157
nu, nieszkodliwe z kolei — fluorek, węglan i szczawian amonu, gdyż tworzą one nierozpuszczalne i nic wy my walne sole wapnia.
7.3.3 A. Korozja siarczanowa
Rozpuszczone w wodzie siarczany reagują ze składnikami zaczynu i w zależności od warunków (rodzaj kationu, możliwość krystalizacji produktów korozji, temperatura itp.) wywołują ekspansję i zniszczenie betonu. Z zestawu reakcji towarzyszących korozji siarczanowej wybrano najbardziej typowe:
Ca(OH)2 + SOf + 2HzO -» CaS04 • 2H20 + 20H' (7.3)
Powstający gips jest już ekspansywny, lecz może reagować dalej z glinianami:
(7.4)
(7.5)
4CaO * A1203 • H20 + 3(CaS04 • 2HzO) + 26H20 -4 3CaO • A1203 • 3CaS04 • 32HzO I Ca (OH)2
3CaO|A1203 • 6H20 + 3(CaS04 • 2HzO) + 20H2O 3CaO • A120313CaS04 • 32H20
Jak widać, w reakcji (7.4) powstaje wodorotlenek wapnia, który może uczestniczyć w reakcji (7.3), zwiększając ilość powstającego gipsu. Gips oraz ettringit posiadają znacznie większą objętość odpowiednio 2 i 2,3 razy niż składniki wyjściowe. Początkowo powstające kryształy uszczelniają beton i podnosząjego wytrzymałość na ściskanie. Po przekroczeniu granicy uszczelnienia struktury, przy dalszym wzroście kryształów powstają wewnętrzne naprężenia powodujące rysy i pęknięcia prowadzące do rozsadzenia i zniszczenia betonu. Jest to zrozumiałe, gdyż ciśnienie krystalizacji, np. przy przejściu CaSO w CaS04 • 2H.O, wynosi około 110 MPa.
Tworzenie się ettringitu jest groźne w skutkach, przede wszystkim dlatego, że igiełkowate kryształy powstają topochemicznie w fazie stałej i — nie mogąc wniknąć w pory betonu — wywierają bezpośredni nacisk na najbliższe otoczenie.
Ten typ korozji mogą powodować w zasadzie wszystkie sole mineralne, jeśli warunki eksploatacji sprzyjają krystalizacji soli w porach betonu. Korozję siarczanową spotykamy bardzo często w wodach gruntowych i poprodukcyjnych. Siarczany są wymywane również z żużli i węgla. W środowiskach o stężeniu siarczanów mniejszym od 1000 mg/dm3 dominuje korozja z tworzeniem ettringitu. Krystalizuje on w postaci igieł, powiększając objętość, i jest przyczyną bardzo szybkiego niszczenia betonu (rys. 7.10). Przy stężeniu ponad 3000 mg/dm3 dominuje korozja gipsowa (rys. 7.11).
W najczęściej spotykanych przypadkach to ettringit jest przyczyną niszczenia betonu. Warunki sprzyjające krystalizacji znacznie przyspieszają to niszczenie.