Почему появляется коррозия бетона и как с ней справиться? Коррозия бетона Виды и механизмы.

Бетон — очень популярный строительный материал, по своей прочности он подобен камню, бетон изготавливается из цемента, воды и заполнителя. Когда эта смесь твердеет, получается крепкий бетон. Заполнитель может быть разных размеров и характеристик, чаще всего это гравий и щебенка.

Коррозия бетона

Коррозия бетона и железобетона — это такой процесс разрушения целостной структуры цементного камня который происходит из за воздействия воды и влаги, циклического замораживания и размораживания, а так же периодически повторяющегося процесса высыхания а насыщения влагой, а так же процесс коррозии начинается когда бетон вступает в контакт с различными агрессорами, которые присутствуют в окружающей бетон среде. Причины разрушения бетона могут бывают совершенно разными от воздействия различных веществ.

Морозостойкость бетона сильно зависит от величины (тонкости) перемола цемента, а так же от количества воды, которую необходимо использовать, что бы обеспечить удобство работы, так же зависит от клинкера. Из всех компонентов клинкера, наименьшей морозостойкостью обладает СзА, его количество в цементе для морозостойкого бетона, должно быть не более 8%. Помол цемента должен начинаться от 3000 и до 4000 см2/г, но так же очень важно что бы в цементе присутствовали и более крупные зерна, которые позволяют выполнять «самолечение» различных дефектов, которые чаще всего возникают под переменным воздействием разных сред.

Высокая водопотребность цемента, так же уменьшает коэффициент морозостойкости бетона, это объясняется тем, что увеличивается пористость капилляров, из за чего, вода в находится состоянии геля и не замерзает в порах даже при достаточно при температуре воздуха значительно ниже 0. Для морозоустойчивых бетонов, водопотребность должна быть менее 0.55 .

Виды коррозии бетона

Исследования которые были проведены советскими учеными, позволили определить суть коррозии бетона, а так же были подобраны оптимальные методы борьбы с коррозией. Они и разделили коррозию бетона на 3 категории:

1. Вымывание компонентов цементного камня;
2. Воздействие на цементный камень агрессивных веществ;
3. Объединяет все процессы, при воздействии которых, цементный камень образует различные соединения;

Так же бывает коррозия арматуры в бетоне , но ее мы рассмотрим в ближайшее время в отдельной статье.

Второй 2 вид коррозии бетона:

Воздействие на цементный камень агрессивных веществ

Данный вид коррозии возникает при воздействии на цементный камень различных агрессивных веществ, соприкасаясь с которыми образуются 2 типа соединений:

1. Аморфные массы

Образующиеся соли являются легкорастворимыми и растворяются (вымываются) водой. Аморфные массы, практически не обладают ни какими связующими свойствами (кислотная коррозия).

Кислотная коррозия появляется когда воздействует любая из кислот, кроме поликрениевой и кремне-фтористо-водородной кислоты. Эти кислоты, при взаимодействии с гидроксидом кальция, создают легкорастворимые соли CaC12 в том числе, которые постоянно увеличивают свой размер CaSO4-2H2O:

Са(ОН)2 + 2НС1 = СаС12 + 2Н2О Са(ОН)2 + H2SO4 = CaSO4.2H2O

При воздействии таких кислот, начинают разрушаться: гидроалюминаты, гидросиликаты и гидроферриты, создают легкорастворимые соли и другие дополнительные аморфные массы.

Защита от слабых кислотных сред pH =4-6, осуществляется с помощью специального кислотостойкого материала (покрывают пленкой, окрашивают итд). Если кислотные коррозии являются сильными, ph<4, то применяют специальный бетон, который производят на кислотоупорном цементе и таких же кислотоупорных заполнителях, при необходимости используют бетон с полимерными компонентами связующего материала.

Углекислотная коррозия — это тип общекислотной коррозии, возникает под воздействием воды на бетон, которая содержит свободные диоксиды углерода, в качестве слабой угольной кислоты, выше нормы. Такое повышенное содержание агрессивной углекислоты, разрушает ранее образованную карбонатную пленку, из за того что образуется отлично растворимый бикарбонат кальция.

Коррозия бетона при воздействии различных органических и неорганических кислот. Так же очень плохо действует на бетон различные масла, которые в своем составе содержат жирные кислоты (льняное масло, рыбий жир и.т.д). А в свою очередь нефть и все его продукты производства, такие как бензин, масло, керосин и.т.д совершенно не наносят вред бетону, при условии что не содержат остаточных кислот но необходимо знать, что они достаточно легко проникают внутрь бетона.

Третий 3 вид коррозии бетона:

Объединяет все процессы, при воздействии которых, цементный камень образует различные соединения

Когда бетон взаимодействует с различными агрессивными средами, в результате образуются соединения большого размера, чем изначальные соединения бетона, что приводит к образованию внутреннего напряжения в бетоне, с последующим растрескиванием. Этот вид коррозии характерен для сульфатной коррозии. Сульфаты достаточно часто содержатся в воде, и при реакции с гидроксидом кальция образуют гипс. Бетон разрушается из за давления кристаллов гипса (гипсовая коррозия). Такая коррозия происходит из за высокого содержания сульфатов в воде.

