Коррозия бетона — Защита бетона от коррозии. Виды коррозии бетона


2. Коррозия бетона и меры борьбы с ней

Коррозией бетона называется понижение прочности, повреждение и разрушение бетона под влиянием окружающей среды.

Большой вклад в изучение коррозии бетона и мер борьбы с ней внесли русские ученые А.А.Байков, В.М.Москвин, С.Н.Алексеев, В.В,Тимашев и др.. различают коррозию бетона трех видов.

3.1. Виды коррозии бетона

3.1. Коррозия бетона первого вида

Этот вид коррозии сопровождается растворением составных частей цементного камня, в первую очередь, гидроксида кальция под действием проточной воды. Хотя растворимость Ca(OH)2 в воде невелика (1,7 г/л при 15°С), но под действием проточной воды из цементного камня может вымыться большое количество Ca(OH)2. в связи с этим цементный камень становится пористым, теряет связанность и часть прочности. Если бетон плотный и не имеет пустот и трещин, то коррозия его может протекать только с поверхности; если же бетон пористый и вода проходит сквозь него под напором, то процесс протекает очень интенсивно. Наиболее сильное растворяющее действие на гидроксид кальция оказывает чистая дистиллированная вода (на заводах) и мягкая природная (дождевая) вода. Однако растворению Ca(OH)2 препятствует защитный верхний слой из карбоната кальция, образующегося на поверхности твердеющего бетона по реакции:

Ca(OH)2 + СО2 = Ca(OH)3 +Н2О (1).

Эта реакция называется реакцией карбонизации. Растворимость карбоната кальция в чистой воде приблизительно в 100 раз меньше, чем гидроксида кальция. Поэтому верхний слой из карбоната кальция, хотя и очень тонкий – несколько микрометров, защищает цементный камень от вымывания Ca(OH)2 из бетона. Поэтому при строительстве морских сооружений из бетонных блоков последние обязательно выдерживают 2-3 месяца на берегу перед опусканием их в водоем.

    1. Коррозия бетона второго вида

Этот вид коррозии происходит в результате реакций обмена между кислотами или солями, растворенными в воде, и составними частями цементного камня. В результате такого взаимодействия образуются вещества, которые легко растворяются в воде и вымываются ею из бетона. Это также способствует понижению прочности и разрушению бетона, т.е. его коррозии.

По вышеприведенной схеме протекает коррозия бетона при контакте его с природными водами, содержащими свободную углекислоту в количестве более 15-20 мг/л. Такая углекислота называется агрессивной по отношению к бетону, т.е. она разрушающе действует на бетон. Процесс коррозии бетона при действии агрессивной углекислоты начинается с растворения карбонатного слоя бетона: CaСO3 + СО2 ↔ Ca(НСO3)2 (2).

Гидрокарбонат кальция Ca(НСO3)2 обладает значительной растворимостью в воде и вымывается из бетона. Лишенный защитного карбонатного слоя бетон быстро разрушается.

Сточные воды могут содержать различные неорганические кислоты, разрушающе действующие на бетон, например:

CaСO3 + 2HCl = CaCl2 + CО2↑ + Н2О (3),

Ca(OН)2 + 2HCl = CaCl2 + 2 Н2О (4).

Образующийся хлорид кальция CaCl2 легко растворим в воде и ею вымывается из бетона.

Аналогично разрушают бетон и аммонийные соли, входящие в состав многих удобрений. Например, нитрат аммония, подвергаясь во влажной среде гидролизу по схеме

Nh5NO3 + h3O ↔ Nh5OH + HNO3 (5)

образует кислоту HNO3 . Азотная кислота также, как и соляная растворяет СаСО3 и взаимодействуя с Ca(OН)2 бетона, вымывает его.

Особенно опасны для бетонов растворы солей магния т.к. он реагируют не только с карбонатом и гидроксидом кальция, но и с основной составляющей затвердевшего цемента в бетоне – двухкальциевым гидросиликатом 2СаО · SiO2 · nh3O.

Вышеназванные процессы протекают по следущим реакциям:

MgCl2 + h3O ↔ MgOHCl + HCl; (6)

CaСO3 + 2HCl = CaCl2 + CО2↑ + Н2О (7)

Ca(OН)2 + MgSO4 + 2Н2О = Mg(OН)2↓ + Ca SO4 · 2Н2О (8)

2CaO · SiO2 · nh3O + 2MgSO4 + yh3O = 2Mg(OH)2 + 2[Ca SO4 · 2Н2О]↓ +

+ SiO2 ·mh3O↓ (9)

где n + y = m + 6.

Образующийся в реакциях (8) и (9) гидроксид магния Mg(OH)2 хотя и труднорастворим, но связанностью не обладает, поэтому тоже вымывается из бетона водой. Все эти процессы способствуют понижению прочности и разрушению бетона. Соли магния содержатся в морской воде, поэтому она особенно агрессивна по отношению к бетону.

    1. Коррозия бетона третьего вида

Этот вид коррозии происходит при взаимодействии реагентов с компонентами затвердевающего бетона и сопровождается образованием веществ, кристаллизирующихся в порывах бетона с увеличением объема по сравнению с исходными компонентами бетона. Вследствие этого в бетоне возникают расклинивающие напряжения и происходит его растрескивание. Таким образом на бетон действуют серная кислота, сульфаты, гипсовые воды. При этом протекают следущие реакции:

CaСO3 + Н2SO4 + Н2О = CaSO4 · 2Н2О + СO2↑ (10)

  1. CaSO4 · 2Н2О – гипс при кристаллизации увеличивается в объеме по сравнению с исходным компонентом бетона (CaСO3) на 10%;

  2. гипсовые воды,содержащие в растворе сульфат кальция, реагируют с трехкальциевым гидроаллюминатом, входящим в состав бетона, по схеме:

3СаО · Al2O3 · 6h3O + 3CaSO4 + 25h3O = 3CaO · Al2O3 · 3CaSO4 · 31h3O (11).

Образующийся трехкальциевый гидросульфоалюминат при кристаллизации увеличивается в объеме по сравнению с компонентом бетона 3СаО · Al2O3 · 6h3O в 2,5 раза. Коррозия бетона 3 вида происходит особенно быстро, если бетон находится под нагрузкой.

Разбавленные растворы щелочей не разрушают бетон, если они постоянно его омывают. Если же щелочные растворы попеременно контактируют с бетоном, то в этом случае происходит коррозия бетона третьего вида в последствие действия углекислоты воздуха на щелочь, остающуюся в порах влажного бетона. Например, при контакте цемента с раствором гидроксида натрия идет следущая реакция:

2NaOH + CO2↑ + 9h3O = Na2CO3 · 10h3O (12).

Образующаяся сода Na2CO3 · 10h3O также кристаллизируется с увеличением объема в порах высыхающего бетона.

studfiles.net

Коррозия бетона

Коррозия-бетона

Бетон — очень популярный строительный материал, по своей прочности он подобен камню, бетон изготавливается из цемента, воды и заполнителя. Когда эта смесь твердеет, получается крепкий бетон. Заполнитель может быть разных размеров и характеристик, чаще всего это гравий и щебенка.

