Виды коррозии цементного камня

 

2. Кинетика нейтрализации углекислым газом бетонов различной плотности.

 

№	Плотность бетона	Глубина нейтрализации (мм) за время (год)
		5	10	20	25	30
1 2 3	Очень плотный Плотный Средней плотности	4 15 21	5 22 33	6,5 29 45	6,8 30 48	8 30 50

 

По экспериментальным данным были построены графики кинетики поглощения СО2 (концентрация 20% от объема) образцами из цементно-песчаного раствора (1:2) с различным водоцементным отношением (Рис. 1) и кинетики нейтрализации углекислым газом бетонов различной плотности (Рис. 2).

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Кинетика поглощения СО2 (концентрация 20% от объема) образцами из цементно-песчаного раствора (1:2) с различным водоцементным отношением

 

 

Рис. 2. Кинетика нейтрализации углекислым газом бетонов различной плотности

 

4. Расчет кинетических констант

 

Расчет кинетических констант производится с помощью компьютерной программы с применением двух уравнений теории переноса, одно из которых характеризует процесс с интенсивным торможением во времени, а второе – с экстенсивным.

Уравнения теории переноса
Исходные данные		Значения кинетических констант при расчёте
		по уравнению №1 (по Y)			по уравнению №2 (по t)
t	Y	U0	Ktor	Kkor	U0	Ktor	Kkor
1)
1	240
4	500
10	800
25	1450
50	1800	1176,4	0	0,9731	170,29	0,0004	0,9855
1	300
4	700
10	1400
25	2400
50	3000	550,21	0	0,9619	245,23	0,0003	0,9921
1	400
4	1000
10	1500
25	2500
50	3000	-1789	0	0,9598	338,27	0,0003	0,9943
2)
5	4
10	5
20	6,5
25	6,8
30	8	-0,75	0,6741	0,9689	1,13	0,1038	0,9849
5	15
10	22
20	29
25	30
30	30	-3,52	0,0376	0,9137	5,22	0,0261	0,9975
5	21
10	33
20	45
25	48
30	50	-24,36	0,0117	0,9562	6,21	0,0145	0,9995

 

Для проведения анализов на основе полученных данных  построим графики зависимости начальной скорости (U0) и коэффициента торможения (Кtor).

 

 

5. Графики зависимостей кинетических констант

 

Рис. 3. Зависимость начальной скорости коррозии от водоцементного отношения.

 

Рис. 4. Зависимость коэфициента торможения от водоцементного соотношения.

 

 

 

 

 

Рис. 5. Зависимость начальной скорости коррозии от глубины нейтрализации.

 

Рис. 6. Зависимость коэфициента торможения от глубины поражения цементного камня.

 

 

ВЫВОД

 

В данной курсовой работе было рассмотрено влияние  объёма и глубины нейтрализации цементного состава на кинетические константы.

Проанализируем полученные графики:

1. а) Анализ графика зависимости  начальной скорости коррозии  от водоцементного отношения цементно-песчаного раствора.

При увеличении В/Ц начальная скорость коррозии увеличивается.

В количественном отношении при увеличении В/Ц в 1,25 раза начальная скорость увеличивается в 1,5 раза.

Начальная скорость характеризует химическую активность углекислого газа с цементно-песчаным раствором: чем больше В/Ц, тем активнее.

СО2 + Са(ОН)2 = СаСО3 + Н2О

Исходя из этой формулы, мы видим, что известняк остается в зоне реакции, закупориваются поры.

Пористость увеличивается, следовательно, поверхностная константа увеличивается.

б) Анализ графика зависимости коэффициента торможения от водоцементного отношения.

Коэффициент торможения коррозии цементно-песчаных растворов уменьшается при увеличении В/Ц отношения.

При В/Ц равном 0,4 раствор более плотной структуры, чем при 0,6, когда СаСО3 недостаточно, поэтому проникновение идет быстрее.

При В/Ц равном 0,5-0,6 коэффициент торможения постоянен и равен 0,0003.

Второй показатель характеризует диффузионную проницаемость и зависит от плотности, а не от химического состава.

В количественном отношении В/Ц увеличивается в 1,25 раза, а коэффициент торможения уменьшается в 1,33 раза.

Следовательно, начальная скорость больше зависит от В/Ц, чем коэффициент торможения.

2. а) Анализ зависимости  начальной скорости коррозии  от глубины нейтрализации цементного камня.

Коррозия бетона зависит от его плотности.

При средней плотности начальная скорость равна 6,21.

При очень плотных бетонах – 1,13.

Следовательно, при увеличении плотности от средней до очень плотной начальная скорость коррозии уменьшается в 5,5 раз.

б) Анализ графика зависимости коэффициента торможения от глубины нейтрализации цементного камня.

Коэффициент торможения увеличивается при увеличении плотности бетона.

При средней плотности коэффициент торможения равен 0,0145.

При очень плотных бетонах – 0,1038.

При увеличении от средней плотности к очень плотной коэффициент торможения увеличивается в 9,5 раз.

Таким образом, коэффициент торможения зависит больше от плотности,чем начальная скорость коррозии.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Москвин, В.М. Коррозия бетона в кислых средах и методы исследования / В.М. Москвин.//Бетон и железобетон. –  1971.– №10. – С. 10 – 12.
2. Розенталь, Н.К. Коррозионная стойкость цементных бетонов низкой и особо низкой проницаемости /Н.К. Розенталь. – М.: ФГУП ЦПП, 2006.– 520 с.
3. Полак, А.Ф. Расчет  долговечности железобетонных конструкций/А.Ф.Полак. – Уфа: Изд-во Уфимск. нефт. ин-та, 1983. – 116 с.
4. Полак, А.Ф.  Физико-химические основы  коррозии железобетона/А.Ф.Полак. – Уфа: Изд-во Уфимск. нефт. ин-та, 1982. – 73 с.
5. Усияма, Х. Диффузия различных ионов в затвердевшем портландцементном тесте // VI Международный конгресс по химии цемента / Х. Усияма, С. Гото. – М.: Стройиздат, 1976. – 358 с.
6. Рахимбаев, Ш.М. Кинетика переноса в гетерогенных процессах технологии строительных материалов // Физико-химия строительных  и  композиционных  материалов: Сб. науч. тр./Ш.М.Рахимбаев. – Белгород, 1989. – 160 с.
7. Нудельман, Б.И. Исследование магнезиально-сульфатной коррозии алинитовых цементов // Отчет о научно-исследовательской работе / Б.И. Нудельман, З.П. Пулатов. – Ташкент, 1995. – 182 с.
8. Грачева, О.И. Химизм взаимодействия продуктов гидратации асбестоцемента с сероводородом // Тр. НИИ Асбестоцемент/ О.И. Грачева, Е.О. Барбакарзе. – М., 1963. – Вып. 17. – С. 36–54.
9. Крепление высокотемпературных скважин в коррозионно-активных средах / В.М. Кравцов, Ю.С. Кузнецов, М.Р. Мавлютов, Ф.А. Агзамов. – М.: Недра, 1987. – 190 с.
10. Исследование в области защиты бетона и железобетона от коррозии в агрессивных средах : сб. тр. НИИЖБ. – М.: Стройиздат, 1984. – 72 с.
11. Raju, P.  Durability  of  concrete exposed  to dilute  sulphurie  acid / P. Raju, P. Dayaratnam // Bild. and Enoiron. – 1984. – 19, № 2.

12. Работоспособность железобетонных  конструкций, подверженных      коррозии / А.И.Попеско; СПб гос. архит.-строит. ун-т.-СПб., 1996. –   182 с.