Применение, транспортирование, хранение извести

Применение, транспортирование, хранение. Воздушную известь применяют для приготовления кладочных и штукатурных растворов как самостоятельное вяжущее, так и в смеси с цементом; при производстве силикатного кирпича и силикатобетонных изделий; для получения смешанных вяжущих (известково-шлаковых, известково-зольных и др.) и для красок. Негашеную известь, особенно порошкообразную, при транспортировании и хранении предохраняют от увлажнения. Порошкообразная известь - кипелка гасится даже влагой, содержащейся в воздухе. Максимальный срок хранения молотой извести в бумажных мешках 25 сут, в герметичной таре (металлические барабаны) — не ограничен. Комовую известь транспортируют навалом в закрытых вагонах и автомашинах, порошкообразную — в бумажных мешках, а также в специальных автоцистернах. В таких же цистернах перевозят пушонку и известковое тесто. Хранят комовую известь в сараях с деревянным полом, поднятым над землей на 30 см. Недопустимо попадание на известь воды, так как это может вызвать ее разогрев и пожар. На складах извести тушение пожара водой запрещается.

Безусадные цементы

Безусадочные цементы это расширяющиеся цементы, у которых расширение только компенсирует усадку. Поэтому такие цементы как бы сами уплотняют себя, делая бетон водонепроницаемым. В случае, если расширяющиеся цементы используются в железобетонных конструкциях, эффект расширения вяжущего может вызывать натяжение арматуры и сжатие самого бетона, что дополнительно защитит бетон от образования трещин. Такие цементы называют напрягающими. Для строительных целей в основном используют цементы, в которых расширение достигается с помощью образования эттрингита — гидросульфоалюмината кальция ЗСаО • А12О3 • 3CaSO4 • (31 - 32) Н2О. Образование эттрингита возможно при взаимодействии алюминатов и сульфатов кальция в водной среде. Как видно из формулы, в состав эттрингита входит большое количество воды. Именно это обстоятельство обеспечивает эффект расширения: исходные твердые продукты, взаимодействуя друг с другом и гидратируясь (т. е. присоединяя воду), увеличиваются в объеме в 2...2,5раза. В твердеющем материале на расширяющемся цементе протекают два процесса — расширение, обусловленное процессом кристаллизации эттрингита с увеличением объема новообразований и ростом внутренних растягивающих напряжений, и препятствующий расширению процесс — рост прочности самого цементного камня. Если образование эттрингита будет протекать раньше, чем у цементного камня появится хотя бы небольшая прочность, то эттрингит будет сжимать податливую гелеобразную массу и заметного расширения не произойдет. Если эттрингит будет образовываться в то время, когда цементный камень набрал достаточно высокую прочность, то напряжения, обусдовленные ростом кристаллов эттрингита в ограниченном объеме, могут вызвать падение прочности и даже разрушение цементного камня, как это имеет место при сульфатной коррозии. Таким образом, главная задача при разработке составов расширяющихся и безусадочных вяжущих - правильный выбор не только количества образующегося эттрингита, но и момента его образования относительно процесса формирования структуры цементного камня. Для различных видов расширяющихся цементов период наиболее интенсивного и безопасного расширения цементного камня составляет от 12 ч до 3…7 суток в зависимости от свойств основного структурообразующего вяжущего.

Напрягающие цементы

Напрягающий цемент (НЦ) – это одна из разновидностей расширяющихся цементов. Цементы НЦ используются для производства изделий из самонапряженного железобетона. Эффект предварительного напряжения арматуры возникает вследствие расширения бетонной смеси, которая при сцеплении с арматурой растягивает ее с силой до 30-40 кгс/см². Таким способом производятся многопустотные плиты перекрытия, бетонные кольца и трубы, элементы тоннелей метро и многое другое. Другие важнейшие свойства напрягающего цемента – практически полное отсутствие водопроницаемости, стойкость к агрессивным средам и образованию трещин. С этой стороны его применяют при бетонировании чаш бассейнов, подземных технологических емкостей, бетонной кровли, гидроизолирующих полов, дорожных покрытий и т.п. Основные компоненты, используемые в производстве напрягающих цементов – портландцемент, глиноземистый цемент и гипс. Дозируя пропорции компонентов, получают напрягающие цементы с малой, средней и высокой энергией самонапряжения (марки НЦ-20, НЦ-40, НЦ-60 соответственно).

Кислотная коррозия

Кислотная коррозия связана с взаимодействием гидроксида кальция с кислотами (р. нейтрализация). Скорость процесса коррозии определяется, прежде всего, продуктами реакции. Если в результате образуются растворимые соли, то скорость возрастает. Например: в результате взаимодействия с уксусной кислотой образуется растворимый ацетат кальция, который легко вымывается из бетона. Са(ОН)2 +2 CH3COOH→ Ca(CН3СОО)2 + 2H2О. Взаимодействие с азотной кислотой также сопровождается образованием растворимого нитрата кальция: Ca(OH) 2 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + 2H2O. Если образуются трудно растворимые соли, то они выпадают в порах цементного камня и создают препятствия для развития корро-ионного процесса. H2SiF6 + ЗСа (ОН)2 = SiО2 + 3CaF2 + 4H2O. Образующиеся фторид кальция и оксид кремния – трудно растворимые соединения, способствуюющие замедлению коррозии.

