Коррозия бетона и арматуры: разновидности процесса и способы защиты. Коррозия арматуры в бетоне


Коррозия арматуры в железобетонных изделиях

Вертикальные трещины по граням колонны вдоль расположения рабочей арматуры, приводящие к разрушению защитного слоя бетона, оголению и коррозии арматуры

Автор: В.В. Иванников, А.Г. Николаев, В.М. Шварц, О.Б. Рябов, В.Н. Степанов (ОАО «НОРЭ»).

Опубликовано в журнале Химическая техника №1/2015

Железобетонные конструкции зданий и сооружений, расположенных на территориях промышленных предприятий, находятся в условиях агрессивных сред и подвержены разрушению. Ремонт этих конструкций требует значительных затрат и в дальнейшем эти затраты будут только возрастать. В связи с этим становится очевидным, что во многих случаях экономически оправдано увеличение первоначальных затрат на изготовление конструкции и ее надежную защиту, если это позволяет сократить число и стоимость ремонтов в процессе эксплуатации объектов строительства.

Коррозионное разрушение бетона колонны глубиной до 60 мм с оголением рабочей арматуры, коррозия оголенной арматуры до 70% площади поперечного сеченияКоррозионное разрушение бетона колонны глубиной до 60 мм с оголением рабочей арматуры, коррозия оголенной арматуры до 70% площади поперечного сеченияРазрушение колонны эстакады – полное коррозионное разрушение бетона колонны в верхней части, коррозия оголенной арматуры до 30%Разрушение колонны эстакады – полное коррозионное разрушение бетона колонны в верхней части, коррозия оголенной арматуры до 30%Вертикальные трещины по граням колонны вдоль расположения рабочей арматуры, приводящие к разрушению защитного слоя бетона, оголению и коррозии арматуры Вертикальные трещины по граням колонны вдоль расположения рабочей арматуры, приводящие к разрушению защитного слоя бетона, оголению и коррозии арматуры

При проведении экспертизы промышленной безопасности (особенно технологических эстакад на предприятиях химической промышленности) часто заметно сильное разрушение железобетонных конструкций (колонны, фермы, балки, траверсы) вследствие воздействия агрессивных сред (см. рисунок).

Железобетон широко известен как долговечный материал, в большинстве случаев не нуждающийся в какой-либо защите от воздействий внешней среды. Бетон, представляющий собой искусственный каменный материал, может быть изготовлен достаточно прочным и стойким против агрессивных воздействий, а стальная арматура обычно находится под надежной защитой слоя этого бетона.

Существенный недостаток железобетона – коррозия арматурной стали, которая является одним из наиболее значимых факторов, определяющих фактическое техническое состояние железобетонных конструкций, их надежность и долговечность, поэтому защита арматуры от коррозии особенно актуальна.

Именно коррозия арматуры может значительно сократить срок службы строительных конструкций. Разрушение металла, конечно, не происходит мгновенно. Для того, чтобы замедлить или предотвратить коррозию металла, нужно подумать о том, чтобы в составе бетона не было примесей, агрессивно воздействующих на металл. К сожалению, это задача практически не решаема, так как не представляется возможным проверить все природное сырье, используемое в бетоне как заполнитель (песок, щебень, гравий).

Особенно опасно проявление коррозии арматуры в конструкциях, подвергающихся значительным нагрузкам. При этом неважно, какой марки использовался бетон: при разрушении арматуры строительная конструкция приходит в негодность.

Разумеется, напрашивается вывод: продлить срок службы железобетонной конструкции можно, предусмотрев меры защиты для входящей в состав изделий арматуры от коррозии. Осуществить это не так просто, как кажется, прежде всего потому, что коррозия появляется еще во время заливки бетона в форму изделия (влажность плюс тепло) процесс коррозии не прекращается.

Коррозия арматуры вызвана, как правило, воздействием на железобетон атмосферно-химических факторов, обусловленных как агрессивными компонентами атмосферы (сульфаты, карбонаты, хлориды), так и частыми циклами мороз–оттепель.

Основой защитного действия цементных бетонов на арматурную сталь является щелочной характер влаги в капиллярно-пористом теле бетона, способствующий сохранению химически пассивного состояния поверхности стали. Таким образом, при высокой плотности бетона, надлежащей толщине защитного слоя и отсутствии его повреждений (трещины, сколы, каверны и пр.) арматура в бетоне сохраняется в химически пассивном состоянии долгие годы и десятилетия. К тому же бетон находится в постоянном взаимодействии со средой, которая может либо способствовать его упрочнению и уплотнению, либо разрушать его структуру и снижать прочность, либо уменьшать его способность защищать арматуру. Повышение прочностных характеристик бетона происходит при воздействии на него кислых газов и жидкостей, например углекислого газа, содержание которого в атмосфере промышленных предприятий превышает 0,03%, или теплого влажного воздуха, упрочняющего цементный бетон. Снижение способности бетона препятствовать коррозии арматуры может быть спровоцировано несколькими процессами, результатом которых является невозможность бетона поддерживать пассивное состояние стали вследствие понижения степени щелочности межфазной жидкости или проникания в нее ионов – стимуляторов коррозии. Как правило, это происходит при воздействии сред, содержащих хлориды.

Коррозия носит преимущественно электрохимический характер и протекает на границе металл – раствор электролита. Сталь не будет подвержена коррозии, если электролит при контакте с ее поверхностью имеет достаточно высокий рН, чтобы пассивировать поверхность стали. Когда щелочные свойства на поверхности стали опускаются ниже рН = 8, сталь станет депассивированной, может начаться коррозия. Раствор портландцемента обычно имеет рН = 12,2…12,5, и при изолировании их от воздействия внешней среды это состояние может сохраняться длительное время, поддерживая стальную поверхность в пассивном состоянии.

Одним из основных факторов, способствующих коррозии арматуры, является нейтрализация высокощелочной среды бетона за счет обменной реакции гидроксида кальция в бетоне с кислыми газами в воздухе (в основном СО2). Этот процесс называется карбонизацией бетона:

Сa(OH)2 + CO2 → CaCO3 + h3O.

Процесс карбонизации начинается с поверхности бетонной конструкции с момента ее изготовления и движется вглубь по мере проникновения углекислого газа внутрь бетона. Скорость карбонизации зависит от многих факторов: плотности бетона, температуры и влажности окружающей среды и самой конструкции и др. Достигая арматуры, карбонизация переводит сталь в активное состояние, а поступающие в бетон кислород (окислитель) и влага (электролит) обеспечивают процесс коррозии, проходящий по электрохимическому принципу.

Вторым механизмом коррозионного разрушения арматуры является локальная депассивация арматурной стали при воздействии ионов хлора (Cl–). Ионы хлора – сильнейшие стимуляторы коррозии стали, являющиеся основной причиной возникновения точечной коррозии стержней арматуры. Ионы хлора могут также изначально находиться в бетоне при использовании загрязненных материалов при приготовлении бетонной смеси.

Хлориды оказывают коррозионное воздействие на арматуру вследствие удаления пассивного слоя оксида железа, что вызывает дальнейшее окисление.

Разрушающее действие на бетон и арматуру вызывает и хлорид кальция, вступающий в реакцию с гидратом кальция, присутствующим в бетоне. Результатом реакции является образование оксихлорида гидрата кальция. Разрушающим воздействием на бетон заключается в увеличении объема продукта реакции:

СaСl2 + Сa(OH)2 + h3O → CaO×СaСl2× ×2h3O.

Третьей главной угрозой является растрескивание бетона, происходящее в процессе эксплуатации.

Оно не обязательно является критическим для дальнейшей эксплуатации и долговечности бетона. Величина трещины – вот важный фактор для возникновения коррозии. Микротрещины или незначительные мелкие трещины не рассматриваются как повреждающие бетон, поскольку они зачастую исчезают через какоето время (засоряются). Трещины, которые были идентифицированы как представляющие максимальную опасность коррозии для арматуры, – это параллельные боковые трещины, особенно идущие вдоль рабочей арматуры. В условиях, где растрескивание бетона более допустимых пределов происходит вследствие его чрезмерной усадки, существует угроза долговечности бетона. В этом случае должен быть осуществлен ремонт трещин после полной обработки бетона материалами проникающей гидроизоляции типа «Панетрон».

Еще одним фактором, оказывающим разрушающее действие на бетон и арматуру, являются циклы мороз–оттепель. Вода является катализатором для всех агрессивных компонентов и в описанных выше химических реакций. Влага может стать причиной серьезных повреждений, проникая сквозь поры бетона.

Увеличение объема воды при переходе в лед (на ~9%), различие в коэффициентах линейного расширения продуктов гидратации цемента, клинкерных зерен и зерен мелкого и крупного заполнителя создают предпосылки для появления внутренних напряжений в бетоне при замораживании и оттаивании. Возникающее давление приводит к образованию трещин и разрушению бетона.

В своих рекомендациях по ремонту и восстановлению железобетонных конструкций мы особенно отмечаем коррозионное разрушение арматуры в железобетонных конструкциях вследствие того, что оно может привести к полному разрушению конструкции.

В настоящее время существует ряд способов защитить арматуру в бетоне при ремонте железобетонных конструкций:

  • введение в ремонтный состав бетонной смеси полимерных добавок, которые благодаря своим свойствам позволяют без потери прочности создать для арматуры дополнительную защиту;
  • замена участков (удаление) с карбонизированным бетоном (рН < 10) нормальным бетоном (рН = 11…13). Недостатком этого метода является неоднородность электрохимических свойств ремонтного участка и ненарушенного бетона;
  • обработка поверхности конструкций сеалантами и полимерцементными композитами, которые образуют в порах и трещинах плотную кристаллическую структуру, не пропускающую воду, но позволяющую бетону «дышать»;
  • обработка поверхности железобетонной конструкции ингибитором коррозии, который наносят на поверхность бетона; через 10…20 дней на поверхности арматуры образуется защитная пленка;
  • обработка поверхности арматуры преобразователями ржавчины;
  • обработка арматуры защитным покрытием (гальванизация, покрытие эпоксидным порошком, промышленные окрасочные покрытия, обеспечивающие адгезивную прочность).

