ОСОБЕННОСТИ МАССОПЕРЕНОСА ХЛОРСОДЕРЖАЩИХ СОЛЕЙ В БЕТОНЕ НА ОСНОВЕ ИЗВЕСТКОВО-КРЕМНЕЗЕМИСТОГО ВЯЖУЩЕГО
Аннотация
В статье приведены результаты исследования развития коррозионных процессов в бетоне на основе известково-кремнеземистого вяжущего под воздействием попеременного увлажнения-высушивания в растворах хлорида натрия и хлорида кальция. Содержатся данные о кинетике поглощения ионов хлорида и динамике развития деструктивных процессов в бетоне в зависимости от вида солевого раствора и его исходной концентрации. Применены растворы с массовой концентрацией 5% и 20%, и концентрацией соответствующей максимальной растворимости NaCl – 26,4% и СаСl2 – 35%. Образцы силикатного бетона в виде цилиндров с диаметром и высотой 3 см изготавливались путем прессования и последующей автоклавной обработки смеси кварцевого песка и известково-кремнеземистого вяжущего. Установлено, что коррозионные процессы развиваются тем интенсивнее, чем выше исходная концентрация солевого раствора. Кинетика накопления ионов хлорида в структуре силикатного бетона под воздействием растворов NaCl и CaCl2 схожа и носит ступенчатый характер, что обусловлено чередованием этапов кольматации солей в порах бетона, сопровождающихся ростом кристаллизационного давления, с этапами образования микродефектов и микротрещин. Этапы кольматации сопровождаются увеличением прочности бетона при сжатии, а периоды развития микродефектов ведут к ее снижению. Развитие микродефектов структуры постепенно приводит к образованию магистральной трещины, что вызывает разрывы связей между частицами и последующее разрушение бетона. Исследование структуры бетона после воздействия растворов солей показывает некоторые различия в распределении ионов хлорида после воздействия NaCl и CaCl2, обусловленное различной растворимостью солей и высокой гигроскопичностью хлорида кальция. В связи с этим, особенности развития деструктивных процессов в силикатном бетоне под воздействием растворов NaCl и CaCl2 требуют различного подхода к разработке рекомендаций по ремонту и восстановлению поврежденных участков строительных конструкций.
Для цитирования:
Румянцева В.Е., Панченко Ю.Ф., Панченко Д.А., Нармания Б.Е., Касьяненко Н.С., Фролова Т.В. Особенности массопереноса хлорсодержащих солей в бетоне на основе известково-кремнеземистого вяжущего. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2026. Т. 69. Вып. 1. С. 60-68. DOI: 10.6060/ivkkt.20266901.7215.
Литература
Falikman V.R., Stepanova V.F. A New Handbook on Structural Concrete Service Life Assignment Taking into Account the Operating Environment Impact in Their Life Cycle. Vestn. NIC Str-vo. 2020. N 4 (27). P. 126-134 (in Russian). DOI: 10.37538/2224-9494-2020-4(27)-126-134.
Shaly E.E., Leonovich S.N., Kim L.V., Zverev A.A., Shalaya T.E. Repair and Durability Prognosis of Repaired Reinforced Concrete of Hydraulic Structures. Materials of the I scientific and practical forum "SMARTBUILD", dedicated to the 100th anniversary of construction education in the Ivanovo region and the establishment of the Faculty of Civil Engineering of the Ivanovo-Voznesensky Polytechnic Institute. 2018. P. 97-102 (in Russian).
Selyaev V.P., Selyaev P.V. Gryaznov S.Yu., Babushkina D.R., Bezrukova E.S. Modeling of the Operation of Reinforced Concrete Structures under the Joint Impact of Mechanical and Chemical Loads. Coll. art. RAASN. M.: Izd-vo ASB. 2022. P. 421-433 (in Russian).
Rosental N.К., Stepanova V.F., Chehniy G.V. Chlorides in Concrete and Their Impact on Development of Corrosion of Steel Reinforcement. Promyshl. Grazhd. Str-vo. 2017. N 1. P. 92-96 (in Russian).
Fedosov S.V., Rumyantseva V.E., Konovalova V.S., Evsyakov A.S., Kasyanenko N.S. Modeling of Mass Transfer Dynamics in the Processes of Liquid Corrosion of Cement Concretes with Due Regard for the Phenomenon of Colmatation. Stroit. Mater. 2020. N 6. P. 27-32 (in Russian). DOI: 10.31659/0585-430X-2020-781-6-27-32.
Gusev B.V., Faivusovich A.S. Mathematical Modeling of Concrete Corrosion Processes. Promyshl. Grazhd. Str-vo. 2022. N 11. P. 68-75 (in Russian). DOI: 10.33622/0869-7019.2022.11.68-75.
Shaly E.E., Leonovich S.N., Kim L.V. Durability of Marine Structures at Combined Corrosion of Concrete. Vestn. Povolzh. Gos. Tekhnol. Univ. Ser.: Mater. Konstrukts. Tekhnol. 2018. N 1. P. 65-72 (in Russian).
