Виды коррозии цементного камня

Обновлено: 29.04.2024

Цементный камень состоит из гелиевых и кристаллических продуктов гидратации цемента и многочисленных включений в виде негидратированных зерен клинкера. Основная масса новообразований при взаимодействии цемента с водой получается в виде гелевидной массы, состоящей в приемущественно из субмикрокристаллических частичек гидросиликата кальция. Гелеподобная масса пронизана относительно крупными кристаллами гидроксида кальция. Такое своеобразное «комбинированное» строение предопределяет специфические свойства цементного камня, резко отличающиеся от свойств других материалов – металлов, стекла, гранита и т.п. Например, с наличием гелиевой составляющей связана усадка при твердении на воздухе и набухание в воде, особенности работы под нагрузкой и другие свойства.

Коррозия цементного камня вызывается воздействием агрессивных газов и жидкостей на составные части затвердевшего портландцемента. Встречаются десятки веществ, могущих воздействовать на цементный камень и оказаться для него вредным. Несмотря на разнообразие агрессивных веществ, основные причины коррозии можно разделить на три вида: разложение составляющих цементного камня, растворение и вымывание гидроксида кальция; образование легкорастворимых солей в следствии взаимодействия гидроксида кальция и других составных частей цементного камня с агрессивными веществами и вымывание этих солей (кислотная, магнезиальная коррозия); образование в порах новых соединений, занимающих большой объем, чем исходные продукты реакции; это вызывает появление внутренних напряжений в бетоне и его растрескивание (сульфоалюминатная коррозия).

Коррозия первого вида

Коррозия первого вида. Выщелачивание гидроксида кальция происходит интенсивно при действии мягких вод. Содержащих мало растворенных веществ. К ним относятся воды оборотного водоснабжения, конденсат, дождевые воды, воды горных рек и равнинных рек в половодье, болотная вода. Содержание гидроксида кальция в цементном камне через 3 мес твердения составляет 10-15% (считая на СаО). После его вымывания и в результате уменьшения концентрации СаО (менее 1,1 г/л) начинается разложение гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. Выщелачивание в количестве 15-30% от общего содержания в цементном камне вызывает понижение его прочности на 40-50% и более. Выщелачивание можно заменить по появлению белых подтеков на поверхности бетона.

Для ослабления коррозии выщелачивания ограничивают содержание трехкальциевого силиката в клинкера до 50%. Главным средством борьбы с выщелачиванием гидроксида кальция является введение активных минеральных добавок и применение плотного бетона. Выдерживание на воздухе бетонных блоков и свай применяемых для сооружения оснований, а также портовых и других гидротехнических сооружений повышает их стойкость.

Коррозия второго вида

Коррозия второго вида. Углекислотная коррозия развивается при действии на цементный камень воды, содержащей свободный двуоксид углерода в виде слабой угольной кислоты. Избыточный (сверх равновесного количества) двуоксида углерода разрушает карбонатную пленку бетона вследствие образования хорошо растворимого бикарбоната кальция.

Кислота вступает в химическое взаимодействие с гидроксидом кальция, при этом образуются растворимые соли, а также соли увеличивающиеся в объеме.

Кроме того, кислоты могут разрушать и силикаты кальция. Бетон на портландцементе защищают от непосредственного действия кислот с помощью защитных слоев из кислотостойких материалов.

Магнезиальная коррозия

Магнезиальная коррозия наступает при взаимодействии на гидроксид кальция магнезиальных солей, которые встречаются в растворенном виде в грунтовых водах и всегда содержатся в большом количестве в морской воде.

В процессе магнезиальной коррозии образуется растворимая соль (хлористый кальций или двуводный сульфат кальция), вымываемая из бетона. Гидроксид магния представляет бессвязную массу, не растворимую в воде, в следствии чего реакция происходит до полного израсходования гидроксид кальция.