Для предупреждения коррозии арматуры и увеличения долговечности железобетонных конструкций необходимо тщательно следить за развитием существующих трещин и выявлять вновь образовавшиеся с определением причин их образования и развития, раковинами и крупными порами в железобетонных конструкциях, а также своевременно и в достаточном объеме реализовывать мероприятия по восстановлению (устройству) защиты железобетонных конструкций от воздействия агрессивных сред.

chemtech.ru

Почему ржавеют стены . Коррозия арматуры в бетоне.

Для полного исключения коррозии арматуры в бетоне и увеличения долговечности строения есть только один путь — замена металлической арматуры на равнопрочностную, но значительно более долговечную стеклопластиковую или базальтопластиковую арматуру. Применение такой композитной арматуры набирает обороты не только в мире, но и в России. Цена стеклопластиковой арматуры не выше или меньше стоимости равнопрочностной металлической, а учитывая существенную экономию на транспорте, обрезках и скорости монтажа использование стеклопластиковой арматуры дает суммарный выигрыш по цене в 30-50%.

Но по сложившейся с прошлого века традиции проектировщики закладывают в проект металлическую арматуру и тогда для борьбы с коррозией, очень важно соблюдать достаточную толщину защитного слоя, тем самым, повышая надежность и долговечность всей монолитной конструкции.

Максимально облегчить процедуру формирования заданного в проекте защитного слоя и одновременно упростить процесс возведения монолитных конструкций позволяют закладные детали из пластмассы (фиксаторы арматуры), непосредственной функцией которых является фиксация арматуры в определенном положении, что гарантирует стабильность толщины защитного слоя как в процессе монтажа арматуры так и при заливки бетона в опалубку.

Бетон — это тяжелый раствор и при его заливке (особенно с помощью бетононасосов) динамическое воздействие на арматурный каркас очень велико и здесь фиксаторы защитного слоя арматуры выполнят свою задачу. Также пластиковый фиксатор арматуры не даст сдвинутся арматурному каркасу при виброуплотнении. Цена фиксаторов арматуры — это крохи по сравнению с приносимой ими пользой. И только недобросовестные строительные организации могут экономить на применении пластиковых фиксаторов арматуры , работая по принципу «быстрее сдать» и перекладывая проблемы последующей коррозии и разрушения на плечи заказчика.

Одним из преимуществ этих фиксаторов является их универсальность, то есть возможность применения с любой арматурой, используемой в строительстве (металлической, оцинкованной, стеклопластиковой арматурой, базальтопластиковой арматурой). Материал, из которого изготовлены фиксаторы арматуры, имеет высокий уровень морозостойкости, устойчивость к воздействию агрессивных сред, что увеличивает долговечность готовых конструкций и позволяет решать многие задачи при возведении объектов различного назначения.

Наибольшее распространение получили такие фиксаторы арматуры как «Звездочка«, «Опора«, «Стойка» и «Стульчик» , а также несъемный фиксатор опалубки одновременно выполняющий и задачи фиксации защитного слоя арматуры и крепления элементов сборной несъемной опалубки. Полный ассортимент таких фиксаторов арматуры в Москве можно приобрести в компании «ЛегоБетон», где специалисты помогут подобрать оптимальный вид фиксаторов и осуществить полную комплектацию Вашего строительства.

legobeton.ru

КОРРОЗИЯ СТАЛЬНОЙ АРМАТУРЫ В БЕТОНЕ

Количество просмотров публикации КОРРОЗИЯ СТАЛЬНОЙ АРМАТУРЫ В БЕТОНЕ - 434

 

Защитный слой бетона в желœезобетонных конструкциях ограждает арматуру от внешней среды, но не изолирует ее полностью. Внешняя по отношению к желœезобетонным конструкциям среда воздействует прежде всœего на бетон и лишь через него – на арматуру. По существу, средой, в которой находится арматура, является бетон.

Коррозия стальной арматуры происходит по электрохимическому механизму, для действия которого необходимы следующие условия:

наличие разности потенциалов между отдельными участками поверхности металла, ᴛ.ᴇ. электрохимическая неоднородность ее;

наличие электролитической связи между этими участками;

активное состояние поверхности на анодных участках, где металл растворяется;

наличие достаточного количества деполяризатора, в частности кислорода, крайне важно го для поглощения на катодных участках поверхности металла избыточных электронов.

Поскольку структура стали и контактного слоя бетона у ее поверхности неоднородны, то первое условие для арматуры в бетоне выполняется всœегда. Так как бетон представляет собой капиллярно-пористое тело с активной и гидрофильной внутренней поверхностью, то второе и четвертое условия протекания коррозионного процесса в бетоне также выполняются. Следовательно, отсутствие коррозии стали в плотном бетоне связано с тем, что не выполняется третье условие.

Защита бетоном стальной арматуры основывается на пассивирующем действии щелочных сред. В щелочных растворах коррозия желœеза уменьшается, что объясняется образованием защитной пленки из гидрата окиси желœеза. С увеличением рН уменьшается растворимость гидроокиси и защитные свойства пленки повышаются.

При гидратации зерен портландцементного клинкера в значительном количестве образуется гидрат окиси кальция. Влага, содержащаяся в пористом телœе цементного камня, твердевшего в нормальных условиях и не претерпевшего изменений по влиянием агрессивной среды, насыщена гидратом окиси кальция и имеет щелочную реакцию. Величина рН жидкой фазы такого бетона находится в пределах 12,2-13,0. В водном растворе с таким рН наступает практически полная пассивация поверхности стали.

При этом бетон представляет собой капиллярно-пористое тело. Основную массу пор и капилляров в бетоне составляют поры и капилляры цементного камня, образовавшиеся в результате испарения избыточной воды затворения. В процессе длительного твердения при полной гидратации зерен клинкера химически связанная вода составляет до 20-25% от массы цемента (в/ц = 0,2-0,25). Практически для получения удобоукладываемых смесей применяют в/ц не менее 0,4. Избыточная вода затворения образует, испаряясь, разветвленную сеть пор и капилляров - мелких в цементном камне, более крупных – на контакте цементного камня с зернами заполнителя. Капиллярно-пористое тело бетона исходя из плотности структуры обладает различной проницаемостью для газов, паров и жидкостей. Вместе с тем, исходя из влажностных условий окружающей среды бетон может иметь разную степень насыщения влагой.

При непосредственном длительном увлажнении бетона заполняются всœе поры, включая крупные, и арматура находится в условиях полного погружения в электролит. Аэрация поверхности стали в данном случае затруднена, т.к. поры закрыты влагой и в таких условиях арматура в обычном плотном бетоне не корродирует. Низкой относительной влажности окружающей среды соответствует малая степень заполнения влагой пор бетона. Несмотря на сравнительно легкий доступ кислорода воздуха к поверхности арматуры, на ней оказывается мало влаги для протекания процесса электрохимической коррозии стали. По этой причине при относительной влажности воздуха ниже 60% в обычном тяжелом бетоне коррозии арматуры не наблюдается. Коррозия арматуры в плотном бетоне обычно происходит при значениях относительной влажности воздуха 70-80%, либо при периодических увлажнениях конструкций. В этих условиях влажностное состояние бетона таково, что наряду с наличием достаточного количества влаги для работы коррозийных гальванических пар на поверхности арматуры имеется более или менее свободный доступ кислорода воздуха к ней через частично открытые поры и капилляры.

Чем больше пор в бетоне и чем они крупнее, тем более неоднородны условия на поверхности арматуры как из-за несплошного обволакивания арматуры цементным камнем и пленками щелочной влаги, так и вследствие разной степени аэрации ее поверхности. Чем больше пористость и неоднородность структуры бетона, тем выше опасность возникновения коррозии арматуры и скорость ее развития.

Другой особенностью бетона как среды для арматуры является то, что его свойства изменяются во времени. Пористый цементный камень, проницаемый для паров и газов, соприкасаясь с воздушной средой, может подвергаться интенсивной карбонизации. В процессе карбонизации углекислый газ воздуха проникает в поры и капилляры бетона, растворяется в поровой жидкости и реагирует с гидроокисью кальция, образуя слаборастворимый карбонат кальция. Карбонизация снижает щелочность содержащейся в бетоне влаги. Скорость распространения процесса карбонизации вглубь бетона зависит от его проницаемости и концентрации углекислоты воздуха.

Присутствующие в промышленной атмосфере кислые газы – сернистый газ, хлор, хлористый водород – также поглощаются бетоном и реагируют с гидратом окиси кальция, резко понижая щелочность бетона. Бетон, лишенный естественной щелочности, перестает оказывать защитное действие на стальную арматуру, и при определœенном влажностном состоянии бетона арматура начинает корродировать, причем скорость коррозии будет зависеть от воздухопроницаемости бетона.

Другими факторами, влияющими на состояние арматуры в бетоне, кроме состава и влажности окружающей среды, являются: состояние поверхности и степень напряжения арматуры; структура, состав бетона и толщина защитного слоя; вид вяжущего и режим твердения бетона; различные добавки, вводимые в бетон в качестве пластификаторов и ускорителœей твердения; наличие трещин в бетоне защитного слоя.

