Sss-resurs.ru

Доставка стройматериалов
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Почему появляется коррозия бетона и как с ней справиться

Почему появляется коррозия бетона и как с ней справиться?

При изготовлении по всем правилам коррозия бетона изделиям из него не страшна, и служить они будут очень долго. Бетон должен иметь сопротивляемость к коррозионному воздействию на цементный камень.

Примеры коррозии бетона

Коррозия бетона это процесс разрушения целостности материала, возникающих из-за воздействия внешних агрессоров.

В настоящее время именно бетон остается одним из самых востребованных материалов в строительной сфере. Свойствами этот материал обладает по большей части положительными и стоек к атмосферным воздействиям.

Причины коррозии бетона и железобетона

Химические. Реакции, которые проходят между компонентами материала и агрессивными химическими средами, приводят к вымыванию соединений, которые разрушаются. В результате образуются трещины, материал местами становится рыхлым, в порах накапливаются соли, которые разрушают структуру материала.

Например, когда в раствор добавляют гипс, с ним реагируют компоненты цемента и формируется гидросульфоалюминат кальция — минерал, который приводит к образованию микротрещин. Для избежания этой реакции в цемент во время приготовления добавляют пуццолановые добавки с кремнеземом в активной форме.

Физико-химические. Если бетонные конструкции находятся в воде, гидроксид кальция, который входит в состав материала, вымывается. Это происходит с неодинаковой скоростью — массивные конструкции способны дольше противостоять разрушениям.

При отрицательных температурах жидкость, которая находится в теле бетона, замерзает и давит на стенки пор. После оттаивания в бетоне возникают трещины, отслаивается арматура, на поверхности возникают сколы. Чтобы избежать этого, нужно правильно выбирать марку по морозостойкости.

Под воздействием огня бетон теряет до 90% прочности, однако при температуре ниже 500˚С она в течение года восстанавливается. При нагревании снижаются упругопластические свойства бетона, увеличивается риск пластических деформаций под нагрузкой. Возможность дальнейшего использования железобетонных конструкций определяется после инженерно-технического обследования.

Биологические. Подобные разрушения развиваются во влажных средах из-за проникновения микроорганизмов вглубь материала и их развития на поверхности. Грибки, бактерии, мхи и лишайники не только снижают эксплуатационные свойства бетона, но могут вызвать нарушения здоровья.

Наиболее опасна бактериальная коррозия, так как бактерии быстро размножаются и способны выдерживать такие условия, где другие живые существа погибают. Например, тионовые бактерии окисляют минералы цемента до серной кислоты, которая реагирует с гидроокисью кальция и образует двуводный гипс, а он вызывает интенсивное разрушение цементного камня.

Радиационные. Если на бетонные конструкции попадает ионизирующее излучение, находящаяся в бетоне вода испаряется и камень деформируется. Чем выше радиация, тем сильнее разрушения, которые появляются в результате деформации кристаллической решетки минералов Она приводит к появлению трещин.

Что приводит к ржавлению арматурного каркаса

Существует несколько причин появления ржавчины на металле внутри бетонной массы. И далеко не всегда это внешние воздействия.

  • Внутреннюю коррозию может вызвать наличие большого количества агрессивных компонентов в воде, которой затворяют бетонную смесь. Кроме того, для создания армированного бетона нельзя использовать состав, содержащий более 2% (от массы цемента) хлористого кальция. Поскольку этот элемент значительно ускоряет коррозию арматуры в бетоне при эксплуатации в любой среде.
  • Немаловажное значение имеет плотность укладки бетонной смеси. Дело в том, наличие большого количества пор, пустот, раковин дает возможность влаге и воздуху проникать внутрь изделия, к арматурному каркасу. В результате на различных участка металлического контура возникают разные электрические потенциалы, что приводит к электрохимической коррозии.
  • Понятие физическая коррозия связано с разрушением бетона в результате его попеременного замораживания и оттаивания. Избежать этой неприятности можно, создав благоприятные условия во время набора бетоном прочности до заданной величины.
Читайте так же:
Как приготовить цемент для садовых дорожек

Чтобы правильно оценить ситуацию и принять меры для ее исправления, необходимо понять уровень угрозы. Для определения степени коррозии арматуры и бетона применяются физико-химические способы:

