---
title: "\"Рекомендации по методам определения коррозионной стойкости бетона\""
issuer: "Государственный комитет СССР по делам строительства"
status: действует
canonical: "https://bukva.ai/docs/rekomendatsii-po-metodam-opredeleniya"
---

## "Рекомендации по методам определения коррозионной стойкости бетона"

# "Рекомендации по методам определения коррозионной стойкости бетона"

(утв. НИИЖБ Госстроя СССР 07.04.1988)


<a id="p100001"></a>Утверждены
директором НИИЖБ
7 апреля 1988 года

<a id="p100002"></a>**РЕКОМЕНДАЦИИ**
**ПО МЕТОДАМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ БЕТОНА**

<a id="p100003"></a>Печатаются по решению секции коррозии и спецбетонов НТС НИИЖБ Госстроя СССР от 20 октября 1987 г.
<a id="p100004"></a>Рекомендации содержат основные положения методов исследования коррозионной стойкости цементного камня, раствора и бетона в жидких агрессивных средах и имеют целью проведение исследований по единой методике для накопления данных, обосновывающих показатели норм агрессивности жидкой среды для бетона, в развитие [СНиП 2.03.11-85](https://bukva.ai/docs/snip-2-03-11-85).
<a id="p100005"></a>Даны рекомендации по изготовлению, подготовке образцов и рабочих растворов, проведению исследований, а также оценка результатов исследований коррозионной стойкости бетона, метод расчета и прогнозирования глубины коррозии бетона.
<a id="p100006"></a>Рекомендации предназначены для использования в научно-исследовательских институтах и строительных лабораториях при проведении исследований процессов коррозии бетона в различных агрессивных средах в широком диапазоне концентраций, а также для изучения различных факторов, оказывающих влияние на эти процессы.
<a id="p100007"></a>Табл. 4, илл. 4.


## <a id="p100008"></a>ПРЕДИСЛОВИЕ


<a id="p100009"></a>В связи с широким применением бетонных и железобетонных конструкций на предприятиях химической промышленности и освоением новых районов с агрессивными грунтовыми водами важной задачей является обеспечение долговечности бетона при действии на него различных жидких сред.
<a id="p100010"></a>Над изысканием эффективных методов определения коррозионной стойкости бетона работает ряд научно-исследовательских организаций: лаборатория коррозии НИИЖБ, НИИпромстрой, Уральский ПромстройНИИпроект, Харьковский ПромстройНИИпроект и др.
<a id="p100011"></a>Ввиду сложности и разнообразия процессов, происходящих между отдельными агрессивными по отношению к бетону веществами и компонентами цементного камня бетона, не может быть предложено единого метода исследования процессов коррозии бетона.
<a id="p100012"></a>Однако в зависимости от вида коррозионного процесса могут быть установлены параметры, характеризующие коррозионную стойкость бетона.
<a id="p100013"></a>Настоящие Рекомендации составлены сектором коррозии бетона лаборатории N 13 НИИЖБ (инж. Г.В. Любарская, д-р техн. наук Ф.М. Иванов, канд. техн. наук Н.К. Розенталь).
<a id="p100014"></a>При внедрении новых разработок НИИЖБ оказывает научно-техническую помощь на основе хозяйственных договоров и консультативную помощь с оплатой работ по гарантийным письмам.
<a id="p100015"></a>Адрес института: 109389, Москва, 2-я Институтская ул., д. 6.

<a id="p100016"></a>Дирекция НИИЖБ


## 1. <a id="p100017"></a>ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ



#### <a id="p100018"></a>1.1 Коррозионная стойкость бетона может быть определена:

<a id="p100019"></a>а) по изменению химического состава цементного камня бетона во времени - кинетический метод определения скорости коррозии;
<a id="p100020"></a>б) по изменению прочностных свойств бетона: прочности на растяжение при изгибе и сжатии, динамического модуля упругости;
<a id="p100021"></a>в) по изменению величины линейных деформаций бетона.

#### <a id="p100022"></a>1.2 Методики настоящих Рекомендаций могут применяться для:

<a id="p100023"></a>а) оценки состава и степени агрессивности жидких сред различного состава по отношению к бетону при диффузионном переносе агрессивных веществ (постоянное воздействие жидкой среды), что соответствует условиям эксплуатации ненапорных подземных и подводных конструкций;
<a id="p100024"></a>б) определения сравнительной коррозионной стойкости бетонов и строительных растворов на основе минеральных гидравлических вяжущих различного минералогического и вещественного состава, различного вида и количества химических добавок;
<a id="p100025"></a>в) оценки эффективности мероприятий по вторичной защите бетона (пропитка, защита лакокрасочными покрытиями и т.д.) в условиях воздействия агрессивных сред.


## 2. <a id="p100026"></a>КИНЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ КОРРОЗИИ БЕТОНА


<a id="p100027"></a>2.1. Интенсивность коррозионного процесса определяется массой цементного камня с единицы поверхности бетона, вступившей во взаимодействие с компонентами агрессивной среды (общекислотная, углекислая, магнезиальная, щелочная коррозия - II вид, сульфатная коррозия - III вид), или вынесенной из структуры бетона при действии на него жидкой среды (выщелачивающая коррозия - I вид) в единицу времени.
<a id="p100028"></a>2.2. В лабораторных условиях необходимо соблюдать равенство параметров, определяющих скорость коррозии бетона в реальных условиях эксплуатации конструкций:
<a id="p100029"></a>механизм переноса агрессивных компонентов или продуктов коррозии;
<a id="p100030"></a>толщину слоя продуктов коррозии;
<a id="p100031"></a>фазовый состав и структура продуктов коррозии.
<a id="p100032"></a>2.3. Механизм переноса агрессивного компонента и толщина слоя продуктов коррозии моделируются условиями проведения эксперимента.
<a id="p100033"></a>2.4. Фазовый состав продуктов коррозии и их структура в лабораторных условиях воспроизводятся соответствующим подбором цемента, состава бетона, вида, концентрации и температуры агрессивной среды.


