Květenství - Efflorescence

Sekundární výkvět na hrázi elektrárny Robert Moses Niagara .

V chemii je výkvět (což ve francouzštině znamená „rozkvétat“) migrace soli na povrch porézního materiálu, kde tvoří povlak. Základní proces zahrnuje rozpuštění interně uchovávané soli ve vodě nebo příležitostně v jiném rozpouštědle. Voda se solí, která je nyní zadržována v roztoku, migruje na povrch, poté se odpaří a zanechá povlak soli.

U toho, co bylo popsáno jako „primární výkvět“, je voda útočníkem a sůl již byla přítomna interně a reverzní proces, kdy je sůl původně přítomna externě a poté se nese uvnitř v roztoku, se označuje jako „sekundární“ květenství ".

V přirozeném i zastavěném prostředí se mohou objevit květenství. Na porézních konstrukčních materiálech může představovat pouze vnější kosmetický problém (primární výkvět způsobující barvení), ale někdy může naznačovat vnitřní strukturální slabost (migrace / degradace komponentních materiálů). Výkvět může ucpat póry porézních materiálů, což vede ke zničení těchto materiálů vnitřním tlakem vody, jak je patrné z odlupování cihel.

Příklady

  1. Vodná kapka NaCl o 5 molárních koncentracích spontánně krystalizuje při 45% relativní vlhkosti vzduchu (298 K ) za vzniku kostky NaCl mechanismem homogenní nukleace. Původní voda se uvolňuje do plynné fáze.
  2. Sádra (CaSO 4 .2H 2 O) je hydrát pevná látka, která, v dostatečně suchém prostředí, dá se vody do plynné fáze a tvoří anhydrit (CaSO 4 ).
  3. Mědi (II) sulfát (Bluestone) (CuSO 4 .5H 2 O) je modrý krystalická pevná látka, která, když jsou vystaveny vzduchu, pomalu ztrácí krystalovou vodu ze svého povrchu pro vytvoření bílou vrstvu bezvodého mědi (II) sulfát.
  4. Uhličitan sodný deka hydrát (Na 2 CO 3 .10H 2 O) bude ztrácet vodu při styku se vzduchem.

Zdivo

Primární výkvět

Primární výkvět je pojmenován tak, jak k němu obvykle dochází během počátečního vytvrzování cementového produktu. Často se vyskytuje na zděné konstrukci, zejména na cihle , stejně jako na některých protipožárních maltách , když voda procházející stěnou nebo jinou konstrukcí nebo voda vytékaná v důsledku hydratačního tepla při tvorbě cementového kamene přináší soli povrch, který není běžně vázán jako součást cementového kamene. Jak se voda odpařuje, zanechává za sebou sůl, která vytváří bílý, načechraný povlak, který lze normálně odstranit. Výsledné bílé usazeniny se v tomto případě označují jako „výkvět“. V této souvislosti se květenství někdy označuje jako „ledkování“. Protože primární výkvět přináší soli, které obvykle nejsou součástí cementového kamene, nejedná se o strukturální, ale spíše o estetický problém.

Pro řízení primárního výkvětu se běžně používají formulace obsahující kapalné směsi mastných kyselin (např. Kyselina olejová a kyselina linolová). Olejová kapalná přísada se zavádí do vsázkové směsi v raném stádiu nanášením na částice písku před zavedením jakékoli směsi vody, aby se olejová přísada rovnoměrně rozdělila po betonové vsázkové směsi.

Sekundární výkvět

Sekundární výkvět je pojmenován tak, že k němu nedochází v důsledku tvorby cementového kamene nebo jeho doprovodných hydratačních produktů. Spíše je to obvykle kvůli vnějšímu vlivu konkrétních jedů, jako jsou chloridy. Velmi častým příkladem toho, kde dochází k sekundárnímu výkvětu, jsou železobetonové mosty a parkovací garáže. Solné roztoky se tvoří díky přítomnosti posypové soli v zimě. Tento solný roztok je absorbován do betonu, kde může začít rozpouštět cementový kámen, který má primární konstrukční význam. Virtuální stalaktity mohou v některých případech vznikat v důsledku rozpuštěného cementového kamene visícího z trhlin v betonových konstrukcích. Tam, kde se tento proces uchytil, je ohrožena strukturální integrita konkrétního prvku. Jedná se o společnou dopravní infrastrukturu a údržbu budovy . Sekundární výkvět je podobný osteoporóze betonu.