Коррозия под действием минеральных удобрений

Коррозия под действием минеральных удобрений. Особенно вредны для бетона аммиачные удобрения – аммиачная селитра и сульфат аммония. Аммиачная селитра, состоящая в основном из нитрата аммония, подвергается гидролизу и поэтому дает в воде кислую реакцию. Нитрат аммония действует на гидроксид кальция.

Образующийся нитрат кальция хорошо растворяется в воде и вымывается из бетона. Хлористый калий КСI повышает растворимость Са(ОН)2 и ускоряет коррозию. Из числа фосфорных удобрений агрессивен суперфосфат, состоящий в основном из монокальциевого фосфата и гипса, но содержащий еще и некоторое количество свободной фосфорной кислоты.

Коррозия под влияние органических веществ

Коррозия под влияние органических веществ. Органические кислоты, как и неорганические, быстро разрушают цементный камень. Большой агрессивностью отличаются уксусная, молочная и винная кислоты. Жирные насыщенные и ненасыщенные кислоты (олеиновая, стеариновая, пальмитиновая и др.) разрушают цементный камень, так как при воздействии гидроксида кальция они омыляются. Поэтому вредны и масла, содержащие кислоты жирного ряда: льняное, хлопковое, а также рыбий жир. Нефть, нефтяные продукты (керосин, бензин, мазут, нефтяные масла) не представляют опасности для бетона, если они не содержат нефтяных кислот или соединений серы. Однако надо учитывать, что нефтепродукты легко проникают через бетон. Продукты разгонки каменноугольного дегтя, содержащие фенол, могут агрессивно влиять на бетон.

Коррозия третьего вида

Коррозия третьего вида. Сульфоалюминатная коррозия возникает при действии на гидроалюминат цементного камня воды, содержащей сульфатные ионы. Образование в порах цементного камня малорастворимого трехсульфатного гидросульфоалюмината кальция (эттрингита) сопровождается увеличением объема примерно в 2 раза. Развивающееся в порах кристаллизационное давление приводит к растрескиванию защитного слоя бетона. Вслед за этим происходит коррозия стальной арматуры, увеличение растрескивания бетона и разрушение конструкции. С сульфоалюминатной коррозией необъходимо считаться при строительстве морских сооружений. Вместе с тем могут оказаться агрессивными сточные воды промышленных предприятий, а также грунтовые воды. Если в воде содержится сульфат натрия, то вначале с ним реагирует гидроксид кальция.

В последующем идет образование гидросульфоалюмината кальция вследствие взаимодействия получающегося сульфата кальция и гидроалюмината. Для борьбы с сульфоалюминатной коррозией применяется специальный сульфатостойкий портландцемент.

Щелочная коррозия

Щелочная коррозия может происходить в двух формах: под действием концентрированных растворов щелочей на затвердевший цементный камень и под влиянием щелочей, имеющихся в самом цементе. Если бетон насыщается раствором щелочи (едкого натрия или калия), а затем высыхает, то под влиянием углекислого газа в порах бетона образуется сода и поташ, которые, кристаллизуясь, расширяются в объеме, повреждают и разрушают цементный камень. Сильнее разрушается от действия сильных щелочей цемент с высоким содержанием алюминатов кальция.

- подробно узнать о всех работах, выполняемых в составе исследований и экспертизы, можно в разделе: «Исследование конструкций и материалов. Экспертиза деталей, изделий, узлов, элементов и пр.»

Коррозия, вызываемая щелочами цемента, происходит вследствие процессов, протекающих внутри бетона между его компонентами. В составе цементного клинкера всегда содержится разное количество щелочных соединений. В составе заполнителей бетона, в особенности в песке, встречаются реакционно способные модификации кремнезема: опал, халцедон, вулканическое стекло. Они вступают при обычной температуре в разрушительное для бетона реакции со щелочами цемента. В результате образуются набухающие студенистые отложения белого цвета на поверхности зерен реакционно-способного заполнителя, появляется сеть трещин, поверхность бетона местами вспучивается и шелушится. Разрушение бетона может происходить через 10-15 лет после окончания строительства.