В трещинах с малым раскрытием скорость коррозии арматуры становится меньше скорости коррозии незащищенной стали. Это объясняется тем, что растущий в стесненных условиях слой ржавчины сильно уплотняется и начинает существенно ограничивать как анодный, так и катодный процессы на поверхности арматуры в зоне трещин. Этого не происходит при коррозии незащищенной арматуры, когда образуется рыхлая ржавчина. В широких трещинах и при специфической агрессивности среды это затухание коррозии может носить временный характер, так как прочность бетона на растяжение в защитном слое может оказаться недостаточной для восприятия растущего давления со стороны слоя ржавчины, произойдет раскалывание и отпадение защитного слоя бетона с последующим ускорением коррозии арматуры и распространением ее вдоль стержня. Практически такая опасность тем меньше, чем выше прочность бетона и толще защитный слой у арматуры.

referatwork.ru

Коррозия арматуры в бетоне - Справочник химика 21

    ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КОРРОЗИЮ АРМАТУРЫ В БЕТОНЕ [c.130]

    Чтобы не повторяться, ограничимся лишь кратким изложением тех основных положений о коррозии арматуры в бетоне с трещинами, которые имеют отношение к железобетонным конструкциям, эксплуатирующимся в условиях нефтехимических производств. [c.166]

    Знание общих закономерностей развития коррозии стали необходимо, но недостаточно для объяснения процессов, протекающих при коррозии арматуры в бетоне, и выбора методов защиты арматуры в железобетонных конструкциях. Поэтому рассмотрим основные факторы, определяющие развитие коррозии арматуры, связанные с расположением арматуры в бетоне и свойствами последнего, без учета которых невозможно правильно оценить характер коррозионного поражения стали и успешно предохранить ее от агрессивного воздействия среды. [c.130]

    Именно этим и объясняется тот известный факт, что наиболее интенсивная коррозия арматуры в бетоне в условиях атмосферного, воздействия наблюдается при 70— 80%-ной относительной влажности воздуха, так как при этом обеспечивается подвод к стали достаточного количества и воды и кислорода, а также при испытании образцов в режиме периодического смачивания и высушивания. Причем, с точки зрения усиления коррозии, наиболее важен тот период времени, на протяжении которого из материала удаляется влага и, следовательно, часть пор освобождается от нее. [c.131]

    По этой же причине коррозия арматуры в бетоне, почти все поровое пространство которого полностью заполнено влагой (например, при эксплуатации изделий под водой), протекает во много раз медленнее, чем при 70—80%-ной относительной влажности воздуха. Это обстоятельство учитывается при проведении ускоренных коррозионных испытаний наиболее характерные режимы этих испытаний — периодическое смачивание и высушивание образцов или их хранение при относительной влажности воздуха порядка 70—80%. [c.131]

    Коррозия арматуры в бетоне снижает долговечность железобетонных конструкций в среде агрессивных кислых газов. Опасность этого процесса усугубляется тем, что практически трудно контролировать степень поражения арматуры эксплуатирующихся конструкций. [c.134]

    Рассмотрим коррозию арматуры в бетоне, протекающую в течение весьма длительного периода времени. Допустим, что бетонная конструкция представляет собой тело определенной толщины и концентрация агрессивной среды у арматуры сохраняется почти неизменной. В этом случае появляется еще один путь моделирования коррозии арматуры в плотном бетоне. При этом в бетон с водой затворения вводят соответствующие кальциевые соли. Концентрацию соли выбирают исходя из данных натурных обследований конструкций, эксплуатирующихся в цехах предприятий нефтехимии, причем нередко в лабораторных условиях для интенсификации процесса ее несколько увеличивают, так как механизм и основные особенности коррозии арматуры при этом удается сохранить [59]. [c.136]

    Прежде чем рассмотреть косвенное влияние органических ингибиторов коррозии, необходимо обосновать целесообразность их применения в бетоне, учитывая особенности, присущие коррозии арматуры в плотном бездефектном бетоне. В самом деле, хотя и предполагается временная — до восстановления защитного слоя бетона и лакокрасочного покрытия — защита оголившегося металла, тем не менее ингибиторы должны вводиться в бетонную смесь. Следовательно, они, во- первых, не должны ухудшать его свойства и, во-вторых, должны сохраняться в бетоне без изменений, отражающихся на их ингибирующей способности. Особенно существенно это обстоятельство для коррозии арматуры в бетоне с тонкими трещинами, куда ингибиторы легко могут диффундировать из цементного камня, а также для коррозии арматуры с тонким слоем бетона, о чем уже говорилось. [c.163]

    Из изложенного выше следует, что явление коррозии арматуры в бетоне весьма сложно. Для прогноза состояния арматуры необходимо учитывать большое число факторов. Кроме агрессивности окружающей среды, на состояние арматуры влияют структура и состав стали, чистота поверхности и степень напряжения арматуры, вид вяжущего и заполнителей, наличие разного рода химических добавок в бетоне, микро- и макроструктура бетона, особенности режима твердения, толщина защитного слоя, плотность и влажностное состояние бетона. [c.32]

    Коррозию арматуры в бетоне с трещинами шириной 0,1—0,5 мм (третий случай коррозии) можно в какой-то мере рассматривать как промежуточную. Подобный подход методологически удобен, так как позволяет установить нижний и верхний пределы размеров этих трещин. Минимальной будем считать ту ширину раскрытия трещин, при которой коррозия арматуры станет развиваться как в плотном бездефектном бетоне. В этих условиях трещину но существу можно рассматривать как пору (или капилляр), если абстрагироваться от ее клиновидной формы (в некоторых случаях форма трещины может быть описана параболой или экспонентой). [c.166]

    Итак, вторая особенность, присущая коррозии арматуры в бетоне с трещинами, ее избирательность с характерной для нее локализацией процесса. [c.167]

    Это подтверждают не только зарубежные, но и наши исследования [170], из которых следует, что коррозия арматуры в бетоне увеличивается только в случаях применения более 2% хлористого кальция (от веса цемента), малого содержания цемента в бетоне, плохого уплотнения его (водопоглощение больше 9,5% ) и если ар.матура покрыта только тонким (менее 1,5 или 2 см) или неплотным (поврежденным) защитным слоем бетона. В некоторых странах эти условия в строительстве всегда выдерживаются и применение хлористого кальция настолько обычно, что все выпускаемые заводами бетономешалки снабжены специальными. мерниками для раствора хлористого кальция. [c.17]

    Коррозия арматуры в бетоне является частным случаем многообразного явления коррозии металлов. [c.6]

    Под понятием коррозии металлов подразумевается процесс постепенного разрушения их поверхности в результате химического или электрохимического взаимодействия металла с окружающей средой. Непосредственное химическое взаимодействие металлов со средой встречается несравненно реже, чем электрохимическое. Коррозия стальной арматуры в бетоне является электрохимическим процессом. Поэтому ниже будут кратко изложены основные положения электрохимической теории коррозии металлов, необходимые для понимания сущности процесса коррозии арматуры в бетоне и выбора способов ее защиты. [c.6]

    Известно большое число зарегистрированных случаев повреждения железобетонных конструкций в результате развития коррозии арматуры в бетоне. [c.18]

    В 1956—1957 гг. автором было обследовано состояние железобетонных конструкций нескольких промышленных и гидротехнических объектов с ярко выраженной коррозией арматуры в бетоне. [c.19]

    Анализ обстоятельств, сопутствующих возникновению и развитию коррозии арматуры в бетоне при условии отсутствия непосредственного разрушающего действия на бетон окружающей среды, показывает, что основными причинами этого явления следует считать проницаемость бетона для влаги и газов, изменение химических свойств бетона под влиянием среды и определенное влажностное состояние капиллярно-пористого тела бетона, при котором наряду с наличием на внутренних поверхностях пленок влаги возможен доступ кислорода воздуха к арматуре. [c.31]

    Результаты испытаний на коррозию арматуры в бетоне при периодическом [c.44]

    Вопрос о влиянии окалины на коррозию арматуры в бетоне не изучался. [c.47]

    При коррозии арматуры в бетоне ржавчина в определенный период развития процесса может оказывать тормозящее действие. Это объясняется условиями ее образования. Как указывалось выше, объем продуктов коррозии стали примерно в 2,5—3 раза больше объема прокорродировавшего металла. Значит пленка ржавчины на поверхности арматуры будет образовываться при все возрастающем давлении на нее со стороны бетона. Поэтому пленка может иметь значительную плотность и служить дополнительным препятствием диффузии кислорода к корродирующей поверхности. [c.47]

    Однако эти данные нельзя механически переносить на процесс коррозии арматуры в бетоне. Дело в том, что в приведенных случаях коррозийный процесс проходит при сравнительно свободном доступе кислорода, в то время как в плотном бетоне доступ кислорода к поверхности арматуры затруднен. Г. В. Акимов [28] указывает, что если скорость коррозии контролируется притоком кислорода, то напряжения по понятным причинам могут и не повлиять на общую скорость коррозии . Очевидно, что это положение полностью может быть применено к случаю коррозии арматуры под нормальным защитным слоем плотного бетона. [c.50]

    Нами была сделана попытка экспериментально определить влияние напряжения на скорость коррозии арматуры в бетоне. С этой целью были изготовлены образцы в виде тонких плит с арматурой из высокопрочной проволоки диаметром 5 мм. Проволока предварительно натягивалась при помощи домкрата на специальные стальные рамки (рис. 30) и закреплялась в натянутом до 60% предела прочности положении при помощи клиновых захватов. Часть проволок была помещена в формы без натяжения. Посреди каждой рамки поперек проволок была установлена фанерная перегородка, затем на поддоне были забетонированы плиты. В каждой рамке бетонировали по две плиты из бетона марок 150 и 300. [c.50]

    Для окончательного суждения о влиянии статических напряжений на процесс коррозии арматуры в бетоне, по-видимому, необходимы дополнительные, более тщательные опыты. Однако как будто особых оснований для беспокойства в отношении предварительно напряженных конструкций нет. [c.52]

    Наши опыты [40] подтвердили недостаточные защитные свойства гипсоглиноземистого цемента. Коррозия арматуры в бетонных образцах на этом цементе наблюдалась при всех режимах испытания (табл. 15). В образцах на портландцементе в тех же условиях коррозии арматуры не наблюдалось. [c.67]

    Результаты испытания на коррозию арматуры в бетоне на гипсоглиноземистом цементе [c.68]

    Однако давно замечено одно отрицательное свойство — добавка хлористого кальция способствует возникновению и развитию коррозии арматуры в бетоне. На основании работ [c.79]

    Многочисленные литературные данные по вопросу о коррозии арматуры в бетоне с добавкой хлористого кальция противоречивы. По-видимому, не всегда учитывались такие важные факторы, как плотность и толщина защитного слоя, а также режим влажности бетона. [c.80]

    Результаты дальнейших опытов с добавкой нитрита натрия в силикатный бетон, приведенные в табл. 25, свидетельствуют о малой эффективности этого способа защиты арматуры в данных условиях. При хранении образцов в камере с температурой 30° и относительной влажностью 95% скорость коррозии арматуры в бетоне с нитритом натрия получилась в 40, а интенсивность в [c.96]

    Влияние ширины раскрытия трещин на коррозию арматуры в бетоне [c.102]

    Электрохимический характер процесса коррозии арматуры в бетоне обусловливает вредное действие постоянного тока на железобетонную конструкцию. При этом в результате достаточно четкого разделения на арматуре катодных и анодных зон в последних происходит электрохимическое растворение металла с отложением на соседних участках поверхности и в прилегающих слоях бетона продуктов коррозии. В катодных зонах арматура не корродирует, однако по некоторым данным, там происходит процесс размягчения бетона. [c.104]

