Химическая коррозия цементов III

Отношение цемента к химической агрессии является одной из наиболее актуальных проблем химии цементов. Количество исследовательских работ, посвященных вопросам коррозии цементов и повышения их долговечности, довольно велико. Оно особенно возросло в последние годы в связи с огромным увеличением общего объема строительства в нашей стране. Вторая Всесоюзная конференция по коррозии бетона, происходившая при Академии наук СССР в марте 1953 г. [1], отметила необходимость дальнейшего расширения научно-исследовательских работ по вопросам, обеспечивающим долговечность гидротехнических сооружений. [c.407]

В химической технологии для защиты металла от действия высоких температур и химической коррозии применяются соответствующие неметаллические огнеупорные футеровочные материалы. Наиболее распространенные из них (динас, шамот и др.) используются для футерования аппаратов, в которых осуществляются процессы при температурах до 1700° С. К таким высокотемпературным процессам относятся стекловарение, пирометаллургия, производство цемента, извести, карбида, обжиг серусо-держащего сырья в сернокислотном производстве и др. Широко применяются эти огнеупоры при кладке печей и топок. Но и в этих случаях применение огнеупоров ограничено коррозионным действием расплавленных металлов и шлаков. При температуре до 2000° С в основных средах применяются хромомагнезитовые и тальковые огнеупоры. В восстановительной среде при температурах до 3000° G устойчивы графитовые огнеупорные материалы. Однако данные высокоогнеупорные футеровочные изделия сравнительно дороги и могут применяться лишь в тех случаях, когда по экономическим соображениям это целесообразно. [c.101]

Наряду с рассмотренными факторами на коррозию арматуры влияет также химический состав цемента, заполнителей и добавок солей, вводимых в бетон. [c.36]

Глава V посвящена основам химии вяжущих веществ. Здесь на примере типичных представителей различных групп вяжущих строительных материалов (известь, портландский цемент, полуводный гипс) описываются общие свойства вяжущих, методы их получения и более подробно рассматриваются процессы их твердения. Технологическая сторона процессов затрагивается при этом лишь в небольшой степени, а основное внимание обращается на химическую и физикохимическую сущность процесса. Эта глава знакомит читателя с основными видами коррозии бетона и методами борьбы с ней. [c.3]

Одной из важнейших причин, ограничивающих применение высоких и сверхвысоких температур в химической технике, яв-ляется трудность подбора конструктивных материалов, устойчивых при этих температурах и одновременно к действию различных химических реагентов. Обычные углеродистые стали легко деформируются уже при температурах выше 00 °С, а пластмассы даже при температурах ниже 250 °С. Жаропрочные стали устойчивы при температурах до 700°С. Специальные сплавы железа с никелем, хромом, молибденом, кобальтом, титаном и другими тугоплавкими металлами, применяемые в химической промышленности, устойчивы до 800—900 °С. Для осуществления процессов при температурах выше 900—1000 °С в металлургии, в стекловарении, в производстве цемента, карбидов и многих других применяют неметаллические огнеупорные материалы (см. гл. XV). Наиболее распространенные огнеупоры (шамот, динас и другие) применимы для футеровки аппаратов, кладки печей, топок и т. п. при температурах не более 1400—1600 °С. Применение огнеупоров ограничено также их коррозией при действии расплавленных м-е-таллов и шлаков. При температурах до 2000 °С в основной среде используются магнезитовые огнеупоры. Графитовые изделия стойки в восстановительной среде при температурах до 3000 °С. Отсутствие доступных конструктивных материалов, стойких в различных агрессивных средах при температурах выше 1600—2000°С, является основным препятствием для осуществления многих эндотермических высокотемпературных процессов. [c.146]

Все строительные объекты общественного назначения и промышленные здания содержат конструкционные элементы неорганического происхождения, в том числе выполненные из кирпича и бетона, причем последний стал основным материалом при строительстве большинства объектов. Изделия, выполненные из горных пород, также применяются при строительстве зданий, печей, емкостей и промышленной аппаратуры. Изделия из горных пород имеют достаточно высокую химическую стойкость, благодаря чему они не нуждаются в специальной защите, если только материал, который соединяет плитки, кирпичи и другие элементы, обладает антикоррозионными свойствами. Однако бетоны, являющиеся основным материалом для строительства, имеют неодинаковую стойкость (это определяется технологией производства бетона и химической стойкостью его компонентов — цемента и щебня). Поэтому придание бетону стойкости и защита его от коррозии представляют очень важную задачу. [c.278]

