Влияние морской воды на бетон

В некоторых странах из-за большого дефицита нет возможности использовать пресную воду для строительных работ. В этом случае не остается иного выбора, как добавлять в раствор морскую воду. Но из-за ее негативного влияния на портландцемент подобное допустимо только при использовании неармированного бетона. Соответственно несущие части построек возвести не получится. Однако все зависит от засоленности воды и некоторых других параметров.

Негативное влияние морской воды

Если в местности есть возможность использовать только соленую воду, то и песок в таких регионах будет содержать соли. Он используется в качестве заполнителя для бетонного раствора. То есть концентрация соли в замесе получается еще выше.

Соли ионов вступают в реакцию с компонентами бетона, разрушая его. Например, из-за наличия сульфатов в такой воде происходит процесс сульфатации свободного гидроксида кальция.

Формула солей ионов кальция

После этого полученный сульфат кальция начинает взаимодействовать с алюминатами, содержащимися в цементе.

Формула сульфата кальция и алюминатов

Образуется сульфоалюминат кальция или, как ее называют в строительстве, цементная бацилла. Она может расширяться в 2-2,5 раза, что разрушительно для готовой бетонной постройки.

Негативное воздействие оказывают и ионы магния. Они вступают в реакцию с кальциевым алюминатом, в ходе которой, из него вытесняется кальций. После этого свободный гидроксид кальция вступает в реакцию с хлоридом магния и образует растворимые соли, которые в дальнейшем вымываются из бетона. В массе появляются аморфные вещества студнеобразного вида. Они заполняют микропоры и микротрещины бетона, превращая его в несвязную массу.

Уровень растворенных солей

Соли – это твердые составляющие, объем которых может отличаться в морской воде. Например, в Атлантическом океане содержится 32 000 мг/л растворенных веществ. Порядка 2000 мг/л приходится на сульфаты (преимущественно сульфат магния), а еще 18 000 мг/л – хлориды (как правило, хлорид натрия). Считается, что нормальная вода Атлантического океана за счет хлоридов не способна нанести серьезный вред портландцементу. Хлориды способны ускорить твердение и схватывание смеси. Тем не менее показатель солей 32 000 мг/л может стать причиной выцветы на наружной части бетона. Также нужно помнить, что речь идет именно о воде. Если используется также и соленый песок, нужно учитывать и его параметры и содержание хлоридов.

Добавление морской воды в бетон

Если рассматривать воду из Персидского залива или Красного моря, то концентрация хлоридов составит 22 000 мг/л. Это примерно 1% вещества в массе цемента. При этом максимально допустимая доля безводного хлорида кальция в бетоне может составлять не более 1,5% от общей массы. Поэтому с этой точки зрения использовать морскую соль допустимо, хоть и настоятельно не рекомендуется. Важно узнать объем твердых веществ в воде, чтобы понять, можно ли использовать ее для раствора. Но это относится только к неармированным конструкциям, так как хлорид является очень губительным для металлов.

Разрушение усугубляется за счет механического воздействия. Но морская вода опасна не только, когда она входит в состав цементно-песчаной смеси.

Негативное влияние воды на подводную часть бетонных построек

Если раствор приготовлен по всем правилам, но при этом он находится в морской воде, то в этом случае он также разрушается быстрее. Дело в том, что морская вода является естественной средой для многих животных и растительных микроорганизмов. Существуют виды, которые поселяются на подводных предметах, ж/б или бетонных конструкциях. Такие «обрастатели» как мидии и морские желуди-балянусы активно выделяют углекислый газ, который постепенно разрушает защитную корку бетона.

Если периодически конструкция оказывается не под водой (например, во время отлива), это также усугубляет ситуацию.

Условия, которые снижают влияние соленой воды на бетон

В 1985 году начали проводиться эксперименты по применению соленой воды при создании бетонных конструкций. Преимущественно такие смеси использовались для временных построек. Если же бетон нужен для более продолжительной эксплуатации, то важно уменьшить влияние хлоридов на железную арматуру.

Результат долгого нахождения армированного бетона в морской воде

Для этого нужно следовать следующим правилам:

  • Необходимо использовать плотный бетон с низким показателем проницаемости и защитным слоем толщиной от 50 до 60 мм. Поэтому для приготовления смеси нужно использовать 360 кг/м3 цемента. Максимальное водоцементное отношение должно составить 0,45. Во время заливки бетона его обязательно нужно уплотнять. В противном случае в постройке быстрее появятся трещины.
  • При создании ж/б сооружений допускается применять исключительно оцинкованную арматуру. Для замеса лучше использовать ПЦ с содержанием хроматов не меньше 65 мг/л. Если такого портландцемента нет, то хроматы нужно добавить, используя ванны горячего цинкования.
  • Для усиления устойчивости арматуры к воздействию хлоридов прутья необходимо покрыть эпоксидной смолой в два слоя. Перед этим нужно очистить арматуру от заводской окалины и ржавчины, которая могла образоваться в процессе хранения прутьев. После того как эпоксидное покрытие затвердеет, сцепление арматуры уменьшится. Этот нюанс также важно учитывать в ходе проектирования.
  • Если готовая конструкция будет находиться в воде или на нее будут оказывать влияние брызги соленой воды, то из-за попеременного увлажнения и высушивания, разрушение произойдет быстрее. Чтобы исключить такое негативное влияние бетон можно обработать жидким стеклом (силикатом натрия). Образовавшиеся силикаты кальция заполнят поры массы, благодаря чему повысится кислотостойкость бетона. Также для этих целей применяют каменноугольный деготь, резиновую или битумную мастику и многое другое.

Разумеется, такие мероприятия значительно увеличиваю конечную стоимость изготовленного бетонного сооружения и срок его возведения. Морская соль не так разрушительна для самого бетона, иногда хлориды и вовсе оказываются полезны. Но арматуру она разрушает очень быстро. Поэтому лучше и выгоднее даже приобрести пресную воду, чем использовать дополнительные защитные составы.

Top