4 Защита природных каменных материалов от коррозии.
Конструктивные — выражаются в устройстве гладких или полированных поверхностей материалов, не способных задерживать дождевые и талые воды и пропускать агрессивные среды внутрь каменного материала.
Химические заключаются в флюатировании камня — обработке его водными растворами солей кремнефтористо-водородной кислоты, которые уплотняют поверхностные слои камня и повышают устойчивость его против выветривания.
Защитный эффект можно получить пропиткой пористых или обработкой поверхности плотных каменных материалов гидрофобными составами (кремнийорганическими жидкостями). Гидрофобизация препятствует адсорбции и удержанию жидкостей поверхностью, а также капиллярному впитыванию.
5 Природные каменные материалы. Роль и значение природных каменных материалов в стройиндустрии. Основным природным сырьем являются горные породы. Горные породы-значительные по объему скопления минералов в земной коре, образовавшиеся в результате физико-химических процессов. Минералы-вещества, являющиеся продуктом физ.-хим. процессов в земной коре и обладающие определенными химическими свойствами, также обладают однородным строением и характерными физ.-механ. свойствами. Всего более 2000. В зависимости от условий формирования горные породы делят на 3 генетические группы: 1) магматические породы, образовавшиеся в процессе охлаждения и затвердевания магмы (глубинные, излившиеся) – кварц, полевые шпаты, алюмосиликаты; 2) осадочные-образовались в результате разрушения горных пород под влиянием механич, физ и хим воздействия внешней среды (подразделяются на группы в зависимости от образования); 3) метаморфические-образовались в результате последующих изменений первичных и вторичных пород, связанного со сложным физ.-химическими процессами в земной коре. Природные каменные материалы используют для производства керамики, стекла, металла, неорганических вяжущих (гидравлические, воздушные). Песок, гравий, щебень применяют в качестве заполнителей для бетонов и растворов. Широко используются природные каменные материалы для декоративной облицовки и защиты строительных конструкций от коррозии. Природные каменные материалы (относительно искусственных) прочны, долговечны, огнестойки, обладают декоративными качествами. Пористые природные каменные материалы применяются в конструкциях стен в виде стеновых камней и блоков.
6 Основные представители метаморфических горных пород.
Образовались под воздействием высоких температуры и давления, химически активных газообразных веществ и горячих растворов, циркулирующих в породах. Цвет их от темно- до светло-серого. Структура — кристаллически-зернистая (кристаллобластовая) с вытянутой формой частиц.
Текстура: сланцеватая, полосатая (гнейсовая), массивная.
К наиболее распространенным метаморфическим породам относятся: гнейсы, кристаллические сланцы, кварциты и мраморы.
Применение: сланцы используют в производстве кровельных плиток и некоторых строительных деталей (плит для внутренней облицовки помещений,), гнейсы — при бутовой кладке, для кладки фундаментов, в качестве материала для щебня, кварциты используют в качестве стенового камня, для облицовки зданий, мрамор – для внутренней отделки стен зданий, ступеней лестниц.
Гнейсы — породы метаморфического генезиса, образовавшиеся при температуре 600—800°С и высоком давлении. Исходными являются глинистые и кварцполевошпатовые породы. В состав гнейсов входят: кварц, биотит, роговая обманка, полевые шпаты. Текстура — массивная, полосчатая, структура — разнозернистая. Гнейсы по механическим и физическим свойствам в свежем виде не уступают гранитам. Кварцитами называют мелкозернистые кварцевые или кремнистые песчаники, в которых и цементируемое вещество, и цемент представлены минералами кремнезема, макроскопи-чески неразличимыми между собой и сливающимися в сплошную плотную массу с занозистым или раковистым изломом. Мрамор — мелко-, средне- и крупнозернистая плотная карбонатная порода, состоящая главным образом из кальцита и представляющая собой перекристаллизованный известняк. Прочность на сжатие—100—300 МПа, но легко поддается обработке. Вследствие малой пористости хорошо полируется. Широко применяют для внутренней отделки стен зданий, ступеней лестниц и т. п. В виде песка и мелкого щебня (крошки) его используют для цветных штукатурок, облицовочного декоративного бетона и т. п.
Источник
7. Защита природного камня от коррозии
Коррозией называют самопроизвольное нежелательное разрушение материала или конструкции под действием факторов окружающей среды.