Kornev M.V., Korneva T.P. Resistance of Silicate Materials in Water and Aggressive Media. Stroitel'nye Mater. 2015. N 10. P. 8-9 (in Russian).
Moskvin V.M., Ivanov F.M., Alekseev S.N. Corrosion of concrete and reinforced concrete, methods of their protection. M.: Stroyizdat. 1980. 536 p. (in Russian).
Fedosov S.V., Rumyantseva V.E., Krasilnikov I.V., Krasilnikova I.A. Research of physical and chemical pro-cesses in the system "cement concrete - liquid aggressive environment. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 7. P. 61-70 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226507.6606.
Qingming Li, Wenbing Zhang, Wei Shao, Danda Shi. Numerical modeling of non-uniform corrosion of concrete reinforcement considering calcium leaching and chloride diffusion coupling effect. Corros. Sci. 2024. V. 237. P. 112343. DOI: 10.1016/j.corsci.2024.112343.
Li Q. Numerical modeling of non-uniform corrosion of concrete reinforcement considering calcium leaching and chloride diffusion coupling effect. Corros. Sci. 2024. V. 237. P. 112343. DOI: 10.1016/j.corsci.2024.112343.
Chernyshov E.M., Popov V.A., Artamonova O.V. Concepts and Substantiations of Nano-Modification Technology of Building Composites Structures. Part 5. Efficient Micro-, Nano-Modification of HydrothermalSynthesis Hardening Systems And Structure of Silicate Stone (Criteria And Conditions). Stroit. Mater. 2016. N 9. P. 38-46 (in Russian).
Khavkin L.M. Technology of Sand Lime Brick. M.: Stroyizdat. 1982. 384 p. (in Russian).
Fedosov S.V., Bazanov S.M. Sulfate corrosion of concrete. M.: Izd-vo Assoc. stroit. vuzov. 2003. 192 p. (in Russian).
Babaee M., Castel A. Chloride diffusivity, chloride threshold, and corrosion initiation in reinforced alkali-activated mortars: Role of calcium, alkali, and silicate content. Cement Concrete Res. 2018. V. 111. P. 56-71. DOI: 10.1016/j.cemconres.2018.06.009.
Fedortsov V.A., Gladkin S.S., Fedortsov A.P., Erofeev V.T. Improving the Performance Properties of Cement Composites with Complex Additives. Stroit. Mater. 2023. N 8. P. 72-79 (in Russian). DOI: 10.31659/0585-430X-2023-816-8-72-79.
Lotov V.A., Sudarev E.A., Kutugin V.A. Preliminary Activation of Cement-Sand Mixture in Order to Increase the Strength of Concrete. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 8. P. 94-101 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226508.6596.
Xin Qiu, Weizhong Chen, Kai Liu. Equivalent relationship of accelerated corrosion based on the chloride ion diffusion property in calcium sulfoaluminate cementbased pastes. In-ternat. Commun. Heat Mass Transf. 2024. V. 152. 107283. DOI: 10.1016/j.icheatmasstransfer.2024.107283.
Chernyshov E.M., Makeev A.I. On the Development of the Theory of Design and Synthesis of Structures of Conglomerate Building Composites. Coll. art. RAASN. M.: 2020. P. 482-502 (in Russian). (Сборник трудов)
Selyaev V.P., Kupriyashkina L.I., Babushkina D.R., Busargin D.A. The Mechanics of Concrete Destruction, Taking into Account the Fractal Properties of the Structure. Region. Arkhit. Str-vo. 2024. N 2 (59). P. 117-125 (in Russian). DOI: 10.54734/20722958_2024_2_117.
ShabanovD.N., Yagubkin A.N., Borovkova E.S., Trambicki E.A. Method ff Acoustic-Emission Study of the Internal State of Cement Stone During Its Chloride Corrosion. Vestn. Polotsk. Gos. Univ. Ser. F. Str-vo. Priklad. Nauki. 2019. N 16. P. 41-44 (in Russian).
Hassi S. Corrosion resistance of healed UHPC with superabsorbent polymers subjected to chloride seawater attack. Construct. Build. Mater. 2024. V. 451. P. 138683. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2024.138683.
Chaimongkhol C. Investigating the effects of cracks and low-calcium supplementary cementitious materials on steel fiber corrosion in cement paste. Construct. Build. Mater. 2023. V. 399. P. 132554. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2023.132554.
Fedosov S.V., Rumyantseva V.E., Konovalova V.S., Evsyakov A.S. Pore Colmatation in Case of Liquid Corro-sion of Concrete. Scientific Articles of the III International Conference Modern building materials and technologies. Kaliningrad: 2021. P. 78-86 (in Russian).
Linnikov O.D. Mechanism of Precipitate Formation During Spontaneous Crystallization from Supersaturated Aqueous Solutions. Usp. Khim. 2014. V. 83. N 4. P. 343-364 (in Russian). DOI: 10.1070/RC2014v083n04ABEH004399.
Stas' N.F., Svincova L.D. Chemistry of solutions. Tomsk: Izd-vo TPU. 2006. 155 p. (in Russian).