## 3. <a id="p100034"></a>ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБРАЗЦОВ И ИХ ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ


<a id="p100035"></a>3.1. Определение скорости коррозии рекомендуется проводить на образцах-цилиндрах из цементного камня, цементно-песчаного раствора и бетона с размером крупного заполнителя до 1 см на образцах диаметром и высотой 5 см. В том случае, если при изготовлении образцов бетона применяется заполнитель с размером более 1 см, следует рекомендовать образцы-цилиндры других размеров с учетом крупности заполнителя.
<a id="p100036"></a>3.2. При исследовании сульфатостойкости новых видов вяжущих и химических добавок для ускорения коррозионного процесса рекомендуется применять образцы малых размеров диаметром 0,5 см и высотой 1,0 см.
<a id="p100037"></a>3.3. При исследовании сульфатостойкости новых видов вяжущих в качестве эталона принимают сульфатостойкий портландцемент по ГОСТ 22266-76*.
<a id="p100038"></a>3.4. При испытании химических добавок, повышающих сульфатостойкость бетона, для ускорения коррозионных процессов в качестве эталона следует принимать портландцемент при содержании в клинкере C3A не менее 9%.
<a id="p100039"></a>3.5. Образцы цементного камня изготовляют из цементного теста нормальной густоты.

#### <a id="p100040"></a>3.6 Для оценки эффективности химических добавок изготавливают образцы цементного камня следующих составов:

<a id="p100041"></a>составы без добавки и с добавкой с равным водоцементным отношением;
<a id="p100042"></a>составы без добавки и с добавкой с одинаковой консистенцией цементного теста.
<a id="p100043"></a>3.7. Состав бетона выбирают в соответствии с реальными составами бетона, применяемыми для изготовления конкретных конструкций.
<a id="p100044"></a>3.8. Для изготовления образцов бетона принимают заполнители, отвечающие требованиям [ГОСТ 10268-80](https://bukva.ai/docs/gost-10268-80).
<a id="p100045"></a>3.9. В случае, когда стойкость заполнителей к воздействию данной агрессивной среды неизвестна, необходимо провести специальные предварительные испытания по определению скорости коррозии данного заполнителя.
<a id="p100046"></a>Примечание. Выполнение испытаний производится в соответствии с указаниями [раздела 4](#p100063) настоящих Рекомендаций. Для чего 100 г заполнителя заливают 500 мл агрессивного раствора. Определение концентрации агрессивной среды производится каждые 7 сут в течение 35 сут. Если изменение концентрации агрессивной среды за период испытаний не превышает 5%, делается заключение о пригодности заполнителя для изготовления бетона.

<a id="p100047"></a>3.10. Состав эталонных образцов цементного раствора принимают следующим: цемент-песок 1:3, расход воды выбирают таким, чтобы подвижность смеси соответствовала расплыву на встряхивающем столике 106 - 115 мм. Песок для испытания должен соответствовать требованиям ГОСТ 6139-79 (песок вольский).
<a id="p100048"></a>*Примечание.* Допускается изготовлять образцы из бетонной смеси, из которой отсевом на виброплощадке удалена крупная фракция заполнителя.

<a id="p100049"></a>3.11. При изготовлении образцов цементного камня и цементного раствора смесь укладывают в форму с избытком, уплотняют в течение 1 мин на стандартной виброплощадке, а избыток смеси снимают ножом, смоченным водой.
<a id="p100050"></a>3.12. Образцы данной серии испытаний изготовляют из одних и тех же материалов по одной и той же технологии.
<a id="p100051"></a>3.13. В зависимости от задачи исследования образцы могут твердеть в нормально-влажных условиях, при пропаривании и при автоклавной обработке.
<a id="p100052"></a>3.14. Условия и длительность твердения образцов из бетона назначают такими же, как для бетона конструкций, а при отсутствии данных об условиях твердения бетона в конструкциях - 28 сут. в камере нормально-влажного твердения.
<a id="p100053"></a>3.15. Режим тепловлажностной обработки образцов выбирают в зависимости от задачи исследования.
<a id="p100054"></a>В том случае, когда пропаривание применяется только как метод ускорения твердения образцов и не является предметом специальных исследований, принимают следующий режим пропаривания: (4 + 3 + 8) ч + естественное остывание (изотермический прогрев при температуре 80 °C).
<a id="p100055"></a>3.16. Условия твердения образцов цементного камня и цементного раствора назначают следующими: 3 сут - в ванне с гидравлическим затвором и 25 сут - в воде при температуре 20 +/- 3 °C. Формы с образцами помещают в ванну через час после изготовления. Через сутки образцы извлекают из формы и маркируют.
<a id="p100056"></a>3.17. После изготовления образцов производится их отбраковка. Отбраковывают образцы неправильной геометрической формы, образцы, имеющие раковины, а также образцы, масса которых отличается более чем на 10% от средней массы.
<a id="p100057"></a>3.18. Для обеспечения в процессе испытания постоянства реакционной поверхности боковую цилиндрическую поверхность образцов d = 5 мм, h = 5 см защищают стойким лакокрасочным покрытием на основе смолы ЭД-20 <*>.

<a id="p100058"></a>

---

<a id="p100059"></a><*> Защита строительных конструкций и технологического оборудования от коррозии (Справочник строителя)./Под ред. А.М. Орлова. - М.: Стройиздат, 1981.

<a id="p100060"></a>3.19. При исследовании эффективности защитных покрытий изучаемое покрытие наносится на торцевые поверхности образцов; цилиндрическая поверхность образцов защищается стойким в данной среде покрытием в соответствии с указаниями [п. 3.18](#p100057) настоящего раздела.
<a id="p100061"></a>3.20. Все работы по нанесению лакокрасочных покрытий, а также работы по их изготовлению производятся в соответствии с требованиями техники безопасности и пожарной безопасности, изложенными в "Руководстве по защите от коррозии лакокрасочными покрытиями строительных бетонных и железобетонных конструкций, работающих в газовлажных средах" (М.: Стройиздат, 1978).
<a id="p100062"></a>3.21. Незащищенные торцевые рабочие поверхности перед погружением образцов в агрессивную среду зачищают наждачной бумагой для удаления следов покрытия и пленки цементного камня и замеряют площадь рабочей поверхности, которая в дальнейшем используется для расчета скорости коррозии.


