РОССИЙСКАЯ
АКАДЕМИЯ
АРХИТЕКТУРЫ
И
СТРОИТЕЛЬНЫХ
НАУК
МОСКВА
–
ОРЕЛ
–
КУРСК
, 2011
216
_________________________________________________________________________________________________________________
УДК 66.021.3:666.97.03
ФЕДОСОВ C.В., РУМЯНЦЕВА В.Е., КАСЬЯНЕНКО Н.С., ХРУНОВ В.А.
(Ивановский государственный архитектурно-строительный
университет, г. Иваново)
МАССОПЕРЕНОС В СИСТЕМЕ «БЕТОН – АГРЕССИВНАЯ
ЖИДКАЯ ФАЗА», ОСЛОЖНЕННЫЙ ХИМИЧЕСКОЙ
РЕАКЦИЕЙ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА
Среди ряда задач, направленных на повышение долговечности строительных конст-
рукций и сооружений, следует выделить одну из главных – это проведение работ по нахож-
дению и применению эффективных способов и средств борьбы с коррозией бетона и железо-
бетона [1].
Бетонные и железобетонные конструкции часто выходят из строя задолго до проект-
ного срока их эксплуатации. Причина этого – коррозия бетона, которая может проявляться в
виде частичного или полного разрушения одной или нескольких их составных частей в ре-
зультате физического, химического, физико-химического или биологического воздействий
коррозионной среды или внутренних процессов в бетоне [2].
Опыт эксплуатации конструкций показывает, что бетон и железобетон по долговечно-
сти можно сравнивать с природным камнем [3]. Однако долговечность строительных конст-
рукций из бетона и железобетона, как и природных камней, зависит от вида, длительности
воздействия и степени агрессивности внешней среды, а также от химического и минералоги-
ческого состава материала, его структуры и физико-механических свойств. Поскольку при
возведении строительных конструкций из бетона и железобетона можно предопределять не-
обходимые свойства этих материалов, возможно и обеспечение высокой коррозионной стой-
кости строительных конструкций и необходимой долговечности сооружений.
Основоположником науки о коррозии бетонов является профессор В.М. Москвин, ко-
торый разделил многочисленные процессы коррозии бетона на три вида [4].
Автор рассматривает жидкостную коррозию цементных бетонов второго вида, к ней
относят процессы, при которых происходят химические взаимодействия растворенных в во-
де веществ (кислоты, магнезиальные соли) с составными частями цементного камня с обра-
зованием вследствие обменных реакций растворимых или аморфных продуктов, не обла-
дающих вяжущей способностью.
Прогнозирование долговечности бетонных и железобетонных конструкций и оценка
скорости коррозии бетона сводится к исследованию особенностей взаимодействия агрессив-
ной среды с бетоном [5], определению лимитирующих стадий коррозионного процесса, оп-
ределению параметров критического состояния бетона, получению эмпирических характери-
стик, разработке математических моделей процессов коррозии бетона.
В работах [6-8] представлены результаты по разработке математической модели про-
цессов коррозии бетона по механизму второго вида и рассмотрены случаи, когда процесс
лимитируется смешанной кинетикой внешней, внутренней диффузией и химической реакци-
ей. Настоящая работа является продолжением исследований, представленных в этих работах.
С физико-химической точки зрения коррозия второго вида включает в себя следую-
щие процессы: 1 этап – это химическое взаимодействие агрессивного вещества со свобод-
ным гидроксидом кальция на поверхности бетона; следующий этап – это диффузия гидро-
ксида кальция через пористую структуру бетона к поверхности реагирования до момента
достижения критической концентрации, при которой начинается разложение высокооснов-
ных соединений; дальше идет продвижение зоны фронта реакции гидроксида кальция внутрь
бетона с появлением продукта реакции; потом начинается проникновение агрессивного ком-
понента из раствора в пористую структуру бетона через слой продукта реакции; затем проте-