A beton ellenállása az anyag azon képessége, hogy hosszú ideig megőrizze tulajdonságait: tűzállóság és hőállóság , fagyállóság , beton ellenállása kémiailag agresszív víz- és gázkörnyezetben, hogy megőrizze teljesítményét kedvezőtlen környezeti körülmények között végzett munka során. jelentősebb sérülés és roncsolás nélkül.
A keményedő beton (cementkő) különösen nagy tágulása a kalcium-hidroszulfoaluminát (3CaSO 4 • 3CaO • Al 2 O 3 • 3H 2 O) képződése során következik be. A betonkorrózió nedvesség és különböző savas gázok jelenlétében is megfigyelhető a levegőben. Így például a kazánok , gőzmozdonyok kemencéiből vagy valamilyen vegyi berendezésből kilépő kén-dioxid a levegő nedvességével és vízgőzével egyesülve kénsavat képez, amely ugyanúgy tönkreteszi a betont , mint a vízi környezetben a szabad sav . A beton kémiai korróziós folyamatai nem tekinthetők külön a betonban külső vizes vagy gáznemű környezet hatására végbemenő fizikai és fizikai-kémiai folyamatoktól. Különösen a nedvességcseréből (a víz felszívódása és párolgása), a fagyási és olvadási folyamatokból, a víz szivárgásából és szűréséből, a betonban történő nedvesség mozgásának diffúziós folyamataiból stb .
A beton ellenállásának növelése a korrózió típusától függetlenül a betonszerkezet szükséges sűrűségének és egyenletességének biztosításával érhető el. A héjak jelenléte és a különféle szivárgások nyílt vagy egymással összefüggő repedések, hőmérsékleti vagy zsugorodási deformációkból eredő repedések formájában leginkább a korróziós folyamatok kialakulását és fejlődését kedveznek.
A beton tisztán kémiai korróziós folyamatokkal szembeni ellenállásának növelése érdekében nemcsak a beton megfelelő sűrűségének biztosítására van szükség, hanem olyan kötőanyagokat és adalékanyagokat is meg kell választani, amelyek a leginkább ellenállnak az ilyen típusú korróziónak.
A beton vasalás biztonságának kérdése elválaszthatatlanul összefügg a betonellenállás kérdésével, ezért érdemes itt megvizsgálni.
A betonba ágyazott acélmerevítés általában nem bomlik le (hanem rozsdásodik), és nagyon sokáig jó állapotban tartható. A vasalás biztonságát a betonban lévő lúgos környezet magyarázza. Ez csak a kellően sűrű betonra igaz, ahol a levegő közvetlen hozzáférése az acél merevítőrudakhoz kizárt. Ezért a szerkezetben lévő vasalást beton védőréteggel kell lefedni, melynek minimális vastagsága 10-től (vékonyfalú és üreges födémeknél, deszkázatnál) 120 mm-ig (nagyméretű vízépítési szerkezeteknél) terjed. Kedvezőtlen környezet (magas páratartalom, káros gázok stb.) esetén a védőréteg vastagságát növelni kell. A védőrétegnek sűrűnek, repedés- és hibamentesnek kell lennie, különben a célja nem indokolt. A védőréteg repedései közvetlenül az erősítéshez nyitják a levegőt, ami rozsdaréteg kialakulását okozza, és ennek térfogata megnövekszik. Ez utóbbi húzóerőket okoz a betonban, repedéseket és a védőréteg tönkremenetelét, ami minden negatív következménnyel jár a vasbeton szerkezet tartósságára nézve.
A tűzállóság alatt a betonnak a tűz rövid távú hatásával szembeni ellenállását értjük. A hőállóság alatt a beton ellenálló képességét értjük a hőelemek (tűzálló beton) üzemi körülményei között a magas hőmérsékletnek való hosszan tartó és állandó kitettséggel szemben. A beton a tűzálló anyagok közé tartozik. A beton viszonylag alacsony hővezető képessége miatt a rövid ideig tartó magas hőmérsékletnek nincs ideje a beton és a védőréteg alatti vasalás jelentős felmelegedésére. Az erősen felmelegített beton hideg vízzel való öntözése (tűz oltásakor) sokkal veszélyesebb, elkerülhetetlenül repedések kialakulását, a védőréteg tönkremenetelét és a vasalás kitettségét okozza a magas hőmérséklet folyamatos hatása mellett.