Защита бетона от коррозии

Защита бетона от коррозии позволяет значительно увеличить срок эксплуатации строение, но важно понимать, что для этого необходимо использовать сразу несколько видов защиты бетона от коррозии. Во первых еще при проектировании проекта, должны учитываться и просчитываться все возможные факторы влияния окружающей среды на бетон, и рассматриваться и проводиться профилактические мероприятия по защите бетона.

Профилактические методы защиты бетона от коррозии заключаются в способах герметизации строения, устранения агрессивных сред, повышенную вентиляцию если производится работы в закрытых помещениях.

Так же очень эффективным способом для возведения надежного строения, с защитой от разрушения в дальнейшем является правильное конструирование. Для этого необходимо делать все поверхности таким образом, что бы предотвращать любые скопления воды и других органических веществ в углублениях бетона и что бы был реализован нормальный водоотвод от цементного камня, чаще всего это реализуется с помощью применения водоотводов и изготовлении поверхностей с небольшим углом.

Существует по классификации 2 типа защиты бетона:

1. Первичная защита от коррозии бетона
2. Вторичная защита от коррозии бетона

Первичная защита бетона от коррозии

Под первичной защитой от коррозии бетона подразумевается использование различных минеральных специальных добавок для бетона, которые повышают плотность бетона, по этому данный метод является очень эффективным, но следует понимать что необходимо соблюдать осторожность и не добавлять добавок больше чем необходимо иначе можно получить совершенно противоположный результат.

Как правило используются добавки для бетона повышающие различные свойства бетона. Влагоудерживающие, стабилизирующие, пластифицирующие и другие.

Исходя из требуемых условий эксплуатации бетона, выбирают наилучший набор добавок. Если к примеру бетон будет эксплуатироваться в воде с высоким содержанием сульфатов, то требуется уменьшение содержания C3S.

И так в каждом случае исходя из потребностей.

Химические добавки

Химические добавки в бетон позволяют сделать бетон с гораздо более хорошими эксплуатационными характеристиками. Это обеспечивается за счет увеличения плотности бетона, что позволяет уменьшить проникновение различных агрессоров внутрь бетона, даже арматура, которая находится в таком бетоне, значительно меньше подвергается коррозии.

Химические добавки позволяют закрывать поры бетона, что приводит к значительному повышению .

Самые популярные химические добавки в бетон , которые повышают его прочность, устойчивость к разрушению и другие характеристики являются:

• Пластификаторы
• Противоморозные добавки в бетон
• Добавки повышающие водонепроницаемость бетона
• Воздухозахватывающие добавки
• Замедлители схватывания бетона
• Антикоррозийные добавки для арматуры

Достаточно часто используют добавки которые оказывают комплексное действие на бетон, они изменяют сразу несколько характеристик бетона. Иногда улучшая одни характеристики, приходится жертвовать другими.

Вторичная защита бетона от коррозии

Вторичная защита цементного камня от коррозии подразумевает использование специальных дополнительных покрытий для бетона, предотвращающих попадание на поверхность бетона различных агрессивных веществ.

Чаще всего используют разные краски и лаки, специальные защитные смеси, а так же дополнительная гидроизоляция бетона, выдержка на воздухе до карбонизации, так же относят ко вторичным методом защиты бетона от коррозии.

Защита бетона специальными красками, лаками и акриловыми покрытиями используется для предотвращение попадания на бетон различных газообразных и твердых компонентов, которые могут нанести вред. Такие покрытия обеспечивают надежную защиту бетона как и от влаги, так и предотвращает воздействие микроорганизмов на бетон.

Так же применяется метод защиты бетона с помощью различных мастик, они создают защитный барьер от попадания на поверхность бетона влаги и воздействия других твердых сред. В качестве самых популярных мастик, чаще всего используются изготовленные на основе смол.

Уплотняющие пропитки для бетона применяются при воздействии на бетон различных сред, как влаги, так и газов, так же специальные пропитки используют в качестве первого слоя перед нанесением лакокрасочных покрытий. Пропитки позволяют создать надежный верхний слой у бетона, который минимизирует проникновение влаги к бетону.

Биоцидные добавки предотвращают появление и дальнейшее развитие на бетоне плесени, грибков и бактерий и других микроорганизмов различных типов. Биоцидные добавки внутри пор бетона, борятся с развитием бактерий.

Защита бетона с помощью специальных покрытий — данный способ хорошо себя зарекомендовал в тех случаях, когда необходимо обеспечить защиту бетона в различных грунтах с повышенным содержанием влаги, содержащих электролиты. Для защиты выполняют оклейку всех частей подверженных влиянию окружающей среды полиизобутиленовыми пластинами. Так же используется для оклейки бетона и полиэтиленовая пленка, и другие рулонные гидроизоляторы.