Коррозия бетона

Коррозия бетона и железобетона — это такой процесс разрушения целостной структуры цементного камня который происходит из за воздействия воды и влаги, циклического замораживания и размораживания, а так же периодически повторяющегося процесса высыхания а насыщения влагой, а так же процесс коррозии начинается когда бетон вступает в контакт с различными агрессорами, которые присутствуют в окружающей бетон среде. Причины разрушения бетона могут бывают совершенно разными от воздействия различных веществ.

Морозостойкость бетона сильно зависит от величины (тонкости) перемола цемента, а так же от количества воды, которую необходимо использовать, что бы обеспечить удобство работы,  так же зависит от клинкера. Из всех компонентов клинкера, наименьшей морозостойкостью обладает СзА, его количество в цементе для морозостойкого бетона, должно быть не более 8%. Помол цемента должен начинаться от 3000 и до 4000 см2/г, но так же очень важно что бы в цементе присутствовали и более крупные зерна, которые позволяют выполнять «самолечение» различных дефектов, которые чаще всего возникают под переменным воздействием разных сред.

Высокая водопотребность цемента, так же уменьшает коэффициент морозостойкости бетона, это объясняется тем, что увеличивается пористость капилляров, из за чего, вода в находится состоянии геля и не замерзает в порах даже  при достаточно при температуре воздуха значительно ниже 0. Для морозоустойчивых бетонов, водопотребность должна быть менее 0.55.

Смотрите так же: Зимнее бетонирование

Виды коррозии бетона

Исследования которые были проведены советскими учеными, позволили определить суть коррозии бетона, а так же были подобраны оптимальные методы борьбы с коррозией. Они и разделили коррозию бетона на 3 категории:

  1. Вымывание компонентов цементного камня;
  2. Воздействие на цементный камень агрессивных веществ;
  3. Объединяет все процессы, при воздействии которых, цементный камень образует различные соединения;

Так же бывает коррозия арматуры в бетоне, но ее мы рассмотрим в ближайшее время в отдельной статье.

Связанные статьи:

Первый 1 вид коррозии бетона:

Вымывание компонентов цементного камня

Данный вид коррозии бетона начинается из за процесса вымывания (растворения) компонентов цементного камня. Под воздействием воды на бетон, первым делом начинает растворяться гидроксид кальция, при гидролизе образуется C3S и C2S и его количество постепенно увеличивается и примерно к 3 месяцам становится порядка 10-15%, а растворимость 1.3 г/л. После того как процесс вымывания из цементного камня свободного гидроксида кальция. Когда содержание уменьшится до 1.1 г/л., начнется процесс распада гидросиликатов, далее происходит разложение гидроалюминатов и гидроферритов кальция, все это приводит к увеличению пористости, что означает уменьшение прочности. Данный процесс коррозии бетона значительно ускоряется, когда на него воздействует вода или вода под давлением.

Для того что бы уменьшить процессы коррозии возникающие из за выщелачивания (вымывания), используют цемент с умеренным количеством C3S, и изделия из бетона специально выдерживают достаточно долго на воздухе, для того что бы на поверхности бетона, начал процесс карбонизации, который обеспечивает образование слаборастворимого защитного слоя из CaCO3.

Но самым популярным способом при необходимости побороть выщелачивание гидроксида кальция, является использование плотных бетонов, и добавление в его состав, специальных добавок, обеспечивающих связь Ca (OH) в слаборастворимое соединение — гидросиликат кальция.

Связанные статьи: Плотность керамзита

Второй 2 вид коррозии бетона: 

Воздействие на цементный камень агрессивных веществ

Данный вид коррозии возникает при воздействии на цементный камень различных агрессивных веществ, соприкасаясь с которыми образуются 2 типа соединений:

  1. Соли
  2. Аморфные массы

Образующиеся соли являются легкорастворимыми и растворяются (вымываются) водой. Аморфные массы, практически не обладают ни какими связующими свойствами (кислотная коррозия).

Кислотная коррозия появляется когда воздействует любая из кислот, кроме поликрениевой и кремне-фтористо-водородной кислоты. Эти кислоты, при взаимодействии с гидроксидом кальция, создают легкорастворимые соли CaC12 в том числе, которые постоянно увеличивают свой размер CaSO4-2h3O:

Са(ОН)2 + 2НС1 = СаС12 + 2Н2О Са(ОН)2 + h3SO4 = CaSO4.2h3O

При воздействии таких кислот, начинают разрушаться: гидроалюминаты, гидросиликаты и гидроферриты, создают легкорастворимые соли и другие дополнительные аморфные массы.

Защита от слабых кислотных сред pH =4-6, осуществляется с помощью специального кислотостойкого материала (покрывают пленкой, окрашивают итд). Если кислотные коррозии являются сильными, ph<4, то применяют специальный бетон, который производят на кислотоупорном цементе и таких же кислотоупорных заполнителях, при необходимости используют бетон с полимерными компонентами связующего материала.

Углекислотная коррозия — это тип общекислотной коррозии, возникает под воздействием воды на бетон, которая содержит свободные диоксиды углерода, в качестве слабой угольной кислоты, выше нормы. Такое повышенное содержание агрессивной углекислоты, разрушает ранее образованную карбонатную пленку, из за того что образуется отлично растворимый бикарбонат кальция.

Коррозия бетона при воздействии различных органических и неорганических кислот. Так же очень плохо действует на бетон различные масла, которые в своем составе содержат жирные кислоты (льняное масло, рыбий жир и.т.д). А в свою очередь нефть и все его продукты производства, такие как бензин, масло, керосин и.т.д совершенно не наносят вред бетону, при условии что не содержат остаточных кислот но необходимо знать, что они достаточно легко проникают внутрь бетона.

Связанные статьи: Вес керамзита

Третий 3 вид коррозии бетона:

Объединяет все процессы, при воздействии которых, цементный камень образует различные соединения

Когда бетон взаимодействует с различными агрессивными средами, в результате образуются соединения большого размера, чем изначальные соединения бетона, что приводит к образованию внутреннего напряжения в бетоне, с последующим растрескиванием. Этот вид коррозии характерен для сульфатной коррозии. Сульфаты достаточно часто содержатся в воде, и при реакции с гидроксидом кальция образуют гипс. Бетон разрушается из за давления кристаллов гипса (гипсовая коррозия). Такая коррозия происходит из за высокого содержания сульфатов в воде.

Связанные статьи: Бетонные работы в зимнее время

Защита бетона от коррозии

Защита бетона от коррозии позволяет значительно увеличить срок эксплуатации строение, но важно понимать, что для этого необходимо использовать сразу несколько видов защиты бетона от коррозии. Во первых еще при проектировании проекта, должны учитываться и просчитываться все возможные факторы влияния окружающей среды на бетон, и рассматриваться и проводиться профилактические мероприятия по защите бетона.

Профилактические методы защиты бетона от коррозии заключаются в способах герметизации строения, устранения агрессивных сред, повышенную вентиляцию если производится работы в закрытых помещениях.

