса и материала футеровки. Футеровки неорганического происхождения применяются в виде кирпичей, плиток, фасонных деталей, цементов, бетонов. [c.152]
Горизонтальные аппараты устанавливают на бетонные фундаменты на открытых площадках и под перекрытиями зданий или постаментов. Для обеспечения тепловых расширений горизонтальные аппараты имеют подвижную опору. Основные коммуникации присоединяют, как правило, со стороны неподвижной опоры. Эти условия оказывают существенное влияние на выбор методов монтажа горизонтальных аппаратов. [c.234]
Обмуровка трубчатых печей. Обмуровка печи включает слой из фасонного огнеупорно-изоляционного кирпича толщиной до 250 мм и наружный слой тепловой изоляции. Для придания прочности и защиты от атмосферных воздействий обмуровку снаружи закрывают стальным кожухом. Применяют также печи с монолитной обмуровкой из жаропрочного бетона. Обмуровку крепят на специальных подвесках и кронштейнах, которые соединены с каркасом печи (рис. Х1-6). Боковые поверхности кирпича иногда выполняют волнистыми для обеспечения большей герметичности печи. Для возможности теплового расширения кладки устраивают температурные швы, заполненные мягкой, легко деформируемой тепловой изоляцией (например, асбестом). [c.194]
Термическое расширение бетона на периклазовом цементе при нагреве до 1450°—1,47%. Термостойкость жаростойких бетонов на шамотном заполнителе 15—25 водяных теплосмен, а да хромитовом — порядка 5. Объемный вес бетонов с хромитовым заполнителем 3200 кГ/ж , а с шамотным—1800—2000 кГ/ж . Для ответственных конструкций состав бетонов подбирается специальной лабораторией, а для неответственных конструкций может быть принят из приведенных ниже. [c.34]
При повышенном содержании окислы ЫагО, К2О и L12O не только замедляют процессы связывания СаО и образования 3S, но и вызывают образование сваров клинкер-а и колец во вращающейся печи, понижают стойкость футеровки, а также вызывают опасное расширение бетона на аморфном кремнеземпистом заполнителе. По этим причинам в ряде стран содержание R2O в разных цементах ограничивается пределами 0,6—1,2%. Содержание R2O в клинкерах, производимых основной массой отечественных заводов, колеблется в среднем в пределах 0,49—1,88. [c.228]
Относительное линейное расширение бетона в условиях свободного расширения достигает 4%. В железобетоне имеет место ограничение расширения, вызываемое сопротивлением растягиваемой (или натягиваемой) стальной арматуры, поэтому величина его составляет 0,25—0,75%. Причиной расширения также считается образование трехсульфатной формы гидросульфоалюмината кальция. Процесс расширения интенсифицируется при пропаривании изделий в интервале температур от 330 до 373 К в течение 5—6 ч. Для получения большей величины самонапряжений арматуры необходимо применять жесткие растворы, i [c.419]
При рассмотрении кривых термического расширения бетона на жидком стекле с разными заполнителями (рис. 32, б) следует отметить, что в интервале температур от 500 до 650 наблюдается заметное расширение образцов жароупорного бетона на анде-зятовом щебне и на заполнителе из полукислого огнеупора, вызванное модификационным превращением кварца, которого в этих заполнителях содержится больше, чем в шамоте. [c.53]
Ряд исследователей отмечает, что с помощью ГКЖ-94 можно значительно повысить морозостойкость жестких и сверхжестких бетонов, а также армированных железобетонных балок [5, 6]. Применение в таких бетонах СНВ малоэффективно. Величина деформации расширения бетонов при минусовых температурах существенно зависит от вида добавки. Относительная деформация, например, при —60 °С бетонов, модифицированных ГКЖ-94, примерно вдвое меньше, чем с добавками ГКЖ-10 и СНВ. [c.137]
Коэффициент линейного температурного расширения бетона на периклазовом цементе при нагревании до 1450° С равен 1,47%. Термостойкость жаростойких бетонов на шамотном заполнителе— 15—25 водяных теплосмен, а на хромитовом — порядка 5. Объемная масса бетонов с хромитовым заполнителем 3200 кг/м , а с шамотным — 1800—2000 кг1м . [c.43]
Бетоны на иуццолановол портланд-цементе при нагреве дают усадку в результате удаления воды из гидратированных новообразований цементного камня, а также усадки самой пуццо-ланической добавки. Введение в состав бетонов на пуццолановом портланд-цементе тонкомолотых (микронаполнительных) добавок способствует расширению бетонов при первом нагревании, повышению его жаростойкости и улучшению совместной работы с арматурой. [c.45]
