- •Ведение
- •1. Строение атома
- •Квантовые числа
- •Принципы распределения электронов в атоме
- •2. Периодический закон д.И. Менделеева
- •Периодические свойства элементов
- •3. Энергетика химических процессов
- •Внутренняя энергия
- •Первое начало термодинамики. Энтальпия
- •Второе начало термодинамики. Энтропия
- •Энергия Гиббса
- •4. Скорость химической реакции
- •5. Химическое равновесие
- •Факторы, влияющие на смещение равновесия
- •6. Растворы
- •Энергетика процесса растворения
- •Растворимость
- •Способы выражения концентрации растворов
- •7. Растворы неэлектролитов
- •Давление пара растворов. Закон Рауля
- •Замерзание и кипение растворов
- •8. Растворы электролитов
- •Степень диссоциации
- •Слабые электролиты. Константа диссоциации
- •Кислоты, основания, соли с точки зрения теории электролитической диссоциации
- •Реакции обмена в растворах электролитов
- •Диссоциация воды. Водородный показатель
- •9. Гидролиз солей
- •10. Окислительно-восстановительные реакции
- •Процесс окисления
- •11. Электродные потенциалы
- •Ряд напряжений металлов
- •Гальванические элементы
- •12. Магний, кальций, жесткость воды
- •Физические и химические свойства
- •Жесткость воды
- •13. Кремний
- •Физические свойства
- •Химические свойства
- •14. Основы химии вяжущих материалов
- •Воздушные вяжущие
- •Гидравлические вяжущие
- •Коррозия цементного камня и бетона
- •Библиографический список
Коррозия цементного камня и бетона
Внешняя среда вызывает разрушение цементного камня и бетона. Основное значение в современном строительстве имеет бетон на портландцементе.
Затвердевший цементный камень бетона состоит из следующих компонентов: Ca(OH)2, 2CaO∙SiO2∙nH2O, 3CaO∙Al2O3∙6H2O, CaO∙Fe2O3∙nH2O и др.
Физическая коррозия бетона. Действие воды (мягкой) на бетон ведет к вымыванию Са(ОН)2 из бетона, что приводит к необратимым процессам разрыхления бетона и уменьшения его прочности. Выщелачивание Са(ОН)2 в количестве 15 – 30 % от общего содержания в цементном камне вызывает понижение прочности на 40 -50 %.
Химическая коррозия бетона. Углекислотная коррозия. Избыточная углекислота (увеличение количества СО2 в воде сверх равновесного) вызывает растворение карбоната кальция на поверхности:
Са(ОН)2 + СО2 → СаСО3 + Н2О
СаСО3 + СО2 + Н2О → Са(НСО3)2 (хорошо растворим в воде).
В результате вымывания его из бетона увеличивается пористость, проницаемость бетона.
Магнезиальная коррозия. В морской воде, в грунтовых водах содержатся соли магния (MgSO4, MgCl2). При действии их на Са(ОН)2 цементного камня идут реакции: Са(ОН)2 + MgCl2 = CaCl2 + Mg(OH)2↓
Са(ОН)2 + MgSO4 + 2H2O = CaSO4∙2H2O + Mg(OH)2↓
Mg(OH)2↓ - (рыхлая объемная масса) выпадает в осадок в виде пленки, проницаемой для воды, CaCl2 вымывается, CaSO4∙2H2O в морской воде также вымывается.
Соли магния могут взаимодействовать с составными частями цементного камня: 2CaO∙SiO2∙nH2O + 2MgCl2 = 2CaCl2 + 2Mg(OH)2↓ + SiO2∙nH2O
3CaO∙Al2O3∙6H2O + 3MgCl2 = 3CaCl2 + 3Mg(OH)2↓ + 2Al(OH)3↓
В результате цементный камень превращается в рыхлую массу.
Сульфатная коррозия бетона возникает под действием воды, содержащей сульфат кальция, магния, натрия:
3CaO∙Al2O3∙6H2O + 3CaSO4 + (25…26)H2O = 3CaO∙Al2O3∙3CaSO4∙(31…32)H2O
трехсульфатный гидросульфоалюминат
Образование трехсульфатного гидросульфоалюмината сопровождается увеличением объема, что приводит к появлению трещин в бетоне.
Кислотная коррозия возникает под действием кислот, находящихся в сточных водах промышленных предприятий и грунтовых водах:
Са(ОН)2 + 2НCl = CaCl2 + 2Н2О,
Са(ОН)2+ Н2SO4 = СаSO4∙2Н2О
Все методы защиты бетона от коррозии можно свести в следующие группы: 1) правильный выбор цемента; 2) изготовление особо плотного бетоа; 3) использованиезащитных покрытий; 4) регулирование состава коррозионной среды (напрмер, нейтрализация кислых вод, контактирующих с бетоном).
Библиографический список
1. Глинка Н. Л. Общая химия. – М.: Интеграл-Пресс, 2002 –2010. – 728 с.
2. Коровин Н. В. Общая химия. – М.: Высш. шк., 2000 – 2010. – 558 с.
3. Глинка Н. Л. Задачи и упражнения по общей химии. – М.: Интеграл-Пресс, 2002 - 2010. – 240 с.
4. Задачи и упражнения по общей химии. /Под ред. Н. В. Коровина. – М.: Высш. шк., 2003. – 255 с.