Так же очень эффективным способом для возведения надежного строения, с защитой от разрушения в дальнейшем является правильное конструирование. Для этого необходимо делать все поверхности таким образом, что бы предотвращать любые скопления воды и других органических веществ в углублениях бетона и  что бы был реализован нормальный водоотвод от цементного камня, чаще всего это реализуется с помощью применения водоотводов и изготовлении поверхностей с небольшим углом.

Существует по классификации 2 типа защиты бетона:

  1. Первичная защита от коррозии бетона
  2. Вторичная защита от коррозии бетона

Смотрите так же: Современные бетонные полы

Первичная защита бетона от коррозии

Под первичной защитой от коррозии бетона подразумевается использование различных минеральных специальных добавок для бетона, которые повышают плотность бетона, по этому данный метод является очень эффективным, но следует понимать что необходимо соблюдать осторожность и не добавлять добавок больше чем необходимо иначе можно получить совершенно противоположный результат.

Как правило используются добавки для бетона повышающие различные свойства бетона. Влагоудерживающие, стабилизирующие, пластифицирующие и другие.

Исходя из требуемых условий эксплуатации бетона, выбирают наилучший набор добавок. Если к примеру бетон будет эксплуатироваться в воде с высоким содержанием сульфатов, то требуется уменьшение содержания C3S.

И так в каждом случае исходя из потребностей.

Химические добавки

Химические добавки в бетон позволяют сделать бетон с гораздо более хорошими эксплуатационными характеристиками. Это обеспечивается за счет увеличения плотности бетона, что позволяет уменьшить проникновение различных агрессоров внутрь бетона, даже арматура, которая находится в таком бетоне, значительно меньше подвергается коррозии.

Химические добавки позволяют закрывать поры бетона, что приводит к значительному повышению морозостойкости бетона.

Самые популярные химические добавки в бетон, которые повышают его прочность, устойчивость к разрушению и другие характеристики являются:

  • Пластификаторы
  • Противоморозные добавки в бетон
  • Добавки повышающие водонепроницаемость бетона
  • Воздухозахватывающие добавки
  • Замедлители схватывания бетона
  • Антикоррозийные добавки для арматуры

Достаточно часто используют добавки которые оказывают комплексное действие на бетон, они изменяют сразу несколько характеристик бетона. Иногда улучшая одни характеристики, приходится жертвовать другими.

Смотрите так же: Прочность бетона

Вторичная защита бетона от коррозии

Вторичная защита цементного камня от коррозии подразумевает использование специальных дополнительных покрытий для бетона, предотвращающих попадание на поверхность бетона различных агрессивных веществ.

Чаще всего используют разные краски и лаки, специальные защитные смеси, а так же дополнительная гидроизоляция бетона, выдержка на воздухе до карбонизации, так же относят ко вторичным методом защиты бетона от коррозии.

Защита бетона специальными красками, лаками и акриловыми покрытиями используется для предотвращение попадания на бетон различных газообразных и твердых компонентов, которые могут нанести вред. Такие покрытия обеспечивают надежную защиту бетона как и от влаги, так и предотвращает воздействие микроорганизмов на бетон.

Так же применяется метод защиты бетона с помощью различных мастик, они создают защитный барьер от попадания на поверхность бетона влаги и воздействия других твердых сред. В качестве самых популярных мастик, чаще всего используются изготовленные на основе смол.

Смотрите так же: Сухая стяжка пола Кнауф

Уплотняющие пропитки для бетона применяются при воздействии на бетон различных сред, как влаги, так и газов, так же специальные пропитки используют в качестве первого слоя перед нанесением лакокрасочных покрытий. Пропитки позволяют создать надежный верхний слой у бетона, который минимизирует проникновение влаги к бетону.

Биоцидные добавки предотвращают появление и дальнейшее развитие на бетоне плесени,  грибков и бактерий и других микроорганизмов различных типов. Биоцидные добавки внутри пор бетона, борятся с развитием бактерий.

Защита бетона с помощью специальных покрытий — данный способ хорошо себя зарекомендовал в тех случаях, когда необходимо обеспечить защиту бетона в различных грунтах с повышенным содержанием влаги, содержащих электролиты. Для защиты выполняют оклейку всех частей подверженных влиянию окружающей среды полиизобутиленовыми пластинами. Так же используется для оклейки бетона и полиэтиленовая пленка, и другие рулонные гидроизоляторы.

Конечно для обеспечения максимальной защиты бетона, рекомендуется использовать сразу несколько объединенных способов защиты бетона от коррозии, от 1 и 2 вида коррозии.

betonobeton.ru

Коррозия бетона и железобетона и его защита (фото)

С течением времени практически каждый строительный материал приходит в негодность и разрушается. Это касается многих материалов, применяемых в строительстве: металлов различных типов, кирпича и газобетона, пенобетона, асбоцемента и железобетона. Не является исключением в этом ряду и бетон. В связи со своей структурой, основная часть которой — это цемент, состоящий из кальциевых и кремниевых кислот с вкраплениями алюминия, основным разрушителем, вызывающим процесс коррозии бетона, является обыкновенная вода. Сегодня, защита продумана до мелочей, существуют различные способы защиты как физические (покрытие стойкими материалами), так и химические (различные пропитки и лаки).

Коррозия бетонных конструкций

На скорость коррозии непосредственное влияние оказывает цемент, который использовался при строительстве.

 Но, насколько бы современной и совершенной ни была защита, она недолговечна, и, время от времени придется затрачивать усилия на ее обновление.

Определение коррозии

Поврежденный участок

Наиболее подвержены коррозии цементные швы. Это связано с тем, что они — наименее прочное звено в конструкции.

Современная наука дает определения множеству явлений, согласно ей, коррозия — это совокупность процессов (химических, биологических, физических), инициатором которых является внешняя среда, а результатом — постепенное разрушение строительного материала.

Чаще всего процесс коррозии бетона начинается с такой его части как цементный камень. Эта часть конструкции является наименее прочной; образуется она уже в процессе затвердения, в ней есть множество капиллярных ходов, которые могут быть заполнены воздухом или водой. Воздействовать на цементный камень могут газы, находящиеся непосредственно в воздухе, а также разные виды вод:

  • грунтовые;
  • речные;
  • морские;
  • дренажные;
  • сточные.

Очень вредны для цементного камня грунтовые воды, особенно те, которые находятся около предприятий промышленности. В таких водах могут найтись самые разные химические вещества, к примеру, вблизи химических производств грунтовые воды «обогащены» кислотами органическими и минеральными, щелочами, хлоридами, солями никеля, цинка, меди, железа, нитратами — список можно продолжать довольно долго. У заводов, занимающихся обработкой металлов, в грунтовых водах часто можно найти сульфаты железа и другие продукты, получающиеся в результате травильных процессов.

Разрушение бетонных конструкций

Быстрому разрушению бетонных конструкций способствуют мелкие трещины, через которые внутрь поступает влага.

Однако грунтовые воды вблизи фабрик и заводов не являются рекордсменами по числу и концентрации веществ, способных принести вред цементному камню: выигрывают в данном случае сточные воды. Даже в небольшой концентрации (разбавленные речной водой) сточные воды могут нанести большой вред цементному камню, который может быть, например, в гидротехнических сооружениях.

