Цемент тасының коррозиясы

Пән: Құрылыс
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 5 бет
Таңдаулыға:

37. Цемент тасының коррозиясы. Сульфаттық коррозия

1. Сульфаттардың ішкі әсері цемент құрамында гипстің көп мөлшерде (цементті майдалау кезінде гипсті дұрыс емес өлшеу нәтижесінде) болуы кезінде; «табиғи гипстік тас - цементтік ерітінді» байланысы кезінде пайда болады. Гипстің құрамындағы SО ₄ ^2- ионы клинкер фазалары С ₃ А және С ₃ АН ₆ -ке әсер етіп, эттрингит минералын түзеді.

2. Сульфаттардың сыртқы әсері келесі жағдайларда пайда болады. Олар:

құрамында сульфаттары бар сумен;
құрамында сульфаттары бар грунтармен;
SО2-сі бар ауамен

а) кеуектерде сульфат иондарының диффузиясынан;

б) сульфат ионы мен Са(ОН) ₂ арасындағы реакциялармен және арықарайғы сульфат иондарының енуінен;

в) сульфат иондарының реакциясынан (эттрингит) .

Сульфаттардың ішкі және сыртқы әсерлерінің арасында айырмашылықтары бар. Ішкі әсері кезінде реакция тез жүреді және уақыт өте келе әсер ету жылдамдығы төмендейді. Ал, сыртқы әсері кезінде реакцияның жүруі уақытқа байланысты және тек қана кеуектерде белгілі бір сульфаттардың концентрациясы өте жоғары кезінде өтеді. Уақыт өте келе сульфаттардың әсері күшейе түседі.

Табиғи өндірістік суларда сульфаттар Na ₂ SO ₄ , CaSO ₄ және т. б. тұздар күйінде болады. Өзен мен теңіздерде олардың құрамы кәдімгі жағдайда 60 мг/л жоғары болмайды; минерализацияланған грунтты суларда 5000 және одан да жоғары мг/л; теңіз суында - шамамен 2700 мг/л, өндірістік суларда кейбір кезде 1 мг/л жоғары болады.

Сульфат иондарының бетонмен жанасқан кезде цементті тасты құрайтын құрамдастардың ерігіштігі жоғрылайды, ол жаңа түзілімдердің өнімдерінің кристалдануымен жүреді, мысалы, CaSO ₄ әсер еткенде:

3 СаО ∙ AI ₂ O ₃ ∙3H ₂ O + 3CaSO ₄ +25 H ₂ O → 3 СаО ∙ AI ₂ O ₃ ∙3CaSO ₄ ∙31H ₂ O

Түзілген гидросульфоалюминатты кальций («цементті бацилла»), бастапқы алюминат кальциден 2, 5 есе көп көлемді алады. Бұл деген ішкі кернеулердің пайда болуына алып келеді, олар созылу кезіндегі беріктік шегінен асуы мүмкін және де соның есебінен жарылулар мен ары қарай бұзылулар болуы мүмкін. Бірақ та егер гидросульфоалюминат кальций сұйық фазада пайда болса, онда бұзылуы жүрмейді (осы принципке ГЦП талшықтарды алу негізделген) .

Егер де ерітіндіде натрий сульфаты болса, онда басында Са(ОН) ₂ Na ₂ SO ₄ -пен келесі схема бойынша араласады:

Са(ОН) ₂ + Na ₂ SO ₄ → CaSO ₄ + 2 NaОН

Одан кейін эттрингит CaSO ₄ жоғарыда келтірілген схема бойынша түзіледі. Бұл кезде ол тек төрт - немесе үшкальцийлі алюминат болған кезде түзеді, ол кальций гидроксиді концентрациясы тұрақты болғанда қоршаған булы сұйықтықпен соған сәйкес СаО есептегенде 1080 мен 560 мг/л төмен болмайды. Әлдеқайда төмен концентрациялармен ерітіндіде Са(ОН) ₂ бөлініп және түзіліп екікальцийлі гидроалюминат пайда болады. Бұл жағдайда эттрингтің пайда болуы жүрмейді. Осы негізге минералды қосымшалардың қорғаныс әрекеті негізделген, ол сульфоалюминатты корроззияны болдырмас үшін портландцементке қосады.