    При оценке результатов экспериментов по коррозии арматуры в бетоне грубой ошибкой является использование известной шкалы коррозийной стойкости металлов [109]. [c.107]

    Для изучения влияния морской воды на коррозию арматуры в бетоне армированные образцы из бетона выдержаны на морском испытательном стенде Кольского залива (соленость воды в заливе составляла концентрация 33 г соли на 1 л води) в течение 16 месяцев. В зимнее время испытания образцов продолжались при положительной температуре в лабораторных условиях. Образцы [c.80]

    Как показывают исследования [3, И], отсутствие кор-розии арматуры в бетоне объясняется пассивностью стали в щелочной среде, т. е. неспособностью растворяться по приведенной выше реакции (6). Все известные и возможные случаи, когда коррозия арматуры в бетоне развивается и приносит большой ущерб, объясняются тем, что по той или иной причине поверхность арматуры остается активной, либо не полностью пассивируется при изготовлении конструкции, либо теряет пассивность в процессе эксплуатации конструкции. [c.36]

    Однако многие среды, неагрессивные или слабоагрессивные к бетону, агрессивны по отношению к стали. Типичной в этом отношении является воздушно-влажная среда, которая вызывает коррозию арматуры в бетоне, если последняя по той или иной причине не является пассивной. Аналогично действует периодическое увлажнение даже пресной водой, неагрессивной к бетону. [c.40]

    Для железобетонных консфукций особую опасность представляет коррозия арматуры она может привести к преждевременному и неожиданному разрушению конструкции. Коррозия арматуры наблюдается при снижении pH среды до значений случай коррозии арматуры в бетоне вследствие снижения щелочности имеет место при взаимодействии бетона с углекислым газом, приводящем в результате целого ряда химичс- [c.134]

    Итак, нитрит натрия в плотном цементном бетоне пассивирует поверхность металла. Благодаря повышению экранирующих функций защитной пленки возрастает ее диффузионное сопротизление прониканию агрессивных агентов. Об этом свидетельствуют кривые (см. рис. 28,а), отражающие изаденение скорости коррозии арматуры в бетоне -без добавок и с добавками с ростом температуры. [c.151]

    В. М. Москвин, С. Н. Алексеев и В. И. Новгородский [38] предложили оригинальный метод исследования коррозии арматуры в бетоне с трещинами, позволяющий лучше понять ее механизм. По этому методу кривые анодной поляризации снимают в присутствии депассивирующих ионов, сначала постепенно повышая, а затем понижая плотность тока. [c.167]

    Сущность процессов коррозии бетона и основные приемы борьбы с ней подробно освещены в ряде монографии [5, 6, 7, 8] и практических руководств. Их рассмотрение не входит в нашу задачу. Нашей целью является выяснить условия развития и способы предотвращения коррозии арматуры в бетоне в тех случаях, когда окружающая среда является неагрессивной или малоагрессиБной по отношению к бетону. [c.18]

    М. М. Борок [41], исследуя вопрос сцепления арматуры с бетоном, основательно изучил вопросы коррозии арматуры в бетонах на шлакопортландцементах. В приводимом им обзоре исследований указывается на работы Бурхарца и Бауэра [42], Гари [43], Крюгера [44], давших положительный ответ а вопрос о состоянии арматуры в бетоне на шлакопортландцементе. Другие работы приводили к отрицательным результатам, например исследование Гейна и Бауэра. Отрицательно высказывался по вопросу применения шлакопортландцемента для железобетона Р. Залигер [45]. [c.68]

    Сваллоу [65] наблюдал лишь несущественную коррозию арматуры в бетоне с 2% хлористого кальция в срок до 15 месяцев. Г. В. Пухальский [66] отмечает, что первоначальная коррозия арматуры при добавке хлористого кальция возникала даже в плотном бетоне при толщине зашитного слоя 6—7 см с битумной изоляцией поверхности образцов. Однако в более поздние сроки существенного развития коррозии не наблюдалось. Им были испытаны образцы бетона с расходом цемента от 200 до 350 кг1м и разными добавками хлористого кальция (до 7% от веса цемента), твердевшие в нормальных условиях, в пропа- [c.80]

    Е. В. Лавринович [80] приводит результаты своих опытов по замедлению коррозии арматуры в бетонах с добавками хлористого кальция до 19% от воды затворения. Предварительные испытания в растворах (электролитах) хлористого кальция разных концентраций позволили установить, что из трех выбранных для опытов замедлителей устойчивый защитный эффект дал лишь бихромат калия. Его оптимальная концентрация в растворе 0,005—0,01%. [c.88]

    Исследования [12, 122] показали, что при известных условиях можно не опасаться коррозии арматуры в бетоне с добавками хлористых солей. Хлориды способны образовывать с алюминатами цемента слаборастворимые комплексные соли — гидрохлоралюминаты. Поэтому небольшое количество хлористого кальция, добавленное при затворении бетона, может быть практически полностью связано и не вызвать нарушения пассивности стали. [c.38]

chem21.info

Как защитить бетон и железобетон от коррозии

Бетон, благодаря своим техническим характеристикам и возможностям дизайна, завоевал лидирующее место на рынке строительных материалов. Однако и он, подвергаясь агрессивным внешним воздействиям, постепенно разрушается с ухудшением потребительских качеств. Этот процесс называется коррозией бетона. Согласно современным представлениям, коррозия представляет собой целый ряд химических, физико-химических реакций и биологических процессов, спровоцированных воздействием внешней среды и приводящих к разрушению материала.

Виды коррозии бетона

Любому строителю важно купить недорого бетон высокого качества. Навигатор: производство, продажа и доставка бетона в Санкт-Петербурге.

Различают три основных вида коррозии этого строительного материала:

  • К коррозии первого типа относятся все процессы, возникающие в бетоне под воздействием мягких вод. При этом составляющие цементного камня растворяются в воде и уносятся ею. Этот процесс может протекать с различной скоростью. В плотных бетонах массивных гидросооружений коррозионный процесс протекает медленно и может растянуться на несколько десятилетий. В тонкостенных бетонных конструкциях компоненты цементного камня разлагаются быстро, и через несколько лет эксплуатации может возникнуть необходимость в ремонтных работах. Если через бетон начинается процесс фильтрации воды, то разложение составляющих бетона ускоряется, из материала выносится большое количество гидроксида кальция и бетон становится высокопористым, что значит – непрочным.

Вымывание гидроксида кальция замедляется, если бетонный элемент находится на воздухе. Под воздействием углекислого газа воздуха гидроксид кальция преобразуется в карбонат кальция. Поэтому бетонные блоки, предназначенные для сооружения гидротехнических объектов, до опускания на место установки в течение нескольких месяцев выдерживают на воздухе. Эта мера дает время для карбонизации гидроксида кальция на поверхности бетона.

  • Коррозия второго типа — химическая коррозия — включает те процессы, которые протекают в бетоне при взаимодействии химических веществ, содержащихся в воде или окружающей среде, с составляющими цементного камня. В результате этих реакций в теле бетона образуются легкорастворимые продукты и аморфные массы, не имеющие вяжущей способности. Из-за этого бетон может постепенно превратиться в ноздреватую массу с предельно низкой прочностью. Например, к этому типу относится сульфатная коррозия, которая возникает вследствие взаимодействия бетона с водой, содержащей большое количество сульфатов.

Из процессов коррозии второго типа наибольшее значение имеют магнезиальная и углекислотная коррозия.

  • Коррозия третьего вида включает процессы, при которых в капиллярах и порах бетона накапливаются малорастворимые соли. Кристаллизация этих солей является причиной возникновения напряжений в капиллярах и порах, что приводит к разрушению структуры бетона. Наибольшее практическое значение в процессах этой категории имеет сульфатная коррозия.

Кроме перечисленных типов коррозионного разрушения, вызванного воздействием на бетон жидкости, различают биологическую коррозию. Ей подвергаются, в основном, здания пищевой промышленности. Причиной её возникновения являются грибки, бактерии, водоросли. Разрушение бетона вызывают продукты их метаболизма. Особенно этот процесс активизируется в условиях высокой влажности.

Защита бетона от коррозии путем повышения стойкости самого материала

cementbetonОдин из способов профилактики коррозии — уплотнение бетонной смеси. Читайте в нашей статье, как правильно повысить плотность бетона.

Приготовление шлакобетона — мы знаем все о том, как правильно выбрать шлак и вручную приготовить шлакобетон.

Нужен песок для строительных работ? Обращайтесь к менеджерам компании «ТД Навигатор»!

Многие мероприятия по борьбе с коррозией являются сложно выполнимыми или не слишком эффективными. На практике стараются использовать наиболее простые и недорогие способы и, прежде всего, повышают устойчивость самого бетона путем применения коррозионностойкого цемента или придания материалу высокой плотности и водонепроницаемости.

  • Использование коррозионностойких цементов. В некоторых случаях возникновение сульфатной коррозии бетона можно избежать, применив вместо портландцемента или шлакопортландцемента цементы, обладающие сульфатостойкостью. Эти специальные цементы содержат активные компоненты, которые позволяют повысить стойкость бетона не только к сульфатным, но и к пресным водам.
  • Повышение плотности бетона. Этот вид борьбы с коррозией является эффективным способом защиты материала от коррозионных процессов всех видов. Увеличение плотности бетона снижает его водонепроницаемость. Это затрудняет проникновение агрессивных сред в поры материала. Для изготовления бетона высокой плотности используют цементы с малой водопотребностью, снижают водоцементное соотношение, с особой тщательностью уплотняют смесь при изготовлении бетонного элемента.

Если эти мероприятия не дали результата, то прибегают к оптимальному в конкретном случае способу гидроизоляции.

Виды гидроизоляции

Одним из наиболее распространенных способов гидроизоляции для изделий из бетона и железобетона – свай, труб, колонн, плит – является пропиточная гидроизоляция.

Для эффективной защиты материала от разрушающего действия коррозии достаточно его пропитки на глубину 10-15 мм. Поверхностный водонепроницаемый слой создает защиту от проникновения воды для всего остального объема конструкционного элемента.

Способы пропитки различают по температуре и давлению. По температуре пропитки бывают горячие и холодные.