  • Изучение состава компонентов, вновь образованных в бетонной массе под воздействием агрессивных веществ. Исследования выполняются в лаборатории при помощи дифференциально-термической и рентгено-структурной диагностики на специально отобранных образцах.
  • Проведение визуального осмотра измененной структуры бетона в конструкции, используя увеличительную лупу. Этот способ позволяет выявить многие поверхностные дефекты.
  • Мощные микроскопы помогают обнаружить характер расположения и соединения элементов цементного камня с зернами заполнителей. А также состояние контакта бетона с арматурой, габариты и направление распространения трещин.

Для определения прочностных характеристик эксплуатируемых конструкций из бетона и железобетона применяются неразрушающие методы контроля в соответствии с рекомендациями и требованиями ГОСТ 18105-86.

Виды коррозии бетона

Выделяют 3 вида:

  1. разложение составляющих цементного камня водой, а так же растворение и вымывание (выщелачивание) образовавшегося при этом или ранее имевшегося гидроксида кальция;
  2. образование легкорастворимых солей в результате взаимодействия составляющих цементного камня с веществами, находящимися в окружающей среде, а также вымывание этих солей;
  3. образование в цементном камне (под влиянием проникающих в него веществ) соединений, имеющих больший объем, чем исходные продукты реакции, что приводит к внутренним напряжениям и образованию трещин в бетоне;

На практике разрушение бетона обусловлено коррозионным воздействиям не одного, а различных видов.

Коррозия бетона 1 вида

Может протекать с разной скоростью. Например, в плотном массивном бетоне гидросооружений процесс коррозии бетона идет медленно и результат процессов может сказаться через несколько десятилетий. Но, например, в тонкостенных бетонных оболочках градирен вымывание гидроксида кальция и разложение составляющих цементного камня происходит очень быстро и уже через несколько лет может вызвать необходимость ремонтных работ.

Если через бетон начинает фильтроваться вода, то разложение гидросиликатов и отчасти гидроалюминатов кальция, содержащегося в цементном камне, ускоряется, и тогда из бетона выносится водой значительное количество гидроксида кальция. Бетон становится высокопористым и теряет прочность.

В соответствии с изменением растворимости гидроксида кальция меняется и скорость коррозии 1 вида.

Следует отметить, что процессы разложения составляющих цементного камня в толще бетона и вымывание гидроксида кальция настолько задерживаются, когда на поверхности бетона под воздействием диоксида углерода, содержащегося в воздухе, из гидроксида кальция образуется карбонат кальция. Поэтому, например, бетонные блоки для подводных гидротехнических сооружений, до опускания в воду выдерживают несколько месяцев на воздухе для карбонизации извести в поверхностном слое.

Коррозия бетона 2 вида

К данному виду относятся процессы, которые развиваются в бетоне при обменных реакция цементного камня с веществами, находящимися в в окружающей среде, и сопровождаются образованием легкорастворимых продуктов. Наряду с продуктами, вымываемыми водой в теле бетона могут осаждаться такие аморфные массы, не обладающие вяжущей способностью. В результате развития таких процессов бетон с течением времени может превратиться в малопрочную ноздреватую массу.

Читайте так же:
Как замешивать цемент без песка

Из коррозионных процессов 2 вида особенное практическое значение имеет углекислотная и магнезиальная коррозия.

Коррозия бетона 3 вида

Основным признаком служит накопление в порах и капиллярах бетона соединений, которые образуются в нем с увеличением объема по сравнению с объемом исходных продуктов реакций. Наибольшее практическое значение из 3 вида коррозии бетона получила сульфатная коррозия.

Способы защиты бетонных и железобетонных конструкций от коррозионного разрушения

Методы защиты бетона и железобетона от коррозионного разрушения делят на первичные и вторичные. К первым относятся:

  • Изначальная корректировка состава, цель которой – обеспечение высокой плотности и прочности бетона, хорошей водонепроницаемости.
  • Применение спецдобавок и вяжущих с особыми характеристиками. Применяемые добавки – водоудерживающие, пластифицирующие, стабилизирующие. Часто востребованы мылонафт, кремнийорганические жидкости, сульфатнодрожжевые бражки.
  • Разработка конструктивных решений, обеспечивающих защиту стальной арматуры.