Интересно, что воздух вблизи различных заводов может быть совершенно безопасным для человека (содержание вредных веществ — оксиды азота, сернистый газ и других — не представляет вреда для здоровья), а вот для бетона, даже такие небольшие концентрации, могут стать причиной постепенной коррозии и разрушения.

Виды коррозионных процессов

Есть немало видов коррозионных воздействий. Не одна сотня химических веществ при долгом контакте приводит к коррозии. Коррозия бетона бывает следующих видов:

График разрушения

На графике представлена зависимость скорости разрушения от времени воздействия неблагоприятных факторов.

  • химическая;
  • физико-химическая;
  • биологическая;
  • радиационная.

Химическая коррозия является следствием атмосферных осадков и воздействия углекислого газа, который всегда присутствует в составе воздуха. Сильнее всего воздействие на бетон происходит в результате таких атмосферных осадков, в которых имеются хлориды, сульфаты или карбонаты. Разрушают и осадки, в составе которых присутствуют оксиды азота — так называемые «кислотные дожди».

Все процессы, которые имеют место при химической коррозии относятся к одному из трех видов:

Нанесение полимерной гидроизоляции

Любые защитные покрытия на бетонные поверхности можно наносить после того, как они просохнут.

  1. Выщелачивание с помощью мягких вод. При этом происходит вымывание таких компонентов из состава (из его поверхностного слоя), которые могут быть растворены в щелочной воде. В результате данного процесса на поверхности появляется налет белого цвета — белые потеки. От этого вида коррозии бетона в некоторых случаях он только выигрывает: выщелачивание создает коллоидный слой, который защищает бетон от других вредных воздействий окружающей среды.
  2. Растрескивание или цементная бацилла. В результате этого процесса из-за влаги, которая имеется в атмосфере, на поверхности могут возникать так называемые «рыхлые малорастворимые вещества». Из-за этих веществ, в результате образования различных обменных реакций, бетон может начать растрескиваться. Чаще всего повреждаются поверхность, но может начаться и проникновение вглубь — и с течением времени, коррозия бетона может усилиться.
  3. Растрескивание в связи с кристаллизацией. При этом типе химической коррозии образуются плохо растворимые соединения, которые с помощью растворов сульфатов кристаллизуются. Так как при кристаллизации происходит увеличение объема, то бетон вынужден расширяться, в итоге возникают трещины.
Зона поражения

При ремонте бетонных конструкций, зону коррозии удаляют захватывая часть «здоровой».

Физико-химическая коррозия бетона связана с процессом замерзания воды. В поры и капилляры, пусть и в небольших количествах, попадает вода (также она может быть там изначально), а затем, при понижении температуры, она замерзает, превращается в лед. Лед по объему больше, чем вода, и он начинает распирать конструкцию — происходит растрескивание. Этот процесс идет тем быстрее, чем больше и чаще происходят процессы заморозки и разморозки бетона.

Третий вид разрушения — биологический. Здесь первоначальный источник коррозии — это микроорганизмы. Строго говоря, не сами микроорганизмы разрушают структуру, а химические вещества, продукты жизнедеятельности микроорганизмов. Однако к химической коррозии этот вид не относится — причиной возникновения микроорганизмов является не атмосфера, а нарушение условий эксплуатации сооружений из бетона. Микроорганизмы начинают активно развиваться в условиях постоянной сырости, так что важно помнить об этом при пользовании зданием.

Последний, не так сильно распространенный вид коррозии бетона, — это радиационный. В этом случае из-за действующей радиации, ионизационного излучения, из бетона удаляется кристаллизованная вода. Удаление такой воды нарушает структуру и прочность материала снижается. При долгом облучении кристаллические вещества могут приобретать состояние, подобное жидкому, иначе оно называется аморфное. Как результат, все это вызывает трещины, увеличение внутренних напряжений в бетоне.

Факторы развития

Не секрет, что разрушение различных сооружений происходит в разные сроки. На коррозию влияют следующие факторы:

Гидроизоляция сооружений

Если на сооружение будет длительное время воздействовать агрессивная среда, то такие сооружения покрывают гидроизоляционными смесями.

  • пористость материала;
  • капиллярность материала;
  • преобладающие компоненты в атмосферных осадках;
  • способность верхнего слоя бетона противостоять веществам.

​Пористость — является одним из основных свойств бетона. Этот показатель характеризует наличие пор и плотность. Напрямую от этого свойства проистекает другое — способность к водопоглощению. Капиллярно-пористая структура позволяет бетону впитывать воду из воздуха, при осадках и в других случаях. Бетон, имеющий сильно пористую структуру и, соответственно, большое водопоглощение, имеет больше всего шансов начать разрушаться от физико-химической коррозии. Защита бетонной конструкции должна быть продумана на этапе строительства. Поэтому очень важно проведение строительных работ профессионалами, которые смогут сделать бетонную смесь нужной пористости, чтобы в дальнейшем защита бетонной конструкции от физико-химической коррозии не тревожила владельца строения.

Способы защиты

Коррозия

Места, где обнаружена коррозия, зачищают и покрывают специальными грунтовками. Они обеспечивают гидро- и пароизоляцию, а следовательно, замедляют разрушение.

В связи с тем, что в последнее время огромное количество зданий и сооружений возводится из бетона, большую роль стала играть защита этого материала от внешних воздействий. Чаще всего она основывается на защите поверхности бетона, на использовании бетона с минимальной капиллярной структурой и применении особых добавок, которые не дают образовываться микротрещинам, защищают от выщелачивания и вымывания. Все эти мероприятия можно отнести к одной из двух групп. В первую группу входят такие мероприятия, которые изменяют состав бетона, делают его более устойчивым.

Во вторую группу входят средства, при которых поверхность бетона покрывается различными веществами, пропитками, лаками и так далее. Иногда в состав таких веществ могут входить добавки, которые защищают бетон от образования микроорганизмов на нем. Эффективно использование цельных листов из какого-либо защитного материала. В этом случае увеличивается скорость обработки, а защита не страдает.

Нередко сочетаются оба способа: бетон покрывается специальным веществом, но оно не только находится на его поверхности, но и впитывается внутрь, проникает в его толщу. Такие средства очень эффективны, они могут обеспечивать практически полную гидроизоляцию.

Ремонт аварийных зданий

При больших очагах коррозии проводится очистка здания от них. После этого здания обрабатываются антикоррозионными полимерными грунтовками, проводят армирование и заново покрывают слоем бетона.

Защита поверхности бетонных сооружений от влаги, обеспечивается за счет использования сеалантов, в составе которых имеются полимерцементные композиты. Сеаланты — это особые вещества, основной функцией которых является именно защита и повышение прочности бетонных поверхностей. Находящиеся в составе этих веществ компоненты могут буквально просачиваться на несколько сантиметров вглубь, в результате, структура поверхности бетона изменяется — получается аналог мембраны, которая может пропускать воду только в одном направлении: изнутри наружу. В итоге влажность бетона только уменьшается, а не колеблется со временем.