## 4. <a id="p100063"></a>ПОДГОТОВКА АППАРАТУРЫ, РАБОЧИХ РАСТВОРОВ И ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ


<a id="p100064"></a>4.1. Исследование скорости коррозии бетона проводится в проходящем токе раствора или в стационарных условиях с периодической сменой раствора.
<a id="p100065"></a>4.2. Выбор режима испытания определяется таким образом, чтобы снижение концентрации агрессивного раствора при взаимодействии его с цементным камнем или бетоном составляло не более 5%.
<a id="p100066"></a>4.3. При выборе анионов или катионов, по изменению концентрации которых оценивается скорость коррозии, необходимо руководствоваться следующими соображениями:
<a id="p100067"></a>а) изменение концентрации выбранного аниона или катиона должно происходить только в процессе коррозии;
<a id="p100068"></a>б) изменение концентрации этих ионов определяется ускоренным методом;
<a id="p100069"></a>в) ошибки выбранного метода определения концентраций не должны оказывать влияния на определяемую скорость коррозии.
<a id="p100070"></a>4.4. Примерный перечень показателей агрессивности, по изменению концентрации которых рекомендуется определять скорость коррозии цементного камня, раствора или бетона, приводится в табл. 1.

<a id="p100071"></a>Таблица 1


| <a id="p100072"></a>Виды коррозии и показатели агрессивности | <a id="p100073"></a>Единица измерения концентрации | <a id="p100074"></a>Допустимые пределы изменения концентрации показателей агрессивности | <a id="p100075"></a>Методы анализа |
| --- | --- | --- | --- |
| <a id="p100076"></a>Выщелачивающая [<*>](#p100105) | <a id="p100077"></a>мг/л | <a id="p100078"></a>20 мг/л | <a id="p100079"></a>Трилонометрический |
| <a id="p100080"></a>Общекислотная | <a id="p100081"></a>pH | <a id="p100082"></a>+/- 0,2 | <a id="p100083"></a>Кислотно-основного титрования |
| <a id="p100084"></a>Углекислая, CO2 агрессивная | <a id="p100085"></a>мг/л | <a id="p100086"></a>+/- 5% | <a id="p100087"></a>То же |
| <a id="p100088"></a>Магнезиальная, Mg2+ | <a id="p100089"></a>мг/л | <a id="p100090"></a>+/- 5% | <a id="p100091"></a>Трилонометрический |
| <a id="p100092"></a>Аммонийная, $NH_{4}^{+}$ | <a id="p100093"></a>мг/л | <a id="p100094"></a>+/- 5% | <a id="p100095"></a>Калориметрический |
| <a id="p100096"></a>Щелочная, Na+ + K+ | <a id="p100097"></a>мг/л | <a id="p100098"></a>+/- 5% | <a id="p100099"></a>Пламенно-фотометрический |
| <a id="p100100"></a>Сульфатная, $SO_{4}^{2 -}$ | <a id="p100101"></a>мг/л | <a id="p100102"></a>+/- 5% | <a id="p100103"></a>Объемное титрование с индикатором нитхромазо |



<a id="p100104"></a>

---

<a id="p100105"></a><*> При выщелачивающей коррозии используют дистиллированную воду с последующим кипячением.

<a id="p100106"></a>4.5. Перечень показателей агрессивности, приведенный в [табл. 1](#p100071), может быть расширен при изучении коррозии бетона в средах другого состава. Выбранная характеристика должна соответствовать указаниям [п. 4.3](#p100066).
<a id="p100107"></a>4.6. Концентрация исследуемого вещества в среде, агрессивной по отношению к бетону, выбирается в зависимости от целей исследования:
<a id="p100108"></a>при определении скорости коррозии бетона данного состава на определенном виде вяжущего исследования выполняются при одной, заданной условиями эксплуатации бетона концентрации вещества в агрессивной среде;
<a id="p100109"></a>при определении степени агрессивности сред по показателям агрессивности (см. [табл. 1](#p100071)) или по отношению к бетону с маркой по водонепроницаемости выше W8 исследования необходимо проводить при нескольких концентрациях исследуемого вещества в агрессивном растворе (не менее трех). Показатели и концентрацию агрессивных сред принимают по табл. 2.

<a id="p100110"></a>Таблица 2


| <a id="p100111"></a>Виды коррозии и показатели агрессивности | <a id="p100112"></a>Единица измерения концентрации | <a id="p100113"></a>Концентрация |
| --- | --- | --- |
| <a id="p100114"></a>Выщелачивающая коррозия | <a id="p100115"></a>- | <a id="p100116"></a>- |
| <a id="p100117"></a>Кислотная коррозия | <a id="p100118"></a>pH | <a id="p100119"></a>3, 4, 5 |
| <a id="p100120"></a>Углекислая коррозия, CO2 агрессивная | <a id="p100121"></a>мг/л | <a id="p100122"></a>80, 40, 20 |
| <a id="p100123"></a>Магнезиальная коррозия, Mg2+ | <a id="p100124"></a>мг/л | <a id="p100125"></a>10000, 5000, 2000 |
| <a id="p100126"></a>Аммонийная коррозия, $NH_{4}^{+}$ | <a id="p100127"></a>мг/л | <a id="p100128"></a>2000, 1000, 500 |
| <a id="p100129"></a>Сульфатная коррозия, $SO_{4}^{2 -}$ | <a id="p100130"></a>мг/л | <a id="p100131"></a>34000, 10000, 3000, 1000 |


<a id="p100132"></a>4.7. При моделировании процессов коррозии подводных конструкций образцы в рабочих емкостях устанавливают боковой цилиндрической поверхностью на специальные подставки по размеру образцов из стойкого в данной агрессивной среде материала так, чтобы образующиеся продукты коррозии (в случае их опадения) не скапливались у поверхности образца.
<a id="p100133"></a>4.8. При моделировании процессов коррозии подземных конструкций исследование скорости коррозии проводится в проходящем токе при заполнении рабочей емкости установки специально подготовленным вольским песком.
<a id="p100134"></a>4.9. Подготовка песка заключается в следующем: песок промывают 5%-ным раствором соляной кислоты, отмывают вначале водопроводной, а затем дистиллированной водой до отрицательной реакции раствора нитрата на ионы хлорида. Заполнение рабочей емкости производят песком любой влажности.
<a id="p100135"></a>4.10. Установка для исследования скорости коррозии в проходящем токе раствора схематично представлена на рис. 1.