Целью вторичных защитных мероприятий является исключение прямых контактов поверхности бетонных и железобетонных конструкций с агрессивными средами. Такими способами являются:

  • Устройство оклеечной гидроизоляции. Этот вариант используется при контакте бетонной поверхности с влажным грунтом или при его периодическом смачивании жидкостями-электролитами.
  • Применение обмазочных гидроизоляционных материалов. Наиболее распространены мастики на базе различных смол.
  • Обработка поверхностей пропитывающими составами. Уплотняющие пропитки, повышающие водонепроницаемость поверхностного слоя бетона, часто наносят перед использованием лакокрасочных составов.
  • Применение акриловых и лакокрасочных составов – актуально при взаимодействии поверхности бетонного элемента с твердыми материалами или газосодержащими средами.

Газовая коррозия

Агрессивное отношение к бетону проявляют и газы, способные при растворении образовывать кислоты. Реакции происходят в пленках влаги конденсирующейся на поверхности бетона. Таким образом так называемая газовая коррозия не отличается от «жидкостной» коррозии.

Этот процесс, к тому же, возможен только при значительной концентрации газов в воздухе, что не характерно для воздуха атмосферы, поэтому газовая коррозия бетона встречается преимущественно, в химических производствах.

Коррозия бетона и железобетона

Коррозия бетона и железобетона

Бетон — наиболее востребованный, на сегодняшний день, материал в сфере строительства благодаря своим положительным свойствам и устойчивости к природным «капризам». Однако и этот материал подвержен внешнему воздействию, вызывающему ухудшение его потребительских свойств.

Что такое коррозия бетона и что она собой представляет:

Коррозия — процесс разрушения бетона путем воздействия физических или химических явлений. Различаются три вида коррозии:

В связи с большим количеством разнообразных свойств агрессивных сред и процессов в происходящих в системе цемент-вода, возникла надобность в изучении всех тонкостей данного вида явления. Коррозия — это отдельная наука, задачей которой является изучение всех коррозийных процессов, устойчивости бетона к различным негативным природным явлениям и способах ее предотвращения.

Как и различные металлы, бетон подвержен коррозии, так же, как бы это не звучало непривычно, коррозии подвержены такие материалы как асбоцемент, кирпич, пенобетонные, силикатные и газобетонные блоки.

Читайте так же:
Как смешать пгс с цементом

Процесс затвердения бетона

1. Появление на свет цемента путем обжига и измельчения смеси природных материалов, которые содержат в себе глинозем и кремнезем.

2. Преобразование цемента в бетон процессе воздействия на него воды, в то время как другие материалы твердеют под воздействием углекислого газа.

В качестве основных компонентов различных видов бетона «отметились» следующие: кремневая кислота, кальцевая соль, оксид алюминия, после отвердения которых происходит процесс образования прочных трехмерных структур.

Описание видов коррозии

Согласно информации современных институтов и лабораторий, под понятием «коррозия бетона» уясняется протекания нескольких физико-химических, биологических и химических процессов. Они возникают в процессе воздействия окружающей среды на материал, который впоследствии разрушает бетон.

1. Физико-химическая коррозия бетона.

Коррозия бетона данного вида вызывается путем фильтрации мягкой воды сквозь толщу бетона, в процессе чего вымываются многие, необходимые для «жизни» материала составные части, особенно гашеная известь и гидрат окси кальция. Данный процесс именуется «выщелачивание извести». Он составляет очень большую угрозу для бетона, так как известь является его важной составной частью.

Подобный процесс коррозии назвали «белая смерть». Это связано с внешним признаком коррозии. Все дело в том, что конструкция, поддавшаяся бетонной «болезни» покрывается белым налетом, что и свидетельствует о разъедании материала.

Заглянув в техническую литературу можно увидеть термин «карбонизация», характеризующий данный процесс. Карбонизация бетона приведет к потере защитных свойств, так как арматура подвергнется воздействию агрессивной среды. По окончанию процесса карбонизации на бетоне появляются небольшие трещины, которые впоследствии приводят к отслаиванию материала.