Коррозия железобетона

Защита ЖБ конструкций

Металлические части конструкции покрывают специальными лакокрасочными защитными материалами.

Разрушению из-за влаги и химических соединений подвержены строения не только из бетона, но и из железобетона. В железобетонных конструкция дополнительно присутствует арматура из металла, которая может стать источником (причиной) коррозии электрохимического типа. Однако, несмотря на это, железобетон — более устойчивый материал, чем обыкновенный бетон. Источником его устойчивости является наличие специального слоя на поверхности; именно он защищает внутреннюю структуру. Но и здесь с течением времени атмосфера, а конкретно углекислый газ и осадки с растворами солей, разрушают этот слой. Защита железобетонной конструкции в этом случае, будет отличаться от способов защиты бетона от коррозии.

Для того чтобы минимизировать последствия электрохимической коррозии и максимально замедлить процесс разрушения, в бетон вводятся специальные вещества. Такие вещества называются ингибиторами металлической коррозии; основное их предназначение — защита материала, посредством создания защитной пленки на поверхности арматуры, важно не допустить ее контакт с бетоном, влагой и окружающим воздухом. Ингибиторы можно наносить на поверхность или добавлять в бетон в процессе производства. Подобная защита гарантирует сохранность железобетонных конструкций от появления коррозии.

Помимо этого, для защиты арматуры железобетона часто применяют и стандартные методы, которые хорошо зарекомендовали себя при использовании в обыкновенных металлических конструкциях. Например, так называемый способ протекторных анодов. При этом способе с каркасом железобетона соединяется другой метал, который в большей степени склонен к электрохимической коррозии. Защита заключается в том, что соединяясь с железобетонным каркасом, идет электрохимическая реакция, разрушению подвергается именно этот металл-болванка. Таким образом, электрохимическая коррозия железобетона начинается только после того, как эта болванка полностью разрушится.

1pobetonu.ru

Контроль качества - Стр 2

.

4. Виды коррозии бетона и способы их предотвращения.

На железобетонные конструкции зданий и сооружений в процессе их эксплуатации одновременно с силовыми нагрузками разрушающе действуют разнообразные внешние факторы - химические и физические. Соответственно различают химическую и физическую коррозии. Под химической коррозией понимают процесс разрушения бетона в результате химического взаимодействия агрессивных веществ в жидком, твердом и газообразном состоянии с составляющими цементного камня и заполнителем.

Физическая коррозия бетона и железобетона вызывается сменой отрицательных и положительных температур, попеременным увлажнением и высыханием, сопровождающимися деформациями усадки и набухания, отложением солей в порах цементного камня, приводящими к развитию кристаллизационного движения.

На основании результатов изучения кристаллизационных процессов и характера разрушения эксплуатируемых конструкций различают следующие основные виды коррозии (Кинд. В.А.):

1) коррозию выщелачивания, происходящую вследствие растворения гидрата окиси кальция в цементном камне и выноса ее из него;

2) общекислотную коррозию - в результате действия кислот при РН менее 7;

3) углекислую, вызываемую действием на бетон углекислоты;

4) сульфатную, которая подразделяется на три вида: сульфоалюминатную - вызываемую действием сульфат -ионов более 1000 гм/л; гипсовую - под действием воды с большим содержанием Na2S04 или К2S()2;

5) магнезиальную коррозию, которая также подразделяется соответственно на магнезиальную, вызываемую действием ионов магния при отсутствии в воде ионов сульфата, и магнезиально-гипсовую или сульфатно-магнезиальную, происходящую при совместном воздействии на бетон ионов магния и сульфата.

Все эти виды коррозии могут протекать под действием природных, промышленных и бытовых сточных вод. Степень агрессивности этих вод и других агрессивных факторов (газообразные и твердые вещества) приведена в нормах СНиП. Из большого числа разнообразных процессов коррозии В.М. Москвин выделил три основных вида.

К коррозии первого вида принято относить процессы коррозии бетона под действием вод с малой временной жесткостью, возникающей в результате растворения составных частей цементного камня и выноса их протекающей водой.

Под коррозией второго вида понимают процессы коррозии, развивающиеся в бетоне в результате обменных реакций между составными частями цементного камня и химическими веществами, содержащимися в воде.

Коррозия третьего вида объединяет процессы разрушения цементного камня в результате отложения и кристаллизации в порах и пустотах бетона малорастворимых солей, кристаллизация которых вызывает возникновение усилий, приводящих к разрушению структуры бетона.

Коррозия первого вида

Причиной коррозии бетона в пресной воде является растворимость отдельных компонентов цементного камня. Наиболее растворимым компонентом является гидрооксид кальция, образующийся при гидролизе C3S.

Этот вид коррозии особенно прогрессирует в условиях воздействия проточной воды, фильтрующейся через тело бетона. В общем случае скорость коррозии I вида прямо пропорциональна скорости течения воды, при этом вначале происходит разрушение многоосновных гидросиликатов, а затем и малоосновных.

Для борьбы с коррозией I вида в цемент вводят активные гидравлические добавки, которые связывают Са(ОН)2 в малорастворимый гидросиликат кальция. Вследствие этого количество свободного Са(ОН)2 резко уменьшается и значительно снижается скорость коррозии. Одновременно гидравлические добавки повышают плотность бетона, снижая его водонепроницаемость. Снижение водонепроницаемости можно достичь также за счет более интенсивного уплотнения бетонной смеси, позволяющего сформировать более плотную структуру бетона.

Коррозия второго вида

Коррозия второго вида происходит в результате взаимодействия составных частей цементного камня с кислотами и солями, находящимися в окружающей бетон среде. В результате обменных реакций образуются продукты в виде аморфной массы, которые растворяются и выносятся из тела бетона. Это приводит к увеличению пористости и снижению прочности цементного

камня и дальнейшей активизации процесса коррозии до полного разрушения бетона.

Обменные реакции чаще всего протекают в бетоне под действием сернокислых и хлористых солей по следующей схеме:

Са(ОН)2 + MgS04 + 2Н 20 = CaS04.2H 20 + Mg(OH)2 Са(ОН)2 + MgCI2 = CaCI2 + Mg(OH)2.

Образующееся труднорастворимое аморфное вещество - Mg(OH)2 либо выпадает в осадок на месте образования, либо выщелачивается из цементного камня. Образовавшийся на первой стадии двуводный гипс реагирует затем с трехкальциевым алюминатом, образуя гидросульфоалюминат кальция (коррозия III вида).

Эффективными средствами защиты бетона от коррозии второго вида служат применение цементов определенного состава (белитовые), введение гидравлической добавки для связывания Са (ОН)2 и перевода С3А.nН20 в менее основный СА(гидроалюминатСа), а также получение плотных бетонов.

Коррозия бетона третьего вида

При действии на бетон минерализованных вод в его порах и капиллярах накапливаются кристаллы солей, а также продукты реакции, образующиеся при взаимодействии воды- среды с цементным камнем. В результате увеличения числа кристаллов возникают значительные растягивающие усилия в стенках пор и капилляров, и под влиянием этих усилий стенки разрушаются.