Днище башни футеруется в два слоя каждый в 1/г кирпича с перевязкой швов днище газовой коробки поверх кирпича покрывается слоем кислотоупорного цемента толщиной 30 мм. Моногидратный абсорбер при наличии отдельно установленного брызго-уловителя защищается аналогично первой сушильной башне. В обоих случаях все детали, соприкасающиеся с кислотой (распределительные желоба и течки оросительного устройства, вкладыши штуцеров для входа и выхода кислоты, крышка люка), сделаны из серого чугуна марки СЧ 18-36. Чугунное литье должно иметь химический состав, приведенный в табл. 14. Крышка аппарата стальная и для защиты от коррозии 93—95%-ной серной кислотой ее покрывают по проволочной сетке слоем кислотоупорной замазки толщиной 30 мм. Опыт эксплуатации башен иа заводах химической промышленности свидетельствует о целесообразности изготовлять все крышки абсорбционных башен из кислотоупорного железобетона по типу крышки, описанной на стр. 47, [c.131]

Чугунные колосники выполняются из отдельных секторов и опираются на центральной колонке и футеровке башни. Центральная опорная колонка после ее установки заполняется внутри кислотоупорным цементом. Колосники изготовляются из чистого серого чугуна марки СЧ 18-36 или СЧ 28-48. Особое внимание должно быть обращено на плотность отливки и отсутствие в ней газовых и шлаковых включений. Незначительные раковины в отливке (глубина до 1 мм при диаметре 4—5 мм) могут быть заварены чугуном того же химического состава. Заварка чугуном другого состава может повлечь усиление местной коррозии колосников. Применение железных жеребеек при отливке чугунных деталей недопустимо. На поверхностях чугунных деталей ие должно, быть трещин, рыхлости, крупных графитовых включений. Как известно, более высокой химической стойкостью обладают чугуны с необработанной поверхностью (с литейной коркой). Это объясняется наличием силикатной пленки, образующейся при соприкосновении жидкого металла с формовочной землей (либо с обмазкой при заливке в кокиль). Поэтому не следует обрабатывать детали чугунной колосниковой решетки. Рекомендуемый состав чугунного литья для колосников и оросительных желобов приведен в табл. 14. [c.140]

К разрушению бетонного тела приводят и внутренние причины — высокая его водопроницаемость, взаимодействие щелочей цемента с кремнеземом заполнителя, изменение объема из-за различия температурного расширения цемента и заполнителя. Поскольку эти вопросы рассмотрены в главе, посвященной свойствам бетонов, остановимся на внешних причинах коррозии цементного камня и бетона, возникающих в результате физического и химического взаимодействий материала с окружающей средой. [c.368]

Коррозия выщелачивания представляет собой постепенное растворение и вымывание извести из бетона. Наблюдается такой вид коррозии при службе бетона в условиях фильтрации воды под давлением или просто омывания водой. Это явление происходит потому, что основные компоненты цементного камня — гидросиликаты, алюминаты, ферриты, сульфоалюминаты и прежде всего гидрат окиси кальция — обладают некоторой растворимостью [растворимость Са(ОН)г составляет 1,3 г/л]. Пресная вода, проникая внутрь тела бетона по трещинам, порам, капиллярам, растворяет гидрат окиси кальция (выщелачивает) и выносит его. Поскольку при этом нарушается химическое равновесие между составляющими цементного камня и поровой жидкостью, последние подвергаются ступенчатому гидролизу, что и ведет к постепенному ослаблению и разрушению бетона. На скорости разрушения бетона при выщелачивании сказываются скорость растворения составляющих цемента, скорость движения воды, ее обновление у поверхности, химический и минералогический составы цементного камня и плотность бетона, характер конструкции, а также химически активный состав действующих вод. Например, при длительном воздействии мягких вод может произойти полное растворение и разрушение бетона, но может оказаться полезным присутствие некоторых солей в природных водах, с точки зрения ее разрушающего действия. Например, уве- [c.371]

