Бетон негативное воздействие
Бетон, как материал — является одним из самых массовых строительных материалов, активно применяющийся при возведении самых разных объектов, таких как дорога и заканчивая жилыми домами. В связи с широкой распространенностью, закономерен вопрос – безопасен ли бетон для организма человека?
Состав бетона
Следующий момент – способность свежего бетона поглощать влагу. Как следствие, внутри помещений бетонной конструкции некоторое время может быть очень сухой воздух. Теоретически, это чревато проблемами у астматиков, курильщиков, аллергиков и людей с болезнями дыхательных путей. Устраняется регулярным проветриванием, или проходит само с течением времени.
Добавки в состав
Наиболее подозрительными, с точки зрения безопасности, компонентами в составе бетона являются – цемент и добавки. Однако сразу же отметим, что и цемент, и добавки находятся в растворе в связанном состоянии, что исключает их химическое взаимодействие с окружающей средой (с поправкой на вялотекущую коррозию, конечно).
Под воздействием агрессивной среды с высоким содержанием кислот кальций распадается на легкорастворимые соли и аморфные вещества. Вследствие этого бетон становится рыхлым и утрачивает прочность. Причинами разъедания цементного камня являются:
Разъедание цементного камня
Чтобы предотвратить разрушение бетона в агрессивной водной среде, специалисты рекомендуют проводить регулярную обработку поверхностей. Химические растворы и пропитки глубокого проникновения эффективно защищают конструкции от атмосферных осадков, конденсата и агрессивной парогазовой среды.
Повышение стойкости бетонных сооружений
- Для защиты пористых бетонов применяется водная грунтовка, которую наносят в 2-3 слоя и тщательно просушивают.
- Шпатлевка подходит для обработки неровных поверхностей и защиты бетонов в агрессивной среде. Она предотвращает проникновение солей в цементный камень и его дальнейшее разрушение.
- Лаки и краски используются в качестве отдельной защиты, так и в комплексе с армирующими материалами: стекловолокном, капронами, хлориновыми тканями и стеклосетками. Стойкое покрытие предотвращает разъедание бетона солями и кислотами.
Однако, поскольку методы карбонизации в раннем возрасте получили признание благодаря значительному улавливанию углерода, некоторые авторы утверждают, что эффект отверждения карбонизации в раннем возрасте в условиях карбонизации выветривания для сборного железобетона «происходит». (> 0,65> 0,65) с большей вероятностью будут подвержены карбонизации при выветривании », и сообщаем, что это может ослабить его прочностные характеристики на стадиях коррозии в течение всего срока службы.
Фотокатализ для уменьшения смога
TiO 2 , полупроводниковый материал, демонстрирующий фотокаталитические свойства, был использован для удаления NOx из атмосферы. Виды NO x , или оксид азота и диоксид азота (x = 1 и 2 соответственно), являются атмосферными газами, которые способствуют образованию кислотных дождей и смога, которые являются результатом городского загрязнения. Поскольку образование NO x происходит только при высоких температурах, оксиды азота обычно образуются как побочный продукт сгорания углеводородов . Было продемонстрировано , что NO x не только способствует загрязнению городов, но и вызывает широкий спектр неблагоприятных последствий для здоровья и окружающей среды; Эти эффекты включают в себя запуск дыхательной недостаточности, реакцию с другими химическими веществами в атмосфере с образованием вредных продуктов, таких как озон, нитроарены и нитратные радикалы, а также участие в парниковом эффекте. Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) рекомендует максимальную NO х концентрации 40 мкг / м 3 . Одним из предлагаемых способов снижения концентрации NO x , особенно в городских условиях, является использование фотокаталитического TiO 2, смешанного с бетоном, для окисления NO и NO 2 с образованием нитрата. В присутствии света TiO 2 генерирует электроны и дырки, что позволяет NO окисляться до NO 2 и NO 2 с последующим образованием HNO 3 посредством атаки гидроксильных радикалов. Адсорбция молекул:
Хранилище энергии
Стоит отметить одну из областей жизненного цикла бетона — это тот факт, что бетон имеет очень низкую воплощенную энергию на единицу массы. Это в первую очередь результат того факта, что материалы, используемые в бетонном строительстве, такие как заполнители, пуццоланы и вода, относительно многочисленны и часто могут быть получены из местных источников. Это означает, что на транспортировку приходится только 7% воплощенной энергии бетона, а на производство цемента приходится 70%. При общей воплощенной энергии 1,69 ГДж / тонну бетон имеет меньшую воплощенную энергию на единицу массы, чем самый распространенный строительный материал, кроме древесины. Однако бетонные конструкции имеют большую массу, поэтому это сравнение не всегда имеет прямое отношение к принятию решений. Стоит отметить, что это значение основано на пропорциях смеси для бетона с содержанием золы не более 20%. Подсчитано, что замена цемента летучей золой на один процент представляет собой снижение энергопотребления на 0,7% . С некоторыми предлагаемыми смесями, содержащими до 80% летучей золы , это обеспечит значительную экономию энергии.