Такие изменения цементного камня вызывают воды, содержащие сульфаты в виде растворенного сернокислого кальция и другие сульфаты. Гипс, выделяющийся из раствора, откладывается в порах цементного камня. При наличии в воде других солей сульфатов гипс образуется при взаимодействии этих солей с Са(ОН)2. Гипсовая коррозия начинается при концентрации S04 свыше 1000 мг/ л. Предельно допустимая концентрация SO4 для портландцемента - 250 мг/ л независимо от состава находящейся в воде сернокислой соли.

Кроме того, между сульфатами и трехкальциевым алюминатом происходит реакция образования труднорастворимого гидросульфоалюмината кальция (ГСАК):

ЗСаО*Аl203+3CaS04+31h30 = ЗСаО*АL2 О 3*CaSO4*31Н 20.

Объем ГСАК примерно в 2,5 раза больше, чем сумма объемов исходных компонентов, вследствие чего цементный камень разрушается. Механизм коррозии 3 вида имеет сложную зависимость. В начале процесса происходит отложение гипса в порах и образование гидросульфатов приводит к уплотнению бетона. Продолжительность такого периода может колебаться от нескольких месяцев до нескольких лет. Скорость коррозии 3 вида зависит от минералогического состава клинкера и от микро- и макроструктуры цементного камня. В качестве мер борьбы с коррозией 3 вида применяют портландцементы с высоким содержанием C3Sи низким содержанием С3А (сульфатостойкого портландцемента), повышение плотности бетона за счет снижения водоцементного отношения и интенсификации уплотнения, защиту поверхности битумными красками, фенолформальдегидными смолами и др.

5. Условия возникновения коррозии арматуры в бетоне и способы ее предотвращения.

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.

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. Разность потенциалов на поверхности стальной арматуры в бетоне обусловлена тем, что отдельные микроучастки стали имеют разные структурные характеристики, связанные с характером окисных пленок, точек соприкосновения как с жидкой фазой, так и с продуктами гидратации цемента, зернами мелкого и крупного заполнителей. Таким образом, электрохимическая коррозия предполагает наличие электрического тока, который возникает в процессе коррозии и не нуждается во внешней причине. При наличии внешней причины, например, в виде блуждающих токов, коррозия еще более усиливается.

Пассивирующее действие бетона на сталь

Коррозия стали в бетоне является результатом электрохимического процесса, при котором на анодных участках железо переходит в раствор и превращается в ржавчину. Необходимые для этого процесса гидроксил-ионы образуются на катоде из кислорода и воды. Стальная арматура в плотном и некарбонизованном бетоне без трещин надежно защищена от коррозии. Это обусловлено высокой щелочностью рН поровой влаги, которая находится в пределах 12,5-13,5 в зависимости от вида и количества цемента, вида и количества добавок. Высокая щелочность бетона вызвана, как известно, процессами гидролиза и гидратации силикатных фаз цемента с образованием Са(ОН)2 . При наличии в цементе щелочных солей калия и натрия, они в процессе гидратациицемента превращаются в гидроксиды - КОН или NaOH, которые повышают рН среды бетона до 13,5. При столь высоком значении рН среды в присутствии кислорода на поверхности стали образуется микроскопически топкий слой гидроксида двухвалентного железа, который предохраняет сталь от анодного растворения. При снижении рН среды ниже 12 гидроксид двухвалентногожелеза переходит в гидроксид трехвалентного железа пo схеме:

Fе (OH) 2 + 02+Н20 <=> 2Fe (ОН)3.

При этомобъем образующегося гидроксида более, чем в 2 раза превышает сумму объемовисходных компонентов, что приводит к нарушению оцепления арматурыс бетоном. В результате несущая способность конструкций понижается.

Электрокоррозия. Условия ее возникновения и предотвращения

Длительная практика эксплуатации железобетонных конструкций в поле действия блуждающих токов показала, что в анодных зонах стали идет интенсивный процесс коррозии с разрушением бетонного покрытия. Источником разрушения являются токи постоянной величины. Коррозия стали в бетоне под действием токов постоянной величины описывается теорией механических напряжений. Согласно этой теории, при прохождении постоянного тока через арматуру последняя подвергается коррозии, в результате чего образующиеся продукты коррозии приводят к возникновению внутренних растягивающих напряжений, что неизбежно ведет к разрушению бетона. Для защиты железобетонных конструкций от электрокоррозии используют метод протекторной защиты. Суть способа состоит в наложении на арматуру внешнего защитного потенциала, при котором она попадает в зону пассивного состояния диаграммы Пурбэ, то есть когда железо неионизируется (не растворяется) в любых агрессивных средах. Величина защитного потенциала принимается в пределах 0.85-1,1В по отношению к медно -сульфатному электроду, а плотность тока около –

0,4 – 100 мАм/м2

.

Основные способы защиты арматуры в бетоне от коррозии

Скорость электрохимической коррозии стальной арматуры зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются величина рН среды бетона, толщина и плотность защитного слоя, наличие и характер трещин, температура и химический состав окружающей среды. Поэтому для обеспечении долговечности железобетона следует применять такие способы и приемы, которые бы обеспечили сохранность стальной арматуры. В частности, дня повышения плотности защитного слоя бетона следует применять пластифицирующие добавки, для поддержания высокого значения рН среды бетона - чистоклинкерный портландцемент или портландцемент с минимальным содержанием минеральных добавок, для повышения трещиностойкости бетона наряду с химическими добавками следует стремиться к минимальному удельному расходу

цемента, мягким режимам тепловой обработки. Для повышения защитных свойств бетона по отношению к стальной арматуре вводят в бетонную смесь специальные добавки - ингибиторы или пассиваторы коррозии. К ним относятся нитриты, нитраты, хроматы, бихроматы, фосфаты, силикаты, бораты натрия или калия в количествах 0,5-3,0% от массы цемента. Сущность механизма действия пассиваторов заключается в образовании на поверхности металла защитных пленок из оксидов или нерастворимых солей. Такими свойствами обладают нитриты, фосфаты, силикаты, хроматы, бихроматы и некоторые другие соединения. Следует, однако, заметить, что некоторые из перечисленных соединений, действуя в основном на анодный процесс, сокращают площадь анодных участков и в случае малой концентрации способствуют локализации коррозионного процесса в отдельных точках -питтингах. Следовательно, добавки - пассиваторы не всегда обеспечивают надежную защиту стали от коррозии.

Добавки-ингибиторы обеспечивают надежную защиту стали от коррозии, особенно в бетоне с пониженной щелочностью среды. Они образуют на поверхности стали пленки с физической адсорбцией. К таким добавкам относятся амины, фосфорорганические соединения, ряд ПАВ катионактивного действия. Наибольшую эффективность защиты арматуры в бетоне обеспечивают комплексные добавки.

studfiles.net

2.2 Коррозия бетона и методы борьбы с ней

Уже во второй половине 18-ого века было замечено, что бетон, изготовленный на основе портландцемента, в некоторых водах постепенно разрушался, т.е. корродировал. Это наносило большой ущерб экономике, т.к. требовался постоянный ремонт повреждений и реконструкция зданий. В связи с этим пришлось принять ряд мер для повышения долговечности бетона. Так, в 1868 г. Одесский порт уже возводился на смеси портландцемента с гидравлической добавкой. Это существенно повысило долговечность сооружения.