<a id="p100136"></a> ![4. Подготовка аппаратуры, рабочих растворов и проведение испытаний](https://i.bukva.ai/jkDMKyuJ/img_0.png) 

<a id="p100137"></a>Рис. 1. Экспериментальная установка для определения скорости
коррозии бетона в проходящем токе агрессивного раствора

<a id="p100138"></a>1 - расходная емкость с агрессивным раствором;
2 - рабочая емкость с исследуемым образцом;
3 - емкость для слива отработанного раствора; 4 - краны;
5 - шланг; 6 - хлоркальциевые трубки; 7 - образец

<a id="p100139"></a>Порядок подготовки установки к исследованиям следующий. Проверяют исправность соединительных шлангов, затем закрывают кран 4 и емкость 1 заполняется агрессивным раствором. После этого кран 4 открывают и тем же раствором заполняется емкость 2. Слив раствора из емкости 2 в емкость 3 осуществляется шлангом 5. С помощью крана 4 регулируется скорость протекания раствора в соответствии с указаниями [п. 4.2](#p100065) настоящих Рекомендаций.
<a id="p100140"></a>4.11. Температура проведения исследований скорости коррозии бетона выбирается, исходя из задачи исследования и условий эксплуатации реальных конструкций; колебание температуры в процессе исследования допускается не более +/- 3 °C.
<a id="p100141"></a>4.12. При исследовании скорости коррозии принимается не менее трех образцов-близнецов. Испытание каждого из параллельных образцов следует проводить в отдельном приборе при исследовании скорости коррозии в проходящем токе или в отдельной емкости при исследовании скорости коррозии в стационарных условиях.
<a id="p100142"></a>4.13. Исследование скорости коррозии в стационарных условиях следует проводить в стеклянных емкостях с плотно прилегающими крышками и пробками. В случае необходимости следует предусмотреть изоляцию емкостей от CO2 воздуха посредством хлоркальциевой трубки с натронной известью.
<a id="p100143"></a>4.14. В качестве рабочих емкостей можно применять эксикаторы, цилиндры с притертыми пластинками или крышками, широкогорлые колбы с плотно пригнанными резиновыми пробками и т.д.
<a id="p100144"></a>4.15. Подготовка емкостей заключается в тщательной их очистке и сушке. Кроме того, необходимо подготовить крышки, смазав их вазелиновым маслом.
<a id="p100145"></a>4.16. В процессе испытаний в стационарных условиях испытуемый раствор в рабочей емкости утром и вечером тщательно перемешивается.
<a id="p100146"></a>4.17. При проведении испытаний в стационарных условиях в агрессивных средах, вызывающих развитие в бетоне процессов коррозии вида: выщелачивающая, общекислотная, углекислая - соотношение объема раствора, см3, к 1 см2 поверхности образцов принимают равным 25:1, а для видов коррозии: магнезиальная, аммонийная, щелочная, сульфатная - 5:1.
<a id="p100147"></a>При исследовании влияния химических добавок на сульфатостойкость цементных растворов образцы в количестве 30 шт. (цилиндры d = 0,5 см, h = 1,0 см) помещают в эксикаторы с агрессивным раствором (объем раствора - 250 мл).

#### <a id="p100148"></a>4.18 Определение концентрации агрессивных ионов в процессе испытания производится:

<a id="p100149"></a>а) при проведении исследований в проходящем токе через определенные интервалы времени, выбранные для данного опыта;
<a id="p100150"></a>б) в стационарных условиях срок выполнения анализа устанавливается экспериментально в соответствии с указаниями [п. 4.2](#p100065).
<a id="p100151"></a>Периодичность смены раствора в стационарных условиях или скорость протекания раствора в рабочей емкости постепенно уменьшают по мере замедления процессов коррозии.
<a id="p100152"></a>Например, при исследовании скорости коррозии цементного камня в соляной кислоте 0,1 м концентрации интервалы смены раствора за 5 мес испытаний увеличиваются с 1 сут в первые дни испытаний до 7 сут - в конце опыта, а в растворе сульфата натрия с концентрацией иона $SO_{4}^{2 -}$ более 10000 мг/л - с 14 сут в первый месяц испытаний до 60 сут через полгода испытаний.
<a id="p100153"></a>4.19. В том случае, когда исследуется скорость выщелачивания, предельная концентрация CaO, при которой происходит смена дистиллированной воды, взаимодействующей с образцами, равна 20 мг/л.
<a id="p100154"></a>4.20. В процессе исследования не разрешается поддерживать постоянство концентрации агрессивного раствора добавлением концентрированных растворов агрессивных веществ, так как это связано с накоплением продуктов коррозии в рабочей емкости, что может привести не только к значительному изменению скорости коррозии, но и к качественному изменению процессов.
<a id="p100155"></a>4.21. Рабочие агрессивные растворы для определения скорости коррозии следует приготовлять на дистиллированной воде. Емкости (обычно стеклянные бутыли), в которых приготавливаются растворы, необходимо тщательно вымыть и проградуировать.
<a id="p100156"></a>4.22. Для приготовления рабочих растворов следует применять вещества категории: чистый для анализа (ч.д.а.), химически чистый (х.ч.).
<a id="p100157"></a>4.23. Анализы по определению концентрации исходных и испытуемых растворов выполняются сотрудниками, освоившими методы аналитической химии, по методикам, изложенным в специальной литературе, с соблюдением всех требований по проведению работ, приведенных в соответствующих Руководствах, а также правил по технике безопасности лабораторных работ.
<a id="p100158"></a>4.24. Перед отбором пробы испытуемого раствора на анализ необходимо тщательно перемешать раствор в емкости 3 (см. [рис. 1](#p100137)) (проходящий ток) или в рабочей емкости (стационарные условия).
<a id="p100159"></a>4.25. Максимальная продолжительность исследований скорости коррозии определяется в зависимости от поставленной задачи.
<a id="p100160"></a>4.26. При проведении исследований во внутренней диффузионной области для видов коррозии: выщелачивающая, общекислотная, углекислая, магнезиальная, аммонийная, щелочная необходимо получить не менее шести определений скорости коррозии для построения прямолинейной зависимости глубины разрушения от корня квадратного из времени (рис. 2, [3](#p100165) - все шесть точек ложатся на прямую).

<a id="p100161"></a> ![4. Подготовка аппаратуры, рабочих растворов и проведение испытаний](https://i.bukva.ai/jkDMKyuJ/img_1.png) 

<a id="p100162"></a>Рис. 2. Кинетическая зависимость процессов коррозии
цементного камня в диффузионной области

<a id="p100163"></a>1 - 0,05 м раствор H2C2O4; 2 - вода дистиллированная;
3 - агрессивная CO2 - 300 мг/л; 4 - 0,1 м HF;
5 - 0,05 м H2SO4; 6 - 0,1 м HCl (бетон); 7 - 0,1 м HCl



<a id="p100164"></a> ![4. Подготовка аппаратуры, рабочих растворов и проведение испытаний](https://i.bukva.ai/jkDMKyuJ/img_2.png) 

<a id="p100165"></a>Рис. 3. Кинетическая зависимость $\sum P_{SO_{4}^{2 -}} - \sqrt[f]{\tau}$ процессов
коррозии образцов цементного раствора 1:2,5 при В/Ц = 0,5
из растворов сульфата натрия с концентрацией по иону $SO_{4}^{2 -}$ 

<a id="p100166"></a>1 - 1,5 г/л; 2 - 5,0 г/л; 3 - 12,0 г/л; 4 - 20,0 г/л

<a id="p100167"></a>4.27. При проведении исследований в сульфатных средах продолжительность опыта по определению количества поглощенного SO3 - не менее года.


## 5. <a id="p100168"></a>ОБРАБОТКА И ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ


<a id="p100169"></a>5.1. Скорость коррозии выражается количеством вещества, вступившего во взаимодействие или перешедшего в агрессивный раствор в единицу времени с единицы поверхности исследуемого образца, мг/(см2·сут).
<a id="p100170"></a>5.2. Степень коррозионного разрушения образцов для видов коррозии: выщелачивающая, общекислотная, углекислая, магнезиальная, аммонийная, щелочная выражается, мг/см2 по CaO, сульфатной агрессивности, мг/см2 по $SO_{4}^{2 -}$ или в % SO3 от массы цемента в образцах.
<a id="p100171"></a>5.3. Запись результатов испытаний для каждого из трех параллельных образцов производится по форме (табл. 3).

<a id="p100172"></a>Таблица 3


<table>
<colgroup><col width="44%"><col width="13%"><col width="15%"><col width="15%"><col width="13%"></colgroup>
<tr><td rowspan="2"><a id="p100173"></a>Наименование определений</td><td colspan="4"><a id="p100174"></a>Дата испытаний <a href="#p100230">&lt;*&gt;</a></td></tr>
<tr><td><a id="p100175"></a>3/III</td><td><a id="p100176"></a>5/III</td><td><a id="p100177"></a>7/III</td><td><a id="p100178"></a>10/III</td></tr>
<tr><td><a id="p100179"></a>Период между испытаниями $\tau_{1}$ , сут</td><td><a id="p100180"></a>2</td><td><a id="p100181"></a>2</td><td><a id="p100182"></a>2</td><td><a id="p100183"></a>3</td></tr>
<tr><td><a id="p100184"></a>Время от начала испытаний $\tau_{2}$ , сут</td><td><a id="p100185"></a>2</td><td><a id="p100186"></a>4</td><td><a id="p100187"></a>6</td><td><a id="p100188"></a>9</td></tr>
<tr><td><a id="p100189"></a>Объем раствора, участвовавшего во взаимодействии с цементным камнем или бетоном Q, см3</td><td><a id="p100190"></a>3000</td><td><a id="p100191"></a>3000</td><td><a id="p100192"></a>3000</td><td><a id="p100193"></a>3000</td></tr>
<tr><td><a id="p100194"></a>Поверхность взаимодействия S, см2</td><td><a id="p100195"></a>39,2</td><td><a id="p100196"></a>39,2</td><td><a id="p100197"></a>39,2</td><td><a id="p100198"></a>39,2</td></tr>
<tr><td><a id="p100199"></a>Объем стандартного раствора с точно известной концентрацией химически активного вещества, пошедшего на титрование исходного раствора до испытания q1, см3</td><td><a id="p100200"></a>10</td><td><a id="p100201"></a>10</td><td><a id="p100202"></a>10</td><td><a id="p100203"></a>10</td></tr>
<tr><td><a id="p100204"></a>Объем стандартного раствора с точно известной концентрацией химически активного вещества, пошедшего на титрование раствора после взаимодействия с цементным камнем или бетоном q2, см3 <a href="#p100231">&lt;**&gt;</a></td><td><a id="p100205"></a>9,1</td><td><a id="p100206"></a>9,15</td><td><a id="p100207"></a>9,2</td><td><a id="p100208"></a>9,2</td></tr>
<tr><td><a id="p100209"></a>Объем раствора, отобранного на титрование q3, см3</td><td><a id="p100210"></a>10</td><td><a id="p100211"></a>10</td><td><a id="p100212"></a>10</td><td><a id="p100213"></a>10</td></tr>
<tr><td><a id="p100214"></a>PCaO, $SO_{4}^{2 -}$ за период $\tau_{1}$ , г/см2</td><td><a id="p100215"></a>0,019</td><td><a id="p100216"></a>0,018</td><td><a id="p100217"></a>0,017</td><td><a id="p100218"></a>0,017</td></tr>
<tr><td><a id="p100219"></a>$\sum P_{CaO,SO_{4}^{2 -}}$ от начала испытания за период $\tau_{2}$ , г/см2</td><td><a id="p100220"></a>0,019</td><td><a id="p100221"></a>0,037</td><td><a id="p100222"></a>0,004</td><td><a id="p100223"></a>0,071</td></tr>
<tr><td><a id="p100224"></a>Скорость коррозии, v г CaO/(см2·сут), за период $\tau_{1}$</td><td><a id="p100225"></a>0,009</td><td><a id="p100226"></a>0,009</td><td><a id="p100227"></a>0,008</td><td><a id="p100228"></a>0,006</td></tr>
</table>



<a id="p100229"></a>

---

<a id="p100230"></a><*> Начало испытаний 1/III.
<a id="p100231"></a><**> Цифровые значения в таблице приведены для расчета по CaO.