  • Для горячей пропитки используются нефтяные битумы, парафины, петролатум, синтетические составы. Операцию пропитки осуществляют, как правило, в ваннах при температурах 80-180°С. При нагревании пропиточный состав переходит в жидкое состояние, его вязкость снижается, он легко проникает в поры бетона, плотно их закупоривая при застывании.
  • В качестве холодных пропиток используют составы, основой которых являются минеральные вяжущие вещества – цемент, силикат натрия, или органические низко- и высокомолекулярные вещества – стирол, метилметакрилат, полиуретан.

Пропиточная гидроизоляция может осуществляться при различном давлении:

  • Наиболее простая операция – пропитка в условиях атмосферного давления. При этом процессе проникновение состава в поры происходит только благодаря капиллярному эффекту.
  • Пропитка в автоклавах производится при давлении 0,6-1,2 МПа, но, несмотря на высокое давление, скорость процесса увеличивается не более чем в два раза. Это связано с наличием воздуха в порах, занимающего часть объема и оказывающего противодействие пропиточному составу.
  • Вакуумирование повышает эффективность обработки бетона в 3-4 раза. Пропиточные составы легко проникают в поры, из которых откачан воздух, не встречая противодействия.

Поверхностную пропитку проводят непосредственно на объекте составами с высокой проникающей способностью. Обработка, как правило, проводится дважды.

Другие виды гидроизоляции: инъектирование, гидрофобизация, мастичная и рулонная оклеечная гидроизоляция.

Коррозионное разрушение арматуры в бетоне

Срок службы строительных конструкций сокращает не только коррозия бетона, но и коррозия металлической арматуры. Процесс разрушения металла осуществляется в течение некоторого времени, но определить точный срок службы металлических элементов теоретически невозможно. Особенно опасной является коррозия арматуры в тяжело нагруженных конструкциях.

Пропитки для бетонаПропиточная гидроизоляция с применением гидрофобизирующих пропиток для бетона — очень эффективный способ защиты от коррозии, если пропитка выбрана правильно.

Предпочитаете гидрофобные добавки в бетон? Читайте в этой статье о том, как правильно подбирать и использовать их.

Если Вас интересует аренда абс (автобетононасоса), ознакомьтесь с нашими ценами и условиями.

Для предотвращения коррозии необходимо позаботиться, чтобы в составе бетона не находились вещества, агрессивно относящиеся к металлу. Но на практике эта задача является неосуществимой, поскольку невозможно проверить химический состав всех заполнителей бетона.

Коррозия арматуры инициируется элементами, содержащимися в воздухе и влаге, проникающими через поры бетона. Из-за неравномерности этого процесса на разных участках арматуры возникают различные потенциалы, что становится причиной электрохимической коррозии. Скорость этого коррозионного процесса возрастает с повышением пористости и влагопроницаемости материала, а также из-за увеличения концентрации электролита, которую повышают растворенные в воде вещества.

Большой урон металлической арматуре наносит электрокоррозия, возникающая благодаря токам утечки и блуждающим токам, которые появляются в местах расположения электроопор.

Железобетонные опоры контактных сетей являются наиболее уязвимыми составляющими на электрифицированных участках железных дорог.

Способы борьбы с коррозией арматуры

В современном строительстве применяются водоотталкивающие смазки и защитные покрытия для арматуры. Одним из способов защиты металлических элементов является обеспечение бетонной подушки необходимой величины с помощью фиксаторов.

Одной из основных трудностей борьбы с коррозией арматуры является невозможность повторной обработки металла, которую можно проводить для открытых металлоконструкций.

Наиболее перспективным направлением считается использование в составе бетонов полимерных смесей. Полимеры, вводимые в бетон в сочетании с цементом, создают дополнительную защиту арматуре. В некоторых случаях цемент полностью заменяют полимерами, получая полимербетон.

Для тонкостенных конструкций возможно использование принципиально новых материалов:

  • сталефибробетон представляет собой бетонную смесь, в которую добавляют обрезки стальной проволоки, занимающие до 6% от общего объема материала;
  • в стеклофибробетон добавляют, помимо традиционных компонентов, щелочестойкое стекловолокно.

Пока не найдены универсальные и эффективные способы борьбы с коррозией металла в железобетоне, строители вынуждены закладывать арматуру в большем количестве, чем положено в соответствии с техническими расчетами.

www.navigator-beton.ru

Защита от коррозии арматуры в железобетонных конструкциях

Защита от коррозии арматуры в железобетонных конструкциях

Содержание

Введение

1.Общие положения по защите от коррозии строительных конструкций

1.1 Основные сведения из теории коррозии металлов

1.2 Влияние среды на защитные свойства бетона

2. Степень агрессивного воздействия среды эксплуатации

3.Требования к материалам и конструкциям

4. Защита от коррозии

4.1 Защита от коррозии поверхности конструкции

4.2 Защита от коррозии закладных деталей и соединительных элементов

Заключение

Литература

Введение

Вопросы качества и долговечности строительных конструкций, как в техническом, так и в экономическом аспекте привлекают все большее внимание строителей. Очевидно, что во многих случаях экономически оправдано увеличение первоначальных затрат на изготовление конструкции, и ее надежную защиту, если это позволяет сократить число и стоимость ремонтов в процессе эксплуатации.

В особенности это относится к железобетонным конструкциям, в которых стальная арматура может быть хорошо защищена бетоном, а последнему можно придать значительную стойкость к воздействию среды.

Длительное и систематическое изучение стойкости разнообразных железобетонных конструкций в различных условиях эксплуатации, показало, что наиболее опасны повреждения, вызываемые развитием коррозии арматуры, а их устранение чрезвычайно затруднительно.

В настоящее время не существует простых и надежных методов прекращения раз начавшегося процесса коррозии арматуры.

Железобетон широко известен как долговечный материал, в большинстве случаев не нуждающийся в какой- либо защите от воздействий внешней среды. Бетон, представляющий собой искусственный каменный материал, может быть изготовлен достаточно прочным и стойким к агрессивным воздействиям, а стальная арматура обычно находится под надежной защитой слоя этого бетона. Действительно, большинство старых железобетонных конструкций и сооружений, относящихся к первым десятилетиям XX в., подтверждает репутацию железобетона как долговечного материала. Однако известно немало фактов, когда происходят как местные повреждения, так иногда и значительные разрушения железобетонных конструкций. Можно отметить две основные схемы развития процессов коррозии железобетонных конструкций. По первой коррозия арматуры начинается после разрушения бетона в защитном слое, т. е. причина повреждения конструкции заключается в недостаточной стойкости бетона.

Развитие коррозии по второй схеме начинается с арматуры, когда бетон не обладает достаточными защитными свойствами, но и не разрушается под действием среды, которая в данном случае не является по отношению к нему агрессивной. Разрушение бетона происходит под давлением растущей на арматуре ржавчины, т. е. носит чисто механический характер. Обычно такого рода разрушение железобетонных конструкций вызывается действием влажного воздуха или периодического увлажнения и характерно для влажных цехов, особенно при загрязнении атмосферы агрессивными газами.

1.Общие положения по защите от коррозии строительных конструкций

1.1 Основные сведения из теории коррозии металлов

Коррозия арматуры в бетоне является частным случаем многообразного явления коррозии металлов. Под понятием коррозии металлов подразумевается процесс постепенного разрушения их поверхности в результате химического или электрохимического взаимодействия металла с окружающей средой. Чисто химическое взаимодействие металлов со средой встречается несравненно реже, чем электрохимическое. Коррозия стальной арматуры в бетоне является электрохимическим процессом.

Электрохимическая коррозия, или коррозия в электролитах, является результатом работы множества микроскопических короткозамкнутых гальванических элементов, возникающих на поверхности металла при контакте с электролитом. Их возникновение обусловлено неоднородностью металла или окружающей среды. Таким образом, электрохимическая коррозия предполагает наличие электрического тока, который возникает в процессе коррозии и не нуждается во внешней причине. При наличии внешней причины в виде блуждающих токов коррозия обычно усиливается.

Известно, что при погружении в электролит двух электродов из разных металлов они приобретают различные по величине электрические потенциалы. При замыкании электродов между ними возникает ток. Прохождение тока сопровождается растворением электрода с более электроотрицательным потенциалом — анода.

Короткозамкнутые гальванические элементы могут возникать и на одном металле вследствие наличия участков поверхности с различными потенциалами. Разность потенциалов наблюдается между разными структурными составляющими сплава и примесями, а также между участками поверхности, отличающимися состоянием пленки окислов, обработкой и напряженным состоянием.

На величину потенциала металла влияют и многие другие факторы, например состав электролита, скорость его движения, концентрация растворенных газов. Поэтому практически всегда при соприкосновении с электролитом на поверхности металла возникают короткозамкнутые гальванические элементы, которые называют коррозионными микро- и макроэлементами.

По характеру разрушения поверхности металла различают следующие основные виды коррозии:

1) равномерная, или общая, коррозия, т. е. равномерно распределенная по поверхности металла;

2) местная, или локальная (пятнами), коррозия, сосредоточенная на отдельных участках поверхности;

3) точечная коррозия, или питтинг, сосредоточенная на очень малых участках поверхности, но отличающаяся глубоким прониканием;

4) межкристаллитная (интеркристаллитная) коррозия, сосредоточенная на границах кристаллитов.

На коррозирующей поверхности можно одновременно наблюдать разные виды разрушений. Чаще наблюдается постепенный переход одного вида в другой: например, коррозии пятнами — в общую с развитием в дальнейшем глубоких местных изъязвлений. Местная коррозия, несмотря на вызываемые ею меньшие весовые потери металла, более опасна, чем общая, так как приводит к быстрой потере прочности отдельных участков.

Несмотря на малые весовые потери металла, особенно резко понижает прочность межкристаллитная коррозия, нарушающая связи между кристаллами. Продукты коррозии железа (ржавчина) имеют различный состав, который зависит от условий протекания процесса. Наиболее часто образуются такие соединения, как Fe(OH)3, Fe(OH)2, Fe3O4 х Н2О, Fe2O3. Ржавчина занимает в 2—3 раза больший объем, чем прокорродировавшая сталь, и отличается рыхлостью (объем окисла Fe2O3 в плотном теле, например, в 2.16 раза больше объема окислившегося металла).

Общепринято выражать коррозионную стойкость металлов по 10-балльной шкале в зависимости от скорости коррозии, определяемой либо потерей веса с единицы поверхности, либо глубиной проникания коррозии за единицу времени. Однако из изложенного выше о видах коррозионных разрушений очевидно, что эти показатели не всегда могут служить критерием стойкости.

Для стальной арматуры железобетонных конструкций использовать общепринятую шкалу стойкости не представляется возможным.

Объясняется это тем, что даже очень медленный процесс коррозии арматуры, в результате которого ее прочность остается еще достаточной, может привести к растрескиванию бетона под давлением растущего слоя ржавчины, т. е. к нарушению расчетного сечения железобетонной  конструкции.

Борьба с коррозией металла ведется различными путями. Стойкость многих металлов и сплавов повышают путем введения полезных компонентов и удаления вредных примесей. В применении к стали этот способ называется легированием.

Целесообразно также снижать агрессивность среды, например, удалять из атмосферы производственных зданий вредные составляющие, вводить ингибиторы (замедлители) коррозии в газовую и в жидкую среды.

Давно и широко применяемым способом защиты металлов от коррозии являются металлические и неметаллические покрытия. Как те, так и другие можно выбрать так, что они будут не только изолировать металл от внешней среды, но и защищать его электрохимически. Примером может служить цинковое покрытие стали.

Цинк является анодом по отношению к железу, так как его электродный потенциал более отрицателен. Поэтому даже при повреждении такое покрытие обеспечивает защиту стали, так как в возникающей у места нарушения покрытия гальванической паре разъедается цинк, а сталь остается невредимой. Такого рода покрытия называют протекторными.

Электрохимическая защита крупных сооружений трубопроводов, резервуаров, морских судов осуществляется при помощи протекторов или путем наложения на конструкцию катодного потенциала от постороннего источника тока. При этом конструкция, будучи катодом, не корродирует, разрушаются лишь специально предназначенные для этого аноды. При протекторной защите к защищаемой конструкции присоединяют пластинки из металла или сплава с более отрицательным потенциалом, которые служат анодами.

Известно очень много лакокрасочных защитных покрытий с различной степенью защитного действия и разной долговечностью. Соответствующим подбором компонентов, в частности пигментов и наполнителей, лакокрасочным покрытиям можно придать кроме изолирующих свойств также и ингибирующие, например, путем введения хромата цинка в состав грунта. Влага, проникая через пленку покрытия, растворяет частицы хромата цинка, а получающийся раствор, соприкасаясь со сталью, пассивирует ее поверхность.

Защита стали от коррозии в железобетонных конструкциях в значительной степени основана также на пассивирующем действии щелочной среды, образующейся в процессе гидратации и твердения цементного камня.

2. Влияние среды на защитные свойства бетона

Основой защитного действия цементных бетонов на арматурную сталь является щелочной характер влаги в капиллярно-пористом теле бетона, способствующий сохранению пассивного состояния поверхности стали. Однако бетон находится в постоянном взаимодействии со средой, которая может либо способствовать его упрочнению и уплотнению, либо разрушать его структуру и понижать прочность, либо уменьшать его способность защищать арматуру.

Как показывают опыт и исследования, последнее может быть вызвано несколькими процессами, результатом которых является потеря бетоном способности поддерживать пассивное состояние стали вследствие понижения степени щелочности межфазной жидкости или проникания в нее ионов — стимуляторов коррозии.

Первое обычно является результатом действия на бетон кислых газов и жидкостей, второе — сред, содержащих хлориды. Наиболее распространенным из кислых газов является углекислый газ, среднее содержание которого в атмосфере сельской местности составляет 0,03%. В атмосфере промышленных районов и в воздухе цехов его концентрация может быть значительно более высокой.

Углекислота активно поглощается пористым телом бетона, так как между фронтом карбонизации и поверхностью бетона создается постоянная разность парциальных давлений углекислого газа, поддерживающая его

диффузию. Скорость карбонизации зависит от плотности бетона и его влажности, а также от концентрации углекислоты.

По Пауэрсу, лишь при относительной влажности воздуха выше 45% содержание воды в бетоне достаточно для карбонизации. Эти данные подтверждаются Шиделером и Фербеком. Неоднократно установлено, что при влажности воздуха, близкой к полному насыщению, карбонизация плотных бетонов практически прекращается.

Очевидно, наиболее интенсивно процесс карбонизации идет в случае, если пленка влаги на стенках пор в бетоне достаточна, лишь для растворения в ней гидроокиси кальция и углекислоты и не закрывает пор целиком, оставляя свободным доступ последней в виде газа. Капиллярная конденсация в порах геля, способствует дополнительному уплотнению бетонов плотной структуры и препятствует их карбонизации даже при оптимальной для этого процесса относительной влажности (45—70%). Для газонепроницаемости бетонов особенно важны условия твердения. В воде получаются некарбонизирующиеся структуры, а при воздушном твердении и пропаривании — легкокарбонизирующиеся.

3. Влияние окружающей среды на процесс коррозии стали в бетоне

Влажность воздуха, играющая решающую роль в сохранении защитных свойств бетона, оказывает большое влияние и на развитие процесса коррозии арматуры в бетоне, если ее поверхность по той или иной причине перестает быть пассивной. Опыт эксплуатации железобетонных конструкций показывает, что при сухой воздушной среде в карбонизированном бетоне, как правило, коррозия арматуры не развивается. Не бывает обычно коррозии арматуры и в постоянно и полностью насыщенном водой бетоне, даже если это морская вода, содержащая хлориды.

Процесс поглощения бетоном различных веществ может быть обратимым и необратимым (в зависимости от формы их связей с составляющими цементного камня). Вода, например, имеет 4 формы связи: химическую, адсорбционную (физико-химическую), капиллярную и осмотическую. Две последние являются физическими формами связи. Вода, поглощаемая капиллярно-пористым телом бетона, может иметь в нем все 4 формы связи, причем при обычных температурах (до 100°С) химическая и физико-химическая связи необратимы. Вода связывается химически в процессе гидратации минералов клинкера, которая может длиться многие годы. Химическая связь воды в бетоне разрушается при температурах значительно выше 100°С. Адсорбционные связи воды в бетоне также весьма прочны и в пределах до 100°С не разрушаются.

Практически в сформировавшейся структуре бетона в широких пределах может меняться содержание капиллярной воды, которая в зависимости от парциального давления водяных паров в окружающей среде заполняет поры и капилляры разной величины — от мельчайших пор геля при малой относительной влажности воздуха до капилляров с радиусом 1 х 10-5 см при высокой влажности. Несвязанная вода, механически заполняющая крупные поры, трещины и пустоты, также может появиться в бетоне, если он будет находиться под гидравлическим давлением либо если в теле бетона образуется точка росы и происходит конденсация паров воды. Для капилляров с радиусом более 1 х10-5 см, которые обычно называют макрокапиллярами, давление насыщенного пара над мениском воды практически равно давлению пара над плоской поверхностью. Такие капилляры заполняются водой только при непосредственном соприкосновении с ней и отдают ее в атмосферу, насыщенную водяными парами.

При полной гидратации вода, не испаряющаяся до температуры 105°С, составляет около 25% веса цемента. Это вода, находящаяся в химической и

физико-химической связи с цементным камнем, электролитически непроводящая. Поэтому она не влияет на процессы коррозии стали в бетоне. Испаряющаяся вода заполняет капиллярные поры и поры геля. В порах геля, по Пауэрсу , может содержаться до 15% воды от веса цемента. Эта вода в

отличие от воды, заполняющей капиллярные поры, испаряется при более низкой относительной влажности. Например, при среднем расчетном диаметре пор геля вода испаряется только при относительной влажности ниже 65%. Следовательно, если бетон не соприкасается с водой, капиллярная вода может полностью испариться, но при этом останется вода в порах геля. Ее количество будет зависеть от относительной влажности воздуха и величины пор геля.

Опыты в Управлении по испытанию материалов в Мюнхене показали, что бетон при относительной влажности воздуха 65% содержит испаряющуюся воду в количестве около 15% веса цемента, или, в зависимости от содержания цемента в бетоне, 1—2% веса последнего.

Для стали в бетоне, так же как и для открытого металла, должна быть некоторая критическая влажность, ниже которой пленки влаги на ее поверхности не могут служить электрическим проводником для перемещения зарядов между анодными и катодными участками поверхности и, следовательно, наступит омическое торможение коррозионного процесса.

Практика и эксперименты показывают, что такое критическое значение относительной влажности воздуха находится в пределах 50—60%. Наиболее интенсивно развивается процесс коррозии при повышенной влажности, составляющей около 80%. При этом пленки адсорбционной влаги на поверхности арматуры и в прилегающих порах бетона обладают достаточной ионной проводимостью, и электрохимические реакции коррозии начинают протекать с диффузионным контролем катодного процесса ионизации кислорода. При насыщении бетона влагой диффузия кислорода к катодным участкам сильно замедляется. Поэтому процесс коррозии арматуры практически останавливается при влажности воздуха, близкой к 100%. Последнее справедливо лишь для плотного бетона. В недостаточно плотном бетоне многочисленные крупные сквозные поры не закрываются влагой, кислород продолжает свободно поступать к поверхности арматуры, и процесс коррозии не замедляется.

4. ЗАЩИТА АРМАТУРЫ В КОНСТРУКЦИЯХ ИЗ ЛЕГКИХ, ЯЧЕИСТЫХ И АВТОКЛАВНЫХ СИЛИКАТНЫХ БЕТОНОВ

4.1 Особенности коррозии арматуры и ее защита в легких бетонах

В настоящее время в строительстве широко применяются конструкции из бетонов на легких пористых заполнителях. Бетоны эти отличаются большим разнообразием по-виду заполнителей и вяжущих, а также по структуре, определяемой степенью заполнения плотным раствором пространства между зернами пористого заполнителя.

Опыт показывает, что состояние арматуры в легких бетонах определяется главным образом их структурой, а также пористостью заполнителя. Исследования состояния арматуры в легких бетонах на клинкерных цементах проводились неоднократно. В. М. Москвин установил, что для предохранения арматуры от коррозии в пемзобетоне расход цемента должен быть не менее 220 кг/м³, а лучше 250 кг/л³. При этом в состав бетона вводили диатомит в количестве от 20 до 40% веса цемента. В. О. Саакян при кратковременных испытаниях во влажной среде арматуры в пемзобетоне плотной структуры с расходом цемента 160 кг/м и более наблюдал коррозию лишь в тех местах, где были раковины.

На основании проведенного в 1936 г. М. 3. Симоновым в Тбилиси обследования ряда жилых, общественных и производственных зданий из легкого железобетона было установлено, что состояние арматуры не отличается от такового в сооружениях из обычного железобетона.

Для сооружений, нодвергающихся действию атмосферных или других факторов,вызывающих коррозию металла, минимальное содержание портландцемента установлено 150 кг на 1м³ пемзо или туфобетона.

При этом сумма весов пылевидных частиц и портландцемента должна быть равна 250 кг/м³.

В. Г. Довжик и Л. А. Кайсер считают, что плотность структуры является основой защиты арматуры в конструктивно-теплоизоляционном керамзитобетоне. По их данным, в конструкциях для жилищного строительства из керамзитобетона объемным весом 800-1000 кг/м³ на керамзитовом песке при расходе цемента не менее 200 кг/м³ арматура надежно защищена от коррозии.

При недостаточно плотной структуре (плотность 0,95-0,97) или при пониженном расходе цемента (примерно 150 кг/м³) для предупреждения местной коррозии арматуры рекомендуют вводить в бетонную смесь нитрит натрия в количестве 2% веса цемента, а в случае неплотной структуры (плотность менее 0,9) и низкого расхода цемента (примерно 100 кг/м) покрывать арматуру цементно-казеиновой обмазкой. При этом изделие должно иметь фактурные слои из плотного цементно-песчаного раствора.

Согласно нормам ФРГ , при изготовлении полых плит настилов из пемзобетона защитный слой бетона плотной структуры должен быть не менее 1 см в сухих условиях и не менее 1,5 см на открытом воздухе, а расстояние от стержней до внутренней поверхности бетона в пустотах должно быть не менее 1 см. Арматуру рекомендуется укладывать в цементное тесто (в некоторых случаях с добавкой мелкого песка или трасса): при этом арматура втапливается в предварительно уплотненный пемзобетон и затем обильно заливается цементным тестом. Для уменьшения межзерновой пустотности пемзовый щебень дробят до крупности 6—8 мм и добавляют фракцию 0—3 мм. Рекомендуется вводить песок, в количестве 10%,.но не более 20%. При выполнении этих требований в бетоне марки 80—100 пористость минимальная не опасная для арматуры. Если конструкция подвергается воздействию паров воды, то необходимо нанесение цементной штукатурки (плотный фактурный слой), а при действии паров кислот нужна дополнительная покраска поверхности конструкции.

В отечественной нормативной литературе отмечается недостаточная четкость и противоречивость рекомендаций для обеспечения сохранности арматуры в конструкциях из легких бетонов. СНиП предусматривают, что антикоррозийная защита арматуры железобетонных конструкций из легких, ячеистых и других пористых бетонов производится путем нанесения цементно-казеиновой, цементно-полистирольной или других видов обмазки.

Указания по проектированию антикоррозионной защиты строительных конструкций предусматривают, что в промышленных зданиях легкие бетоны на пористых заполнителях могут применяться для армированных конструкций только при плотной структуре. При этом в случае воздействия агрессивных сред требуется обязательная защита поверхности конструкций.

В ГОСТ на керамзитобетонные панели указано, что они применяются в конструкциях зданий с сухим, нормальным и влажным режимом. При относительной влажности выше 60% требуется защита внутренней поверхности панелей пароизоляционным покрытием. Указывается, что керамзитобетон должен иметь плотную и однородную структуру. Межзерновое пространство должно быть целиком заполнено раствором. Изготовление керамзитобетона с неплотной структурой допускается при условии защиты арматуры от коррозии обмазками или покрытиями и защиты всех поверхностей панелей от промокания. Толщина защитного слоядолжна быть не менее 20 мм.

По ГОСТ на методы испытания бетонной смеси плотная структура легких бетонов характеризуетсяобъемом межзерновых пустот в уплотненной бетонной смеси, не более 3. Наиболее обоснована рекомендация о защите арматуры путем использования легких бетонов плотной структуры на цементном вяжущем, которые уступают тяжелым бетонам только в длительности сохранения защитных свойств. При этом предполагаемое вредное действие содержащихся в некоторых заполнителях соединений серы и частиц несгоревшего угля не должно иметь места, так как заполнители и арматура целиком обволакиваются цементным тестом.

Защита арматуры в таких бетонах специальными покрытиями исключается, а если возникает необходимость в усилении защитных свойств бетона (например, в агрессивных средах), то это должно достигаться либо использованием фактурных слоев из плотных бетонов или растворов, либо окрасочной, пропиточной или оклеечной изоляцией той поверхности конструкций, которая испытывает агрессивное воздействие.

Известно, что лучше всего защищает арматуру плотный бетон. Однако в практике часто используются бетоны (главным образом, конструктивно-теплоизоляционные) с различной степенью неплотности структуры, где имеется реальная угроза развития коррозии арматуры.

Исследования защитных свойств некоторых составов легких бетонов и антикоррозионных покрытий арматуры в этих бетонах показали:

1. Коррозия незащищенной арматуры наблюдалась во всех составах бетона, которые считались плотными. Изучение структуры и глубины карбонизации этих бетонов показало, что они имеют межзерновую пустотность, которая и является причиной развития коррозии арматуры. Поэтому для надежной защиты арматуры необходимо при подборе составов плотных бетонов напористых заполнителях контролировать межзерновую пустотность по методике, указанной в ГОСТ.

2. В крупнопористых бетонах развивается коррозия арматуры в тех местах, где нет контакта ее поверхности с цементным камнем. Поэтому необходимо либо ограничивать применение армированных конструкций из таких бетонов сухими условиями эксплуатации, когда при быстром снижении технологической влажности процесс коррозии затухает, либо защищать арматуру антикоррозионными покрытиями.

3. В поризованных золобетонах на пористых заполнителях арматура корродирует наиболее интенсивно (аналогично арматуре в ячеистых бетонах), что объясняется быстрой карбонизацией легкопроницаемого поризованного раствора, который к тому же содержит золуунос, имеющую в своем составе компоненты, агрессивные но отношению к стали. В таких бетонах защита арматуры покрытиями является обязательной.

4. Толщина защитного слоя имеет значение только в истинно плотных бетонах, где с ее увеличением уменьшается возможность развития коррозии арматуры. При пониженном расходе цемента 80 кг/м³ в керамзитобетоне наблюдается усиленная коррозия арматуры. Очевидно, что снижение расхода цемента без ущерба для защитной способности бетона возможно только при замене части цемента уплотняющими тонкомолотыми добавками с тщательным подбором состава бетона и контролем плотности свежеуложенной смеси.

6. В воздушно-сухих условиях коррозия арматуры в бетонах любой структуры имеет резко затухающий характер. Коррозия развивается только в период сохранения бетоном технологической влажности и не достигает опасной степени. Поэтому в конструкциях, предназначенных для эксплуатации в сухих условиях, исключающих конденсационное сверхсорбционное увлажнение бетона, арматуру можно не защищать даже в бетонах пористой структуры.

7. Из проверенных защитных покрытий полностью надежным оказалось цементно-битумное, которое и следует в первую очередь рекомендовать для защиты арматуры в необходимых случаях, т. е. в бетонах с межзерновой пустотностью, превышающей 3%, и в поризованных. Защитные свойства цементно-кузбасслакового покрытия можно улучшить, если увеличить его толщину (например, путем нанесения в два слоя). Для улучшения защитных свойств цементно-полистирольного покрытия необходимо, очевидно, уточнение его рецептуры.

В последнее время находят широкое применение поризованные легкие бетоны.Их защитные свойства по отношению к арматуре близки к защитным свойствам безавтоклавных ячеистых бетонов. Известно, что в первые годы эксплуатации у поверхности арматуры изделий из безавтоклавных ячеистых бетонов сохраняется щелочная пассивирующая среда. Поэтому их повышенная первоначальная влажность не вызывает значительной коррозии арматуры, если бетон не содержит агрессивных компонентов в виде зол, шлаков и добавок хлористых солей. Через несколько лет эксплуатации ячеистый бетон карбонизируется и перестает пассивировать сталь, но к этому времени бетон обычно (при сухом режиме помещений) настолько просыхает, что коррозия практически прекращается.

Приведенные данные из литературы, нормативных документов, результаты экспериментов и обследований позволяют сделать следующие выводы и рекомендации по защите арматуры стеновых панелей из легких бетонов.

Наибольшую сохранность арматуры гарантирует бетон плотного строения. Поэтому необходимо применять для изготовления стеновых панелей такой бетон, состав и способ уплотнения которого обеспечивают заполнение цементно-песчаным раствором всех пустот между углами крупного заполнителя. Это может быть достигнуто фракционированием легкого заполнителя, применением легкого песка и расходом цемента не менее 250 кг на 1 м³ бетона.

Изготовление панелей из керамзитобетона и других легких бетонов неплотной структуры с использованием неагрессивных заполнителей может быть допущено при условии защиты арматуры от коррозии при помощи обмазок, кроме того, лицевые поверхности панелей необходимо защищать от промокания.

В панелях из поризованных легких бетонов, предназначенных для зданий с сухим и нормальным влажностным режимом помещений и чистой воздушной средой, допускается не прибегать к специальной защите арматуры, если не используется зола, а расход цемента— не менее 200 кг/м³. При этом обязательно устройство плотных фактурных слоев.

 В остальных случаях необходимо защищать арматуру, так же как в изделиях из ячеистых бетонов, и наносить на внутреннюю поверхность панелей пароизоляционное покрытие.

Защитные обмазки должны иметь повышенную прочность, исключающую их повреждение от ударов крупного заполнителя при подаче бетонной смеси в форму и уплотнении с вибрацией. Этим требованиям удовлетворяют цементно-полистирольная и цементно-битумная обмазки. Цементно-казеиновая обмазка из-за своей хрупкости не может быть рекомендована для защиты арматуры в легких бетонах. При значительной влажности среды целесообразно использовать оцинкованную арматуру.

Лицевые поверхности и торцы панелей должны быть плотными. Целесообразно дополнительно обрабатывать горцы панелей гидрофобными жидкостями для придания несмачиваемести поверхности бетона. Для повышения сохранности арматуры в панелях из легких бетонов необходимо использовать конструктивные меры защиты от увлажнения.

