Detartraj
Decalcifierea betonului constă în îndepărtarea calciului din silicații hidrați (CSH [1] ) care se formează în urma hidratării cimentului și care determină în mod substanțial efectul său de legare.
Odată cu pierderea calciului, silicații hidrați se transformă în produse progresiv mai puțin legante.
Pierderea puterii de legare poate fi completă în cazul extrem al pierderii totale de calciu.
Detartrajul implică și Ca (OH) 2 (produs prin hidratarea cimentului), dar cu mai puține daune decât cele rezultate din procesul anterior, care este însoțit de pierderea celei mai importante componente din punct de vedere al performanței mecanice a betonului . Efectul de detartraj este practic exprimat cu o creștere a porozității și mai ales cu o pierdere a rezistenței mecanice.
Tabelul 1 din UNI EN 206 enumeră toate substanțele chimice care pot provoca decalcifiere.
Ion magneziu și ion amoniu
Ionii de amoniu și magneziu sunt în general prezenți în cele mai comune îngrășăminte utilizate în agricultură.
NH 4 + (și de Mg ++ , reacționează cu hidroxid de calciu conform următoarelor reacții:
- Ca (OH) 2 + 2NH 4 + → Ca ++ + 2H 2 O + 2NH 3
- Ca (OH) 2 + Mg ++ → Ca ++ + Mg (OH) 2 .
Practic , în prima reacție hidroxidul de calciu, care este solid, se transformă într - un gaz (NH3), care se evaporă, și o sare de calciu solubilă în apă și , prin urmare , ușor de îndepărtat din apă.
În toate cazurile în care se formează săruri solubile în matricea de ciment, acestea riscă să fie îndepărtate de apa de spălat , lăsând golurile în urmă, slăbind astfel structura și expunând-o la atacuri ulterioare ale agenților agresivi.
Cu toate acestea, în cel de-al doilea proces, hidroxidul de calciu este transformat într-un compus puternic solid (Mg (OH) 2 - brucită ), mai puțin solubil decât Ca (OH) 2 , dar cu puteri de legare mai mici decât varul.
Acțiunea Mg ++ este și mai periculoasă, deoarece poate înlocui calciul în CSH cu formarea unui silicat de magneziu hidratat fără proprietățile de legare ale silicaților de calciu hidrați și care pot fi ușor îndepărtați prin mișcarea apei.
Acizi
Toți acizii sunt mai mult sau mai puțin nocivi pentru pasta de ciment.
Atacul acid se manifestă printr-o dezintegrare progresivă a matricei de ciment care constă în transformarea mai întâi a varului și apoi a CSH, dar și a aluminatilor de aluminiu hidratați, în săruri solubile ușor spălate ale apei
Acizii anorganici puternici, cum ar fi acidul clorhidric , acidul sulfuric și acidul azotic elimină varul și scad pH - ul în funcție de reacții:
- Ca (OH) 2 + 2HCl → CaCl 2 + 2H 2 O
- Ca (OH) 2 + H 2 SO 4 → CaSO 4 .2H 2 O
- Ca (OH) 2 + 2HNO 3 → Ca (NO 3) 2 + 2H 2 O
În primul caz, se formează clorură de calciu foarte solubilă.
În al doilea caz, formarea gipsului determină formarea ettringitei, așa cum este descris mai jos.
În al treilea caz, se formează azotat de calciu, care este o sare foarte higroscopică capabilă să absoarbă cantități considerabile de apă și, prin urmare, să facă structurile vulnerabile la acțiunea înghețului.
Acidul clorhidric și acidul azotic descompun, de asemenea, atât silicații, cât și aluminatii prezenți în pasta de ciment.
În realitate, deja cu concentrații scăzute de acizi anorganici puternici (de ordinul 1%), pasta de ciment este distrusă în câteva luni.
În cazul acidului carbonic și al dioxidului de carbon liber, apar următoarele reacții:
- Ca (OH) 2 + H 2 CO 3 → CaCO 3 + 2H 2 O.
- Ca (OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O.
Această reacție determină carbonatarea betonului.
Scăderea pH-ului betonului și prezența compușilor cu clor poate provoca coroziunea armăturii .
Acizii organici au, de asemenea, capacitatea de a dizolva hidroxidul de calciu, dar sunt mai puțin dăunători gelului hidrosilicat.
Cel mai periculos este cu siguranță acidul lactic prezent în industriile lactate.
Sunt la fel de periculoși:
- acid butiric , care se formează de exemplu prin fermentarea furajelor;
- acid acetic , care se formează în timpul unor procese industriale alimentare;
- acizii malic , citric și tartric care se găsesc adesea în industria alimentară și farmaceutică.
Mai puțin agresiv este acidul oxalic , care într-adevăr poate avea și un efect benefic, deoarece, reacționând cu hidroxid de calciu, produce oxalat de calciu insolubil, care înfundă porozitatea betonului, făcându-l mai impermeabil.
Ion sulfat
Acțiunea la fel de periculoasă pentru beton este acțiunea ionului SO 4 - deoarece poate provoca atât decalcifiere și expansiune, cât și crăparea ulterioară a betonului.
Decalcificarea betonului de către ionul sulfat poate fi efectuată atât împotriva varului cu formarea gipsului (CaSO 4 • 2H 2 O), cât și împotriva silicaților hidrați cu formarea taumazitei a cărei formulă chimică este Ca 3 Si (CO 3 ) ( SO 4 ) (OH) 6 12 (H 2 O). .
Procesul de formare a taumazitei (favorizat de temperaturi scăzute (0-10 ° C) de umiditate ridicată (RH> 95%) și cantitate de dioxid de carbon) este deosebit de devastator, deoarece afectează silicații de calciu hidrați de care depinde în principal puterea. .
De fapt, formarea taumazitului care determină reducerea (până la dispariția) silicaților de calciu hidrați determină o reducere (anulare) a puterii de legare a cimentului și, în consecință, a caracteristicilor mecanice ale betonului.
Formarea taumazitei este semnalată vizual printr-un fel de pulpare a betonului, care devine un material incoerent, iar această degradare este cu atât mai marcată cu cât este mai mare reducerea silicaților de calciu hidrați.
La fenomenele menționate mai sus, care provoacă o descompunere a proprietăților mecanice ale betonului, se adaugă efectul negativ suplimentar al ionului sulfat care, reacționând cu aluminii de calciu hidrați (CAH [2] ), care nu au aceleași puteri de legare ca hidratatul silicați, dă originea formării ettringitei secundare care este asociată cu formarea de fisuri și detașări de material datorită umflării diferențiale a betonului.
Notă
Bibliografie
- Mario Collepardi și Luigi Coppola , „Durabilitatea betonului în conformitate cu liniile directoare ale Ministerului LL. PP.:Partea VI: expunerea la apă chimic agresivă” - „, Partea VI” - Enco Journal
- Vito ALUNNO ROSSETTI , "Beton - Materiale și tehnologie", McGraw-Hill - 2007