Конечно для обеспечения максимальной защиты бетона, рекомендуется использовать сразу несколько объединенных способов защиты бетона от коррозии, от 1 и 2 вида коррозии.

На то, насколько прочны и долговечны будут бетонные конструкции, может влиять качество и степень гидроизоляции перед началом строительства. Исключить попадание в структуру материала веществ, которые будут воздействовать разрушительно, способны лишь хорошо подобранные системы гидроизоляции. Они продлевают срок эксплуатации бетонного сооружения и снижают затраты на реставрацию, а также содержание.

Необходимость защиты

Защита бетона от разрушения на улице необходима по той причине, что описываемый материал хоть и является очень прочным, но в процессе эксплуатации постоянно подвергается разрушающим факторам, среди них осадки, химические реагенты, а также промышленные газы.

Иногда бетон постоянно контактирует с водой, для его защиты в этом случае используются материалы, обеспечивающие высокую гидроизоляцию и устойчивость к воздействию химических и абразивных нагрузок. В данном случае речь идет о бетонных резервуарах, в которых глубина поражения коррозией может достигать 50 см. Если не защитить материал, то со временем он может попросту превратиться в пыль.

Разновидности материалов для защиты

Для защиты бетона на улице используются материалы, исключающие воздействие влаги, коррозии, а также увеличивающие прочность. Это под силу гидрофобизирующим веществам, которые наносятся методом пропитывания. Это позволяет уменьшить угол смачивания, ведь бетон оказывается защищен кремнийсодержащим составом. Преимущество такого подхода состоит в долговечности и водонепроницаемости, а также прочности. Такие вещества представлены эмалями, которые под воздействием щелочей становятся растворимыми и теряют гидрофобные свойства.

Защита бетона от разрушения может быть осуществлена водонепроницаемой пленкой. На поверхности формируется слой из различных смол, например, поливинилхлоридных или полиуретановых. Недостатком способа является низкая паропроницаемость.

Если на покрытие в течение длительного времени будет воздействовать пар, то оно расслоится и разрушится. Для того чтобы исключить эти недостатки, следует совмещать защитный слой и пропитку, однако состав должен быть создан на одной основе. Важно использовать щелочестойкую плёнку, тогда как защитный слой должен обладать повышенной паропроницаемостью.

Защита от разрушения

Рассматривая средства для защиты бетона, вы должны выделить способы, которые позволили бы исключить разрушение материала. К таким средствам защиты можно отнести противогрибковые и антисептические, а также лакокрасочные материалы и пропитки. Уберечь структуру от разрушения можно методом нанесения изоляции и пропитки.

Защита от коррозии

Развитие коррозии происходит за счёт пористости бетона. Это говорит о том, что важно ограничить конструкцию от контакта с влагой и устранить воздействие осадков. Если избежать этого нельзя, то бетон следует изготавливать с повышенной плотностью, чтобы структура была лишена пор.

Иногда на материал наносится защитное покрытие с гидрофобизирующими характеристиками. Защита бетона от воды методом гидрофобизирования является лучшим вариантом предотвращения коррозии. Материал будет отталкивать воду и сохранит пористость структуры, а эксплуатировать конструкцию можно будет при широком диапазоне температур в пределах от -40 до +50 °C.

Гидрофобизирование для выполняется в несколько этапов. В цемент вводятся добавки, увеличивающие плотность и регулирующие пористость. На следующем этапе используются антигрибковые материалы, в качестве них выступают пропитки для уплотнения структуры. Для исключения воздействия влаги применяются лакокрасочные материалы. Для того чтобы предотвратить коррозию, следует использовать ленты из углеволокна. Они отлично подходят для тех участков, где металлическая составляющая сооружения проржавела.

Защита от влаги

Защита бетона раньше осуществлялась с использованием сухих цементных смесей, синтетических листов и прокладок, а также рубероида. Этого недостаточно для полноценной защиты от воды. Для решения проблемы бетонную поверхность необходимо обработать жидкостью с гидрофобизирующими способностями. Покрытие заполнит трещины и поры, обеспечит долговечность и надежную защиту.

Защита бетона от влаги осуществляется по определённому алгоритму. На первом его этапе готовый сухой слой необходимо защитить листом рубероида или водонепроницаемым строительным материалом. С помощью битумной эмульсии обрабатываются швы между листами. Сверху наносится водоотталкивающее покрытие, краска или лак.

Использование анкерного листа

Для защиты бетона сегодня всё чаще используется полимерный лист, который располагается на поверхности в шахматном порядке. Он изготавливается из полиэтилена высокой плотности, обозначающегося аббревиатурой HDPE. Бетонозащитный лист используется для монолитных и сборных железобетонных объектов. Его крепление имеет большое количество точек фиксации, что обеспечивает надежную связь или сцепление с бетоном или раствором.

