img290

157

nu, nieszkodliwe z kolei - fluorek, węglan i szczawian amonu, gdyż tworzą one nierozpuszczalne i niewymywalne sole wapnia.

7.3.3.4. 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 + S0₄~ + 2H₂0 -> 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 • 2H₂0) + 26H₂0 -> —»3CaO • A1₂Oj -3CaS0₄ -32H₂0 + Ca(0H)₂

3CaO • A1₂0₃ • 6H₂0 + 3(CaS0₄ • 2H₂0) + 20H₂O 3CaO • A1₂0₃ • 3CaS0₄ • 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 CaS0₄ w CaS0₄ • 2H₂0, wynosi okołollO 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.