Серые чугуны обладают весьма умеренной химической стойкостью против агрессивных сред, что объясняется их неоднородностью. Все структурные составляющие чугуна, именно цементит, феррит и графит, обладают разным потенциалом. Разность потенциалов между ферритом и графитом достигает 0,8 в, что и объясняет их малую химическую стойкость. Примесь серы уменьшает стойкость чугунов против межкристаллитной коррозии. [c.22]

Глубокое знание химии совершенно необходимо специалистам всех отраслей народного хозяйства. Так, в металлургии и машиностроении необходимы, в первую очередь, знания свойств металлов и сплавов, способов зашиты от коррозии. В электротехнической и радиотехнической промышленности кроме металлов широко используют полупроводники, керамику, органические изолирующие материалы. В основе производства цемента, стекла, керамики лежат химические превращения соединений кремния. В настоящее время текстильная промышленность использует не только природные, но и синтетические волокна, а также красители и многие другие химические препараты, облагораживающие ткани. Вся пищевая промышленность по существу основана на химической переработке растительного и животного органического сырья. Эти примеры можно было бы продолжить. [c.423]

Коррозия происходит в результате химических реакций между корродирующими соединениями и составными частями бетона. Таким образом действуют, например, кислоты, способствующие очень быстрому и полному разрушению бетона. В результате вместо цемента образуется бесформенная масса, не обладающая связующими свойствами и, следовательно, какой-либо устойчивостью. Действие кислот сводится к реакции [c.242]

Всесоюзная конференция по коррозии бетона при Академии Наук СССР, состоявшаяся в 1937 году [51], также высказалась за существование определенных химических соединений, образующихся между активным кремнеземом и известью. Другие исследователи придерживаются иной точки зрения, считая [52], что между гидратом окиси кальция и кремнеземом идут только адсорбционные процессы. Активный кремнезем адсорбирует на своей сильно развитой поверхности гидрат окиси кальция, при этом набухает, уплотняет строительный раствор или бетон, придавая ему водонепроницаемость. Такой же точки зрения придерживается Знаменский [53], утверждая, что при твердении пуццолановых цементов имеют место только адсорбционные процессы однако существует предположение [54], что при взаимодействии извести и активного кремнезема сначала образуются адсорбционные соединения, в которых известь связана непрочно и легко вымывается водой, и лишь затем образуются химические соединения. [c.98]

Дополнительные опыты показали, что сульфид железа в незначительном количестве образуется при помещении железа в водную вытяжку из цемента при отсутствии доступа воздуха. Автор приходит к выводу, что сернистый кальций оказывает в конечном счете слабое химическое действие, которое не может быть причиной быстрой коррозии арматуры. [c.70]

Горные породы применяются в виде футеровочного материала (плиты, камни) для защиты от коррозии химического оборудования. Естественные кислотоупоры входят также в состав кислотоупорных цементов и бетонов в качестве наполнителей. [c.20]

При конструировании химических машин необходимо выбирать материалы с таким расчетом, чтобы были предотвращены условия возникновения элект[)о-химической коррозии, поэтому в деталях и узлах, где сопрягаются два металла, необходимо избегать контакта металлов, электрохимические потенциалы которых значительно отличаются друг от друга. Недопустимо создавать контакт со сталью меди и медных сплавов, никеля и никелевых сплавов, благородных металлов и их сплавов. Для предотвращения коррозионного разрушения в таких случаях целесообразно применение оцинкования и кадлшрования стальных деталей, применение прокладок и шайб из оцинкованного железа. Для нержавеющих сталей недопустимым является контакт с алюминием и его сплавами, медью и медными сплавами и т. д. Для алюминиевых сплавов недопустим контакт со сталями, медными и никелевым сплавами и допустим контакт с. юбы.ми материалами, покрытыми цинком, кадмием и алюминием. Необходилю также учитывать коррозию свинца при контакте его с портланд-цементом, так как он обладает щелочными свойства.ми. [c.81]

Исследования и практика применения шлаковых и пуццолановых лортландцементов показывают, что эти цементы менее подвержены химической коррозии и коррозии выщелачивания. Однако бетоны на их основе менее устойчивы от других видов разрушений, в частности против попеременного насыщения растворами, высушивания или замораживания. [c.21]

