Ako je beton sklon hemijskim napadima to utječe na njegovu izdržljivost.

Te hemije mogu uzrokovati pukotine na betonu, promjenu u gustoći i propadanje konstrukcije. Vijek trajanja se skraćuje i može doći do urušavanja. Različite vrste ‘hemijskih napada’ uzrokuju različite probleme.

Evo koje hemije mogu ‘napasti’ beton i koje su reakcije:

• Sulfat
• Hlorid
• Reakcija alkalnih agregata
• Karbonizacija
• Kiseline

Kako sulfat djeluje na beton?

Skoro sve vrste tla sadrže sulfate u obliku kalcija, magnezija, natrijuma, amonijaka i kalija. Mogu se nalaziti u tlu ili podzemnim vodama. Ako je konstrukcija izgrađena na tim vrstama tla, sulfati mogu napasti beton. Sulfati u čvrstom obliku obično ne napadaju beton, ali ako su u tečnom obliku oni prolaze kroz šupljine u betonu i reaguju s hidratiziranim sastojcima u cementu. Kalcij sulfat ne čini veliku štetu zbog svoje rastvorljivosti, dok magnezij sulfat može načiniti veliku štetu. Većina sulfata napada kalcij hidroksid i hidratizirane kalcij aluminate koji se nalaze u betonu, nakon čega dolazi do promjene u gustoći cementne smjese. Tada dolazi do propadanja betonske strukture. Ujedno s kalcij hidroksidom, magnezij sulfat reaguje s hidratiziranim kalcij silikatom i pretvara beton u praškastu masu.

Mjere predostrožnosti

Magnezij sulfat ima manji utjecaj na beton s niskim omjerom vode i cementa, dok je utjecaj veći na beton s visokim omjerom vode i cementa. Ako se sulfati nalaze u tlu, vodi ili zraku i ako mogu doći u kontakt s betonom treba se koristiti portland cement. Iako nije svugdje dostupan može se koristiti i supersulfatni cement napravljen od šljake iz visoke peći. Ovaj cement je otporan i na najveće koncentracije sulfata.

Kako hlorid djeluje na beton?

Jedna od najbitnijih stavki koja se treba uzeti u obzir kod izdržljivosti betona je napad hlorida. On prvo utječe na armaturu betona i uzrokuje koroziju. Hloridi se mogu naći u betonu u toku ili nakon izgradnje.

1. Prije izgradnje hloridi mogu ući u primjese koje sadrže kalcij hlorid, koristeći vodu kontaminiranu slanom vodom ili neadekvatno opranim morskim agregatima.
2. Nakon izgradnje, hloridi iz slane ili morske vode, iz morskih kapljica u zraku i soli za odleđivanje mogu napasti propusni beton korozijom armature.

Hlorid u prisustvu vode i kisika reaguje i skida alkalnim zaštitni sloj armature.

Kako alkalni agregati reaguju na beton?

Reakcija alkalnih agregata je hemijska reakcija između alkala u cementu i sadržaja silicija u agregatima, zbog čega se još može nazivati i alkalno-silicijeva reakcija. Kad se to desi, formira se supstanca u obliku gela i ona upija vodu zbog čega se povećava volumen betona. To povećanje volumena betona uzrokuje pucanje i dezintegraciju. U najčešćim slučajevima alkalno-silicijeva reakcija se dešava samo onda kad su sljedeće stavke zajedno prisutne:

1. Beton s visokim nivoima vlažnosti.
2. Kada cement ima visok sadržaj alkala
3. Agregati sa sastojcima koji reaguju na alkale

Mjere predostrožnosti

Preporučuju se slijedeće mjere predostrožnosti:

1. Smanjiti zasićenje betona
2. Koristiti niskoalkalni portland cement
3. Koristiti zamjenske cementne materijale poput šljake iz visoke peći ili pepela od goriva

Karbonizacija

Kada ugljen dioksid iz atmosfere probije u beton i reaguje s kalcij-hidroksidom, formira se kalcij-karbonat i to se naziva karbonizacija. Beton s alkalnim svojstvima ima zaštitni sloj oko armature, ali kada se ugljen dioksid pretvori u razrijeđenu ugljičnu kiselinu, on smanjuje alkalnost i stvara se korozija na armaturi.

Gazirani beton ima pH vrijednost od 8.3. Dubina karbonizacije kod dobro gustog betona je oko 3mm u ranoj fazi i može se povećati na 6-10mm nakon 30-40 godina. Nekvalitetan beton može imati dubinu karbonizacije od 50mm nakon 6-8 godina. Stopa karbonizacije zavisi od:

• Vremena
• Dubine
• Gustoće betona
• Cementnog sadržaja
• Omjera vode i cementa
• Prisustva pukotina

Dubina karbonizacije se određuje koristeći rastvor fenolftaleina u razblaženom alkoholu. Kad se rastvor primijeni na djelovima koji nisu karbonirali pojavi se roze boja.

Utjecaj kiseline na beton

Kiseline lako napadaju beton jer on nije u potpunosti otporan na njih. Neke kiseline poput oksalne kiseline i fosforne kiseline nisu štetne za beton. Kiseline također više utječu na vapnenačke agregate, dok su silikozni agregati otporniji. Nivo oštećenja zavisi samo o pH vrijednosti kiselinskog rastvora. Ako je pH vrijednost niska dolazi do velikog oštećenja. Ukoliko dođe do armature kroz pukotine ili pore, doći će do korozije šipki i pucanja betona.

Sprječavanje kiselinskog oštećenja

Da bi se spriječio napad kiseline treba se koristiti dobro gust beton s adekvatnom zaštitom koja je otporna na sulfate.