Сульфатная коррозия имеет место из-за того, что в жидкой фазе цемента есть ионы кальция и гидроокисла, которые могут активно реагировать с агрессивной средой. Другие ионы обычно подавляются большим объемом извести. Катионы среды опасны, когда создают с ионами гидроокисла плохо растворимые соединения. Эти соединения провоцируют резкое понижение щелочности в бетонном монолите, растворение твердой извести, гидролиз силикатов и алюминатов (до этого проявляющих стойкость).
При взаимодействии цементного камня с содержащимися в воде кислотами
Но так случается не всегда. Если гидросульфатоалюминат образуется в жидком бетоне или в растворе есть ионы хлора (они усиливают растворимость сульфоалюмината и алюминатов), напряжения могут не появляться. Так, сравнительно не опасна для бетона морская вода из-за содержания в ней большого объема сульфатов и большего объема хлорида.
Растворение составных частей цементного камня
Под воздействием кислот разрушаются гидросиликаты, гидроалюминаты, гидроферриты, появляются легкорастворимые соли и иные аморфные массы. Защититься от слабых кислотных сред (на уровне pH = 4-6) можно с применением специального кислотостойкого материала (монолит окрашивают, покрывают пленкой и т.д.).
- введение пуццолановых присадок, связывающих гидроксид кальция и повышающих водонепроницаемость бетона;
- применение бетонов повышенной плотности;
- искусственная карбонизация конструкций;
- проведение эффективных мероприятий по гидроизоляции поверхности.
Растворение компонентов бетонного камня
При взаимодействии гашеной извести с кислотосодержащими водами в искусственном камне происходит химкоррозия бетона с образованием хлористого кальция, легко удаляемого водой.
Биокоррозия
Этому виду коррозионного разрушения подвергаются бетоны в результате радиационного облучения, из-за которого из материала удаляется кристаллизованная вода. Удаление жидкости нарушает структуру бетона, снижает его прочность, провоцирует появление трещин.
Выход, наверное, есть. Можно строить здания из других материалов или проектировать их так, чтобы при их возведении применялось меньше бетона. Для производства цемента можно попытаться использовать экологически чистые источники энергии. И это явно не будет лишним! Однако переломить ситуацию в корне может отказ от известняка.
В большинстве производственных процессов основным источником углекислого газа является энергия, использующаяся для приведения в движение машин и создания нужной температуры, однако в случае с цементом это не так. Здесь гораздо больше этого газа выделяется во время разрушения известняка.
Так что же делать? Как решить эту проблему?
- Во-первых, при получении цемента нагревается известняк, а этот процесс требует сжигания большого количества ископаемого топлива, которое выделяет CO2.
- Во-вторых, в результате нагрева эта порода химически распадается на известь, которая вместе с другими веществами идёт в цемент, и опять-таки углекислый газ, выбрасывающийся в воздух.