Форма анкеров формируется методом экструзии при производстве, что гарантирует высокую прочность крепления. Даже при сильных колебаниях температуры и давления оптимальное распределение напряжений обеспечивает сохранение структуры материала, ведь сила воздействия может быть вызвана грунтовыми водами. Анкерный лист для защиты бетона решает множество проблем. Он создает барьер на пути повреждений частицами и химическими веществами.

Слой выступает инфильтратом, исключает коррозию бетона и защищает материал от механических повреждений, которые могут быть вызваны влажностью, вибрацией грунта, а также воздействием корней растений. Анкерный лист можно устанавливать на поверхность при новом строительстве или для санации существующих конструкций. Реконструкция готовых сооружений ликвидирует коррозионный износ и восстанавливает утерянную несущую способность. Полимерный лист компенсирует абразивный износ и исключает дальнейшее разрушение.

Установка анкерного листа

Если защиту бетона вы планируете осуществлять анкерным листом, то необходимо ознакомиться с особенностями его монтажа. На первом этапе материал раскраивается по размерам и форме защищаемой поверхности. Полотно крепится с отступом от края на съемной опалубке или методом индукционной сварки с использованием монтажных дисков.

В пространство между полимерным листом и защищаемой поверхностью заливается бетонная смесь, которая позволяет замонолитить анкерные крепления. С помощью экструзионной сварки стыки между анкерными листами свариваются. Полученный шов обладает 97%-ной прочностью основного материала и помогает создать герметичную оболочку.

Использование состава ВВМ-М

Если вы задумались над вопросом о том, чем покрыть бетон на улице для защиты, то в качестве примера можете рассмотреть состав марки ВВМ-М. Вещество наносится воздушным распылением, а для пропитки поверхности используются кисти и валики. Толщина покрытия и глубина пропитки корректируются расстоянием распылителя от обрабатываемой поверхности.

При выборе краскопульта вы должны предпочесть прибор, который способен выдавать 2 атм. Удалиться от необходимо на 30-50 см. Рекомендуемая толщина покрытия достигает 100 мкм. Если вы планируете пропитывать бетон, то толщина наносимого слоя равна 3 см. Перед формированием каждого последующего слоя не нужно дожидаться высыхания предыдущего. Описываемые материалы изготавливаются из отечественных полимеров, а обходятся недорого, ведь в основе недефицитное сырье.

Защита фундамента

Если перед вами встала необходимость защиты бетона в дома, то можно использовать покрытие боковых поверхностей отработанным машинным маслом и полиэтиленовой пленкой. Основание может быть защищено слоем грунта, уложенного по периметру. Дополнительно можно использовать пенопласт, керамзит или шлак. Это позволяет снизить глубину промерзания грунта и исключить или сократить воздействие негативных факторов на бетон.

Комплексная защита от агрессивных воздействий и влаги

Для того чтобы добиться лучшего эффекта, можно прибегнуть к использованию нескольких технологий. Для этого применяется первичная защита, при которой затворение цементного раствора сопровождается добавлением химических модификаторов и присадок.

Для блокировки трещин следует использовать сульфатные вещества, они помогают от коррозии и обеспечивают прочность и долговечность. Вторичная защита заключается в нанесении мастик, пропиток, растворов и биоцидов. Дополнительной мерой станет защитная отделка, которая предусматривает нанесение штукатурки, установку слоя теплоизоляции и монтаж навесных вентилируемых фасадов.

В заключение

Бетон является очень прочным материалом, который славится своей долговечностью, но в его основе множество пор, через которые неизбежно проникает влага. Когда она замерзает и кристаллизуется, начинает увеличиваться в объемах, что негативно сказывается на целостности материала. Но подобное воздействие не единственное, которое способно разрушить бетон.

Для предотвращения пыления и дальнейшей потери прочности необходимо защитить конструкцию методом добавления к составу раствора специальных веществ, которые снижают пористость. На этапе эксплуатации поверхность можно защитить мастиками и пропитками, которые создают своеобразный барьер на пути влаги.

В первую очередь на состояние строительных материалов негативно влияет агрессивная окружающая среда.

Вода, углекислый газ, соли, перепады температур очень часто вызывают коррозию. В связи с этим важнейшей проблемой и задачей номер один при строительстве и последующей эксплуатации любых объектов является защита от коррозии бетона .

Причины коррозии

Структура произведенного на минеральной основе бетона - каппилярно-пористая. Поэтому он очень сильно подвержен негативному воздействию.

Атмосферные явления в пористой структуре бетона образуют кристаллы. Затем они увеличиваются и вызывают трещины.

Хлориды, сульфаты и карбонаты, растворенные в воздухе в большом количестве, тоже разрушительно влияют на строительные конструкции.

Коррозия бетона и ее виды

Коррозия бетона бывает трех видов. Основным критерием для классификации является степень ухудшения его свойств и характеристик.