Бетон в инженерных сооружениях в процессе эксплуатации может быть подвержен агрессивному воздействию внешней среды: пресных и минерализованных вод, совместному действию воды и мороза, попеременному увлажнению и высушиванию. Среди компонентов бетона цементный камень наиболее подвержен развитию коррозионных процессов. Для того чтобы бетон стойко сопротивлялся агрессивному воздействию внешней среды, цементный камень должен быть коррозие-, морозо- и атмосферостойким.

Коррозия цементного камня в водных условиях по ряду ведущих признаков может быть разделена на три вида:

I вид коррозии — разрушение цементного камня в результате растворения и вымывания некоторых его составных частей. Наиболее растворимой является гидроксид кальция, образующийся при гидролизе трехкальциевого силиката. Растворимость Са(ОН)₂ невелика (1,3 г СаО на 1 л при 15°С), но из цементного камня в бетоне под воздействием проточных мягких вод количество растворенного и вымытого Са(ОН)₂ непрерывно растет, цементный камень становится пористым и теряет прочность.

Существенное повышение стойкости цементного камня в пресных водах достигается введением в цемент гидравлических добавок. Они связывают Са(ОН)₂ в малорастворимое соединение — гидросиликат кальция:

Следующей мерой защиты бетона от I вида коррозии является применение цемента, выделяющего при своем твердении минимальное количество свободной Са(ОН)₂. Таким цементом является белитовый, содержащий небольшое количество трехкальциевого силиката.

II вид коррозии — разрушение цементного камня водой, содержащей соли, способные вступать в обменные реакции с составляющими цементного камня. При этом образуются продукты которые либо легкорастворимы и уносятся фильтрующей через бетон водой, либо выделяются в воде аморфной массы, не обладающей связующими свойствами. В результате таких преобразований увеличивается пористость цементного камня и, следовательно, снижается его прочность.

Наиболее характерны среди упомянутых обменных реакций те, которые протекают под действием хлористых и сернокислых солей. Сернокислый магний, взаимодействуя с Са(ОН)₂ цементного камня, образует гипс и гидроксид магния — аморфное вещество, не обладающее связностью и легко вымывающееся из бетона:

Между MgCl₂ и Са(ОН)₂ протекает реакция

Образовавшийся хлористый кальций хорошо растворяется в воде и уносится фильтрующей водой.

Коррозия цементного камня водами, содержащими свободные углекислоту и ее соли, происходит в такой последовательности. Вначале растворенная углекислота взаимодействует с Са(ОН)₂

и образуется труднорастворимый углекислый кальций, что положительно сказывается на сохранности бетона. Однако при высоком содержании в воде СO₂ углекислота действует разрушающе на цементный камень вследствие образования легкорастворимого бикарбоната кальция:

Приведенные реакции, схематически характеризующие разрушение цементного камня под действием воды, содержащей растворенные соли, показывают, что основной причиной этого разрушения является содержание в цементном камне (бетоне) свободного гидроксида кальция Са(ОН)₂. Если же ее связать в другое труднорастворимое соединение, сопротивление бетона коррозии II вида должно возрасти. Это и имеет место при использовании активных минеральных добавок.

К III виду коррозии относятся процессы, возникающие под действием сульфатов. В порах цементного камня происходит отложение малорастворимых веществ, содержащихся в воде, или продуктов взаимодействия их с составляющими цементного камня. Их накопление и кристаллизация в порах вызывают значительные растягивающие напряжения в стенках пор и приводят к разрушению цементного камня.

Характерным видом сульфатной коррозии цементного камня является взаимодействие растворенного в воде гипса с трехкальциевым гидроалюминатом:

В результате реакции образуются кристаллы в виде длинных тонких игл, напоминающих под микроскопом некоторые бациллы. Имея такое внешнее сходство и разрушающее действие на цементный камень, гидросульфоалюминат кальция получил название «цементная бацилла». Цемент с низким содержанием трехкальциевого алюмината должен обладать повышенной сульфатостойкостью.

