Методика определения агрессивности жидких кислых сред по отношению к бетону
Д-р техн. наук Л. Ф. ПОЛАК, инж. Л. Л. ОРАТОВСКАЯ
В данной работе делается попытка теоретически обосновать методику определения агрессивности среды н долговечности бетона в кислой жидкой среде
Целесообразно сначала рассмотреть схематическое изображение элементарных процессов [1]. Вырезаем для этого из полупространства бетона нормально к поверхности стержень поперечником 1 см- и принимаем, что процесс коррозии протекает только вдоль стержня (А), Т. С. только нормально к интимен поверхности (рис. 1).
Принимаем, что исходная твердая фаза состоит из двух компонентов: нерастворимого и растворимою в данной среде, причем полное ею растворение не к полной потере прочности пористого материала. На некотором расстоянии от внешней поверхности (v В области L<(L + t.) протекает процесс растворения, пористость материала постепенно увеличивается от значения активная поверхность уменьшается от первичного значения So до пуля. В области x>(L+t) материал процессом коррозии не охвачен. Рассмотрим сначала коррозию в воде малой жесткости. Очевидно растворение компонента происходит во второй области с одновременной диффузией попов в сторону первой области. Но для поступления но внешнюю среду, эти ноны должны диффундировать через первую область. Скорость суммарного процесса может определяться как скоростью растворения, так и скоростью диффузии. Если же внешняя среда агрессивна, то навстречу потоку ионов или молекул растворенного компонента движется по ток ионов или молекул агрессивного вещества. По-видимому, вблизи внешней поверхности (0 На некотором расстоянии от внешней поверхности (лц) агрессивные ноны встречают ноны растворенного вещества и начинается вторая область Конец этой области (х2) обуславливается полным исчерпанием агрессивных ионов, которые нейтрализовали ионы исходного вещества. Одновременно с процессами диффузии здесь происходит и нейтрализация. В третьей области (x2 Таким образом скорость суммарною процесса может определяться не только скоростью растворения и диффузии исходного вещества, ио также скоростью диффузии ионов агрессивного вещества, скоростью химической реакции и факторами, выражающими влияние новообразования па вышеупомянутые процессы. При определенной концентрации агрессивного раствора н малом значении глубины повреждения (L) возможно, что агрессивное вещество поступает непосредственно в область растворения. Число факторов, определяющих скорость суммарного процесса, достаточно большое, поэтому трудно заключить, какой из них контролирует скорость коррозии. Процесс коррозии еще более усложнясются, если диффузионный перепое вещества заменяется конвективно-диффузионным процессом, например, через стены резервуара млн плотины и приобретает особо сложный характер при наличии ряда тормозящих или ускоряющих факторов. Следовательно, экспериментальному изучению коррозии должны предшествовать теоретические исследования, позволяющие не только количественно оценить значимость отдельных факторов. Принимаем, что свойства такого материала не зависят о г координат рассматриваемого объема; поры его полностью наполнены растворителем; твердая фаза состоит из двух компонентов— растворимого и нерастворимого и данной среде Допускается, что но ходу коррозии пористость увеличивается, активная поверхность уменьшается от -S0 до пуля, а конвективная диффузия между двумя точками пространства протекает по прямой. Кроме того, предполагается, что в изучаемой области температура постоянна п при диффузии ионных пар встречные потоки на скорость влияния не окажут. Значит, получаемые результаты не могут претендовать па абсолютную строгость но отношению к бетону и представляют собой строгие решения только по к эффективному материалу, несмотря на то что допущения мы встречаем в теории упругости, физико химической гидродинамики II других областях. Переход от эффективного материала к реальным бетонам осуществляется с помощью теории подобия Рассматривая совокупность процессов: диффузии; конвекции исходного н агрессивного веществ; нейтрализации и растворения п эффективней поровом материале, разделив пространство, получаем дифференциальные уравнения этих процессов и квазистационарном режим» в следующем виде Получим значение параметра К для разных подоцементный отношений разных концентраций вычисляем млн графически пли расчетным путем среднее значение искомых параметров ДП, ДС, ДК Кроме того желательно определить энергию активаций диффузии данного агрессивного вещества Получив нее эти данные, подсчитываем по формулам или диаграммам, что позволяет определи IT. глубину поражения на любой срок
