Коррозия каменных конструкций
По механизму протекания различают физическую, химическую и биологическую коррозию материала каменных конструкций. Вид коррозийных процессов зависит от местоположения конструктивного элемента и характера среды. Так, подземные конструкции могут подвергаться всем видам коррозии, надземные конструкции—преимущественно физической, реже—химической.
Наибольшее влияние на износ конструкций оказывает водная среда. Поскольку большинство конструкций зданий (фундаменты, стены, перегородки, перекрытия и элементы крыш) выполнены из искусственных каменных материалов с пористо-капиллярной структурой, при контакте с водой они интенсивно увлажняются.
В зависимости от вида связи с материалом различают химически связанную, адсорбционно - связанную, капиллярную и свободную влагу. Свободная влага заполняет крупные пустоты и поры материала и удерживается в них гидростатическими силами. Эта влага легко удаляется из материала конструкции при высушивании.
В крупных порах и пустотах вода превращается в лед при температуре ниже 0°С, так как в ней растворены вещества, понижающие температуру замерзания. В капиллярах диаметром 10~5 см и менее вода замерзает при температуре ниже -25°С.
Влияние влаги на процесс разрушения конструкций неодинаково. В одних случаях она как поверхностно-активное вещество ускоряет разрушение, в других, являясь хорошим растворителем, действует в качестве химически активной агрессивной среды.
|
|
|
Наличие на поверхности и в теле каменных материалов пор, пустот, капилляров и микротрещин приводит к увеличению площади их удельной поверхности, что повышает возможность контакта конструкции со всеми видами влаги.
Таким образом, интенсивность коррозии каменных конструкций зависит от структуры материала, степени и вида его увлажнения, а также от химического состава водной среды. Так, дождевая вода смывает со стен адсорбированные частицы и различные агрессивные вещества; влага-конденсат вступает с такими веществами во взаимодействие, образуя растворы кислот и щелочей, которые вызывают разрушение материала каменных конструкций. Повышенный конденсат возникает весной или осенью, когда температура
наружного воздуха имеет знакопеременные значения. В этот период температура каменных наружных конструкций изменяется с некоторым отставанием от суточной температуры наружного воздуха (температурный гистерезис). Контакт воздушной среды с участками конструкций, имеющих более низкую температуру по сравнению с температурой наружного воздуха, приводит к выпадению конденсата на этих участках, особенно в углах зданий.
|
|
|
Долговечность кирпичных стен в значительной степени определяется технологией изготовления кирпича. Например, кирпич сухого прессования имеет сеть капилляров и пор, сообщающихся между собой и открытых на поверхности. Такой материал быстро насыщается влагой, ускоряющей его физическую коррозию. Кирпич пластического прессования имеет закрытые поры, поэтому медленнее насыщается влагой. Насыщение влагой каменных материалов в естественных условиях происходит значительно быстрее, чем высыхание.
Основные причины разрушения природных каменных материалов в сооружениях:
-замерзание воды в порах и трещинах, вызывающее внутренние напряжения;
-частое изменение температуры и влажности, вызывающее появление микротрещин;
-растворяющее действие воды и понижение прочности при водонасыщении;
-химическая коррозия, происходящая под действием газов (S02, C02 и др.), содержащихся в атмосфере, и веществ, растворенных в грунтовой или морской воде.
Конструктивную защиту открытых частей сооружений (цоколей, карнизов, поясков, столбов, парапетов) сводят к приданию им такой формы, которая облегчает отвод воды.
Этому же способствует гладкая полированная поверхность облицовки и профилированных деталей. Стойкость пористых каменных материалов, которые не полируются, повышают путем пропитки поверхностного слоя уплотняющими составамии нанесения на лицевую поверхность гидрофобизующих(водоотталкивающих) составов. Кремнефторизацию (или флюатирование) применяют для повышения стойкости наружной облицовки из карбонатных пород. При пропитывании известняка раствором флюата (соль кремнефтористо-водородной кислоты) происходит химическая реакция
|
|
|
2СаС03 + MgSiF6 = 2CaF2 + MgF2 + Si02 + 2C02
Полученные нерастворимые в воде вещества CaF2, MgF2, Si02 отлагаются в порах и уплотняют лицевой слой камня. В результате уменьшается его водопоглощение и возрастает морозостойкость, облицовка из камня меньше загрязняется пылью.
Некарбонатные пористые каменные материалы предварительно обрабатывают водными растворами кальциевых солей (например, CaCl2), а после этого пропитывают флюатами.
Долговечность пористого камня значительно увеличивается, если пропитать его поверхностный слой раствором мономера с последующей полимеризацией мономера в порах бетона при термокаталитической или радиационной обработке.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1227; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!