Коррозия 1 степени - вымываются составные части бетона;

Коррозия 2 степени - образуются продукты коррозии без вяжущих свойств;

Коррозия 3 степени - накапливаются малорастворимые кристаллизующиеся соли, которые увеличивают объем.

Методы защиты бетона

Для защиты бетона от коррозии , а также повышения его долговечности необходимо применять первичную и вторичную его защиту.

Первичная защита подразумевает введение самых разных модифицирующих добавок. Это могут быть стабилизирующие (предупреждают расслоение), пластифицирующие (увеличивают), водоудерживающие и регулирующие процесс схватывания бетонной смеси, ее пористость, плотность и т.д.

Методы вторичной защиты от коррозии бетона подразумевает нанесение защитных покрытий:

Лакокрасочные мастичные покрытия. Они используются при воздействии жидких сред, и непосредственном контакте бетона с агрессивной твердой средой.

Лакокрасочные и акриловые покрытия. Эти средства образуют прочную атмосферостойкую и долговечную защиту. К примеру, акрил создает полимерную пленку, предотвращая тем самымкоррозию бетона . Более того, он защищает поверхность от микроорганизмов и грибков.

Уплотняющие пропитки. Эти вещества придают бетону гидрофобные свойства. Они очень резко повышают водонепроницаемость, а также снижают водопоглощение материалов. Применяются в условиях повышенной влажности и в местах, требующих специальные санитарно-гигиенические мероприятия.

Оклеечные покрытия. Их применяют при воздействии жидких сред (например, если имеет место подтопление бетонной сваи подземными водами). Кроме того, их используют в качестве непроницаемого подслоя для облицовочных покрытий. К примеру, полиизобутиленовые пластины, полиэтиленовая плёнка, рулоны нефтебитума и т. п.

Биоцидные материалы. Они призваны уничтожать и подавлять на бетонных конструкциях грибковые образования. Химически активные элементы проникают в структуру бетона и заполняют микротрещины и поры.

Антикоррозийные покрытия для бетона применяются всюду: в стенах и полах жилых помещений, в гаражных комплексах, фундаменте, коллекторах, очистных сооружениях, теплицах, оранжереях.

Билет№ 19

1) из 400г 50%-ного (по массе) раствора H2SO4 выпариванием удалили 100г воды. чему равна массовая доля H2SO4 в оставшемся растворе??

Масса серной кислоты в растворе
m(H2SO4) = m1(р-ра H2SO4) * W1 / 100 = 400 * 50 / 100 = 200 г.

Масса полученного раствора
m2(р-ра H2SO4) = m1(р-ра H2SO4) - m(H2O) = 400 - 100 = 300 г.

Концентрация серной кислоты в полученном растворе:
W2 = m(H2SO4) * 100 / m2(р-ра H2SO4) = 200 * 100 / 300 = 66,67 %

2) Элементы, проявляющие в соединениях металлические и неметаллические свойства, называют амфотерными, к ним относятся элементы А-групп Периодической системы - Be, Al, Ga, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Po и др., а также большинство элементов Б-групп - Cr, Mn, Fe, Zn, Cd, Au и др. Амфотерные оксиды называют так же, как и основные, например:

BeO - оксид бериллия
FeO - оксид железа(II)

Al2O3 - оксид алюминия
Fe2O3 - оксид железа(III)

SnO - оксид олова(II)
MnO2 - оксид марганца(IV)

SnO2 - диоксид олова(IV)
ZnO - оксид цинка(II)

Амфотерные гидроксиды (если степень окисления элемента превышает + II) могут находиться в орто - или (и) мета - форме. Приведем примеры амфотерных гидроксидов:

Be(OH)2
- гидроксид бериллия

Al(OH)3
- гидроксид алюминия

AlO(OH)
- метагидроксид алюминия

TiO(OH)2
- дигидроксид-оксид титана

Fe(OH)2
- гидроксид железа(II)

FeO(OH)
- метагидроксид железа

Амфотерным оксидам не всегда соответствуют амфотерные гидроксиды, поскольку при попытке получения последних образуются гидратированные оксиды, например:

SnO2 . nH2O
- полигидрат оксида олова(IV)

Au2O3 . nH2O
- полигидрат оксида золота(I)

Au2O3 . nH2O
- полигидрат оксида золота(III)

Если амфотерному элементу в соединениях отвечает несколько степеней окисления, то амфотерность соответствующих оксидов и гидроксидов (а следовательно, и амфотерность самого элемента) будет выражена по-разному. Для низких степеней окисления у гидроксидов и оксидов наблюдается преобладание основных свойств, а у самого элемента - металлических свойств, поэтому он почти всегда входит в состав катионов. Для высоких степеней окисления, напротив, у гидроксидов и оксидов наблюдается преобладание кислотных свойств, а у самого элемента - неметаллических свойств, поэтому он почти всегда входит в состав анионов. Так, у оксида и гидроксида марганца(II) доминируют основные свойства, а сам марганец входит в состав катионов типа 2+, тогда как у оксида и гидроксида марганца(VII) доминируют кислотные свойства, а сам марганец входит в состав аниона типа MnO4- . Амфотерным гидроксидам с большим преобладанием кислотных свойств приписывают формулы и названия по образцу кислотных гидроксидов, например НMnVIIO4 - марганцовая кислота.

