Ettringit (beton)
Ettringit sau sare Candlot, (sau , mai rar , bacilul ciment) dintr - un produs chimic punct de vedere este un trisulfaluminate calciu hidratat: .
Într-un beton , ettringitul se poate forma prin reacție între aluminatul tricalcic , care este una dintre componentele principale ale clincherului Portland , și sulfații de calciu .
Formarea sa poate avea efecte pozitive sau negative asupra gradului de durabilitate a betonului.
În primul caz vorbim de ettringită primară sau nedistructivă (EEF din Formația Ettringită timpurie ) și este cauzată în mod voluntar, al doilea, pe de altă parte, se numește ettringită secundară sau distructivă (DEF din Formația Ettringită Întârziată ) și formarea este accidentală și nu este dorită.
Ettringită primară
Cimentul Portland constă în esență din două componente:
- clincherul
- sulfat de calciu: poate fi: gips (sulfat de calciu hidratat - ), semihidratat ( ) sau anhidrit (sulfat de calciu anhidru - ). În plus față de producția naturală, sulfatul de calciu este disponibil și ca subprodus industrial .
Sulfatul de calciu este utilizat ca ieșire de regulator, adăugat într-o măsură de aproximativ 4-6% în moara de măcinat ciment.
În absența acestei componente, clincherul, imediat după amestecarea cu apă, s-ar seta aproape imediat, pentru a nu lăsa timp pentru turnarea betonului.
Reglarea rapidă este asociată cu reacțiile rapide de hidratare ale aluminatului tricalcic care se transformă în aluminati de calciu hidratați ( [1] ).
În acest caz, funcția gipsului este de a reacționa cu aluminatul tricalcic, în prezența apei, provocând formarea de ettringit care precipită pe particulele de , sub formă de mici cristale asemănătoare acului, formând un film care învelește suprafața granulelor de celită care încetinește, dar nu se oprește, hidratarea suplimentară și, în consecință, formarea de .
Prin urmare, funcția gipsului în această fază este de a face setarea să aibă loc în perioade adecvate pentru a permite amestecarea ingredientelor, transportul , turnarea și compactarea betonului.
Creșterea volumului după formarea electringitei primare în acest caz nu este periculoasă pentru beton, deoarece apare atunci când conglomeratul este încă în faza plastică, prin urmare nu sunt generate tensiuni interne în material .
Ettringită secundară
Sulfatul poate proveni din mediul extern sau poate fi deja prezent în interiorul betonului, de exemplu, ca impuritate în ciment sau datorită prezenței agregatelor poluate de gips.
În acest caz, literatura vorbește despre:
- atac de sulfat extern sau ESA, acronim pentru atac de sulfat extern ;
- atac de sulfat intern sau ISA, care înseamnă Atac de sulfat intern .
Să examinăm cazul atacului de sulfat extern, care este printre altele cel mai frecvent.
Sulfatii din natura se gasesc:
- în apele naturale, industriale și uzate;
- in tara.
Cele mai frecvente sunt sulfații de sodiu , potasiu , calciu , magneziu și amoniu . Când betonul este întărit, posibila intrare a sulfatilor din mediul extern determină formarea ettringitei. De fapt, ionul sulfat , diferit de cel al calciului , reacționează mai întâi cu varul produs în urma hidratării clincherului Portland, generând gips și, ulterior, acesta din urmă reacționează cu aluminații de calciu hidratați ( ) cu formare de electringită secundară:
creșterea volumului care se generează ca urmare a formării de enteringită secundară determină apariția în matricea de ciment a tensiunilor de tracțiune , mai mare decât rezistența la tracțiune a conglomeratului , care provoacă daune grave betonului întărit sub formă de fisuri, delaminări și detașări.
După cum sa menționat mai sus, acest tip de degradare a conglomeratului de ciment este cunoscut sub numele de atac de sulfat .
În soluri, atacul solefatic devine important atunci când acestea sunt solubilizate de apele meteorice, subterane, de izvor etc. care ulterior intră în contact cu lucrări din beton armat , de obicei fundații .
Remedii
Cea mai eficientă modalitate de a preveni atacul sulfatic (apă și soluri selenitice) este de a preveni pătrunderea sulfaților în beton.
Pentru ca acest lucru să se întâmple, este necesar să ne asigurăm că matricea este impermeabilă, adică orice porozitate care se poate forma nu este intercomunicantă.
În acest scop, trebuie să se adopte un raport apă / ciment cât mai scăzut posibil (în mod normal mai mic de 0,55) în proiectarea amestecului, iar după turnare se procedează cu o vibrație precisă și se recurge la o întărire umedă adecvată.
Aceste măsuri, care trebuie împinse cu cât este mai mare concentrația de sulfat care vine din exterior, permite obținerea unui beton care nu este foarte poros și crăpat și, prin urmare, mai impermeabil la pătrunderea sulfaților.
O a doua modalitate de a face betonul impermeabil este de a interveni din exterior prin utilizarea de protecții impermeabile la suprafață, cum ar fi învelișuri, rășini sau vopsele.
Acestea devin necesare atunci când este necesar să se protejeze structurile deja în funcțiune unde atacul cu sulfat a început deja; au dezavantajul costurilor mai mari și riscul detașării datorate, de exemplu, modificărilor termice.
O altă modalitate de prevenire a atacului de sulfat este reducerea conținutului de hidroxid de calciu și aluminat tricalcic ( ) de care depinde formarea electringitei.
În primul caz, se recomandă cimenturile de tip III (ciment de fier și oțel) și tipul IV (ciment pozzolanic), care având un procent mai mic de clincher decât cel al cimentului de tip I (ciment Portland) în timpul hidratării produc o cantitate mai mică de var, într-adevăr în tipul IV în activarea pozzolanului se consumă și o parte din acesta.
Dintre cele două tipuri, cel mai potrivit este cimentul de oțel, deoarece poate fi produs și cu procente mari de zgură (și, prin urmare, procente mici de clincher), în timp ce cimentul pozzolanic necesită întotdeauna o cantitate minimă de clincher care trebuie să garanteze conținutul de var. pentru activarea pozzolanului .
În al doilea caz, este posibil să se utilizeze cimenturi rezistente la sulfat care au, în comparație cu Portland normal, procente mici de celită care, la tipurile III și IV, așa cum am văzut, garantează un conținut mai mic de hidroxid de calciu chiar și în timpul hidratării.
Standardele UNI EN 206-1: 2006 și UNI 11104 în structuri supuse atacului cu sulfat, precum cele cu clasa de expunere XA1, XA2 sau XA3, necesită utilizarea cimenturilor rezistente la sulfat .
Conform UNI 8981-2, în funcție de clasa de expunere, trebuie utilizați următoarele cimenturi rezistente la sulfat:
- XA1 (a / c ≤ 0,55) - ciment cu rezistență chimică moderată la sulfați (MRS)
- XA2 (a / c ≤ 0,50) - ciment cu rezistență chimică ridicată la sulfați (ARS)
- XA3 (a / c ≤ 0,45) - ciment cu rezistență chimică foarte mare la sulfați (AARS).
Pentru atacuri mai severe decât cele prevăzute de clasele de expunere menționate anterior, este necesar să se utilizeze protecții de suprafață, cum ar fi învelișuri, rășini sau vopsele hidroizolante.
În cazul temperaturilor scăzute (0-10 ° C ), utilizarea cimenturilor rezistente la sulfat, adică a cimentelor cu un conținut scăzut sau deloc de aluminat tricalcic, nu poate garanta de la sine protecția împotriva atacului sulfatic, deoarece în aceste condiții termice, gipsul reacționează, de asemenea, cu silicații de calciu hidrați, creând un compus și mai dăunător decât electringitul, taumazitul .
Prin urmare, se recomandă întotdeauna să luați toate măsurile de precauție necesare pentru a face betonul impermeabil la sulfat.
Notă
- ^ Simbolul CAH nu este o formulă chimică, ci derivă din inițialele englezești de aluminat de calciu hidratat
Bibliografie
- Enco Journal - Și ca ettringitul