Если приток воды очень мал и жидкость сама испаряется на поверхности бетонной конструкции, то гидрат окси кальция не исчезнет из толщи бетона, а наоборот, уплотнит его и прекратит фильтрацию. Данный процесс наименован «самозалечивание бетона».

Для того чтобы предотвратить физико-химическую коррозию необходимо изолировать сооружения от агрессивных вод, которые содержат сульфаты, а так же их отвод, снижение концентрации солей, оказывающие непосредственное воздействие на растворы.

2. Биологическая коррозия бетона

Биологической коррозией называется коррозия, при которой бетонное сооружение покрывается различного вида бактериями, грибками, морскими водорослями, мхами и лишайниками. Низшие формы живых организмов способны оказывать прямое или косвенное воздействие.

Злейшими врагами строительных материалов и конструкций являются микроорганизмы-биодеструкторы. Они способны разрушить практически все виды сооружений. В результате воздействия органических кислот микробного происхождения, нарушается сцепление составляющих компонентов, что ведет к разрушению конструкции. Так же, конструкции возведенные из бетона разрушаются в процессе реакций между цементным камнем и продуктами жизнедеятельности бактерий.

Существуют два вида биологической коррозии и различаются они по процессам развития:

1. Микроорганизмы, разрушающие материал находятся в непосредственном контакте с ним. Так же, в пористых материалах микробы «поселяются» внутри. Процесс метаболизма у микроорганизмов является худшим периодом для бетона, так как при нем ухудшаются все качества материала, а так же срок его годности.

2. Биоорганизмы — продуценты агрессивных, по отношению к бетону, веществ. Даже находясь на расстоянии от материала, они способны нанести ему вред.

Читайте так же:
Как смешать цемент с золой

Условия техногенных сред — наилучшие для развития биологической коррозии. Как правила, коррозия подобного вида развивается в местах повышенной влажности, наличия органических веществ, аммиака, жиров и растворов солей. В этих условиях активно развиваются микроорганизмы-биодеструкторы.

В процессе исследования микрофлоры строительных материалов ученные выяснили, во всех предметах присутствуют бактерии способствующие развитию коррозии.

3. Химическая коррозия бетона

Если инженерные постройки эксплуатируются в жидкой и газовой среде, то коррозия бетона «не заставит себя ждать». В газообразной среде, коррозия обычно протекает в присутствии влаги.

Существуют три типа коррозии данного вида. В одном виде она встречается очень редко, так как в основном протекает в двух-трех видах:

1. В результате растворения водами малой жесткости камня, происходит коррозия. Это вода: дождевая, болотная, вода с горных рек или конденсат. Агрессивность воды уменьшается при появлении в ней кальция(Ca) и магния(Mg). Агрессивной является вода только с бикарбонатной щелочью менее 1,4-0,7 мг экв/л. С вымыванием Са (ОН)2 (при растворимости 1,2 г/л в расчете на СаО начинается) разрушение цементного камня, затем разрушаются клинкерные минералы. Выщелачивание 15-30% СаО является причиной уменьшения прочности на 50%.

2. Возникает в результате взаимодействия различных кислот, солей и цементного камня. Впоследствии обменных реакций образуются легкорастворимые соединения не имеющие прочности. К данному виду коррозии относятся три типа:

Наиболее частой является углекислая. Она происходит образование углекислой кислоты в процессе растворения углекислого газа в воде. Для нейтрализации углекислой кислоты необходимо наличие в воде карбоната кальция, который и приводит равновесие в системе. Данная кислота не наносит вреда бетону, однако, если равновесие нарушено и кислоты больше, то она вполне может разрушить бетонную постройку по следующим реакциям:

Са (ОН)2 + Н2СО3 = СаСО3 + 2Н2О;

СаСО3 + Н2СО3 = Са (НСО3)2.

Так же, нередко встречается и магнезиальная коррозия, которая происходит при действии магнезиальных солей с цементным камнем. Например, в воде находится хлорид магния, который при взаимодействии с цементным камнем разрушает его.

3. При действии на цементный камень веществ, которые способны образовать увеличенные кристаллические соединения, возникает коррозия третьего вида. Коррозия может произойти в присутствии вод содержащих сульфат натрия, сульфат кальция и прочее.