<a id="p100232"></a>5.4. Расчет количества цементного камня (в пересчете на CaO), вошедшего в химическое взаимодействие с жидкой средой или перешедшего в раствора PCaO (за период испытания), при объемных методах анализа катионов или анионов, выбранных в качестве критерия скорости коррозии, производят по формуле

<a id="p100233"></a> $P_{CaO} = \frac{(q_{1} - q_{2})Mf\text{экв}(CaO) \cdot 0,05608Q}{Sq_{3}}$ , (1)

<a id="p100234"></a>где q1 - объем стандартного раствора с точно известной концентраций химически активного вещества, пошедшего на титрование исходного раствора до испытания, см3; q2 - объем стандартного раствора с точно известной концентрацией химически активного вещества, пошедшего на титрование исходного раствора после взаимодействия с цементным камнем или бетоном, см3; M - молярность раствора; fэкв (CaO = 1/2); 0,05608 - молярная масса CaO, соответствующая 1 см3 точно 1 м раствора химически активного вещества; Q - объем раствора, участвовавшего во взаимодействии с образцом, см3; S - площадь незащищенной поверхности, см2; q3 - объем раствора, отобранного на титрование, см3.

#### <a id="p100235"></a>5.5 Степень коррозионного разрушения бетона определяют суммированием PCaO, $SO_{4}^{2 -}$ за каждый период испытаний:


<a id="p100236"></a> $\sum P_{CaO} = P_{1CaO} + P_{2CaO} + P_{3CaO} + ...P_{nCaO}$ ;

<a id="p100237"></a> $\sum P_{SO_{4}^{2 -}} = P_{1SO_{4}^{2 -}} + P_{2SO_{4}^{2 -}} + P_{3SO_{4}^{2 -}} + ...P_{nSO_{4}^{2 -}}$ .


#### <a id="p100238"></a>5.6 Расчет скорости коррозии производится по формулам:


<a id="p100239"></a> $v = \frac{P_{1CaO}}{\tau} ;v = \frac{P_{1SO_{4}^{2 -}}}{\tau_{1}}$ . (2)


## 6. <a id="p100240"></a>РАСЧЕТ ГЛУБИНЫ РАЗРУШЕНИЯ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ БЕТОНА


<a id="p100241"></a>6.1. Предлагаемый метод расчета может быть использован при воздействии на бетон агрессивных сред, вызывающих в бетоне развитие процессов коррозии: выщелачивающего, общекислотного, углекислого, аммонийного, щелочного вида.
<a id="p100242"></a>6.2. При расчете глубины разрушения по скорости коррозии учитывается суммарное влияние концентрации агрессивной среды, проницаемости и состава бетона, вида цемента, условий твердения и др.
<a id="p100243"></a>6.3. По результатам экспериментальных исследований может быть рассчитана глубина разрушения бетона как к моменту окончания исследований, так и в более поздние сроки, т.е. возможно прогнозирование глубины разрушения, а следовательно, долговечности конструкций.
<a id="p100244"></a>6.4. Расчет глубины разрушения Гр цементного камня бетона к моменту окончания исследований скорости коррозии производится по формуле

<a id="p100245"></a> $\text{Г}_{\text{р}} = \frac{\sum P_{CaO}}{\text{Ц }\beta}$ , (3)

<a id="p100246"></a>где $\sum P_{CaO}$ - количество прореагировавшего цементного камня в пересчете на CaO, отнесенное к единице площади реагирующей поверхности образцов, определяется экспериментально; Ц - количество цемента в 1 см3 исследуемых образцов, рассчитывается по фактическому составу образцов, г/см3; $\beta$ - содержание CaO в цементе, определяемое по результатам химического анализа цемента, %.
<a id="p100247"></a>6.5. При прогнозировании глубины разрушения цементного камня, раствора или бетона во внутренней диффузионной области используется зависимость $\sum P_{CaO} = \sqrt[f]{\tau}$ , выражаемая формулой

<a id="p100248"></a> $\sum P_{CaO} = \pm a + \sqrt[K]{\tau}$ , (4)

<a id="p100249"></a>где a - постоянная, учитывающая влияние процессов, протекающих в кинетической и диффузионно-кинетической областях, на глубину разрушения цементного камня бетона; K - экспериментальная величина, определяемая как тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс на графиках ([рис. 2](#p100162) и [3](#p100165)), $\frac{\text{г}}{\text{см} \sqrt[2]{\tau}}$ (константа коррозионного процесса).
<a id="p100250"></a>6.6. Практически поправка на постоянную "a" должна вводиться при очень слабых концентрациях агрессивных веществ в растворе при расчетах глубины разрушения в ранние сроки до 1 года.

#### <a id="p100251"></a>6.7 Расчет глубины разрушения бетона бетонных и железобетонных конструкций производится по формуле


<a id="p100252"></a> $\text{Г}_{\text{р}} = \frac{K \sqrt{\tau}}{\text{Ц }\beta}$ , (5)

<a id="p100253"></a>где $\tau$ - время, для которого прогнозируется глубина разрушения, сут.

#### <a id="p100254"></a>6.8 Расчет срока службы конструкции $\tau$ до разрушения слоя бетона допустимой глубины определяется по формуле


<a id="p100255"></a> $\tau = (\frac{\text{Г}_{\text{р}}\text{Ц }\beta}{K})^{2} \cdot \frac{1}{365}$ . (6)

<a id="p100256"></a>6.9. Расчет глубины разрушения при развитии процессов коррозии в диффузионно-кинетической области к моменту окончания экспериментальных работ и при прогнозировании глубины разрушения производится по формуле

<a id="p100257"></a> $\text{Г}_{\text{р}} = \frac{v\tau}{\text{Ц }\beta}$ , (7)

<a id="p100258"></a>где v - постоянная скорость в диффузионно-кинетической области.