Показано [24], что бетоны на хромоглиноземистом шлаке и 30%-ной ортофосфорной кислоте отверждаются при 20 °С. С увеличением продолжительности выдержки образцов на воздухе разрушающее напряжение бетона при сжатии повышается после 3 сут до 8,5 МН/м и после 28 сут до 16 МН/м . Огневая усадка бетона отсутствует, а при 1700°С наблюдается расширение бетона до 1%, что объясняется рекристаллизацией шлака и увеличением его в объеме. [c.158]
III. Выкрашивание кромок в швах и трещинах с образованием выбоин Воздействие транснортных средств на широкие незаполненные швы и при надвижке, одна на другую при расширении бетонных плит в жаркую ногоду Ямочный ремонт с применением цементобетонныж смесей и растворов [c.455]
| Рис. 1. Влияние абсолютного содержания едвого натрия и времнезема на деформацию расширения бетона (в числителе - содержание едвого натрия в пересчете на Ма20 от веса цемента, в знаменателе - содержание опала от веса цемента) |  |
Предел прочности при сжатии жароупорного кислотостойкого бетона 135— 200 кГ1см относительный коэффищ1ент линейного расширения бетона с шамотным наполнителем при температурах 100—800° С составляет (6—8) 10- град. [c.181]
Примечание 1. Эмпирические формулы для вычисления температурного коэффициента линейного расширения бетонов в интервале температур от —30" до 0°С ( ) и от О до +40°С ) я з вискиости от лажностк по объему т (%) и температуры Г °С следующее [c.189]
chem21.info
Как остановить разрушение бетона
Сегодня бетон является основой конструкции большинства строительных объектов различного назначения. Он занимает лидирующую позицию на рынке стройматериалов и используется для закладки фундамента практически всех возводящихся зданий. Однако изделия из бетона имеют низкую сопротивляемость к кислотным средам, что зачастую приводит к их преждевременному разрушению.
Выделяют несколько основных причин разрушения бетона:
- Механические. Возникают в процессе высоких нагрузок — статистических, динамических, износа. В таких случаях разрушение является результатом применения низкой марки бетона, не соответствующей проектным требованиям.
- Карбонизация и коррозионные процессы. Материал обладает способностью хорошо впитывать кислород, углекислый газ из воздуха и воду. Данное качество не оказывает негативного воздействия на прочность структуры бетона, но разрушает арматуру. Ржавчина, возникающая в процессе окисления стержней из металла, увеличивает их объем, что приводит к повышению внутреннего давления и разлому изделий.
- Циклы замораживания-разморозки. Вода, присутствующая в порах бетона, при отрицательных температурах увеличивается в объеме, что ведет к возникновению напряжения, разрушающего материал.
Способы предотвращения разрушения бетона
Прочность бетона зависит от химического состава цемента. Для приготовления раствора рекомендуется применять компоненты, отличающиеся устойчивостью к воздействию агрессивных сред, а не использовать более плотные заполнители. Повысить характеристики материала можно благодаря применению качественных компонентов.
Если возведенная конструкция перманентно находится под воздействием влаги, то со временем характеристики бетона ухудшаются. Проникая в его структуру, вода медленно разрушает материал. Существует ряд способов предотвратить разрушение бетона, которые применяются с учетом существующих нагрузок на конструкцию.
При раскрашивании бетона вследствие механического воздействия необходимо в первую очередь распределить давление на конструкцию. Данный способ эффективно предотвращает дальнейшее разрушение, хотя и может негативно отразиться на общем виде изделия.
Для того чтобы замедлить растрескивание, вызванное воздействием влажной среды, необходимо демонтировать пораженные участки, неспособные выполнять свою функцию. Для устранения трещин их нужно замазать особым раствором. Пропитывающие составы, способные проникать на определенную глубину, наносят на поверхность всего готового изделия. В случае, когда приостановить разрушающий процесс не представляется возможным, пораженную зону или даже всю конструкцию рекомендуется заменить.
