In English:
Opinion. Siarhei Besarab, a research chemist, on the impact of reagents on bridge design
На русском языке:
Мнение. Химик-исследователь Сергей Бесараб о влиянии реагентов на конструкции мостов
Хімік-даследчык, былы навуковы супрацоўнік Акадэміі навук, звольнены ў 2020 годзе па палітычных матывах, і аўтар тэлеграм-канала «Лабараторны часопіс хабрахіміка» Сяргей Бесараб, апублікаваў у сваім Facebook пост, дзе распавёў рэальныя прычыны разбурэння моста на Нямізе. Паводле яго слоў, адной з асноўных прычын з’яўляюцца «хларыдныя атакі», рэагенты з высокім утрыманнем соляў трапляюць у жалезабетон і разбураюць сталёвую арматуру. Прыводзім яго словы без зменаў.
Я ведаю, што ніхто з адміністрацыі Мінска мой пост не прачытае. Я ведаю, што не прачытаюць яго і нейкія там дактары навук і акадэмікі дарожнага будаўніцтва. Але тым не менш, я вырашыў напісаць пра Нямігу, мост, які абрушыўся, і пра тое, што да гэтага прывяло з пункту гледжання хіміка. Напісаць, бо бачу, як пачынаецца вакханалія «пабудуем за месяц» (на двары студзень), «мы знайшлі чыннік, гэта стомленасць» і да г.д. Саму ж сутнасць з’явы, відаць, увогуле ніхто не разумее. Гэта не выпадковасць, гэта заканамернасць.
Сярод розных прычын разбурэння бетонных канструкцый аднымі з самых важных з’яўляюцца хімічныя, сярод хімічных самыя агрэсіўныя — гэта «хларыдныя атакі» або ўздзеянне на жалезабетон хларыд-іёнаў.
Хларыдныя атакі часцей за актуальныя для халодных краін, дзе ў якасці спосабу барацьбы з абледзяненнем выкарыстоўваюцца солі (NaCl, CaCl₂). Іёны хлору пранікаюць у бетон з адталымі водамі, якія раствараюць супрацьгалалёдныя сумесі. Акрамя салёнай вады хларыды могуць трапляць у бетон з дабаўкамі. Дабаўленне ў бетон таннага CaCl₂ паскарае схопліванне і забяспечвае раннюю трываласць бетону. Асабліва часта гэтым грашаць «будаўнікі», якія робяць нешта зімой, і ім трэба барзджэй здаць аб’ект (успамінаецца бравада г-на Уладзіміра Кухарава і ўзнікае пытанне «з дапамогай чаго гэта атрымаецца зрабіць»). У ЗША ж ад дабавак CaCl₂ адмовіліся, вызначыўшы, што гэта наносіць найсур’ёзнейшую шкоду бетонным канструкцыям (на прыкладзе ГЭС).
Сяргей Бесараб / Фота з асабістай старонкі Сяргея
Але дабаўкі ў бетон гэта кропля ў моры, у параўнанні з хларыдамі з дарожных сумесяў. У Беларусі гэта праблема, але чыноўнікі Мінсктранса неаднаразова пагражалі, што ў бліжэйшыя гады замены солям не будзе, няхай эколагі, медыкі, аўтааматары, звычайныя людзі з сапсаваным абуткам да ссінення б’юць трывогу. А пра ўздзеянне соляў на бетонныя канструкцыі на маёй памяці ўвогуле ніхто ніколі не казаў. Хоць у тых жа англамоўных даследнікаў паняцце «хларыдны напад» часцей за ўсё ўжываецца менавіта ў дачыненні да мостаў, развязак, пуцеправодаў і іншых вырабаў з жалезабетону.
Пранікаючы ў бетон за кошт дыфузіі і капілярных эфектаў, хларыды спачатку акумулююцца на цвёрдых аб’ектах (алюмінатныя фазы цэменту або дробнадысперсны мінеральны астатак, які ўтвараецца ад згарання паліва ў ДВС). Прамежкавае назапашванне/акумуляцыя ажыццяўляецца за кошт утварэння хлоралюмінатаў, за чым стаіць паступовае вызваленне хларыд-іёнаў і разбурэнне пасівіравальнага ахоўнага пласта ў сталёвай арматуры.
Асноўныя рэакцыі, якія праходзяць пры гэтым, даволі простыя:
- Fe²⁺ + 2Cl⁻ → FeCl₂
- FeCl₂ + 2H₂O → Fe(OH)₂ + 2HCl
Хларыд-іён не фіксуецца ў саставе іржы, а вызваляецца ў выглядзе салянай кіслаты для паўторнага ўдзелу ў хімічных рэакцыях. Карозія выкліканая хларыдамі характарызуецца слаба прыкметнымі, але вельмі глыбокімі кропкавымі пашкоджаннямі (у супрацьлегласць звыклай павярхоўнай карозіі ў выглядзе аранжавых плям).
Хларыды хутка «перагрызаюць» сталёвую арматуру і вызначыць гэта цяжка, бо большасць прынятых на ўзбраенне метадаў кантролю металаканструкцый вызначаюць сярэднюю інтэнсіўнасць карозіі, без вылучэння анамалій. Разбурэнне ж, наадварот, амаль заўсёды пачынаецца менавіта з анамалій.
Іржа можа таксама выступаць у якасці «раскліньвальнага агента» і прыводзіць да раструшчвання бетону і/ці пашырэння ўжо існуючых расколін за кошт залішняга аб’ёму. Такі ж эфект можа назірацца і пры крышталізацыі соляў (мароз-соль-адліга-цяпло) — раствораныя солі пранікаюць у бетоны, вада выпараецца і фармуюцца аб’ёмныя крышталі, назапашванне якіх у паравой прасторы ж/б вырабаў прыводзіць да раструшчвання бетону. Фактарам, які паскарае «хларыдную атаку» з’яўляецца палярызацыя металу, г.зн. з’яўленне ў арматуры наведзеных электрастатычных палёў. Назіраецца ўжо не вялацякучая дыфузійная міграцыя хларыдаў, а хуткая электраміграцыя, якая прыводзіць да з’яўлення новых глыбокіх ачагоў. Прытым верагоднасць такога працэсу значна вышэйшая ў цэнтры сталіцы, чым пасярод лесу на трасе M1.
Што ж з гэтым усім рабіць?
Адмовіцца ад выкарыстання хларыдаў для дабавак у бетон, адмовіцца ад раскідвання солі там, дзе ёсць жалезабетонныя канструкцыі. Трэба адыходзіць ад таннай солі і замест хімічных супрацьгаледных дабавак, якія паніжаюць тэмпературу, выкарыстоўваць матэрыялы, якія павялічваюць трэнне. Патрэбны новыя падыходы, інакш масты так і будуць працягваць разбураецца. Відавочна што наспела неабходнасць замены дарожна-моста-будаўнічых тэхналогій сярэдзіны мінулага стагоддзя, але вось як гэта зрабіць у бягучай сітуацыі, я не ведаю…