Кальций келенсі жағдайларда пайда болуы мүмкін, мысалы гипсті штукатуралы ерітіндіні бетонды жазықтықтарға жаққан кезде осы контакті зонасында ылғалдануы есебінен гипстің еруі мен оның бетонға енуі жүруі мүмкін. Басқа сол сияқты кальций пайда болуы мысалына агрессивті ерітіндінің енуі, мысалы грунтты сулардан сави бетонына енуі жатады.

Мұндай бұзылулар топырақтары тұздалған оңтүстік райондарына сипатты болып келеді. Бұл кезде бұзылу негізі жазда емес күзде жүреді. Бұл деген келесімен түсіндіріледі, яғни күзде сусыз тұз (мысалы, Na ₂ SO ₄ ) ылғалды сіңіреді және де сулы тұз Na ₂ SO ₄ ∙10H ₂ O пайда болады, ол көлемі бойынша шамамен 311 есе жоғарылатады, яғни былайша айтқанда «жай әсер ететін мина» пайда болады. сондықтьан міндетті түрдегі шартқа темірбетонды конструкцияны пайдаланған кезде осы региондарда агресивті ортадан оқшаулау болып келеді.

а ) портландцементте бетоннан жасалғн қабырғалық бетонның бұзылуы. 1. портландцемент негізіндегі бетоннан жасалған қабырғалық панель; 2. кальций гидросульфоалюминаты; 3. гипстік штукатурка.

б) термірбетонды савидың бұзылуы. 1. айналдыра көрсетілген түріндегі кеуектердегі кальций кристалдануы.

Бетонға қамтамасыз ету үшін, ол сульфатты ионның агрессивті ерітіндісінің қандай катионмен байланысқанын анықтау оңай емес. Сульфаттардың түрлі катиондарымен салыстымалы агрессивтілігі барлық сульфаттарды түрлі катиондармен байланысқан күйі агрессивтілік дәрежесі бойынша келесі үш топқа бөлуге мүмкіндік берді:

● I - әлсіз агрессивті ( Zn ²⁺ Cu ²⁺ Ca ²⁺ )

● II - шамалы агрессивті ( Na ⁺ , K ⁺ , Mg ²⁺ , Ni ²⁺ )

● II - күшті агрессивті ( NH ⁴⁺ AI ³⁺ Fe ³⁺ Mg ²⁺ )

Бетондардың сульфотұрақтылығы бойынша олардың өткізгіш емес дәрежесінің біріншілік мәні бар. Белгілі болғандай, бетонның әрбір түрі мен құрамы үшін сульфаттың құрылымы үшін шекті жиналған мәні бар, ол сульфаттытұрақтылығы бойынша критикалық және де бетонның шекті күйін анықтаушы болып келеді. Бетон неғұрлым өткізгіш болса, соғұрлым онда агрессивті иондардың жиналуы тез жүреді.

Сульфат иондардың ену интенсивтілігі шешімді және де тығыз бетондар агрессивті сульфатты ортада әлдеқайда тұрақты болып келеді.

Қазіргі уақытта қызмет ету мерзімінің ұзақтығының сульфаттардың жиналу кинетикасына жобалы тәуелділіктері анықталған.

Сульфатты коррозияның жылдамдығының агрессивті ерітіндінің уақытына және де сульфат - иондардың концентрациясына тәуелділігі сұйық сульфатты ортада бетонның қызмет ету мерзімінің есептеу әдісі дайындалды.

Сульфатты ерітінділерде бетонның тұрақтылығына әлдеқайда маңызды әсерді табиғи немесе өндірістік агрессивті ортаның құрамы әсер етеді.

Белгілі болғандай, сульфатты табиғи сулардың агрессивтілк дәрежесіне айтарлықтай ықпалды ондағы уақытқа қаттылық (бикарбонатты сілтілік ) әсер етеді. Бикарбонатты иондардың құрамының әсері (НСО ₃ ^- ) сульфатты коррозия процесінгің интенсивтілігін азайтқан кезде білінеді. Бұл деген СНиП 2. 03. II -85 «Құрылыс конструкцияларын коррозиядан сақтау» судың сульфаты агрессивтілігін бағалау кезінде ескерілген.

