Магнезиальная коррозия. 
Химия в строительстве

Эта коррозия вызывается солями магния за счет обменных процессов, приводящих к образованию хорошо растворимых солей кальция. В этом случае гидроксид кальция цементного камня вступает в реакцию с хлоридом магния по схеме.

Так как гидроксид магния плохо растворяется в воде, то реакция взаимодействия гидроксида кальция идет до конца, до полного израсходования Са (ОН)₂ и перехода его в растворимые соли, которые вымываются из бетона. Гидроксид магния представляет собой аморфную массу, не обладающую вяжущими свойствами.

Под действием солей магния происходит разложение гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. Все это сопровождается разрушением бетона. Коррозия цемента под действием хлорида магния становится значительной, если концентрация его в воде превышает 1,5—2%.

При содержании ионов Mg менее 500 мг/л вода считается неагрессивной. Сульфатно-магнезиальная коррозия представляет собой взаимодействие сульфата магния с гидроксидом кальция цементного камня, в этом случае осуществляется реакция:

Образование рыхлых масс двуводного гипса и гидроксида магния отрицательно сказывается на прочностных характеристиках бетона.

по Особенно сильное коррозирующее влияние на цементный камень оказывают водные растворы, содержащие более 0,5—0,7% MgS0₄.

По своему коррозионному воздействию на цементный камень близки к сульфату магния сульфат алюминия A1₂(S0₄)₃, а сульфат аммония (NH₄)₂S0₄ по агрессивности превосходит сульфат магния. Если бетоны на сульфатно-шлаковом цементе достаточно устойчивы против 2%-ных растворов MgS0₄ и A1₂(S0₄)₃, то коррозия этих бетонов под действием (NH₄)₂S0₄ возникает уже при концентрации 0,5%.

Влияние на цементный камень хлоридов натрия, калия и кальция при умеренных концентрациях не сказывается отрицательно на прочности цементного камня, однако растворы СаС1₂ высокой концентрации вызывают коррозионное разрушение цементного камня.

Все хлориды помимо разрушения цементного камня вызывают коррозию стальной арматуры бетона. Растворы КОН и NaOH при концентрациях до 5% заметно не снижают прочность цементного камня, поэтому считается, что растворы щелочей не вызывают коррозионного разрушения бетона.

Коррозионная стойкость цементов против коррозионного действия агрессивных растворов солей и кислот оценивается по коэффициенту стойкости (КС). Коэффициент стойкости — это отношение величины прочности образцов твердевших в агрессивной среде, к величине прочности образцов цементного камня, твердевших в водопроводной воде.

Цемент признается коррозионно-устойчивым, если коэффициент стойкости КС = 0,8—0,95.

Кислотоупорный кварцевый цемент представляет собой тонко измельченную смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворенную водным раствором силиката натрия или калия. В результате физикохимических процессов между растворимым стеклом и кремнефтористым натрием смесь постепенно превращается в камень, способный противостоять действию большинства минеральных кислот. Но при постоянном действии воды бетоны на этом цементе разрушаются.

Кремнефтористый натрий существенно ускоряет процесс твердения кислотостойкого цемента. Это объясняется взаимодействием его с силикатом натрия в водном растворе по схеме.

В результате реакции образуется ортокремневая кислота, представляющая собой клеящий гель, что приводит к быстрому твердению системы.

Смесь тонко измельченного кварцевого песка и кремнефтористого натрия затворяют водным раствором силиката натрия плотностью 1,35 взятым в количестве 25−30% от массы растворимого стекла.

Основное достоинство и принципиальное отличие кислотоупорного цемента от других минеральных вяжущих — его способность сопротивляться действию минеральных кислот за исключением фтористо-водородной и кремнефтористо-водородной кислот. При этом с повышением концентрации кислот коррозионная устойчивость цемента возрастает, что объясняется отсутствием в них воды, от которой кислотоупорный цемент разрушается.

Для повышения кислотостойкости кислотоупорных бетонов их поверхность обрабатывают разбавленными растворами соляной или серной кислот, а также растворами хлоридов кальция и магния, продукты взаимодействия которых с цементом кольматируют поровое пространство бетона и делают его более водостойким.

Применять бетон из кислотоупорного цемента, затворенного на жидком стекле, нельзя как в щелочной среде, так и в водной. Не допускается применение такого бетона и в условиях низких температур (ниже -20°С).