Исключить или ослабить влияние коррозионных процессов при действии различных вод можно конструктивными мерами, путем улучшения технологии приготовления бетона и применения цементов определенного минералогического состава и необходимого содержания активных минеральных добавок.

Используя конструктивные меры, предотвратить действие воды на бетонную конструкцию возможно путем устройства гидроизоляции, водоотводов и дренажей. Повышение водостойкости бетона технологическими средствами достигается интенсивным уплотнением бетона при укладке или формовании, использованием бетонных смесей с минимальным водоцементным отношением, с тщательно подобранным зерновым составом заполнителей.

Роль активных минеральных добавок (трепела, опоки, диатомита, доменных гранулированных шлаков) в повышении водостойкости портландцемента рассмотрена ранее.

Процессы разрушения материалов, в том числе цементного камня и бетона, под действием агрессивных факторов окружающей среды называются коррозией. В зависимости от того, сопровождается ли коррозия химическими реакциями, различают два вида коррозии - химическую и физическую.

Физическая коррозия представляет собой процесс вымывания из камня водорастворимых компонентов. Один из компонентов цементного камня - Са(ОН)₂,характеризуется умеренной растворимостью в воде (~ 1,7 г/л) и значительным объемным содержанием в составе камня (обычно 10 - 20%). Поэтому его растворение приводит к заметному снижению прочности камня.

Особенно опасна физическая коррозия при непрерывной фильтрации воды сквозь бетон.

Если вода, контактирующая с бетоном, содержит растворенные вещества, то к физической может присоединиться и химическая коррозия, что, как правило, приводит к значительному ускорению процесса разрушения материала. В зависимости от вида растворенного соединения, вызывающего коррозию, различают углекислотную, магнезиальную, сульфатную и некоторые другие типы химической коррозии.

Углекислотная коррозиявызывается действием на цементный камень растворенного в воде углекислого газа СО₂. При этом сначала образуется карбонат кальция:

За счет образования водостойких карбоната и гидросиликатов кальция пористость камня уменьшается (объем СаСОз на 11% больше, чем исходного Са(ОН)₂), в результате чего коррозионная стойкость бетона увеличивается.

При дальнейшем действии воды с содержанием растворенного СО₂ более 20 мг/л на цементный камень карбонат кальция переходит в водный раствор в виде хорошо растворимого гидрокарбоната:

Таким образом, за счёт образования легко растворимого Са(НСО₃)₂ вымывание Са(ОН)₂ из цементного камня ускоряется.

Магнезиальная коррозия происходит в воде, содержащей растворенные соли магния. Основную опасность представляет морская вода ввиду повышенного содержания в ней солей магния. Первоначально соли магния реагируют с гидроксидом кальция, образуя гидроксид магния, например:

Морской водой из состава камня извлекается значительно больше гид-роксида кальция (при средней концентрации ионов магния 1,5 г/л - почти в три раза больше), чем тем же количеством пресной воды при физической коррозии. В результате гидросиликатный каркас частично замещается рыхлой массой, состоящей из мельчайших, не связанных между собой объёмных кристалликов Mg(OH)₂, и прочность камня резко падает.

Сульфатная коррозия происходит под воздействием воды, содержащей растворенные сульфаты (кальция, магния, натрия и др.).

Реакция коррозии происходит при непосредственном воздействии сульфата кальция, точнее при одновременном воздействии сульфат-анионов и катионов кальция.

Основным продуктом реакции является кристаллический гидросуль-фоалюминат кальция - эттрингит, например:

Ввиду химического связывания значительного количества воды, суммарный объем образующихся кристаллов эттрингита в 2 - 2,5 раза превышает объем исходных гидроалюминатов. Поэтому их рост вызывает разрушение стенок пор, вспучивание, искривление и растрескивание бетонных изделий.