Hosszan tartó magas hőmérsékletnek való kitettség esetén a közönséges portlandcement beton nem alkalmas 250 ° feletti hőmérsékleten történő használatra. Megállapítást nyert, hogy ha a közönséges betont 250-300° fölé hevítik, a szilárdság csökken a kalcium-oxid-hidrát bomlásával és a cementkő szerkezetének tönkremenetelével. 550 ° feletti hőmérsékleten a homokban és a zúzott gránitban lévő kvarcszemcsék repedezni kezdenek, mivel a kvarc ezen a hőmérsékleten egy másik módosításba (tridimit) megy át, ami a kvarcszemcsék térfogatának jelentős növekedésével és mikrorepedések kialakulásával jár. a sóderszemcsék és a cementkő érintkezési pontjain. A hőmérséklet további emelkedésével a közönséges beton egyéb szerkezeti elemei is megsemmisülnek. A tudományos munkák, valamint a gyakorlat megteremtették a portlandcement alapú tűzálló beton előállításának lehetőségét, amely ellenáll az 1100-1200 ° C-os és annál magasabb hőmérsékletnek.
Ehhez finomra őrölt szilícium-dioxid vagy timföld-szilícium-dioxid adalékokat kell bevinni a betonba, amelyek megkötik a cementhidratáció során felszabaduló szabad kalcium- hidroxidot . Töltőanyagként olyan anyagokat használnak, amelyek megfelelő fokú tűzállósággal és hőállósággal rendelkeznek, például krómvasérc, tűzoltóagyag, bazalt, andezit, hulladék kohósalak, tufa és téglazúzott kő . A szerkezetek maximálisan elviselhető hőmérséklete az adalékanyagok és a finomra őrölt adalékok tűzállóságától és hőállóságától függ. Tehát tűzálló agyag és őrölt adalékok használatakor a portlandcement alapú tűzálló betonok maximális üzemi hőmérséklete eléri az 1100-1200 ° -ot. Maximum 700°-os üzemi hőmérsékleten használható bazalt , diabáz , andezit , hulladékkohó salak , Artik tufa, törött agyagtégla betonadagolóanyagként, habkő , pernye, granulált kohósalak és ecetsav . sav finomra őrölt adalékanyagként . Ugyanezen hőmérsékleten (legfeljebb 700 °) megengedett a portlandcement a betonban portland-salakcementtel helyettesíteni anélkül , hogy ebben az esetben finomra őrölt adalékokat kellene bevinni. 1300-1400 °C-ig terjedő üzemi hőmérsékletű hőálló beton készítéséhez finom és durva tűzagyag- vagy krómvasérc -aggregátumot tartalmazó timföldcementet kell használni . Ebben az esetben nincs szükség finomra őrölt adalékokra a kalcium-hidroxid megkötéséhez . Hőálló beton kötőanyagaként legfeljebb 900-1000 ° C-ig, nátrium-szilícium-fluoriddal folyékony üveg is használható.
A betonban mint alkotóelemben lévő cementkő általában kevésbé ellenálló, mint a kőadalékok; ha kémiailag agresszív anyagoknak van kitéve, a beton első sorban tönkremegy. A portlandcementen a beton korróziójának minden oka a következő fő csoportokban foglalható össze:
A beton korróziós sebességének meghatározása nehézkes, mivel a folyamat kinetikáját befolyásoló tényezők száma igen nagy (több mint tíz). A probléma megoldására a modellezési elméletet használják, amelynek eredményeként olyan dimenzió nélküli komplexeket kapnak, amelyek kifejezik a jelenségek fizikai és kémiai lényegét, és lehetővé teszik a kísérleti munka redukálását két-három összetett tényező hatásának tanulmányozására. A fizikai és kémiai folyamatok, például a betonkorrózió modellezése három alapelven alapul:
A cementkő betonban való adaptív fejlődésének meglétét igazolja az a tény, hogy szerkezetében a környezet hatására úgynevezett "módosított hidrátok" képződnek, amelyeket a hagyományos hidrátoknál nagyobb stabilitás jellemez. Ebben az esetben "idegen" ionok interkalálódnak a kristályos hidrátok szerkezetébe, és az ilyen folyamatok a hidrátképződmények kristálykémiai jellemzőinek és morfológiai tulajdonságainak megváltozásával járnak [3] .