Наиболее надежными способами защиты арматуры в легких бетонах во всех случаях являются повышение защитных свойств самого бетона и создание условий, препятствующих повышению его влажности. Применять бетоны с пониженными защитными свойствами, прибегая к специальной защите арматуры, следует лишь при соответствующем технико-экономическом обосновании и при условии обеспечения хорошо налаженной технологии нанесения защитных покрытий, гарантирующей их высокое качество.

В легких бетонах плотной структуры на крупном пористом заполнителе, природном тяжелом песке и клинкерных цементах не требуется специальной защиты арматуры. Плотной считается структура бетона, в котором объем межзерновых пустот уплотненной бетонной смеси, определяемый по ГОСТ 11051—64, не превышает 3°/с.

4.2 Материалы, применямые для защиты от коррозии

Лакокрасочные покрытия вследствие экономичности, удобства и простоты нанесения, хорошей стойкости к действию промышленных агрессивных газов нашли широкое применение для защиты металлических и железобетонных конструкций от коррозии.

Защитные свойства лакокрасочного покрытия в значительной степени обуславливаются механическими и химическими свойствами, сцеплением пленки с защищаемой поверхностью.

Перхлорвиниловые и сополимерно- лакокрасочные материалы широко используются в противокоррозионной технике.

Лакокрасочные материалы в зависимости от назначения и условий эксплуатации делятся на восемь групп:

·  А – покрытия стойкие на открытом воздухе;

·  АН – то же, под навесом;

·  П – то же, в помещении;

·  Х – химически стойкие;

·  Т – термостойкие;

·  М – маслостойкие;

·  В – водостойкие;

·  ХК – кислостойкие;

·  ХЩ – щелочестойкие;

·  Б – бензостойкие.

Для противокоррозионной защиты применяются химически стойкие перхлорвиниловые материалы:

·  лак ХС-724,

·  эмали ХС и сополимерные грунты ХС-010,

·  ХС-068,

·  покрытия на основе лака ХС-724 и каменноугольной смолы,

·  лаки ХС-724 с эпоксидной шпаклевкой ЭП-0010.

Защитные покрытия получают последовательным нанесением на поверхность грунта, эмали и лака. Число слоев зависит от условий эксплуатации покрытия, но должно быть не менее 6. Толщина одного слоя покрытия при нанесении пульверизатором 15…20 мкм. Промежуточная сушка составляет 2…3 ч при температуре 18…20ºС.

Окончательная сушка длится 5 суток для открытых поверхностей и до 15 суток в закрытых помещениях. Окраска химически стойким комплексом (грунт ХС-059, эмаль 759, лак ХС-724) предназначена для защиты от коррозии наружных металлических поверхностей оборудования, подвергающихся воздействию агрессивных сред щелочного и кислотного характера. Этот комплекс отличается повышенной адгезией за счет добавки эпоксидной смолы. Химически стойкое покрытие на основе композиции из эпоксидной шпаклевки и лака ХС-724 совмещает в себе высокие адгезионные свойства, характерные для эпоксидных материалов и хорошую химическую стойкость, свойственную перхлорвинилам. Для нанесения композиций из эпоксидной шпаклевки и лака ХС-724 рекомендуется готовить следующие два состава:

I. Состав грунтовочного слоя, 4 по массе:

1.Эпоксидная шпаклевка ЭП-0010 100

 2.Отвердитель №1 8, 5

 3.Растворитель Р-4 35…45

II.   Состав переходного слоя, 4 по массе:

1. Эпоксидная шпаклевка ЭП-0010 15

2. Лак ХС-724 100

3. Отвердитель №1 1, 3

4. .Растворитель Р-4 до рабочей вязкости

Для покрывного слоя используется лак ХС-724.

Состав комплексного пятислойного покрытия, г/м²:

1. Эпоксидная шпаклевка300

2. Лак ХС-724 450

3. Отвердитель №1 60

4. Растворитель Р-4 260

Для механического упрочнения покрытия его полируют стеклотканью. Ориентировочный расход материалов при нанесении на металлическую поверхность составляет 550…600 г/м2, на бетонную – 600…650 г/м2.

Трещиностойкие химически стойкие покрытия применяют на основе хлорсульфированного полиэтилена ХСПЭ.

Для защиты от коррозии железобетонных несущих и ограждающих строительных конструкций с шириной раскрытия трещин до 0, 3 мм применяют эмаль ХП-799 на основе хлорсульфированного полиэтилена.

Защитные покрытия наносят на поверхность бетона после окончания в нем основных усадочных процессов.

При этом конструкции не должны подвергаться воздействию жидкости (воды) под давлением противоположной покрытию стороны или это воздействие следует предотвращать специальной гидроизоляцией.

Материалы на основе хлорсульфированного полиэтилена пригодны для работы при температуре –60 до +130С (выше 100С – для кратковременной работы в зависимости от термостойкости входящих в состав покрытия пигментов).

Покрытия на основе ХСПЭ, стойкие к озону, парогазовой среде, содержащей кислые газы Cl2, HCl, SO2, SO3, NO2 и к растворам кислот, могут наноситься краскораспылителем, кистью, установкой для безвоздушного нанесения.

При работе краскораспылителем и кистью лакокрасочные материалы следует разводить до рабочей вязкости ксилолом или толуолом, а при нанесении установкой безвоздушного напыления – смесью ксилола (30%) и сольвента (70%).

Металлизационно-лакокрасочные покрытия находят широкое применение для защиты от коррозии металлических конструкций, эксплуатируемых в атмосферных условиях и агрессивных средах.

Такие комбинированные покрытия наиболее долговечны (20 лет и более).

Литература

1. С. Н. Алексеев. КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА АРМАТУРЫ В БЕТОНЕ. Москва, 1967.

2. В. Н. Байков, Э. Е. Сигалов. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ, Общий курс, М. 1984.

3. И. М. Ершов. В. И. Иванова. Коррозия арматуры железобетонных опор и бетонных фундаментов опор контактной сети токами утечки с рельсов. ЦНИИ МПС. М.. 1959.

4. Н. А. Корифельд. В. Л. П р и т у л а. Зашита железобетонных конструкции от коррозии, вызываемой блуждающими токами. Журнал «Бетон и железобетон», 1969г.

5. МГСН 2.08-01 Защита от коррозии бетонных и железобетонных конструкций жилых и общественных зданий.

6.  СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения (с 01.03.2004 замен СНиП 2.03.01-84, СТ СЭВ 1406-78, СНиП II-21-75, СН 511-78)

diplomba.ru

Коррозия арматуры в изделиях из бетона.

Коррозия арматуры в изделиях из бетона.Любой, кому приходилось заниматься строительством, знает, что бетон, даже сравнительно невысоких марок, таких как бетон, в присутствии влаги только набирает прочность, чего не скажешь о металлической арматуре, используемой в изделиях из него. Именно коррозия металла значительно сокращает срок службы строительных конструкций.Процесс разрушения металла, конечно, происходит не мгновенно, но и точный срок службы металлоконструкций не возьмется определить ни один специалист. Чтобы предотвратить (или замедлить) процесс коррозии металла, прежде всего надо позаботиться о том, чтобы в составе смеси из бетона отсутствовали примеси (химические вещества), агрессивно воздействующие на металл. Но это задача невыполнима: физически невозможно проверить все то природное сырье, которое используется в бетоне как заполнитель. Это может быть песок, гравий, щебень.Особенно опасно проявление коррозии арматуры в конструкциях, подвергающихся значительным нагрузкам. Неважно, применялся ли бетон или более прочный, при разрушении арматуры конструкция приходит в негодность. Разумеется, напрашивается вывод: продлить срок службы изделия из бетона можно, предусмотрев меры защиты для входящей в состав изделий арматуры от коррозии. Осуществить это не так просто, как кажется. Прежде всего, коррозия появляется еще во время заливки бетона в форму, и по мере затвердевания изделия (влажность плюс тепло) процесс коррозии не прекращается.В настоящее время разработаны и успешно применяются всевозможные защитные покрытия и водоотталкивающие смазки. Также при закладке арматуры в форму, используя фиксаторы, обеспечивают бетонную "подушку" необходимой толщины. Правда, "вечной" защиты арматуры от коррозии не нашли, да и повторно, в отличие от открытых металлоконструкций, ничем ее не обработаешь. Конечно, используя покрытия, можно защитить арматуру от коррозии, а соответственно, продлить срок службы всей конструкции из бетона. Но главным врагом арматуры является электрокоррозия. Возникает она благодаря блуждающим токам и токам утечки, непременно появляющихся вблизи электроопор. Например, на электрифицированных участках железной дороги самым слабым местом являются опоры контактной сети. Были даже попытки найти альтернативу опорам из бетона, пока, правда, безуспешно.Наиболее перспективным направлением борьбы с коррозией в настоящее время является применение в составе бетона полимерных смесей. Полимеры, вводимые, наряду с цементом в бетон, позволяют, благодаря своим свойствам, без потери прочности, создать для арматуры дополнительную защиту. Такой бетон называют цементно-полимерным. В некоторых случаях предпочтительнее не добавлять в бетон полимер, а полностью заменить им цемент, получив полимербетон.Если провести сравнительный анализ цементных бетонов, цементно-полимерных и полимербетонов, можно заметить, что по прочностным и ценовым характеристикам преимущество на стороне обычных цементных бетонов, в том числе применяемого чаще всего при изготовлении тяжелых конструкций.Некоторое время назад также были разработаны и даже получили опытное внедрение сталефибробетон и стеклофибробетон. В первом случае в бетонную смесь добавляются обрезки стальной проволоки (до 6% от объема смеси), во втором - щелочестойкое стекловолокно (до 3%). Если сталефибробетон только позволяет экономить металл, то применение стеклофибробетона позволило бы решить и вопрос повышения коррозионной стойкости и долговечности изделий, даже в агрессивных средах. Стоит заметить, что использовался такой бетон преимущественно для тонкостенных конструкций. Пока коррозию арматуры в бетоне победить не удается, поэтому приходится использовать арматуру в большем количестве, чем дают технические расчеты. Так как в качестве материалов для изготовления непосредственно арматуры применяют стали различных марок в виде стержней, проволоки, канатов, листового, полосового или профильного проката и стальных труб различного сечения, необходимость даже незначительного продления срока службы конструкции влечет за собой немалое увеличение стоимости.

myremdom.ru