При воздействии на бетон воды, содержащей любой другой растворимый сульфат, например сульфат натрия или магния (как в случае морской воды), агрессивный состав возникает за счет обменной реакции:

Известны также и другие разновидности химической коррозии, менее распространенные или менее опасные с точки зрения своих последствий.

Наиболее разрушительной среди них является общекислотная коррозия, происходящая под влиянием растворенных в воде кислот (сильных или средней силы). Такая ситуация может иметь место на предприятиях химической промышленности, в системах удаления и переработки сточных вод.

В первую очередь с кислотой взаимодействует гидроксид кальция, например:

При достаточной кислотности раствора может последовать также разложение всех других компонентов цементного камня, вплоть до полного перехода в раствор кальция, алюминия и железа в виде растворимых хлоридов с одновременным образованием геля кремневой кислоты, например:

В результате происходит полное разрушение цементного камня, а вместе с ним и бетона. Таким образом, портландцементный камень не является кислостойким материалом.

Методы защиты бетона от коррозии могут быть сведены в три основные группы: регулирование состава цемента; 2) снижение пористости цементного камня; 3) применение защитных покрытий; 4) воздействие на коррозионную среду.

Регулирование состава и правильный выбор типа цемента предполагают, что должен быть выбран цемент такого состава, который бы обеспечил максимальное сопротивление агрессивному воздействию среды. Например, при наличии опасности сульфатной коррозии (морская вода, высокая концентрация гипса в почвенной влаге и т.д.) используют бетон, приготовленный на сульфатостойком портландцементе, содержащем менее 5% С₃А. В этом случае образующийся эттрингит может разместиться в порах цементного камня, и внутренних напряжений в бетоне не возникает. Физическая, магнезиальная и углекислотная коррозия (основные типы коррозии в мягкой воде) могут быть предотвращены максимальным снижением содержания в цементном камне Са(ОН)₂, например, путем использования пуццоланового, глиноземистого цемента или шлакопортландцемента.

Снижение пористости цементного камня или повышение его плотности - эффективный и универсальный способ борьбы со всеми типами коррозии, так как, во-первых, уменьшается общая поверхность взаимодействия камня с водой, а следовательно, и общая скорость коррозионного процесса, во-вторых, замедляется проникновение агрессивной жидкости внутрь бетона. Чтобы снизить пористость, уменьшают содержание в тесте избыточной воды, но так, чтобы это не привело к существенному снижению его пластичности. Для этого в цементное тесто вводят так называемые водопонижающие добавки, или пластификаторы, представляющие собой поверхностно-активные вещества (ПАВ), снижающие внутреннее трение частиц в тесте и повышающие его пластичность. Традиционные пластификаторы позволяют снизить водоце-ментное отношение (в/ц) на 5 - 15%, а более сильные водопонижающие добавки (суперпластификаторы) - на 30%

Защитные покрытия и облицовки полностью изолируют бетон от агрессивной среды. Простейшими видами таких покрытий являются масляные краски и полимерные лаки, наносимые на сухую поверхность бетона.

Для защиты бетона от коррозии используют также неорганические покрытия. Примером создания таких покрытий является флюатирование, при котором на поверхность бетона наносят водный раствор MgSiF₆ или какого-либо другого флюата, то есть водорастворимой соли H₂SiF₆. В результате реакции образуется прочная и водонепроницаемая пленка, состоящая изнерастворимых фторидов и геля кремневой кислоты:

Используют также защитные силикатные обмазки, включающие натриевое жидкое стекло вместе с фторосиликатом натрия.

Воздействие на коррозионную среду заключается в выведении из её состава коррозионно-активных веществ (нейтрализация кислот, устранение жёсткости воды, то есть удаление растворённых солей магния и CaSO₄).