#### <a id="p100259"></a>6.10 Пример расчета глубины разрушения образцов к концу испытаний.

<a id="p100260"></a>Образцы цементного раствора (состав 1:2,5 при В/Ц = 0,4) из алинитового цемента Ахангаранского завода и портландцемента Воскресенского завода в течение 180 сут испытывали в дистиллированной воде. За этот период произошло выщелачивание цементного камня в пересчете на $\sum P_{CaO}$ : в образцах из алинитового цемента 0,031 г/см2, на образцах из портландцемента 0,026 г/см2. Содержание цемента в образцах - 0,5743 г/см3. Алинитовый цемент с содержанием CaO - 59,5%, портландцемент - 63,9%. Глубина разрушения определяется по [формуле (3)](#p100245):

<a id="p100261"></a> $\text{Г}_{\text{р}} = \frac{0,031}{0,5743 \cdot 0,595} = 0,09\text{см } - \text{для алинитового цемента}$ ;

<a id="p100262"></a> $\text{Г}_{\text{р}} = \frac{0,026}{0,5743 \cdot 0,639} = 0,07\text{см } - \text{для портландцемента}$ .


#### <a id="p100263"></a>6.11 Примеры расчета глубины повреждения бетона за пределами срока испытаний:

<a id="p100264"></a>Пример 1. Рассчитать глубину разрушения бетона соляной кислотой 0,1 м концентрации. Состав бетона: В/Ц = 0,6, расход цемента 420 кг/м3, содержание CaO в цементе 62%. По результатам испытания образцов бетона указанного состава в 0,1 м соляной кислоте в течение 180 сут (см. [рис. 2](#p100162)) определяем константу коррозионного процесса K = 1,87·10-2 г/см2 сут, расчет производится по [формуле (5)](#p100252):

<a id="p100265"></a> $\text{Г}_{\text{р}} = \frac{1,87 \cdot 10^{- 2} \cdot 3650}{0,42 \cdot 0,62} = 4,3\text{см}$ .

<a id="p100266"></a>*Пример* 2. Рассчитать время разрушения слоя бетона в 2,5 см при воздействии на него раствора серной кислоты 0,01 м концентрации.
<a id="p100267"></a>Бетон особо низкой проницаемости, расход цемента 450 кг/м3, В/Ц = 0,4. Портландцемент Брянского завода, содержание CaO - 65%.
<a id="p100268"></a>Образцы бетона данного состава в течение 150 сут испытывались в 0,01 м растворе серной кислоты [(рис. 2)](#p100162). По графику [(рис. 3)](#p100165) определяем K = 7,3·10-3 г/см2.сут1/2).
<a id="p100269"></a>Расчет производится по [формуле (6)](#p100255):

<a id="p100270"></a> $(\frac{2,5 \cdot 0,45 \cdot 0,65}{7,3 \cdot 10^{- 3}})^{2} \cdot \frac{1}{365} = 27,5\text{года}$ .

<a id="p100271"></a>6.12. Расчет долговечности бетона в сульфатных средах может быть выполнен, исходя из теоретических закономерностей кинетики гетерогенных процессов, развивающих уравнение Таммана - зависимость интенсивности коррозии из времени взаимодействия агрессивного раствора с бетоном и концентрации агрессивных растворов (см. [рис. 3](#p100165) и [4](#p100284)) при условии известных значений о накоплении опасного (разрушающего) количества сульфатов в цементном камне бетона и данных о накоплении сульфатов за время исследований образцов известного состава в сульфатной среде определенной концентрации:

<a id="p100272"></a> $\sqrt{\frac{\tau_{0}}{\tau}} = \frac{Q}{\sum P_{SO_{3}}} ;\tau_{0} = (\frac{Q}{\sum P_{SO_{3}}})^{2}\tau$ , (8)

<a id="p100273"></a>где $\tau_{0}$ - возможный срок эксплуатации бетона конструкций, лет; $\tau$ - продолжительность исследований, лет; Q - разрушающее количество сульфатов по SO3, % от массы цемента; $\sum P_{SO_{3}}$ - количество сульфатов накопившихся в образцах за время исследований (% массы цемента). Количество сульфатов Q, которое вызывает разрушение бетона в зависимости от типа цемента, можно принимать по табл. 4.

<a id="p100274"></a>Таблица 4


| <a id="p100275"></a>Тип цемента | <a id="p100276"></a>Количество сульфатов, % массы цемента, вызывающее разрушение бетона по <sub>SO3</sub> |
| --- | --- |
| <a id="p100277"></a>Сульфатостойкий портландцемент<br>(C3A не более 5%) | <a id="p100278"></a>12 |
| <a id="p100279"></a>Среднеалюминатный портландцемент<br>(C3A не более 7%) | <a id="p100280"></a>9 |
| <a id="p100281"></a>Высокоалюминатный портландцемент<br>(C3A более 7%) | <a id="p100282"></a>6 |


<a id="p100283"></a> ![6. Расчет глубины разрушения цементного камня бетона](https://i.bukva.ai/jkDMKyuJ/img_3.png) 

<a id="p100284"></a>Рис. 4. Интенсивность поглощения сульфатов
из растворов сульфата натрия образцами
цементного раствора состава 1:2,5 при В/Ц = 0,5

<a id="p100285"></a>1 - 4 - соответственно за 274, 365, 554, 738 сут

<a id="p100286"></a>6.13. По ускоренным испытаниям в сульфатной среде высокой концентрации можно рассчитать количество сульфатов $\sum P_{SO_{3}}$ , накопившихся в образцах для данной концентрации агрессивной среды:

<a id="p100287"></a> $\sum P_{SO_{3}} = \sqrt{\frac{C}{C_{0}}} P_{0SO_{3}}$ , (9)

<a id="p100288"></a>где $P_{0SO_{3}}$ - количество сульфатов, накопившихся в образцах за время испытаний в сульфатной среде заданной концентрации, % массы цемента; C0 и C - экспериментальная концентрация сульфатной агрессивной среды и фактическая концентрация сульфатной среды, для которой необходимо выполнить прогноз разрушения бетона, моль/л.