Таким образом, деление элементов на металлы и неметаллы - условное; между элементами (Na, K, Ca, Ba и др.) с чисто металлическими и элементами (F, O, N, Cl, S, C и др.) с чисто неметаллическими свойствами существует большая группа элементов с амфотерными свойствами

3) Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы CO2+C↔ 2CO. Как изменится скорость прямой реакции-образования CO,если концентрацию CO2 УМЕНЬШИТЬ В 4 РАЗА?

K = 2 / - выражение для константы равновесия.
Пусть было x моль/л CO 2 , тогда после уменьшения концентрации в 4 раза будет x/4 моль/л.
Скорость прямой реакции (до):
v = k* = k*[x]
Скорость прямой реакции (после):
v" = k*" = k*
n = v"/v = (k*) / (k*[x]) = 1/4 - скорость уменьшится в 4 раза.

При повышении давления равновесие сдвигается в направлении, в котором уменьшается суммарное количество молей газов, т.е. влево.

4)Стандартный водоро́дныйэлектро́д - электрод, использующийся в качестве электрода сравнения при различных электрохимических измерениях и в гальванических элементах. Водородный электрод (ВЭ) представляет собой пластинку или проволоку из металла, хорошо поглощающего газообразный водород (обычно используют платину или палладий), насыщенную водородом (при атмосферном давлении) и погруженную вводный раствор, содержащий ионы водорода. Потенциал пластины зависит [ уточнить ] от концентрации ионов Н + в растворе. Электрод является эталоном, относительно которого ведется отсчет электродного потенциала определяемой химической реакции. При давлении водорода 1 атм., концентрации протонов в растворе 1 моль/л и температуре 298 К потенциал ВЭ принимают равным 0 В. При сборке гальванического элемента из ВЭ и определяемого электрода, на поверхности платины обратимо протекает реакция:

2Н + + 2e − = H 2

то есть, происходит либо восстановление водорода, либо его окисление - это зависит от потенциала реакции, протекающей на определяемом электроде. Измеряя ЭДС гальванического электрода при стандартных условиях (см. выше) определяют стандартный электродный потенциал определяемой химической реакции.

ВЭ применяют для измерения стандартного электродного потенциала электрохимической реакции, для измерения концентрации (активности) водородных ионов, а также любых других ионов. Применяют ВЭ так же для определения произведения растворимости, для определения констант

Устройство

Схема стандартного водородного электрода:

1. Платиновый электрод.

2. Подводимый газообразный водород.

3. Раствор кислоты (обычно HCl), в котором концентрация H + = 1 моль/л.

4. Водяной затвор, препятствующий попаданию кислорода воздуха.

5. Электролитический мост (состоящий из концентрированного р-ра KCl), позволяющий присоединить вторую половину гальванического элемента.

Коррозийным разъеданием подвергаются многие строительные материалы, в том числе и бетон. Она представляет собой разрушение металлов под воздействием физико-химических или химических факторов окружающей среды. Чтобы предотвратить разрушение в сооружениях из бетона и железобетона существуют различные методы защиты. Это могут быть покрытия поверхности с помощью специального стойкого материала или разнообразными лаками, пропитками.

Определение коррозии

Коррозия представляет собой разъедание строительных материалов под влиянием физических, химических и биологических факторов при контакте с окружающей средой. Бетон имеет в своем составе наименее прочный компонент – это цементный камень. Именно с этой части материала начинается коррозийный процесс. Разрушение случается в результате воздействия различных видов вод, а именно:

• сточных;
• вод в траншеях или трубах;
• морских;
• речных;
• грунтовых.

Наиболее опасны для бетонов грунтовые воды вблизи промышленных предприятий из-за наличия в них химических выбросов. Также при воздействии с бетоном и железобетоном наносят им весомый вред сточные воды. Коррозия бетона воздействует на гидротехнические сооружения, загрязняет воздух, однако, такая концентрация газа в окружающей среде не вредит здоровью человека, но способствует разрушению бетонных конструкций.

Разрушения строительных материалов разнообразны и могут находиться разрушающие микроорганизмы как в прямом контакте, так и внутри структур. Ускоряется разъедание в бетоне при повышенной влажности окружающей среды.