Одна из главных причин разрушения природного камня на открытом воздухе — замерзание воды в порах его. При многократном повторении процессов замораживания-оттаивания «раскачивается» структура, появляются трещины, камень может шелушиться, крошиться с поверхности. Вода сама по себе (независимо от мороза) вызывает коррозию камня вследствие поверхностного гидролиза (частичного растворения), снижения поверхностного натяжения материала. В пленке влаги, всегда покрывающей камень, могут растворяться агрессивные газы, реагирующие с минералами камня, тогда происходит химическая коррозия. Например, в городах с интенсивным автомобильным движением практически невозможно применять белый мрамор в облицовках – он темнеет от взаимодействия с выхлопными газами автомобилей.
Меры защиты от коррозии можно разделить на конструктивные и физико-химические. Конструктивно камень можно защитить, если обеспечен отвод воды с поверхности, например, отсутствую горизонтальные участки, где может задерживаться вода. Лучший метод конструктивной защиты – применение камня зеркальной фактуры. Полированная поверхность не задерживает воду и не пропускает ее внутрь камня.
Химический метод защиты, так называемое флюатирование камня заключается в том, что поверхность камня пропитывается растворами веществ, которые вступают в реакцию с поверхностью камня, продукты реакции осаждаются в порах камня, кольматируют (забивают) их образовавшимся осадком. Например, известняк пропитывают раствором кремнефторида магния. Происходит реакция
2СаСО3 + MgSiF6 = 2CaF2↓ + MgF2↓ + SiO2↓ + 2CO2↑,
в которой три из четырех продуктов (веществ в правой части) выпадают в осадок в порах камня.
К физико-химическим методам защиты относится пропитка камня с поверхности гидрофобизующими (водоотталкивающими) составами, которые придают поверхности, в том числе стенкам пор несмачиваемость водой. Вода не задерживается на поверхности такого камня и не проникает внутрь пор.
Наилучшую защиту от химической коррозии дает покрытие камня с поверхности полимером (пропитка раствором полимерной смолы). При этом поверхность не только перестает удерживать воду, но и не вступает в реакции с агрессивными агентами окружающей среды.
Источник
2.9 Коррозия природного камня и меры защиты от нее
Непременным условием длительной службы каменных материалов в сооружениях является правильный их выбор с учетом эксплуатационной среды, химико-минералогического состава и структуры материала. Однако даже самые прочные породы, из которых выполнен материал, под механическими и химическими воздействиями атмосферных факторов и различных микроорганизмов разрушаются. Этот процесс по аналогии с разрушением металлов называют коррозией.
Основной причиной коррозии каменных материалов в строительных конструкциях является физико-химическое воздействие воды.
Ясно, что стойкость каменных материалов против коррозии тем выше, чем они плотнее (меньше пористость) и чем меньше их растворимость. Поэтому все мероприятия по защите каменных материалов коррозии направлены на предохранение их от воздействия воды и повышение поверхностной плотности. Эти меры могут быть конструктивными и физико-химическими.
Схема 2.2.11. — Способы защиты природного камня от коррозии
Конструктивная защита от увлажнения осуществляется путем устройства надлежащих стоков воды, придания каменным материалам гладкой полированной поверхности и такой формы, при которых вода, попадающая на них, не задерживается и не проникает внутрь материала.
Физико-химические мероприятии заключаются в создании на лицевой поверхности камня плотного водонепроницаемого слоя и/или гидрофобизации. Одним из способов повышения поверхностной плотности является флюатирование, при котором карбонатные породы пропитывают солями кремнефтористоводородной кислоты (флюатами), например флюатами магния. В результате происходящей реакции:
в поверхностных порах камня выделяются практически не растворимые в воде фториды кальция, магния и кремнезем. Это уменьшает пористость и водопоглощаемость поверхностного слоя и несколько препятствует загрязнению облицовки пылью. Некарбонатные пористые породы предварительно обрабатывают водными растворами кальциевых солей, например хлористым кальцием, а после просушки— содой, а затем флюатом.
Уплотнить поверхность камня можно также последовательной пропиткой растворимым стеклом и хлористым кальцием, в результате взаимодействия которых образуются нерастворимые силикат кальция и кремнекислота, закрывающие поры. Эта же цель достигается при последовательной пропитке поверхности камня спиртовым раствором калийного мыла и уксуснокислого алюминия. В этом случае на поверхности камня образуется нерастворимая пленка соли жирной кислоты.
Гидрофобизация, т.е. пропитка пористого каменного материала гиброфобными (водоотталкивающими) составами, препятствующими проникновению влаги в материал, также повышает их стойкость против выветривания. Хорошие результаты дает пропитка кремнийорганическими жидкостями и полимерными материалами, а также растворами парафина, стеарина или металлических мыл (алюминиевого, цинкового и др.) в легкоиспаряющихся органических растворителях (бензине, лаковом керосине и т. д.).
Источник