Физическая коррозия цементного камня. Морозостойкость, жаростойкость и огнеупорность цементов

Многократно повторяющихся процессов увлажнения и высыхания, а также замерзания и оттаивания, часто в водонасыщенном состоянии (физическая коррозия); различных веществ, отлагающихся в порах и капиллярах цементного камня и бетона в результате капиллярного подсоса минерализованных вод и их испарения; кристаллизуясь, они могут вызывать вредные напряжения (физическая коррозия).

Следует подчеркнуть, что разрушающее влияние на бетон различных агрессивных факторов часто усиливается его напряженным состоянием, возникающим под действием механических нагрузок.

Селевая коррозия (3 вид). В чистом виде солевая форма физической коррозии проявляется в том случае, когда благодаря капиллярному подсосу солевые растворы проникают в поры цементного камня при одновременном испарении из них воды. Концентрация солевых растворов постепенно возрастает до насыщенного состояния, после чего начинается выделение кристаллов, при определенных условиях до предела заполняющих поры. Такой процесс сопровождается сильным давлением кристаллов на стенки пор и капилляров и возникновением напряжений, вызывающих деформации в цементном камне и бетоне и даже их разрушение.

Высокая морозостойкость цементного камня и бетонов — важнейшее свойство, в большой мере определяющее долговечность различных сооружений, особенно гидротехнических, дорожных, ирригационных.

Морозостойкость цементного камня зависит от значения его общей пористости и ее характера. Чем меньше общая пористость, тем выше морозостойкость цементного камня. Уменьшение общей пористости достигается, во-первых, снижением водоцементного отношения при изготовлении бетона, но не ниже 0,4 и, во-вторых, длительным твердением его до начала циклов попеременного замерзания и оттаивания, во время которого капиллярные поры заполняются гидратными новообразованиями.

Повышение морозостойкости может быть достигнуто также введением в бетонную смесь кремнийорганических соединений (ГКЖ-Ю, ГКЖ-П, ГКЖ-94) в количестве 0,05—0,28 % массы цемента.

Активные и инертные добавки даже при содержании до 8—10 % снижают морозостойкость портландцементов. Тонкость помола цементов не должна превышать 3000— 4000 см²/г).

Цементный камень — несгораемый материал, он не плавится при температурах до 1100°С. Однако заметное температурное воздействие на затвердевшие цементы и бетоны начинает проявляться уже при 150—200 °С, оно резко возрастает при 500—700 °С и выше. Это вызывает, в первую очередь, разложение гидратиых соединений — гидросульфоалюмииатов кальция, а в последующем гидросиликатов и Са(ОН)2, а также изменение прочности, усадочные деформации и т. п.

Значительно снижается прочность цементного камня при нагревании до 500—600 °С, что обусловлено разложением гидратных новообразований, в том числе и гидрок-сида кальция. Прочность образцов, подвергнутых нагреванию при 1000—1200 °С, обычно падает до 35—40% начальной.

Чтобы уменьшить вредное влияние СаО своб. на прочность и деформацию цементного камня при нагревании, в цемент вводят различные тонкомолотые добавки (шамот, туф, трепел, кварцевый песок и т. п.) в количестве 0,5—1 ч. по массе на 1 ч. цемента.