Pro řízení sekundárního výkvětu se v pozdější fázi dávkovacího procesu se směsnou vodou často přidávají přísady obsahující disperzi stearátu vápenatého na vodní bázi (CSD). V typickém dávkovacím procesu se do mixéru nejprve vloží písek, poté se za stálého míchání přidá primární antiflorescenční směs na bázi oleje, aby se olej mohl pískem potáhnout. Poté se přidají hrubá kameniva, barviva a cement a poté voda. Pokud se použije CSD, pak se zavádí obvykle v tomto bodě během nebo po přidání směsi vody. CSD je vodná disperze, ve které jsou jemné pevné částice stearátu vápenatého rovnoměrně suspendovány ve vodě. Komerčně dostupný CSD má průměrnou velikost částic přibližně 1 až 10 mikrometrů. Rovnoměrné rozdělení CSD ve směsi může způsobit, že výsledná betonová zděná jednotka bude odpuzovat vodu, protože částice CSD jsou dobře distribuovány v pórech jednotky, aby interferovaly s kapilárním pohybem vody.

Calthemite je také sekundární usazenina odvozená z betonu, malty nebo vápna, o nichž lze mylně předpokládat, že jsou výkvětem. Calthemites jsou obvykle uloženy jako vápenec, která je nejstabilnější polymorfní forma z uhličitanu vápenatého (CaCO 3 ).

Ochrana proti výkvětům

Jediným způsobem, jak zcela a trvale zabránit (primární i sekundární) výkvětu v cementových materiálech, je použití speciálních příměsí, které chemicky reagují a váží nečistoty na bázi soli v betonu, když je přítomen vodík (H). Chemická reakce v těchto speciálních přísadách spojuje chlorid sodný na nanomolekulární úrovni a přeměňuje jej na bezsodné chemikálie a jiné neškodné látky, které se nebudou vyluhovat ani migrovat na povrch. Ve skutečnosti může být nanotechnologie v těchto přísadách až stotisíckrát menší než i ty nejmenší částice cementu, což umožňuje jejich molekulám doslova projít cementovými minerály nebo částicemi písku a nakonec se stát součástí cementu nebo písku, se kterým reagují. A protože vyžadují přítomnost vodíku, přestanou reagovat, když beton vyschne, a začnou znovu reagovat, když je beton vystaven vlhkosti.

Je také možné chránit porézní stavební materiály, jako jsou cihly, dlaždice, beton a čistě proti výkvětům, ošetřením materiálu impregnačním hydrofobním tmelem. Jedná se o těsnící prostředek, který odpuzuje vodu a proniká dostatečně hluboko do materiálu, aby udržoval vodu a rozpuštěné soli v dostatečné vzdálenosti od povrchu. V podnebí, kde je problémem mrznutí, však může takový těsnící prostředek vést k poškození cykly zmrazení / rozmrazení. A i když pomůže chránit před výkvětem, nemůže trvale zabránit problému.

Výkvět lze z betonu často odstranit pomocí kyseliny fosforečné. Po aplikaci je kyselé ředění neutralizováno mírně zředěným čisticím prostředkem a poté dobře opláchnuto vodou. Pokud však zdroj pronikání vody není vyřešen, může se znovu objevit květenství.

Běžná ochranná opatření pro armování zahrnují použití epoxidového nátěru a použití mírného elektrického náboje, které oba zabraňují rezivění. Lze také použít výztuž z nerezové oceli.

Některé typy cementu jsou méně odolné vůči chloridům než jiné. Volba cementu proto může mít velký vliv na reakci betonu na chloridy.

Dnešní vodoodpudivé prostředky pomáhají vytvářet paropropustnou bariéru; kapalná voda, zejména z dešťů vedených větrem, zůstane mimo cihly a zdivo. Může unikat vodní pára z interiéru budovy nebo ze spodní strany dlaždic. Tím se sníží výkvět, odlupování a tvorba vodního kamene, ke kterému může dojít v důsledku zachycení vody uvnitř cihlového podkladu a zamrznutí během chladného počasí. Před lety vodoodpudivé prostředky zadržovaly vlhkost ve zdivu a vytvářely více problémů, než vyřešily. Kondenzace v oblastech, které zažily čtyři roční období, byla mnohem problematičtější než jejich protějšky.

Galerie Obrázků

Viz také

Reference