Исследования показывают, что на первый план в оценке долговечности бетона следует выдвинуть его плотность. Можно получить весьма стойкий бетон, сделав его достаточно плотным. Испытания образцов, изготовленных из различных цементов с различным составом бетона, различным количеством воды и выдержанных длительное время в различных коррозионных средах, показывают, что наиболее стойкими бетонами при химической коррозии, сопровождаемой кристаллической коррозиёй, являются бетоны, изготовленные на основе истого портландцемента. Весьма нестойкими оказываются бетоны на пуццолановом портландцементе и шлаконортландце-менте даже при весьма низких водоцементных отношениях. [c.21]

Многие расширяющиеся цементы содержат добавки, из которых в порах цементного камня образуется эттрингит. Этот минерал, как мы видели, образуясь в процессе коррозии, вызывает разрушение цементного камня. В случае коррозионного разрушения образование эттрингита происходит неравномерно в объеме цементного камня. Когда же эту реакцию используют для получения управляемого процесса расшире1шя, то расширяющую добавку тонко диспергируют и равномерно распределяют в цементном порошке, а ее химическую активность выбирают такой, чтобы расширение происходило на определенной стадии твердения, когда структура уже способна воспринимать кристаллизационное давление, но в то же время еще сохраняется возможность восстановления нарушенных при расширении контактов. К таким расширяющим добавкам относится, например, смесь сульфата кальция, алюмината кальция и гидроксида кальция. [c.133]

Предлагаемое издание является первым учебником по курсу физической химии вяжущих материалов. В нем рассматриваются физико-химические процессы, протекающие при измельчении материалов и термическом превращении сырьевых смесей, излагаются представления о химических связях в твердых телах, элементы химической термодинамики, химического равновесия, элементы теории кинетики гетерогенных реакций, химических процессов ми-нералообразования клинкера, физико-химические основы процессов гидратации цемента, коррозии цементного камня. [c.3]

Самопроизвольно разрушаться под воздействием окружающей среды могут не только металлы, но и многие неметаллические материалы (цемент, бетон, эмали и т. д.). Термин коррозия распространяется и на эти материалы. Следовательно, в учение о коррозии вкладывается весьма широкий круг вопросов, часто объединяемый под общим названием химического сопротивления материалов ( химсопромат ). [c.356]

Для обеспечения долговечности цементного кольца необходимо, чтобы затвердевший тампонажный раствор сохранял прочность и непроницаемость при воздействии минерализованных пластовых вод. Цементный камень с активной добавкой глины или высокодисперсных окислов показал достаточную коррозионную стойкость в агрессивных средах [317, 318]. Это связано с более плотной дисперсной структурой, с изменением фазового состава и степени закристаллизованности гидратных фаз по сравнению с камнем, приготовленным из чистого цемента. Необходимо отметить, что добавка глин с повышенным содержанием окислов алюминия (типа као-линитовых) обусловливает меньшую химическую стойкость цементного камня против сульфатной коррозии вследствие образования ими дополнительного количества гидросульфоалюминатных фаз [317,319]. [c.117]

Применение. Ц. является компонентом сплавов с цветными металлами (латунь, томпак, нейзильбер) применяется в прО изводстве гальванических элементов и аккумуляторов, для защиты стальных и железных изделий от коррозии, в металлургической и химической промышленности. Оксид Ц. служит в качестве наполнителя для резин используется в производстве стекла, керамики, спичек, целлулоида, косметических средств. Хлорид Ц. применяется в целлюлозно-бумажной промышленности и в производстве вискозных волокон, в качестве флюса при горячем цинковании, лужении и паянии, а сульфат Ц.— в производстве вискозы, в гальванотехнике. Фосфид Ц. входит в состав препаратов для борьбы с грызунами. Сульфид и селенид Ц. используют в полупроводниковой и люминесцентной технике, для изготовления фотоэлементов и фотосопротивлений. Соединения цинка служат также пигментами для красок (оксид, хлорид, сульфат, сульфид), в том числе антикоррозионными (орто- и гидроортофосфат) антисептиками для древесины (хлорид, сульфат, ортоарсенит и гидроортоарсенат), компонентами для зубных цементов (оксид, орто- и гидроортофосфат). [c.148]