Воспрепятствовать разрушению бетона можно, увеличив его плотность. При более высоких её показателях кислоты не оказывают столь значительного воздействия, поскольку она препятствует проникновению в структуру материала агрессивных компонентов. Профилактику рекомендуется проводить как непосредственно на этапе возведения объекта, так и сразу же после его завершения. Она состоит из хорошей герметизации вентиляционных систем трубопроводов, устройства сливных сооружений. Защита от коррозии достигается применением материалов на основе синтетической смолы, резиновых жидких смесей и лакокрасочных материалов.
prom-beton.ru
| Щелочные растворы взаимодействуют с глиноземом и кремнеземом, образуя при этом растворимые алюминаты и силикаты натрия или калия. Эти реакции разрушают структуру бетона в результате рекристаллизации новообразований, а также в результате выщелачивания растворимых соединений. Скорость реакции взаимодействия может быть крайне незначительна, так как протекание реакции определяется сложным диффузионным переносом, миграцией влаги, возможной фильтрацией при наличии гидростатического давления. Повышение температуры щелочной среды повышает скорость разрушения бетонов, при этом в первую очередь разрушаются кристаллогидраты алюминатов и в последнюю – трехкальциевый силикат. Наличие в структуре бетона активного кремнезема снижает щелочестойкость, поэтому при подборе состава бетона особое значение имеет минералогический состав заполнителя. Наиболее приемлемыми являются плотные известняки или доломиты. Наименее стойкие трехкальциевый алюминат и четырехкальциевый алюмоферрит. 30%-ный раствор едкого натрия разрушает образцы, изготовленные из трехкальциевого алюмината, и резко снижает прочность образцов из четырехкальциевого алюмоферрита после двухмесячного воздействия, тогда как образцы из трех и двухкальциевого силиката хорошо сохранили свою прочность и форму. При продолжительном воздействии растворов едкого натрия на бетон с добавкой глиноземистого цемента происходит постепенное уменьшение прочности и разрушение структуры бетона. Раствор аммиака не оказывает практически агрессивного воздействия на бетон как на глиноземистом, так и на портландцементе. При периодическом увлажнении бетона раствором щелочи в период его высыхания в порах может происходить карбонизация щелочи с увеличением объема продуктов реакции или образования кристаллогидратов. Эти процессы могут в значительной мере снизить прочность бетона за счет разрушения структуры цементного камня растягивающими напряжениями, характерными для коррозии бетона III вида. Цементный камень, гидратируясь в воде, образует кристаллогидраты всех минералов, составляющих цементный камень. В результате гидролиза образуется водный раствор гидроокиси кальция, который с кислотами образует кальциевые соли. Концентрация серной кислоты, равная 1%, вызывает разрушение, в Первую очередь, трехкальциевого алюмината, затем трех- и двух- кальциевого силиката. В течение нескольких месяцев растворы серной, соляной и азотной кислот заметно разрушают бетон. Фосфорная кислота при концентрации в пределах 5% образует с гидратом окиси кальция малорастворимый фосфат кальция, но при повышении концентрации фосфорной кислоты свыше 5% разрушение значительно интенсифицируется. Достаточно заметное агрессивное воздействие на бетон оказывают органические кислоты, особенно молочная, уксусная и яблочная, а также кислоты с более высоким молекулярным весом. Их отличительным свойством является способность разрушать бетон в воздушно-сухом состоянии без участия воды. В этом случае их агрессивное воздействие проявляется интенсивнее, так как в воде они не растворимы. Коррозия бетона, вызываемая угольной кислотой, зависит от ее концентрации, содержания бикарбонатов, а также от минералогического состава цемента, структуры бетона и других факторов. Угольная кислота растворяет бикарбонат кальция и поэтому способствует выщелачиванию продуктов карбонизации, образовавшихся в бетоне в воздушно-сухом состоянии. Угольная кислота в концентрациях, обычных для водных растворов, находящихся при атмосферном давлении, способна разрушать все минералы, входящие в состав цементного камня. Скорость разрушения в этом случае будет лишь определяться свойством минерала, его структурой, плотностью и другими факторами. Наиболее стойким является камень сульфатостойкого портландцемента с минеральными добавками, сульфатостойкого шлакопортландцемента, а также пуццоланового портландцемента. Аналогично химическому взаимодействию кислот с бетоном проявляется действие слоев сильных кислот и слабых оснований, а также целого ряда газов, образующих кислоты с влагой, адсорбированной бетоном. |
svaika.ru
Разрушение - бетон - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Разрушение - бетон
Cтраница 1
Разрушение бетонов под действием воды обычно связано с ее прониканием внутрь бетонной конструкции. Чем выше плотность бетона, тем более коррозионностойким он является. Полностью непроницаемый бетон изготовить трудно. Поэтому водонепроницаемым считается такой бетон, у которого количество воды, испаряющейся с поверхности изготовленного из него блока превышает количество воды, просачивающейся через этот блок. [1]
Разрушение бетона прямо связано с его влагопоглощением. Это относится как к влагопоглощению в результате фильтрации, тай и к диффузии воды внутрь бетонного блока. [2]
Разрушение бетона в агрессивных средах происходит главным образом по связующему - цементному камню, так как заполнители обладают, как правило большой плотностью и химической стойкостью. [3]
Разрушение бетона кислотой происходит потому, что серная кислота реагирует с гидроокисью кальция, содержащейся в бетоне. В результате этого образуются соли, которые легко растворяются в воде или, кристаллизуясь в порах и увеличиваясь в объеме, разрушают бетонный камень. [4]
Разрушение бетонов под действием воды обычно связано с ее прониканием внутрь бетонной конструкции. Чем выше плотность бетона, тем более коррозионностойким он является. Полностью непроницаемый бетон изготовить трудно. Поэтому водонепроницаемым считается такой бетон, у которого количество воды, испаряющейся с поверхности изготовленного из него блока превышает количество воды, просачивающейся через этот блок. [5]
Разрушение бетона прямо связано с его влагопоглощением. Это относится как к влагопоглощению в результате фильтрации, так и к диффузии воды внутрь бетонного блока. [6]
Разрушение бетона возможно из-за накопления в его порах солей, кристаллизации их и дальнейшего перехода этих солей из безводной или маловодной формы в кристаллогидраты с высоким содержанием воды. Наиболее часто такие явления наблюдаются в морских сооружениях, которые частично погружены в воду и имеют открытую для испарения поверхность. В таких сооружениях, если не принять необходимые меры, возможно накопление раствора солей за счет капиллярного подсоса и последующего испарения воды из наружных частей конструкции. [7]
Разрушение бетона происходит вследствие его коррозии. Различаются три вида коррозии бетона. [8]
Разрушение бетона в кислых средах происходит в результате взаимодействия кислот с основными минералами цементного камня - гидросиликатом кальция, гидроалюминатом кальция и особенно с гидроокисью кальция Са ( ОН) 2 и образования растворимых в воде и кислоте солей. Например, при взаимодействии цементного камня с серной кислотой образуется гипс. Процесс сопровождается увеличением объема материала и возникновением внутренних напряжений, приводящих к появлению трещин в бетоне, через которые агрессивная среда проникает в глубь материала. С соляной кислотой образуется хлористый кальций и хлористый алюминий, хорошо растворимые в воде. [9]
Разрушение бетона при правильно запроектированном его составе начинается с разрушения наименее прочной составляющей - цементного камня или в месте контакта цементного камня и заполнителя. Таким образом, прочность бетона характеризуется прочностью цементного камня и его сцепления с заполнителем. [10]
Разрушение бетона обусловлено химическим составом воды, с которой он соприкасается, и главным образом концентрацией агрессивной свободной углекислоты и сульфатов. Агрессивная углекислота вызывает растворение гидрата окиси кальция, входящего в состав бетона; сульфаты являются причиной так называемой сульфатной агрессии. [11]
Разрушение бетона в этих средах обусловлено взаимодействием сульфат-ионов с алюминийсодержащими фазами цемента и цементного камня в присутствии гидрокси-да кальция с образованием высокосульфатной формы гид-росульфоалюмината кальция - эттрингита. [12]
Разрушение бетона сжатой зоны происходит при небольших температурах его нагрева и значительных сжимающих напряжениях в нем, когда пластические свойства бетона при нагреве не успевают проявиться и модуль упругости снижается незначительно. Этот случай аналогичен разрушению переармированных железобетонных изгибаемых элементов при обычной температуре и характеризуется недоиспользованием механических свойств растянутой арматуры. [13]
Видимых разрушений бетона в упавшей балке обнаружено не было. [14]
Разрушению бетона фундамента способствует высокая температура. Известно, что при 300 - 400 С цемент в бетоне теряет кристаллизационную воду и бетон разрушается, превращаясь в порошок. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
