Защита арматуры от коррозии в бетонах на шлаковых и зольных материалах

Для развития материальной базы строительства промышленных районов страны необходимо рационально использовать минеральные попутные продукты горнорудных, угольных, энергетических, коксохимических и других предприятий. Утилизация отходов и попутных продуктов определяет возможность положительного решения и другой важной проблемы — защиты окружающей среды и рационального использования земельных и водных ресурсов.
Значительная часть минеральных попутных продуктов промышленности может быть без существенной переработки использована в производстве бетона. В Донбассе в настоящее время при изготовлении сборных железобетонных конструкций применяются доменные шлаки, а также шлаки и золы тепловых электростанций. Номенклатура таких конструкций может быть весьма разнообразна, так как на золошлаковых материалах можно получать бетоны до марки М 500.
Сдерживающим фактором широкого пользования бетонов на шлаковых и зольных материалах при изготовлении железобетонных конструкций являлась защита арматуры от коррозии. В бетонах на шлаковых и зольных материалах она связана с химическими, минералогическими, гранулометрическими и другими особенностями зол и шлаков. Потому выявление их влияния на коррозию арматуры в бетоне лежит в основе как объяснения процессов коррозии так и принципиальных вопросов по защите арматуры.
Проведенные исследования показали ,что агрессивность доменного шлака к стальной арматуре определяется наличием в его составе сульфидов кальция , арганца и железа (их количество колеблется от 2 до 5%). Представлены они преимущественно ольдгамитом , который кристаллизуется в шлаке в виде мелких кристаллов и скелетах выделений размером 0,01—0,02 мм среди стекла и криптокристаллической массы. Рассмотрение системы CaS—Н20 с. термодинамической точки зрения показало, что без доступа кислорода и других газов разложение не происходит В зависимости от условий и времени эксплуатации конструкций жидкая фаза бетона за счет сульфида кальция насыщается агрессивными по отношению к стальной арматуре аннонами S20—2 . S04_2, HS-1, S-2. При этом рН жидкой фазы бетона при низком расходе цемента равно 9—10. Низкая щелочность и наличие серосодержащих анионов определяют коррозию стальной арматуры в бетоне, содержащем доменные шлаки. Как отмечалось, в доменном шлаке сульфиды кристаллизуются в виде мельчайших выделений, а разложение их возможно только в присутствии кислорода и углекислого газа. Поскольку доступ газов внутрь шлака весьма затруднен, разложения сульфидов в шлаковом щебне, шлаковой пемзе и крупных зернах гранулированного шлака практически не происходит. Реакции на поверхности этих материалов обычно заканчиваются до их использования, а если и нет, то не могут изменить состав жидкой фазы бетона. Существенное влияние на процесс коррозии арматуры в бетоне оказывают измельченные шлаковые составляющие. Опыты показали, что все компоненты доменного шлака фракции менее 0,14 мм необходимо оценивать как агрессивные по отношению к стальной арматуре.