Агрессивными водами, содержащими вещества, вызывающие коррозию и разрушение цементных растворов и бетона, могут быть грунтовые и производственные воды, а также легкие нефтепродукты, масла и нефти.
Коррозия бетонов к растворов — это сложный физико-химический процесс, который происходит тем сильнее, чем более агрессивна вода и интенсивнее ее приток к конструкции и чем менее плотность материала.
Согласно исследованиям Научно-исследовательского института бетона и железобетона (НИИЖБ) имеются три вида коррозии. При первом виде происходит растворение составных частей бетона или раствора; при втором — образование растворимых солей, вымываемых водой, а при третьем — накапливание и кристаллизация продуктов химической реакции между агрессивной средой и раствором или бетоном при одновременном разрушении структурных элементов цементного камня. В ряде случаев может одновременно развиваться коррозия всех трех видов.
Агрессивность воды согласно нормативным данным может быть следующих видов:
а) выщелачивающая;
б) общекислотная;
в) углекислая;
г) сульфатная;
д) магнезиальная.
Выщелачивающая агрессивность оценивается по временной жесткости воды, обусловленной растворенными в воде солями щелочных металлов — кальция и магния. Жесткость воды измеряют в градусах (немецких) или в миллиграмм-эквивалентах на 1 л.
Вода считается мягкой при жесткости до 6°, средней при 6—15°, жесткой при 15—24° и весьма жесткой при жесткости более 24°.
При жесткости воды более 6° она оказывает тормозящее действие на развитие коррозии первого вида, так как поверхность цементного камня покрывается пленкой карбоната кальция (за счет содержания в грунтовой воде углекислоты) .
Общекислотная агрессивность определяется концентрацией водородных ионов. Известно, что в химически чистой воде концентрация ионов водорода Н и гидроксильных ионов ОН одинакова и равна 10 в седьмой степени грамм-ионов, на 1 л.
При наличии в воде примеси в виде кислоты концентрация ионов водорода повышается, а в виде щелочи концентрация понижается.
Для количественной характеристики концентрации кислотных или щелочных растворов - пльзуются показателем содержания водородных ионов рН. Показатель рН для химически чистой воды принят равным 7.
В зависимости от характера растворенных примесей различают следующие группы воды:
а) кислая;
б) слабокислая;
в) нейтральная;
г) слабощелочная;
д) щелочная.
Углекислая агрессивность определяется содержанием свободной углекислоты, вызывающей коррозию второго вида. Однако чем больше жесткость воды, тем большим должно быть содержание свободной углекислоты для того, чтобы она была агрессивной. Таким образом, с увеличением содержания в воде ионов сульфатов и хлоридов повышается допустимое количество свободной углекислоты.
Сульфатная агрессия определяется содержанием в воде сульфатов и других сернистых соединений. Сульфаты содержатся в слабо минерализованной воде в виде гипса, а в сильно минерализованной в виде солей магния, натрия и калия.
Наличие других растворенных веществ, особенно хлоридов, снижает общую сульфатную коррозию.
Сульфатная агрессия является причиной коррозии третьего вида.
Магнезиальная агрессия оценивается по содержанию ионов магния.
Агрессивность воды устанавливается путем сопоставления результатов ее химического анализа с нормами агрессивности, учитывающими массивность конструкции, напор воды, проницаемость грунта и вид цемента.
Отбор проб воды из скважины для определения степени ее агрессивности производят при помощи батометра Е. В. Симонова.
Если вода, хотя бы по одному признаку, будет признана агрессивной, то водостойкость бетона должна быть обеспечена специальными мероприятиями: гидроизоляцией, применением бетона повышенной марки, применением защитных оболочек, снижением степени агрессивности воды, дренажом и т. п.