Wykład 11

Metody zapobiegania korozji betonu:

• modyfikacja betonu ( zastosowanie odpowiedniego odpornego chemicznie cementu, cementu portlandzkiego o malej zawartości C3A i C3S, cementy hutnicze i pulolanowe).

• Zwiększenie zawartości cementu

• Obniżenie w/c z wykorzystaniem domieszek upastyczniających i silnie zagęszczenie mieszanki betonowej.

• Zastosowanie pucolanu

• Zastosowanie betonów polimerowych ( spoiwem i lepiszczem jest utwardzona żywica)

• Odwodnienie terenu, powłoki ochronne na beton lub impregnacja betonu.

• Zaprojektowanie odpowiedniego kształtu konstrukcji np.:opływowego, utrudniającego zaleganie osadów.

• Modyfikuje się środowisko (wymiana zanieczyszczonego gruntu w pobliżu fundamentu)

Cementy specjalne:

Cement portlandzki specjalny nie jest materiałem uniwersalnym, który spełniałby wszystkie wymagania budowlane, dlatego produkuje się cementy specjalne.

Cementy specjalne są to cementy uzyskane z innych niż cement portlandzki surowców lub przy użyciu innej technologii.

Do cementów specjalnych zalicza się cementy o małym cieple hydratacji, o wysokiej odporności na siarczany, niskoalkaiczny, biały, glinowy, i inne.

Cement glinowy - otrzymuje się przez spiekanie lub stapianie surowców o dużej zawartości Al₃O₂, małej SiO₂ i Fe₂O₃ oraz wapieni o wysokiej czystości.

Cement glinowy cement portlandzki

Skład chemiczny %

CaO 25-45 CaO 62-68

SiO₂ <10% SiO₂ 18-25

Al₂O₃ 35-70% Al₂O₃ 4-8

Fe₂O₃ <10% Fe₂O₃ 2-4

SO₃ 0,8-3

Skład minerałogeniczny

CA, C₁₂A₇,C₄AF, C₃S,C₂S, C₃A, C₄AF,

CA₂, L Al₂O₃ CSH₂

Fazy krzemianowe CS₂,

C₂AS < kilka %

Hydratacja cementu glinowego - mechanizm hydratacji cementu glinowego jest bardzo zależy od temperatury i to już w zakresie:

< 20'C CA +nH CAH10 (hydraty heksagonalne)

20'C-30'C CAH10 C2AH8 (hydraty heksagonalne) + AH3 (żel wodorotlenkuglinu) +H2O

> 30'C CAH10, CAH8 C3AH6 (hydraty regularne) + AH3 (żel wodorotlenkuglinu) + H2O

przemiana hydratów heksagonalnych w regularne nosi nazwę procesu konwersji i wiąże się z wydzielaniem dużej ilości wody, wzrostem porowatości i spadkiem wytrzymałości. W wyniku niekontrolowanego nagrzewania ( wadliwa pielęgnacja, ciepły klimat) może nastąpić nieoczekiwane pogorszenie wytrzymałości betonu z cementu glinowego. Przeprowadzenie procesu hydratacji w temperaturze >30'C prowadzi bezpośrednio do otrzymania hydratów regularnych.

Cement glinowy a cement portlandzki.

W stosunku do cementu portlandzkiego, cement glinowy jest cementem wolnowiążącym i szybko twardniejącym. Zaczyna wiązać później niż cement portlandzki, lecz w wytrzymałości Rc cementu glinowego > 40 MPa (Rc cementu portlandzkiego < 10MPa).

Podczas twardnienia cement portlandzki w ciągu 24h, wydziela się 25-50% ciepła. Podczas twardnienia cementu glinowego 70-90%.

Jako betony z cementu glinowego po 8-10h hydratacji nagrzewa się do temperatury 70-80'C dlatego wymaga pielęgnacji wilgotnej.

Betonowanie za pomocą mieszanki z cementu glinowego może być wykonana nawet przy -10'C.

Przy braku chłodnej i wilgotnej pielęgnacji następuje niekorzystne przemiany strukturalne - konwersja, i odpowiednie obniżenie się wytrzymałości.

Cement gliniany nie zawiera w porach Ca(OH)2 dlatego posiada większą odporność na korozję siarczanową i kwasową niż cement portlandzki.

Cement gliniany ma większą odporność termiczną niż cement portlandzki. Największą odporność termiczną posiada przy zawartości Al2O3 wynosi ≥70%.

Cement portlandzki i gliniany zaczynają tracić Rc przy 200'C. cement portlandzki nieodwołalnie ulega zniszczeniu w 400-500'C, Rc cementu glinianego spada w temperaturze 700-1000'C, tworzy wiązania ceramiczne nadające wyrobom odpowiednia wytrzymałość i odporność na deformację. Temperatura pracy wyrobów z cementu glinianego o zawartości A> 70% jest większa niż 1300'C.

Wymieszanie cementu portlandzkiego z glinowym w określonych stosunkach może wywołać natychmiastowe związanie i spadek Rc.

Szkło budowlane zwykłe.

- skład chemiczny szkła zwykłego - sodowowapiennego -

% mas: SiO2 > 70, Na2O 15-17, CaO 0,5-9

- zalety szkła : przezroczystość, zdolność do przepuszczania światła i obrazu, nie nasiąkliwość, gładkość, twardość, odporność na działanie czynników atmosferycznych i chemicznych, małe ścieranie, nie palność, mała przewodność ciepła i prądu, nieprzepuszczalność gazów, duże możliwości kształtowania.

- wady szkła : kruchość, wrażliwość na uderzenia, mała odporność na szybkie zmiany temperatury, nie odporność na działanie kwasu fluowodorowego i stężonego NaOH, może reagować z HCl i kwasami fosforowymi.

- Struktura szkła - jest to materiał o strukturze amorficznej ( inne nazwy: ciecz sztywna, ciecz przechłodzona)

- otrzymywanie:

surowce: składnik szkłotwórczy - piasek kwarcowy SiO2

topnik - Na2CO3, K2CO3, Na2SO4, skaleń

składniki zapewniające nie rozpuszczalność szkła w wodzie - kreda CaCO3

proces: składniki surowcowe topi się w temperaturze 1300'C do 1500'C, klaruje się i studzi. Po uformowaniu ( ciągnięcie, walcowanie, wylewane na powierzchnie roztopionej cyny, wytłaczane, rozwłókniane) chłodzi w odpowiedni sposób zapewniający brak krystalizacji. Szkło poddawane jest obróbce termicznej ( odprężaniu ) eliminującej naprężenia cieplne.

- produkuje się: szkło płaskie, elementy profilowane, kształtki szklane, włókno szklane i szkło piankowe.

- szkło o specjalnych właściwościach uzyskuje się przez zmianę składu surowcowego.

---