Соңғы уақытта келесі зерттеулер пайда болды, олар 10 ⁰ С төмен температурала бетонның коррозиялық бұзылуы кезінде сульфатты коррозиямен бірге және де сульфокарбосиликаттың пайда болуы кезінде белгілі бір роль атқарады - таумасита, оның формуласы келесідегідей

СаСО ₃ ∙ СаSO ₄ ∙ Са SiO ₃ ∙14 Н ₂ О (Ф. Ф. Алкеснис, V. Ludwig S. Mehr M. R. Tolero және т. б. )

Таумаситтің пайда болуы ескі құрылғыларда табылды, онда бетон сульфаты коррозиясымен бірге атмосфералы ылғалдылықта күкіртті және күкірт ангидридінің еруі есебінен карбонизацияға түседі. Біруақытта цементті тастарда сульфаттар мен карбонаттардың болуы эттрингпен бірге және таумаситтің пайда болуына әсер етеді, ол деген цементті тастың борпылдақ құрылысын түзеді.

Жоғарыда айтылғандар бетонның сульфатотұрақтылығын жоғарылату үшін негізгі шараларды келтіруге мүмкіндік береді:

● цементті тастың құрылысын орнату, химиялық және физикалық тұрақты, яғни тығыз цементті тас алюминатты фазаның цементте минимальлды құрамы мен кальций гидроксиді құрамы шектеулі түрінде болады.

Мұндай цементтерге ең алдымен сульфаттытұрақты портландцемент пен түрлі белсенді минералды қосымшалары бар цементтер жатады (аралас цементтер) .

Айта кету керек, тәжірибе жүзінде мұндай араласқан цементтер жеткілікті түрде эффективті түрде пайдаланылмайды. Сол кезде, аралас цементтердің кейбір түрлері сульфаттытұрақты цементтер номенклатурасына енгізілуі мүмкін.

38. Цемент тасының коррозиясы. Магнезиалдық коррозия.

Цемент тастың бұзылуының 2-түрі жəне одан қорғау. Магний тұздарының ерітіндісі цемент тастағы кальцийдің гидроксидіне Ca(OH) 2 тигізетін əсерінен суда оңай ерігіш заттар (СаSО4×2Н2О) пайда болады: Ca(OH) 2+ MgCl2 = CaCl2 + Mg(OH) 2; Ca(OH) 2+ MgSO4+ 2H2O = CaSO4×2H2O+ Mg(OH) 2. Магний гидроксиді цемент тас құрамындағы заттармен байланыспайды: ол суда ерімейтіндіктен, жоғарыда көрсетілген реакциялар кальций гидроксиді түгел таусылғанша жүреді. Цемент тастың бұл күйреу түріне қарсы күресу үшін де клинкердегі C3S-ты 50%-тен асырмау жəне одан гидролизденіп бөлінетін кальцйдің гидроксидін, яғни Ca(OH) 2-ні активті минералды қосымшалармен байланыстыру қажет.

86. Портландцементті аралас тәсілімен өндіру.

Біріктірілген әдісте дымқыл әдіспен дайындалған шикізат материалдары мен шамамен 40% ылғалдылығы бар шлам фильтрлерде 16-18% ылғал қалғанша сусызданады. Алынған «кебіндіден» түйіршіктер дайындап, оларды құрғақ әдіс бойынша күйдіреді.

При комбинированном способе производства сырьевая смесь в виде шлама, полученного по мокрому способу производства, подвергается обезвоживанию и грануляции, а затем обжигается в печах, работающих по сухому способу. Основные технологические операции и последовательность их выполнения при комбинированном способе производства цемента следующие.

Выходящий из сырьевой мельницы шлам влажностью 35…40% после корректирования поступает в вакуум-фильтр или пресс-фильтр, где он обезвоживается до влажности 16…20%. Образующийся при этом «сухарь» смешивается затем с пылью, уловленной электрофильтрами из дымовых газов печи; добавка пыли предотвращает слипание кусков «сухаря» и приводит к уменьшению влажности смеси до 12…14%. Приготовленная таким образом смесь поступает на обжиг, который осуществляется во вращающихся печах.

Все остальные операции производства цемента по комбинированному способу не отличаются от соответствующих операций производства цемента по мокрому способу.

87 Портландцементтің ұстасу мерзімін анықтау.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.