Предотвращение коррозии бетона

С учетом того, что бетон, на сегодняшний день, является широко применяемым материалом, ученные разработали множество видов предотвращения его коррозии. В основном это защита бетонных сооружений от внешнего атмосферного воздействия, введение в материал специальных добавок, которые препятствуют появлению трещин, отслаиванию и вымыванию, а так же применение бетона высокой плотности у которого отсутствует внутренняя копилярная структура.

В основном защита бетона делиться на два типа:

Первичная защита образуется еще в процессе создания материала, так как в сам бетон добавляются различные вещества, которые предотвращают коррозию.

Вторичная защита — это нанесение на бетонные конструкции защитных материалов, в частности лакокрасочные покрытия и уплотняющие пропитки.

Для более надежной защиты применяются биоцидные препараты (охраняют материал от биологического воздействия), а так же защитные листовые материалы.

Наиболее популярной защитой является нанесение красок на основе поливинилхлоридных смол. Через некоторый период времени после нанесения краска создает защитную пленку, защищающую здание. Данная технология успешно используется на жилых постройках, частных домах, на стенах и фасадах общественных зданий. Так же, подобным способом «защищают» декоративные изделия и фасадные плиты.

Читайте так же:
Марка цемента м300 гост

Помимо защитных покрытий ученные изобрели препараты, которые могут впитаться глубоко в структуру бетона и защищать его изнутри. Одним из них является Masterseal 501. Он проникает далеко вглубь бетона и способствует понижению водопроницаемости.

Для того чтоб предохранить поверхность от проникновения влаги широко используются сеаланты с полимерцементными композитами. «Сеаланты» — специальные препараты, упрочняющие поверхность бетона. Препарат проникает во все слои и трещины бетона и образует кристаллическую структуру, не пропускающую влагу, в результате чего влажность бетона снижается до процента, при котором коррозия не протекает.

Коррозия железобетона

При подробном рассмотрении вопроса коррозии бетона, ученные пришли к коррозии железобетона — более сложному процессу. В отличие от простого бетона, железобетон обладает металлическими изделиями, «врагом» которых является электрохимическая коррозия. Большое количество времени многие люди располагали информацией о том, что железобетон является прочным и долговечным материалом. Считалась, что материал устойчив благодаря взаимодействию щелочной природы бетона и поверхности металлической арматуры образовался пассивный слой, обладающий защитными свойствами. Однако оказалось что не все так «безоблачно». При длительном воздействии на бетон атмосферных осадков, которые содержат растворы солей, и растворы углекислого газа начинается процесс карбонизации, в результате которого среда становиться кислой. Это понижает прочность и разрушает сооружение. Для того чтоб предотвратить подобного вида коррозию, в бетон необходимо ввести ингибиторы металлической коррозии. В большинстве случаев данные вещества образуют защитные пленки на поверхности металлической арматуры, которые защищают ее от разрушения. Образовавшиеся пленки препятствуют контакту метала и бетона, и тем самым прекращают процесс электрохимической коррозии. Подобные ингибиторы коррозии, возможно добавлять в ремонтные смеси, бетон или же наносить поверх уже готовой конструкции. Данный раствор способен проникнуть в бетон на глубину 50 мм.

Помимо этого, для защиты металлической арматуры от электрохимической коррозии успешно используют различные способы. Проекторные аноды нашли себе широкое применение в данной сфере. В данном случае между каркасом металлической арматуры железобетона и болванкой более активного металла создается электрический контакт. Его разложение происходит засчет отрицательных значений ЭДС металла при процессе электрохимической коррозии. Каркас железобетона не теряет свою неприкосновенность до того времени, пока не пройдет растворение более реакционноспособного металла.

Процесс коррозии — очень сложный и опасный для бетонных или железобетонных построек процесс. Поэтому к нему стоит отнестись с большим вниманием. Если пренебрегать коррозией и не пытаться ее предотвратить, то любая постройка через некоторый период времени может полностью разрушиться. К счастью, на сегодняшний день существует большое количество материалов, препятствующих этому процессу. Остается лишь только ими воспользоваться. А мы предлагаем Вам положительно зарекомендовавшую своей эфффективностью смазку Nanoprotech Anticorrosion.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector