Предотвращение щелочной коррозии увлажняемого бетона
Под щелочной коррозией бетонных сооружении понимается явление, при котором в поверхностной части увлажненного бетона возникают трещины, обусловленные взаимодействием преимущественно крупного (более 5 мм) заполнителя кремнеземистого состава со щелочами портландцемента (Na20, К20)
В результате такого взаимодействия вокруг частиц заполнителей образуется оболочка из гидросиликата кальция, которая со временем (через 2... 10 лет), нарастая, преодолевает когезию цементного камня и вызывает растрескивание бетона. При значительной пористости поверхности заполнителей продукты реакции поглощаются, и оболочка не возникает.
Щелочная коррозия обычно происходит в увлажненном бетоне, где применен портландцемент, содержащий щелочи более 0,6%, и непористые потенциально реакционноспособные заполнители (ПРС-заполнители) с водопоглощением менее 0.6% (табл. 1).
Данные табл. 1 позволяют геологам и проектировщикам правильно оценивать качество заполнителей для бетона с точки зрения их потенциальной способности вызывать щелочную коррозию бетона.
Наиболее доказательными признаками отсутствия или наличия щелочной коррозии бетона, где заполнителями служили ПРС-гравий или щебень, являлось состояние гидротехнических сооружений на реках Каме, Белой и Днестре, устанавливаемое при натурном обследовании. С 1973 по 1979 гг. автором был обследован бетон гидротехнических сооружений 3—25-летнего возраста, приготовленный на портландцементе с различным содержанием щелочей и активных добавок (трепела, опоки и шлаков от 7 до 15%), при среднем расходе цемента в 220...320 кг/м3 бетона. Заполнителями служили гравий, содержащий ПРС-кремни от 15 до 60%, и песок, включающий зерна кремня от 5 до 30%. Активно растворимого кремнезема в частицах кремня (5С) по химическому анализу содержалось 108...248 ммоль/л для гравия — для песка из отложений р. Камы. Более высокое содержание Sc (394...454 ммоль/л) отмечалось для кремневых зерен в гравии и песке из отложений р. Белой.
Было осмотрено 240 м стенок напорной части потерн бетонной плотины на р. Днестре, сооруженной в 1958 г.; 800 м стенок смотровой и дренажной потери бетонной плотины и встроенной ГЭС, сооруженной в 1957 г. на р. Каме; 567 м потерн в бетоне ГЭС и водосливной плотине, а также бетонные напорные стенки машинного зала и полости ГЭС, построенной в 1957—1965 гг. на р. Каме; 700 м бетонных плит, уложенных по крутому откосу р. Белой под Уфой в 1950—1977 гг. для защиты от размыва берега при паводках и подпоре. 1
Натурные обследования показали отсутствие щелочной коррозии бетона указанных сооружений. Это объясняется невысоким содержанием щелочей в портландцементах, которое до 1970-х годов в основном не превышало 0,8... 1%; значительным количеством (до 15%) активных добавок (трепела, опоки, шлаков) в портландцементе; невысоким расходом портландцемента (220... 320 кг/м3), когда содержание щелочей допустимо до 1%; значительным (10.J; 30%) содержанием в песке-заполнителе зерен кремня, играющих роль актив пых добавок; преобладанием кремневых® частиц в гравии мелких размеров (5. 20 мм).
Щелочная коррозия может быть npeдотвращена. если применить способы I борьбы с ней. учитывающие не только технологию приготовления бетона, но и климатические условия, в которых возводится сооружение.
Для бетона подводной или иных зон сооружений, не подвергающихся воздействию мороза, необходимо использовать пуццолановые цементы. Для бетона морозостойких зон сооружений, где применяются ПРС-заполнители (гравий или щебень), а также портландцемент с содержанием щелочей более 0,6%, рекомендуется использовать портландцементы, содержащие не менее 10% активных добавок (трепела, опок, диатомитов В;- т. п.).