Клас-ция по Москвину:I.Коррозия, которая протекает под действием вод с малой временной жесткостью, при этом составляющие цем. камня растворяются и уносятся с водой. II.Протекат по воздействием вод, содержащих в-ва, которые вступают в реакцию с цем. камнем. Продукты реакции легко растворимы либо выделяются на месте в виде аморфных масс, не обладающих важными свойствами. III.Под действием вод, содержащих в-ва, которые вступают в реакцию с цем. камнем, продукты реакции кристаллизуются в порах и капиллярах.

Класс-ция по Кинду: 1)Коррозия выщелачивания. 2)Кислотная коррозия. 3)Углекислотная коррозия. 4)Магнезиальная коррозия. a) Собственномагнезиальная. b)Сульфомагнезиальная. 5)Сульфатная коррозия. a) Сульфоалюминатная (концентрация сульфатаниона до 1000). b)Сульфоалюминатногипсовая (концентрация >1000) c) Гипсовая (действие солей Na2SO4, K2SO4).

Коррозия I вида. Цем. камень нах-ся в состоянии неустойчивого равновесия. Наблюдается при действии вод с малой временной жесткостью. Чем ближе к дистиллированной (чем более мягкая), тем больше растворяется Ca(OH)2. Цем. камень имеет щелочную среду. Щелочная среда или PH цем. камня восстанавливается за счет разложения высокоосновных соединений. Вымывание 10% Ca(OH)2 хар-ся как неустойчивое состояние. Если вымывается больше, то прочность теряется до 50%.

На коррозию влияет состав цем. камня: - чем выше содержание Ca(OH)2, тем больше будет коррозия. - минералогический состав клинкера. - вещественный состав (наличие АМД приводит к уменьшению количества Ca(OH)2 за счет связывания его с CSH). Используют гидрофильные и гидрофобные добавки, сокращают В/Ц, сокращают количество пор. Гидрофобные делают поверхность плохо смачиваемой. - чем плотнее цем. камень, тем меньше коррозия.

Коррозия II вида. CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2. Ca(HCO3)2 хорошо растворим, хорошо вымывается с водой. Повышенная жесткость воды приводит к углекислотной коррозии.

Меры борьбы с углекислотной коррозией: 1) Выбирают соответствующие виды цемента (глиноземистый ПЦ и ППЦ). 2) Использование тонкомолотых карбонатов (Са или Mg) в качестве наполнителя. Переводят агрессивную СО2 в Са(НСО3)2. 3) Использование засыпок из карбонатных пород около ж/б конструкций, которые подвергаются воздействию коррозии.

Кислотная коррозия. H2SO4, HCl, HNO3, уксусная и молочная кислота. Поцесс разрушения начинается с поверхностного слоя. Если продукты реакции не препятствуют проникновению агрессивной среды, то процесс разрушения перемещается в глубинные слои. Скорость разрушения зависит от скорости реакции и от свойств продуктов реакции. Кислоты будут реагировать со всеми составляющими цем. камня. CaSO4 менее растворим, поэтому он задерживается на поверхности, замедляется скорость разрушения. Для защиты используют листовые мат-лы, кислотоупорные цементы. Обычные бетоны начинают разрушаться при воздействии среды с PH

Собственномагнезиальная коррозия происходит под воздействием MgCl2.

Ca(OH)2+MgCl2=CaCl2+Mg(OH)2. Если концентрация р-ра MgCl2 до 2%, то Mg(OH)2 выпадает в виде рыхлой, высокопроницаемой массы. Если >5%, то в виде плотной непрницаемой пленки. Наличие др. в-в в воде влияет на растворимость защитной пленки. Используя чистый ПЦ, пленка будет плотнее.

Коррозия III вида. Ca(OH)2+Na2SO4+2H2O=CaSO4•2H2O+2NaOH. Гипс выкристаллизовывается, накапливается в порах, давит на стенки.