В дальнейшем работы по изучению коррозии цементов и методов борьбы с ней получили широкое развитие. Были разработаны эффективные мероприятия по борьбе с различными видами коррозии.

Коррозия бетона начинается с цементного камня (затвердевшего цемента). Это объясняется его меньшей стойкостью в сравнении с каменными заполнителями, которые так же являются компонентами бетона.

Цементный камень состоит из соединений, образовавшихся в процессе его твердения. Так же в нем содержатся гидратированные зерна цемента. Гидратация наиболее крупных частиц, развивающаяся от поверхности вглубь этих частиц, происходит медленно. Даже через несколько десятилетий она может не закончится.

В цементном камне имеются открытые и закрытые поры, капиллярные ходы. Они заполнены воздухом или водой. В затвердевшем портландцементе всегда содержится определенное количество свободной извести.

2.2.1 Виды коррозии бетона

Выделяют три основных вида коррозии бетона:

1. Характеризуется растворением составных частей цементного камня (в первую очередь гидроксида кальция) в воде. В данном случае происходит растворение и вымывание (выщелачивание) образующегося при этом или уже ранее имевшегося Са(ОН)2.

2. Взаимодействие составляющих цементного камня с веществами, находящимися в окружающей агрессивной среде. В результате образуются либо легкорастворимые продукты, уносимые движущимся раствором, либо аморфные продукты, не обладающие вяжущими свойствами.

3. Продукты химических реакций агрессивного раствора и цементного камня накапливаются в порах, каналах и трещинах бетона. Там они кристаллизуются, занимают больший объем, тем самым разрушая элементы затвердевшего цемента.

Следует отметить, что эти три вида коррозии чаще всего протекают одновременно. Но все же рассмотрим их в отдельности.

2.2.1.1 Коррозионные процессы первого вида

Эти процессы могут протекать с различной скоростью. Многое зависит от толщины сооружений. Чем тоньше конструкция из бетона, тем быстрее идут процессы разрушения.

Если вода начинает фильтроваться через бетон, то разложение гидросиликатов и гидроалюминатов кальция, имеющихся в цементном камне, ускоряется. При этом значительное количество Са(ОН)2 выносится с водой из бетона. Он становится высокопористым и теряет прочность.

Все вещества, которые повышают растворимость Са(ОН)2 в воде, ускоряют коррозию цементного камня. Это, главным образом, соединения, способные взаимодействовать с ионами кальция Са2+ и гидроксид-ионами ОН-. Вещества, уменьшающие растворимость Са(ОН)2, способствуют значительному подавлению коррозионных процессов. Это вещества, образующие в растворе ионы Са2+ и ОН-.

Процессы разложения составляющих цементного камня и вымывание Са(ОН)2 несколько задерживаются, когда на поверхности бетона образуется карбонат кальция. Его образование происходит под действием углекислого газа воздуха из гидроксида кальция. Поэтому целесообразно бетонные блоки, предназначенные для подводных гидротехнических сооружений, до опускания в воду выдержать на открытом воздухе.

studfiles.net

Основные виды коррозии бетона - Специальные виды работ в строительстве

В процессе эксплуатации зданий в результате взаимодействия строительных материалов со средой происходит изменение их первоначальных свойств, которое зависит от различных факторов. Например, каменные материалы, бетон и железобетон по своей структуре и характеру взаимодействия со средой отличаются от металлов в первую очередь своей пористостью и сложностью химического состава, поэтому процесс разрушения этих материалов чрезвычайно сложен. Кроме того, разрушение бетона в строительных конструкциях может происходить в результате преобладающих физико-химических или физико-механических явлений. Выделяют три основных вида физико-химической коррозии бетона:

I - выщелачивание растворимых компонентов бетона;

II - образование растворимых соединений или продуктов, не обладающих вяжущими свойствами, в результате обменных реакций между компонентами цементного камня и жидкой агрессивной средой;

коррозия III вида характеризуется образованием и накоплением в бетоне малорастворимых солей, которые увеличиваются в объеме при переходе в твердую фазу (эти три вида коррозионного разрушения бетона официально признаны в действующем СНиП 11-28-73).

Существует также классификация коррозии бетона по В. А. Кинду: коррозия выщелачивания; общекислотная; углекислотная; сульфатная; магнезиальная.

Физико-механическое разрушение бетонных конструкций происходит в результате замораживания и оттаивания влаги, кристаллизационного давления солей при увлажнении конструкций водой, содержащей соли, с последующим испарением влаги, механического разрушения бетона при коррозии арматуры и т. д.

Коррозионное разрушение металлоконструкций классифицируется по механизму, условиям, а также по характеру протекания коррозии. В зависимости от условий различают следующие виды коррозии: атмосферная, газовая, жидкостная в неэлектролите и в электролите, подземная коррозия, вызываемая внешними или блуждающими токами, контактная и др. По характеру протекания коррозионный процесс в металлах подразделяется на различные виды (рис. 1). Скорость коррозионного разрушения металла определяется качественными и количественными показателями коррозии.

Рис. 1 Внешнее проявление коррозии металлов:а – равномерная; б – неравномерная; в – местная; г – точечная; д – подповерхностная; е – коррозия растрескивания; ж – межкристаллитная коррозия

Качественная оценка определяется по внешнему виду образцов, реакции цветных индикаторов, с помощью которых обнаруживают анодные и катодные участки коррозирующей поверхности металла. Количественная - по изменению массы, электрического сопротивления, механических показателей, а также отражательной способности поверхности металла за время коррозионного процесса. Качественная и количественная оценки коррозионной стойкости металлов определяются по десятибалльной шкале коррозионной стойкости металлов, рекомендуемой' ГОСТ 13819-68. Степень воздействия агрессивных сред на строительные конструкции определяется видом и концентрацией газов (табл. 1, 2), растворимостью газов в воде, их влажностью и температурой, наличием и концентрацией агрессивных агентов в жидкой среде, температурой, величиной напора или скоростью движения жидкости у поверхности конструкции. Для твердых сред - соль, аэрозоль, пыль, грунт - степень агрессивного воздействия определяется дисперсностью, растворимостью в воде, гигроскопичностью и влажностью окружающей среды.

svaika.ru

Коррозия бетона и арматуры - виды и методы защиты

Бетон представляет собой очень популярный в современном строительстве искусственный материал, который обладает отличными характеристиками прочности. Бетон изготавливают из частей цемента, песка, воды и щебня. Материал образуется при затвердевании густой смеси вяжущих компонентов, цемента с заполнителем. В роли заполнителя может использоваться песок, щебень или гравий.

Бетон испортился из-за коррозии

Бетон от старости покрылся ржавчиной

В настоящее время бетон считается самым востребованным материалом в современном строительстве. Коррозия бетона представляет собой процесс, который часто портит положительные качества этого материала и мешает его полноценному использованию.