Углекислотная коррозия

Углекислотная коррозия. Вода, содержащая избыточное количество свободной углекислоты (агрессивная углекислота) над равновесной концентрацией является агрессивной. Агрессивная углекислота, реагируя с карбонатом кальция и гидроксидом кальция бетона, превращает их в растворимые гидрокарбонаты, чем способствует быстрому разрушению бетонных сооружений. Протекающие при разрушении бетона реакции можно выразить следующими уравнениями: СаСО3 + СО2 + Н2О = Са(НСО3)2; Са(ОН)2 +2СО2 = Са(НСО3)2. Нерастворимый карбонат кальция переходит в растворимый гидрокарбонат кальция. Действие органических веществ. Органические вещества природных вод в основном представлены гуминовыми, гумусовыми кислотами и их солями. Они образуются при разложении отмерших растений или окислении углей и других продуктов органического происхождения. Это слабые электролиты, образующие малорастворимые соли кальция. Влияние таких природных вод на коррозионные процессы невелико. Так плотные бетоны гарантируют достаточную стойкость железобетонных сооружений, например, в болотных водах. Такие органические соединения, как масла, содержащие кислоты жирного ряда (льняное, хлопковое, рыбий жир и т.п.), продукты, содержащие фенол могут увеличивать скорость коррозионных процессов.

Действие солей

Действие солей. Для данного вида коррозии наиболее характерны обменные реакции. Скорость коррозии зависит, как от состава этих солей, так и от продуктов их взаимодействия. Например, в сточных водах может быть довольно высоким содержание аммонийных солей, имеющих кислую реакцию среды при гидролизе: NH4NO3 + H2O → NH4 OH + Н NO3. NH4++ H2O → NH4 OH + Н+ рН< 7. При взаимодействии гидроксида кальция с этими солями образуются растворимые соли, которые вымываются из бетона: Са(ОН)2 + 2NH4NO3 + 2H2O → Ca(NO3)2 ·4H2O + 2 NH3↑. Не всегда соли вступают в обменные реакции с компонентами цементного камня. Например, хлориды натрия, калия. В присутствии хлорида калия (натрия), за счет его большой гигроскопичности, увеличивается растворимость гидроксида кальция, что приводит к ускорению коррозии.

Магнезиальная коррозия

Магнезиальная коррозия. Взаимодействие солей магния с компонентами цементного камня характеризуется тем, что в результате образуется практически нерастворимый гидроксид магния: MgSO4 + Са (ОН)2 +2 H2O → Mg (ОН)2 ↓+ CaSO4·2H2O. Образующийся гидроксид магния представляет собой белую рыхлую массу, которая накапливается в порах, трещинах и дефектах бетона, тем самым, понижая его прочность. Аналогично протекают процессы и с другими растворимыми солями магния. Са(ОН)2 + MgCl2→ CaCl2 + Mg (ОН)2 ↓. Соединения дигидрат сульфата кальция CaSO4·2H2O и хлорид кальция CaCl2 достаточно хорошо растворяются в воде, вымываются и уносятся фильтрующейся водой. Действие газообразных веществ на процессы коррозии бетона зависят от природы и химической активности этих веществ. Такие газы, как азот, кислород не являются агрессивными по отношению к бетону. Газы, которые при растворении в воде образуют кислоты, увеличивают скорость коррозии, т.к. происходит понижение уровня рН цементного камня, а образующиеся растворимые соединения постепенно вымываются. При растворении оксида серы (IV) в воде образуется слабая двухосновная сернистая кислота: SO2 + H2O → H2SO3., которая вступает во взаимодействие с гидроксидом кальция: H2SO3 + Са(ОН)2→Са SO3 + 2Н2О.

Сульфатная коррозия

Сульфатная коррозия. При взаимодействии растворенного гипса с трехкальциевым гидроалюминатом образуется трудно растворимый, обладающий большой гигроскопичностью гидросульфоалю-минат кальция. Поглощая большое количество воды, он значительно увеличивается в объеме (~ в 2,5 раза). 3СаО·Al2О3· 6H2O + 3CaSO4+n H2O → 3СаО·Al2О3·3CaSO4·31 H2O. Образующиеся кристаллы напоминают тонкие и длинные иглы. Сначала он уплотняют цементный камень, но затем, накапливаясь, приводят к его разрушению. Гидросульфоалюминат кальция называют «цементной бациллой», так как вслед за разрушением бетона, происходит коррозия стальной арматуры и разрушение конструкции в целом.

Щелочная коррозия

Щелочная коррозия. В цементном клинкере всегда присутствуют щелочные металлы, а в качестве заполнителей могут присутствовать породы, содержащие аморфный кремнезем. В присутствии воды начинается процесс гидролиза, в результате которого образуются щелочные растворы NaOH, КОН. Уже при обычных температурах между кремнеземом и растворами щелочей происходят химические реакции, в результате которых образуются аморфные силикаты калия и натрия. В бетоне появляется сеть трещин, поверхность вспучивается и шелушится. Поэтому при использовании в заполнителе различных форм реакционноспособного кремнезема, необходимо применять цемент с содержанием щелочей не более 0,6% (в пересчете на Na2O + К2О). Рассматривая процессы коррозии необходимо помнить о том, что снижение прочности бетона может происходить и при многократном попеременном замораживании и оттаивании в воде. Этот вид разрушения называется морозным разрушением. Он связан с гидравлическим давлением воды, отжимаемой из пор и капилляров, в которых образуется лед. В бетоне с хорошо сформированной структурой, где резервные поры распределены равномерно морозное разрушение практически не происходит.