#### <a id="p100289"></a>6.14 Пример расчета глубины разрушения бетона в сульфатной среде.

<a id="p100290"></a>Образцы бетона с маркой по водонепроницаемости W4 из портландцемента Воскресенского завода с содержанием C3A = 6% в течение года испытывались в растворе сульфата натрия с концентрацией иона $SO_{4}^{2 -} - 10000\text{мг}/\text{л}$ ; количество накопившихся в образцах сульфатов $\sum P_{0SO_{3}}$ составляет 2,33% от массы цемента в образцах. Рассчитать срок разрушения бетона в сульфатной среде с концентрацией иона $SO_{4}^{2 -} - 2000\text{мг}/\text{л}$ . Концентрация раствора с содержанием иона $SO_{4}^{2 -} - 10000\text{мг}/\text{л}$ составляет 0,104 моль/л, концентрация раствора с содержанием иона $SO_{4}^{2 -} - 2000\text{мг}/\text{л}$ составляет 0,0208 моль/л.
<a id="p100291"></a>По [формуле (9)](#p100287) определяем количество сульфатов, которое может накопиться в бетоне при концентрации иона $SO_{4}^{2 -} - 2000\text{мг}/\text{л}$ :

<a id="p100292"></a> $\sum P_{SO_{3}} = 2,33 \frac{0,0208}{0,104} = 1,02\%$ .

<a id="p100293"></a>По [формуле (8)](#p100272) определяем срок разрушения бетона:

<a id="p100294"></a> $\tau = (\frac{9}{1,02})^{2} \cdot 1 = 77,8\text{года}$ .

<a id="p100295"></a>**7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ ЦЕМЕНТА**
**И БЕТОНА В АГРЕССИВНЫХ СУЛЬФАТНЫХ СРЕДАХ <*>**


<a id="p100296"></a>

---

<a id="p100297"></a><*> В разработке методики принимал участие В.В. Яковлев (НИИпромстрой). Методика обсуждена и одобрена на координационном совещании 15.04.87 в НИИпромстрое (г. Уфа).

<a id="p100298"></a>7.1. При определении стойкости цементов и бетонов в сульфатных средах кинетические исследования по определению скорости процессов коррозии следует дополнить исследованиями по определению прочностных и деформационных свойств бетона.
<a id="p100299"></a>7.2. Материалы для изготовления образцов, их состав, технология изготовления и условия твердения изложены в пп. 2.5 и 2.6; [3.5](#p100039) - [3.15](#p100053) настоящих Рекомендаций.
<a id="p100300"></a>7.3. Изменение пределов прочности на изгиб цементных растворов определяется на образцах 1 x 1 x 6 см и 2 x 2 x 12 см, деформации образцов на образцах 2 x 2 x 12 см.
<a id="p100301"></a>7.4. Для каждого испытания в растворе сульфата натрия с концентрацией иона $SO_{4}^{2 -} - 10000\text{мг}/\text{л}$ принимают десять параллельных образцов размером 1 x 1 x 6 см и три параллельных образца размером 2 x 2 x 12 см, при определении деформационных свойств - шесть образцов.
<a id="p100302"></a>7.5. В качестве неагрессивной среды принимают питьевую воду по [ГОСТ 2874-82](https://bukva.ai/docs/gost-2874-82).
<a id="p100303"></a>7.6. Образцы после изготовления и твердения помещают в агрессивную и неагрессивную среды параллельно.
<a id="p100304"></a>7.7. На образцах цементного раствора размером 2 x 2 x 12 см перед определением прочности на растяжение при изгибе проводят определение изменений динамического модуля упругости на приборе ИЧМК-2. Определение предела прочности на растяжение при изгибе производят на разрывной машине Р-0,5. Скорость подачи нагрузки 5 мм/мин.
<a id="p100305"></a>7.8. Для определения деформации расширения цементов в процессе изготовления образцов в центры каждой торцевой грани заформовывают репера из нержавеющей стали. Деформации определяют на штативе с индикатором часового типа. Точность измерения 0,01 см.
<a id="p100306"></a>Относительную деформацию расширения подсчитывают по формуле

<a id="p100307"></a> $E = \frac{\Delta l}{l} ;E = \frac{\Delta l}{l} \cdot 100\%$ , (10)

<a id="p100308"></a>где E - значение линейных измерений, мм/м или %; $\Delta l$ - разность между конечным и начальным показателями индикатора, мм; l - длина образца, измеренная штангенциркулем, м.
<a id="p100309"></a>7.9. Если при испытании цементов на образцах цементного раствора, погруженных в агрессивный раствор, в течение 12 мес ни один из следующих показателей: прочность на растяжение при изгибе, динамический модуль упругости, относительная деформация расширения; количество поглощенного SO3 не отклоняется более чем на 15% от соответствующих показателей эталонных образцов, погруженных в ту же агрессивную среду, делается заключение о возможности использования цемента как сульфатостойкого.
<a id="p100310"></a>При отклонении указанных показателей испытуемых образцов от показателей эталонных образцов больше чем на 15% испытуемый цемент оценивается как несульфатостойкий по СНиП 2.03.11-85 [(табл. 6 п. 1)](https://bukva.ai/docs/snip-2-03-11-85#p100092).
<a id="p100311"></a>7.10. Коррозионную стойкость бетона оценивают в срок 3 года и более путем сравнения показателей образцов, твердевших в агрессивной и неагрессивной среде.
<a id="p100312"></a>7.11. Изменение пределов прочности на изгиб и сжатие бетонных образцов и динамического модуля упругости определяют на образцах размером 4 x 4 x 16 см. Необходимое количество бетонных образцов для оценки показателей - три.
<a id="p100313"></a>Бетонные образцы испытывают в сроки 1 и 2 года разрушающими методами в том случае, если испытания неразрушающими методами покажут целесообразность таких испытаний. Образцы считают выдержавшими испытания, если их показатели после хранения в агрессивной и неагрессивной среде различаются не более, чем на 15%.
<a id="p100314"></a>Рассчитывают приведенную глубину разрушения бетона при испытании образцов на сжатие по формуле

<a id="p100315"></a> $\delta_{\text{т}} = 0,5a[1 - (\frac{P_{\text{к}}}{P_{\text{п}}})1/2]$ , (11)

<a id="p100316"></a>а при испытании на растяжение при изгибе по формуле

<a id="p100317"></a> $\delta_{\text{т}} = 0,5a[1 - (\frac{P_{\text{к}}}{P_{\text{п}}})1/3]$ , (12)

<a id="p100318"></a>где a - размер сечения образца, см2; Pк - разрушающая нагрузка для прокорродировавшего образца, МПа; Pп - разрушающая нагрузка для параллельного образца, хранившегося в воде, МПа.



<a id="p100319"></a>

---