Особенности воздействия морской воды на бетон

Особенностью состава морской воды является высокое солесодержание, достигающее 25—40 г/л. В отличие от воды пресных поверхностных водоемов, в которой преобладают ионы Са2+, Mg2+, НСО3, SO42-, основу ионного состава морской воды составляют хлориды, а из катионов преобладает натрий. Однако если говорить об абсолютном содержании того или иного иона, концентрация большинства из них в морской воде оказывается более высокой.

Химическое воздействие морской воды на бетон проявляется во взаимодействии солей и ионов с компонентами бетона. Например, под действием сульфатов происходит сульфатация свободного гидроксида кальция в бетоне:

Ca(OH)2 + Na2SO4 + 2H2O → Ca(SO4)·2H2 + 2NaOH

Далее сульфат кальция взаимодействует с алюминатами цемента:

3CaSO4·2H2O + 3CaO·Al2O3·12H2O + 17Н2O → ЗСаО·Аl2O3·3CaSO4·31Н2O

Образующийся в результате этих реакций сульфоалюминат кальция называют "цементной бациллой". Он обладает способностью расширяться в 2—2,5 раза, что приводит к разрушению бетона.

Разрушающее действие на бетон оказывают ионы магния. Взаимодействуя с кальциевым1 алюминатом, они вытесняют из него кальций:

3Mg2+ + 3CaO·Al2O3 + nH2O → 3Ca2+ + 2Al(OH)3 + 3Mg(OH)2 + (n-6)H2O

Свободный гидроксид кальция в бетоне в результате реакции с сульфатом или хлоридом магния превращается в хорошо растворимые соли, вымываемые из бетона:

Са(OH)2 + MgCl2 → CaCl2 + Mg(OH)2

Образующиеся в результате реакций Al(OH)3 и Mg(OH)2 представляют собой аморфные студнеобразные вещества, постепенно заполняющие микропоры, поры и трещины в бетоне и превращающие его в несвязанную массу, так как не обладают вяжущей способностью.

Разрушение бетона в результате химического взаимодействия с водой ускоряется механическим воздействием, приливно-отливными колебаниями, ударами волн.

Морская вода — естественная среда обитания разнообразных животных и растительных организмов. Некоторые из них ведут прикрепленный образ жизни, поселяясь на подводных предметах, в том числе на бетонных и железобетонных сооружениях. Организмы-обрастатели развиваются и в водоводах морской воды, попадая туда в личиночной стадии и прикрепляясь к стенкам труб.

Установлено, что химическое разрушение бетона в морской воде вызывают обрастания, состоящие из животных организмов, главным образом мидий и морских желудей-балянусов. В процессе дыхания животные-обрастатели выделяют углекислый газ, в результате чего защитная корка СаСО3 на бетоне растворяется.

Растительные организмы не разрушают бетон, так как поглощают углекислоту в процессе фотосинтеза и тем самым снижают ее концентрацию в пристенном слое воды.

Таким образом, разрушение бетона в морской воде обусловлено совокупным действием химических, механических и биологических процессов.

www.ovode.net 2011