Виды и описание

Существуют разновидности бетонной коррозии:

• Радиационная, которая зависит от дозы ионизирующего облучения и количества цементного камня. Вследствие чего искажается кристаллическая решетка минералов, расширяется заполнитель, который приводит к микротрещинам, макротрещинам в материале, а в дальнейшем к полному разрушению.
• Химическая, происходящая вследствие атмосферных осадков и под воздействием углекислого газа, входящий в состав воздуха. Таким образом, в строительстве бывает газовая коррозия, которая особенно актуальна при большом количестве влаги.
• Биологическая. Разъедания, связанные с биологической коррозией, появляются в результате воздействия химических веществ, получившиеся при эксплуатации бетонных конструкций.
• Физико-химическая коррозия появляется в результате замерзания воды. В жидком состоянии вода попадает в поры материала, а в результате минусовых температур она замерзает. Образовавшийся лед расширяется и распирает постройки, в итоге образуются трещины.

Химические разъедания

Образуются под взаимодействием бетонного камня с веществами окружающей среды. Процессы химической коррозии относятся к трем категориям:

• В результате кристаллизации материалов происходит растрескивание. Трещины являются последствием расширения объема материала из-за низких температур.
• Выщелачивание мягкими водами с последующим образованием белого налета.
• Цементная бацилла, которая является последствием влаги, разрушает бетонные конструкции. На них образуются трещины и растрескивания.

Физико-химическая

В этом случае цементный камень расходится в воде. В результате чего гидроксид кальция вымывается или растворяется. Растворение железобетона из-за воздействия воды случается с различной быстротой. Так, например, плотные массивные конструкции подвластны коррозии лишь по истечении многих десятилетий. В сооружениях с тонкими оболочками, вымывание кальция случается уже через 2-3 года. В момент прохождения вод через бетон, процесс разложения ускоряется во много раз, и уменьшаются прочностные характеристики материала.

Биологические разрушения

Коррозия с образованием больших объемов биологических соединений в камне, является итогом влияния проникающих в бетон различных веществ. Это способствует появлению внутреннего напряжения и трещин в бетонной конструкции. Биологическая коррозия определяется наличием на цементном камне бактерий, мхов, грибков или лишайников.

Биологические разрушения развиваются из-за прямого контакта микроорганизмов с материалом. А также биоорганизмы, которые могут нанести вред материалу, находясь на расстоянии. Развиваются биологические коррозии в условиях техногенной среды с большим содержанием влаги в атмосфере.

Радиационная

Коррозия бетона бывает радиационной, которая возникает в результате радиационного излучения. Она способствует удалению из бетонной конструкции кристаллизованной жидкости и тем самым приводит к нарушению прочности структуры. Продолжительное воздействие радиационного облучения приводит к жидкому состоянию кристаллических веществ. Появляется напряжение в бетонном растворе, и возникают трещины.

Факторы влияния

Коррозия бетона возникает под воздействием следующих обстоятельств, от которых зависит скорость разрушения зданий и сооружений:

• умение поверхности бетонного раствора противодействовать веществам;
• пористость материала;
• вещества, находящиеся в атмосферных осадках;
• капиллярность.

Главная составляющая бетона – это его пористость, которая определяет количество пор и наличие плотности в структуре материала. От пористости бетона зависит возможность влагопоглощения конструкции при таянии снежных масс или других атмосферных осадков . Материал со значительным количеством пор подвластен большей возможности разрушения в результате физико-химической коррозии. Поэтому защита бетона от коррозии должна начинаться на начальном этапе постройки зданий и сооружений, ведь все виды коррозии бетона приводят к разрушению построек.

Антикоррозийная защита

Виды коррозийных разрушений бетона различны и многообразны. Многих строителей интересует вопрос защиты бетонных конструкций от влияния негативных внешних факторов окружающей среды.

Зачастую подвергаются разрушению верхние слои бетона, тогда защита заключается в применении бетона с небольшим количеством капилляров в его структуре. Используя препарат от возникновения трещин еще на начальном этапе строительства, это поможет уберечь сооружения от выщелачивания и вымывания.

Защита от разрушений в виде ржавчины разделяется:

• способы, изменяющие состав бетона, при этом, делая его более прочным и устойчивым к негативным воздействиям окружающей среды;
• мероприятия, связанные с покрытием поверхности материала гидравлическими препаратами;
• комбинированные мероприятия, которые включают в себя покрытие бетона антикоррозийным препаратом с дальнейшим его проникновением вглубь материала.

Применение в состав бетона белитового цемента позволит снизить количество выделяемого гидроксида кальция, что способствует испарению жидкости. Такой компонент позволит уплотнить материал и тем самым прекратит проникновение жидкости через бетонный раствор.

Еще один вид разрушения бетонного сооружения от ржавчины — сульфатная коррозия бетона. Она появляется в результате взаимосвязи сульфатов с камнем в цементе раствора. Разрушение наблюдается в виде искривлений конструкции и распирания конструктивных элементов.

Коррозию бетона, возникшую из-за воздействия вод, предотвращают разными путями. Используют разнообразные добавки, препараты на начальном этапе приготовления бетонного раствора: водоотводы или гидроизоляцию.