Разрушение тампонажного материала в заполненном пространстве, как выявлено многими исследователями, происходит при переходе жидкого цементного раствора в пластическое состояние и цементный камень. Существующее в реальной скважине пластовое давление флюидов способствует разрушению цементногЬ камня. Это происходит также на стадии формирования камня. Разрушительное действие пластовых вод происходит в том случае, если в их составе имеются в достаточном количестве сульфат-ионы, углекислота, сероводород, хлориды, соли магния и другие. Коррозия цементного камня в электролите представляет собой химический процесс в виде обменных реакций, в результате которых происходит растворение минералов цементного клинкера, что и приводит к постепенному разрушению прогидратированной части цемента и снижению прочной связки гидратов (рис. 48). [c.206]

Кислотоупорный цемент — это композитный материал, получаемый смешиванием жидкого стекла, отвердителя и наполнителя. Его применяют для изготовления кислотоупорных замазок, растворов и бетонов. С помош,ью замазок и растворов производят крепление штучных кислотоупорных материалов при футеровке строительных конструкций и химической аппаратуры, из бетонов изготовляют различные строительные констру кции и оборудование (различные эстакады, плиты перекрытий, полов, ванны и т. п.), предназначаемые для эксплуатации в условиях сильнокислых сред. Для пластифицирования смеси вводят комплексную добавку (катапин + сульфонол), которая проявляет и свойства ингибитора коррозии. [c.110]

Для антикоррозионной защиты крупногабаритного оборудования, работающего в условиях агрессивных сред в производствах минеральных солей (концентратов, промывных башен и пр.), применяют покрытие из кислотоупорных плиток и других кислотоупоров, а также кислотоупорные цементы (кварцевый, кремнефтористый и пр.). Для защиты химической аппаратуры и строительных конструкций применяются плитки и изделия из стеклокристаллического материала, кислотоупорный клинкерный кирпич, керамические плитки и т. п. В химической промышленности распространены эмалевые покрытия. В настоящее время освоены ситталевые эмали, обладающие высокими механическими и термическими свойствами. Широкое применение для антикоррозионных целей имеют материалы из пластмасс винипласта, полиэтилена, фаолита, текстолита и пр. Одним из наиболее стойких материалов является фторопласт, обладающий коррозионной стойкостью ко всем кислотам и щелочам. Для изготовления теплообменной аппаратуры, работающей в условиях воздействия агрессивных жидкостей и газов, применяют графит, графолит и другие графитовые материалы. Для защиты аппаратуры и строительных конструкций от коррозии применяются специальные химически стойкие лакокрасочные материалы на основе перхлорвиниловой смолы, поливинилхлорида и его полимеров, лаков, эпоксидных смол и т. д. [c.87]

Для обработки глинистых растворов, исходя из конкретных горно-геологических условий, могут применяться также специальные химические реагенты для повышения смазочных свойств раствора, ингибиторы коррозии, поглотители сероводорода для связывания солей кальция или магния. В частности, для связывания ионов кальция и магния при попадании в глинистый раствор хлоркальциевых или хлормагние-вых вод, гипса, ангидрита или цемента широко используется кальцинированная сода в виде водного раствора 5—10%-ной концентрации. [c.124]

В книге проанализированы технологические процессы производства основных строительных вяжущих веществ портландцемента и его разновидностей, гипсовых и известковых вяжущих веществ, глиноземистого, расширяющихся, напрягающих цементов и др. Дано теоретическое обоснование и практическое построение производственных процессов. Рассмотрены физико-химические процессы, протекающие при измельчении материалов и термическом превращении сырьбвых смесей, кинетика, механизм и термохимия высокотемпературных реакций в твердом состоянии и присутствии расплава, процессы спекания порошка обжигаемого материала в зерна клинкера. Подробно рассмотрены также физико-химические основы процессов гидратации и твердения вяжущих веществ, коррозии цементного камня и бетона. В учебнике описаны основные строительно-технические свойства портландцемента, шлакопортландце-мента, алюмофосфатных и других вяжущих веществ. [c.3]