Коррозия бетона представляет собой необратимый процесс, в ходе которого разрушается его структура. Под воздействием различных факторов влияния окружающей среды, а также от влияния воды, периодической разморозки и заморозки, материал приобретает хрупкость и разрушается. Кроме того, коррозия бетона может иметь место, когда материал начинает контактировать с различными агрессивными материями, которые постоянно присутствуют в окружающей среде.

Виды коррозии

Суть коррозийных процессов в бетоне была определена благодаря целому ряду исследований, в ходе которых были найдены и самые эффективные методы борьбы с процессами разрушения. Были определены основные виды коррозии бетона:

  • вымывание важных элементов структуры;
  • воздействие агрессивных веществ и кислот, которые содержатся в воде;
  • биокоррозия.

Кроме основных видов разрушения, существует еще коррозия арматуры в бетоне. Суть этого процесса лучше всего рассматривать отдельно.

Вымывание компонентов

Это самая распространенная разновидность необратимого разрушения бетона. Большая часть изделий из этого крепкого материала эксплуатируется в условиях открытого воздуха, и соответственно находится под постоянным воздействием атмосферных осадков и жидких сред различного типа.

Старый бетон на балконе

Составной частью основы является гидрат окиси кальция, который в первую очередь растворяется под воздействием влаги и воды. Гидроксид кальция постепенно разрушается и смывается, изменяя и разрушая при этом структуру изделия.

Коррозия при взаимодействии с кислотами содержащимися в воде

В процессе воздействия кислот, происходит увеличение объемов материала или вымывание известковых соединений легкорастворимого типа. Этот вид разрушения, возникает по причине воздействия разнообразных агрессивных веществ, в процессе соприкосновения с которыми образуется две разновидности соединений:

  • соли;
  • аморфные массы.

Соли, которые образуются в ходе данных процессов, могут легко растворяться и быстро вымываются водой. А аморфные массы и вовсе не обладают совершенно никакими связующими характеристиками.

Коррозия бетона кислотного типа возникает под воздействием любой из кислот, кроме поликремниевой и кремнефтористоводородной. Возникновение этих кислот становится причиной появления гидроалюминатов, гидроферитов, гидросиликатов, которые в процессе разрушения создают легкорастворимые соли и другие массы аморфного типа.

Коррозия бетона углекислотного типа представляет собой тип общекислотной коррозии, который возникает по причине воздействия воды, содержащей свободные углеродные диоксиды, на бетон. Превышение объемов содержания отрицательной углекислоты, становится причиной разрушения ранее образовавшейся карбонатной пленки.

Биокоррозия

Этот вид коррозии возникает, когда в порах и капиллярах бетона образуются соли нерастворимого характера, постепенное накапливание которых становится причиной уплотнения камня и последующего его разрушения.

Кроме того, бактерии, грибы и некоторые виды водорослей могут проникать вглубь цементного камня и развиваться там. Результаты их метаболизма, которые попадают в поры и становятся причиной постепенного разрушения камня.

Процессы разрушения арматуры в бетоне

В случае если в бетонной конструкции присутствует железная арматура или железобетон, возможно, появление еще одной разновидности порчи этого материала, который возникает вследствие разрушения арматуры.

Арматура в середине цементного камня ржавеет или происходит образование продуктов коррозии железа, по причине воздействия на бетон воды или наличия в воздухе сероводорода, хлора и сернистых газов. По объему эти материалы превышают оригинальный объем, который был задан железобетонной конструкции, а это в свою очередь, становится причиной появления внутреннего напряжения и как следствие растрескивания бетона.

Воздух и влага проникают во внутренние слои изделия к арматуре благодаря наличию пор в цементном камне. Их подводка к поверхности является неравномерной и по этой причине на разных участках может возникать электрохимическая коррозия арматуры, скорость протекания которой зависит от уровня влагопроницаемости и размеров пористости цементного камня.

Если бетон был подвержен долгому выдерживанию на воздухе, под воздействием углекислот на поверхности может образоваться тончайший слой пленки защитного типа. Такое покрытие не растворяется в воде и не подвергается воздействию солей. Этот процесс называется карбонизация. Он обеспечивает протекцию от коррозии цементного камня, но может стать причиной такого явления, как коррозия арматуры.

Арматура разрушена в железзобетоне

Методы защиты арматуры

На сегодняшний день используется несколько способов, благодаря которым обеспечивается защита арматуры от коррозии. Среди них можно выделить:

  • облагораживание окружающей металл среды, при помощи использования качественных разновидностей бетона со специальным составом или введения ингибридов;
  • использование дополнительных методов защиты арматуры бетона от коррозии;
  • улучшение характеристик используемого металла.

Сам бетон является средой, которой окружен металл, так как именно он находится вокруг арматуры. Для того, чтобы продлить срок использования арматуры, необходимо просто постараться и улучшить влияние бетонного камня на стальную арматуру. Прежде всего, необходимо исключить или уменьшить содержание в составе цемента веществ, которые могут способствовать усилению разрушительных процессов.

Если изделия из бетона используются в условиях влажности периодического характера, их необходимо пропитывать специальными пропитками битумного или петролатумного типа, которые в значительной степени снижают проницаемость бетона. И если насыщать бетонный камень таким образом постоянно, то можно свести все процессы разрушения к минимуму.

Методы защиты бетона

Первичная защита бетона от коррозии осуществляется благодаря использованию разнообразных минеральных добавок, которые увеличивают его плотность. Этот метод является максимально эффективным, но следует всегда помнить о том, что его неправильное использование может стать причиной совершенно противоположного результата. Специально для таких целей могут использоваться стабилизирующие, пластифицирующие или влагоудерживающие добавки.

Повысить качество эксплуатационных характеристик этого материала можно благодаря использованию различных добавок химического типа, которые позволяют увеличить уровень его прочности. Благодаря увеличению последней, уменьшается уровень попадания внутрь бетонных конструкций различных веществ и соединений агрессивного характера.Специальная добавка для бетона

Вторичная защита цементного камня подразумевает использование специальных покрытий, которые предотвращают попадание на его поверхность различных агрессивных веществ. Для этого чаще всего используются разнообразные лаки и краски или защитные смеси. Отличным способом вторичной защиты может стать карбонизация бетона или дополнительная гидроизоляция.

Покрытия из акрила, лаки и специальные краски, нанесенные на поверхность бетона, не дают попадать на поверхность частичек твердого и газообразного типа которые часто и становятся причиной необратимых процессов повреждения. Благодаря таким покрытиям можно достаточно надежно защитить бетон от воздействия влаги и вредоносных микроорганизмов.

Не менее эффективным считается метод защиты цементного камня при помощи уникальных мастик, образующих на его поверхности защитный барьер, который предохраняет ее от влаги и других твердых сред.

Биоцидные добавки внутреннего и внешнего типа защищают бетон от попадания и воздействия микроорганизмов, бактерий и грибков как внутри изделия, так и снаружи.

Самым эффективным методом защиты цементного камня от возникновения необратимых разрушительных процессов, которые вызывает коррозия бетона, специалисты считают комплексное использование первичной и вторичной защиты. Только комплексный подход позволит сохранить изделия и обеспечит им длительный срок службы.

kraska.guru