Защита бетона от разъеданий подразделяется на: первичную и вторичную. Также подвластны воздействию разъедания ржавчиной сооружения из железобетона. Для их спасения применяют ингибиторы металлической коррозии в момент приготовления бетонного раствора. Таким образом, на составляющих из железобетона образуется пленка, которая останавливает контакт металла с бетоном.

Коррозия бетона неизбежно рано или поздно под действием агрессивных химических веществ начинает разрушать бетонные и железобетонные изделия, конструкции. Попытаемся разобраться, что такое химическая коррозия бетона и в чём состоит защита бетона от агрессивной среды. Коррозия – процесс разрушения бетона на протяжении длительного времени.
Последствия коррозии бетона влекут за собой снижение прочности конструкций, ухудшение эксплуатационных качеств и, естественно большие материальные затраты.
Поэтому защита бетона от коррозии – важнейшая задача строительства и эксплуатации.

Защита бетона от коррозии выполняется химическими и полимерными пропитками для бетона, которые обеспечивают стойкость к химической агрессии, механическую защиту бетонной поверхности.

Для защиты бетона от коррозии мы производим и предлагаем большой выбор пропиток для бетона.

В разделе Пропитка для бетона дана подробная информация о технологиях и ценах, рекомендации по выбору пропиток.

Нужно различать условия эксплуатации конструкций: на воздухе; в земле (грунтовые воды); под водой.

От вида эксплуатации и будет зависеть окружающая среда, в которой коррозия бетона и железобетона будет протекать по-своему. Соответственно, от этого зависит, какая пропитка для бетона должна использоваться. Коррозия разрушает не только сам бетон, но и находящуюся в нём арматуру. Разрушения могут носить как химический, биологический, так и физический характер. Наличие атмосферно-химического фактора делает бетон уязвимым для саморазрушения, так как происходят процессы, связанные с воздействием на бетон агрессивных веществ из атмосферы – газовая коррозия бетона. Такие как: хлориды, карбонаты, сульфаты; а так же протекающие циклы замораживания и оттаивания. Устойчивость к коррозии зависит от интенсивности агрессивной среды, условий контакта взаимодействия, напора и скорости движения жидких сред, действия грунтовых вод. Интенсивность агрессивности среды может быть разной к бетонам с разной плотностью, а так же к бетонам, сделанным на разных вяжущих веществах. То, что будет вызывать коррозию у бетонов, сделанных на портландцементе, не тронет бетоны, произведённые на шлакопортландцементе или глинозёмистом цементе. Проблемы коррозии, возникающие в твёрдых и газообразных средах, в основном протекают с помощью жидкой фазы.

Виды коррозии бетона

Существует множество факторов и условий, воздействия коррозии на бетон. Выбирая пропитки для бетона необходимо учитывать, в каких средах и при каких условиях (температура, влажность и т.п.) будет эксплуатироваться бетонная поверхность.
Рассмотрим основные виды химической коррозии бетона.

1. Кислотная коррозия бетона - следствие воздействия органических и неорганических кислот.
2. Сульфатная коррозия бетона - возникает в результате взаимодействия с сульфатами.
3. Щелочная коррозия бетона - следствие взаимодействия с щелочами.

Можно отметить два вида агрессивного воздействия среды на бетон. Первое, это воздействие для жидких сред и второе, для газовых.
Воздействие на бетон водной среды происходит в трёх случаях:

1. Вымывание мягкой водой частиц цементного камня, путём фильтрации воды через бетон.
2. Воздействие вод с содержанием химических веществ.
3. Накопление в порах бетона малорастворимых солей и их кристаллизация, с последующим разрушением.

Газовая коррозия бетона в основном протекает из-за содержания в воздухе углекислого газа.

Правильно подобранная пропитка для бетона обеспечит долговременную защиту.

Коррозия бетона и железобетона может протекать на протяжении длительного времени, и имеет несколько степеней агрессивности.

Допустимая глубина (см) разрушения бетона за 50 лет.

Защита бетона от коррозии

Необходима защита бетона от агрессивной среды – покрытие или пропитка для бетона, которые могли бы обеспечить эффективную и долговечную эксплуатацию. Рассмотрим как пример технологию флюатирования бетона. Простая и удобная технология пропитки бетона фторосиликатом Элакор-МБ1 (флюат пропитка для бетона) даёт возможность применить её как для только что набравших прочность бетонов, так и для бетонов с большим сроком службы. Фторосиликат воздействует на активную известь и превращает её в химически-пассивный и механически-прочный фторид кальция, что способствует значительному возрастанию химической стойкости. Кроме того, под воздействием фторосиликата образуются твердые силикаты, что обеспечивает увеличение прочности бетона. Фторосиликатная пропитка для бетона даёт полную защиту от всех негативных факторов окружающей среды, обеспечивая повышенные эксплуатационные качества.