Стенки корпуса катода несколько выше катодных карманов и образуют надкатодную камеру и раструб для установки крышки. Для защиты от действия хлора внутренние стенки раструба футеруют бетоном. Бетонная крышка электролизера изготовляется в металлических формах. Для предотвращения разрушений крышки кислым анолитом и влажным хлором ее выполняют из кислотостойкого бетона, сохраняющего химическую устойчивость в условиях процесса электролиза. При использовании крышек из такого бетона устраняется возможность загрязнения анолита солями кальция и магния, которое может происходить при коррозии крышки, изготовленной из обычного бетона на основе портланд-цемента. [c.201]

Коррозия развивается в зависимости от весьма большого числа параметров, обусловленных как агрессивностью среды, так и свойствами бетона. В связи в этим рассматривают, как правило, агрессивность данной среды к данному бетону. Свойства бетона в наших расчетах выражаются через водоцементное отношение ш, во-допотребность цемента о, среднюю растворимость твердой фазы С , долю цементного камня, растворимого в данной среде, О, а также через скорость диффузии ее ионов Очевидно, что последние три параметра Сюо, б, находятся в определенной зависимости и от химического состава агрессивного вещества, основными параметрами которого являются концентрация С2о, коэффициент диффузии 02 и стехиометрический коэффициент р,. Кроме того, следует учесть, что сы, -Оь >2 являются также функциями температуры Т. [c.71]

Возникшую как метод предотвращения накипеобразования и коррозии [270, 271], магнитную обработку вскоре рекомендовали как метод предотвращения инкрустаций в аппаратах пивоваренной, сахарной, целлюлозной и химической промышленности [272], а также солевых отложений в трубах нефтяных скважин [1]. Кроме того, ее начали применять для ускорения твердения и гювышения прочности бетонов и других материалов на основе цемента и алебастра [3, 52], ускорения процессов осаждения взвешенных частиц [186], воздействия на активную массу аккумуляторов при ее формировании [87], улучшения и интенсификации процессов обогащения полезных ископаемых [69] и т. п. Несмотря на незавершенность технической и, особенно, научной разработки, в [c.7]

К этой группе относятся кирпич, цемент и бетоны разных марок керамика (корпусы специальных насосов, кольца Ра-шига) кислотоупорные и огнеупорные плитки и кирпич каменное литье, базальт, фарфор, специальное стекло, асбест и др. Как уже было сказано, некоторые из перечисленных материалов обладают очень высокой химической стойкостью почти во всех агрессивных средах и используются в качестве покрытий для защиты от коррозии. [c.21]

Без химической термодинамики немыслимо правильное и высокоэффективное осуществление процессов в химической технологии — в производстве неорганических веществ, в промышленности органического синтеза, в нефтехимии и углехи-мии, в металлургии и во многих других отраслях промышленности — словом, везде, где приходится сталкиваться с веществами и их взаимодействием. Важнейшее значение имеет выбор оптимальных условий проведения химических реакций (давление, температура, соотношение компонентов) для достижения максимальной производительности аппаратуры при минимальных энергетических затратах. Ограничимся лишь одним, отнюдь не самым важным, примером без термодинамических исследований твердофазных реакций немыслимо теоретическое обоснование процессов производства цемента, керамики, стекла, а также коррозии огнеупоров. Только, располагая значениями термодинамических свойств индивидуальных веществ и растворов, можно найти максимальный выход продуктов реакции в зависимости от состава исходной смеси, температуры, давления, что необходимо для выбора путей промышленного осуществления процессов и для проектирования производственных установок. Термодинамические параметры являются необходимым фундаментом при создании материалов с заданной совокупностью свойств, в частности, материалов для новой техники, которые должны эксплуатироваться в самых различных условиях — при высоких температурах, глубоком вакууме, действии радиации — тугоплавкие соединения, полупроводники, сверхчистые материалы и т. д. (см. например, 31). [c.7]

На предприятиях химической промышленности основные строительные и несущие конструкции (фундаменты, колонны, междуэтажные перекрытия, а в последнее время и стены), изготавливаемые из бетона и железобетона на основе портландцемента, шлакопорт-ландцемента и реже пуццоланового цемента и работающие в условиях кислых агрессивных сред, нуждаются в защите их от коррозии. [c.60]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология