ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Взаимодействие силикатных материалов с газами из "Химическое сопротивление неметаллических материалов и защита от коррозии" Исходя из сказанного в предьщущем разделе, взаимодействие (механизм и кинетика) неметаллических материалов с любой средой, независимо от ее агрегатного состояния во многом определяется транспортом среды — ее переносом в материале, зависящим от его структуры доли свободного объема, размеров и количества пор, трещин и других дефектов. [c.18] Перенос газов в неметаллических материалах может осуществляться по различным механизмам, основными из которых являются молекулярно-диффузионный, фазовый и смешанный механизмы переноса. [c.18] Молекулярно-диффузионный механизм (активированная диффузия) имеет место в материалах, у которых размеры пор существенно меньше длины свободного пробега молекулы газа, что характерно для плотных материалов (стекла, силикатные эмали, плавленые силикаты, большинство полимеров). [c.18] Кинетика молекулярно-диффузионного переноса описывается первым и вторым уравнениями Фика. [c.18] Фазовый перенос характерен для пористых материалов, например неуплотненных цементов и бетонов, огнеупоров, фильтрующей керамики. В зависимости от размеров пор кинетика такого переноса подчиняется уравнению Кнудсена — Пуазейля или уравнению Дарси. [c.18] Смешанный перенос, осуществляемый одновременно и по молекулярно-диффузионному, и по фазовому механизмам, имеет место для материалов с различными размерами пор. Такой вид переноса характерен для ряда композиционных материалов. [c.18] В любом случае переноса контакт может происходить либо с инертными газами, либо с активными газами, вступающими в химическое взаимодействие с материалом. Понсятно, что второй вариант является наиболее опасным с точки зрения сохранения эксплуатационной пригодности и долговечности материала. [c.18] Величины Со и щ определяются экспериментально на шлифах бетона по фиксации глубины нейтрализации с помощью индикаторов. [c.19] В промышленной атмосфере разрушение бетонов и железобетонов идет более интенсивно, чем в обычной, во-первых, потому что концентрация СО2 в 2—3 раза превышает таковую в обычной атмосфере (в промышленной атмосфере она составляет от 600 до 2000 мг/м ), а во-вторых, из-за наличия в промышленной атмосфере других агрессивных газов (SO2, H I, I2, NO2, HF и др.), концентрация которых в обычной атмосфере строго контролируется. Из перечисленных газов наиболее агрессивным является хлороводород НС1, который во влажном бетоне интенсивно взаимодействует с основным компонентом цементного камня — Са(0Н)2, превращая его в аморфную массу. [c.19] Тем не менее в атмосферно-влажностной среде, даже в условиях сильного ее загрязнения, коррозионные процессы, протекающие в бетонных конструкциях, не вызывают их разрушения, однако долговечность железобетонных конструкций может сильно снизиться из-за возможной коррозии стальной арматуры. [c.19] В железобетонных конструкциях бетон защищает стальную арматуру от коррозии. Высокая щелочность бетона, вызванная наличием Са(0Н)2, обеспечивает перевод стальной арматуры в пассивное состояние, что имеет место при значениях pH = 9,512, обычных для бетонов. [c.19] Образующиеся продукты коррозии стали имеют объем в 2—2,5 раза больший, чем объем прокорродировавшего металла. В бетоне возникают внутренние растягивающие напряжения, превышающие его прочность, вследствие чего образуются трещины, через которые облегчается доступ газа к арматуре и ускоряется коррозия. Развитие коррозии арматуры приводит к нарушению ее сцепления с бетоном (монолитности железобетона) и резкому снижению несущей способности конструкции. Это негативное явление поучило название рост бетона ( рост железобетона ). [c.20] В зависимости от свойств образующихся продуктов и воздействия на стальную арматуру кислые газы, воздействующие на бетон, подразделяют на три группы. [c.20] Обработка бетонов 51р4 широко используется на практике и носит название флюатации. Уплотнение бетона под действием газов первой группы увеличивает его диффузионное сопротивление и уменьшает вероятность доступа газов к стальной арматуре, т. е. снижает вероятность ее коррозии и роста бетона . [c.20] Вследствие повреждения бетона, нейтрализации защитного слоя возникает опасность коррозии стальной арматуры и послойного разрушения конструкции в контакте с газами второй группы. [c.20] Газы третьей группы (НС1, I2, IO2, пары брома), реагируя с гидроксидом кальция, образуют хорошо растворимые соли кальция, обладающие высокой гигроскопичностью. Образующиеся растворы солей (особенно при увлажнении бетона) способны проникать в объем бетона за счет капиллярного всасывания и за счет диффузии в жидкой фазе бетона, вызывая полное разложение цементного камня и послойное разрушение бетона. Коррозия арматуры в контакте с этими газами идет не только из-за нейтрализации защитного слоя бетона, но и по причине образования сильноагрессивных по отношению к стали хлоридов. Ионы хлора разрушают стальную арматуру, вызывая ее коррозионное растрескивание. [c.21] Способы повышения химической стойкости бетонных и железобетонных конструкций будут изложены в последующих разделах. [c.21] Вернуться к основной статье