Сульфоалюминатная коррозия. Гипс вступает в реакции с С3АН6 с образованием высокосульфатного ГСА. Способы защиты от сульфоалюминатной коррозии: 1) Применение клинкера нормированного состава, содержание C3S не более 50%, С3А ≤5%, С3А+С4АF≤22%. 2)Применение смешанных цементов (ППЦ, ШПЦ). 3) Более тонкий помол цемента с повышенной дозировкой гипса.

4) Применение глиноземистого цемента. Магнезиальносульфатная коррозия. Образуется Mg(OH)2, PH которого намного меньше. MgSO4 вступает в реакцию с гидроалюминатами, гидросульфатами.

Коррозия цементного камня в водных условиях по ряду ведущих признаков может быть разделена на три вида:

Первый вид коррозии - разрушение цементного камня в результате растворения и вымывания некоторых его составных частей. Наиболее растворимой является гидроксид кальция, образующийся при гидролизе трехкальциевого силиката. Растворимость Са(ОН)₂невелика (1,3 г СаО на 1 л при 15°С), но из цементного камня в бетоне под воздействием проточных мягких вод количество растворенного и вымытого Са(ОН)₂ непрерывно растет, цементный камень становится пористым и теряет прочность. В этом виде коррозии объединены все те процессы коррозии, которые возникают в бетоне при воздействии мягких вод, когда составные части цементного камня растворяются и уносятся протекающей водой. Особое развитие коррозия бетона I вида получает при фильтрации воды через бетон.

Несколько предохраняет от данного вида коррозии защитная корка из углекислого кальция, образующаяся на поверхности бетона в результате реакции между гидроксидом кальция и углекислотой воздуха

Второй вид коррозии - разрушение цементного камня водой, содержащей соли, способные вступать в обменные реакции с составляющими цементного камня. При этом образуются продукты, которые либо легкорастворимы, либо выделяются в воде аморфной массы, не обладающей связующими свойствами. В результате таких преобразований увеличивается пористость цементного камня и, следовательно, снижается его прочность. С физико-химической точки зрения коррозия II вида включает в себя следующие процессы:

- проникание агрессивного вещества из раствора в пористую структуру бетона;

- химическое взаимодействие агрессивного вещества с компонентами цементного камня с образованием растворимых (или аморфных) продуктов;

- вынос растворимых продуктов реакции из бетона.

Наиболее часто встречающаяся при действии природных вод коррозия бетона – коррозия под действием углекислых вод. Углекислота Н₂СО₃ присутствует, как правило, во всех водах. Источником обогащения воды углекислотой являются биохимические процессы, протекающие в воде и в почве. Необходимо отметить, что чем больше агрессивной Н₂СО₃, тем выше кислотные свойства раствора и скорость коррозии.

К третьему виду коррозии относятся процессы, возникающие под действием сульфатов. В порах цементного камня происходит отложение малорастворимых веществ, содержащихся в воде, или продуктов взаимодействия их с составляющими цементного камня. Их накопление и кристаллизация в порах вызывают значительные растягивающие напряжения в стенках пор и приводит к разрушению цементного камня. Характерным видом сульфатной коррозии цементного камня является взаимодействие растворенного в воде гипса с трехкальциевым гидроалюминатом:

При этом образуется труднорастворимый гидросульфоалюминат кальция, который, кристаллизуясь, поглощает большое количество воды и значительно увеличивается в объеме (примерно в 2,5 раза), что оказывает сильное разрушающее действие на цементный камень. Отличительными признаками коррозии III вида являются накопление в порах и капиллярах бетона кристаллических продуктов взаимодействия цементного камня со средой, возникновение внутренних напряжений, вызывающих разрушение цементного камня и бетона.

Такими кристаллическими продуктами при воздействии сульфатов на бетон являются гипс и гидросульфатоалюминат кальция, встречающийся в двух модификациях:

Эти химические реакции сопровождаются увеличением объёма твёрдых фаз соответственно в 2,6 и 5,1 раза.

Читайте также: