ПЕНЕТРАЦІЯ ХЛОРИД-ІОНІВ ІЗ ВОДНИХ РОЗЧИНІВ У ЦЕМЕНТНІ МАТЕРІАЛИ
DOI:
https://doi.org/10.18664/1994-7852.210.2024.320834Ключові слова:
цементні матеріали, корозія арматури, пенетрація хлоридів, карбонатні добавкиАнотація
Основною проблемою корозії залізобетонних конструкцій є проникнення хлоридів, які руйнують пасивуючий шар сталевої арматури та сприяють її електрохімічній корозії. У статті досліджено процес проникнення хлорид-іонів у цементні матеріали. Метою роботи є аналіз впливу карбонатних добавок на глибину дифузії хлорид-іонів і міцність цементних композитів. Зразки цементно-піщаного розчину з різними типами цементу (портландцемент CEM I і цемент із карбонатними добавками CEM II) витримували у трьох середовищах: морській воді, 0,1 М розчині NaCl і проточній воді. Після семи днів витримки зразки з цементу CEM II показали вищу міцність на вигин, ніж зразки з CEM I. Проте після 28 днів міцність зразків CEM I стала вищою, незалежно від середовища. Зразки з CEM II демонстрували стабільну міцність у морській воді, тоді як у проточній воді та розчині NaCl міцність дещо знижувалася. Дослідження глибини проникнення хлоридів показали, що зразки з карбонатними добавками (CEM II) мають більшу глибину дифузії хлоридів порівняно зі зразками з чистого портландцементу (CEM I). Це можна пояснити збільшенням капілярної пористості цементних композитів через введення карбонатів. У морській воді дифузія хлоридів була менш інтенсивною через присутність інших іонів, які можуть перешкоджати їх проникненню. Виявлено, що карбонатні добавки мають суперечливий вплив на властивості цементних композитів. З одного боку, вони сприяють зв’язуванню хлоридів у гідратні фази, а з іншого — збільшують проникність матеріалу через модифікацію порової структури.
Посилання
Agboola O., Kupolati K. W., Fayomi O. S. I. A Review on Corrosion in Concrete Structure: Inhibiting Admixtures and Their Compatibility in Concrete. J Bio Tribo Corros. 2022, 8, 25. https://doi.org/10.1007/s40735-021-00624-2.
Vaysburd A. M., Emmons P. H. How to make today’s repairs durable for tomorrow - corrosion protection in concrete repair. Construction and Building Materials. 2000, Vol. 14, Issue 4, 189-197. https://doi.org/10.1016/S0950-0618(00)00022-2.
Broomfield J. P. (2023). Corrosion of Steel in Concrete: Understanding, Investigation and Repair (3rd ed.). CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781003223016.
Neville A. Chloride attack of reinforced concrete: an overview. Materials and Structures. 1995, 28, 63–70. https://doi.org/10.1007/BF02473172.
Glass G. K., Buenfeld N. R. The presentation of the chloride threshold level for corrosion of steel in concrete. Corrosion Science. 2000, 42(2), 329–344. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X97000097?via%3Dihub.
De Weerdt K. Chloride binding in concrete: recent investigations and recognised knowledge gaps: RILEM Robert L’Hermite Medal Paper. Mater Struct. 2021, 54, 214. https://doi.org/10.1617/s11527-021-01793-9.
Cherif R., El Almine Hamami A., Ait-Mokhtar A., Bosschaertsa W., Thermodynamic equilibria-based modelling of reactive chloride transport in blended cementitious materials. Cement and Concrete Research. 2022, 156, 106770. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2022.106770.
Balonis M., Lothenbach B., Le Saout G., Glasser F. P. Impact of chloride on the mineralogy of hydrated Portland cement systems. Cement and Concrete Research. 2010, Tom 40, Numer 7, 1009-1022. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S000888461000058X?via%3Dihub.
Zhijian Chen and Hailong Ye. Influence of metakaolin and limestone on chloride binding of slag activated by mixed magnesium oxide and sodium hydroxide. Cem. and Concr. Compos. 2022, 127, 104397. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2021.104397.
Chepurna S., Borziak O., Zubenko S. Concretes, Modified by the Addition of HighDiffused Chalk, for Small Architectural Forms. MSF. 2019, 968, 82–8. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.968.82.
Borziak O., Zhuravel V., Hudymenko M. The influence of chloride ion diffusion on the structure of cement composites containing carbonate additives. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2024, 1376, 012023. DOI 10.1088/1755-1315/1376/1/012023.
Kępniak M., Woyciechowski P., Łukowski P., Kuziak J., Kobyłka R. The Durability of Concrete Modified by Waste Limestone Powder in the Chemically Aggressive Environment. Materials. 2019, 12, 1693. https://doi.org/10.3390/ma12101693.
ДСТУ ЕN 196-1:2007. Методи випробування цементу. Частина 1. Визначення міцності (ЕN 196-1:2005, ІDT)
Borowski T., Hryniewicz T. Spadek zasolenia Morza Bałtyckiego jako naturalne zjawisko. Rocznik Ochrona Srodowiska. 2004, 223-232.
De Weerdt K., Lothenbach B., Geiker M. R. Comparing chloride ingress from seawater and NaCl solution in Portland cement mortar. Cement and Concrete Research. 2019. Vol. 115. P. 80-89. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.09.014.
Real L. V., Oliviera D. R. B., Soares T., Medeiros M. H. F. AgNO3 spray method for measurement of chloride penetration: the state of art. Rev. ALCONPAT [online]. 2015, Vol. 5, n. 2. Р. 151-161. https://doi.org/10.21041/ra.v5i2.84.
Ngala V. T. and Page C. L. Effects of carbonation on pore structure and diffusional properties of hydrated cement pastes. Cem. and Concr. Res. 1997, 27(7), 995–1007. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008884697001026.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
