ГлавнаяРазноеБиологическая коррозия бетона

Подходы к защите от коррозии бетона. Биологическая коррозия бетона


Коррозия бетона и железобетона

Коррозийным разъеданием подвергаются многие строительные материалы, в том числе и бетон. Она представляет собой разрушение металлов под воздействием физико-химических или химических факторов окружающей среды. Чтобы предотвратить разрушение в сооружениях из бетона и железобетона существуют различные методы защиты. Это могут быть покрытия поверхности с помощью специального стойкого материала или разнообразными лаками, пропитками.

Определение коррозии

Коррозия представляет собой разъедание строительных материалов под влиянием физических, химических и биологических факторов при контакте с окружающей средой. Бетон имеет в своем составе наименее прочный компонент – это цементный камень. Именно с этой части материала начинается коррозийный процесс. Разрушение случается в результате воздействия различных видов вод, а именно:

  • сточных;
  • вод в траншеях или трубах;
  • морских;
  • речных;
  • грунтовых.

Наиболее опасны для бетонов грунтовые воды вблизи промышленных предприятий из-за наличия в них химических выбросов. Также при воздействии с бетоном и железобетоном наносят им весомый вред сточные воды. Коррозия бетона воздействует на гидротехнические сооружения, загрязняет воздух, однако, такая концентрация газа в окружающей среде не вредит здоровью человека, но способствует разрушению бетонных конструкций.

Разрушения строительных материалов разнообразны и могут находиться разрушающие микроорганизмы как в прямом контакте, так и внутри структур. Ускоряется разъедание в бетоне при повышенной влажности окружающей среды.

Виды и описание

Сульфатная коррозия.

Существуют разновидности бетонной коррозии:

  • Радиационная, которая зависит от дозы ионизирующего облучения и количества цементного камня. Вследствие чего искажается кристаллическая решетка минералов, расширяется заполнитель, который приводит к микротрещинам, макротрещинам в материале, а в дальнейшем к полному разрушению.
  • Химическая, происходящая вследствие атмосферных осадков и под воздействием углекислого газа, входящий в состав воздуха. Таким образом, в строительстве бывает газовая коррозия, которая особенно актуальна при большом количестве влаги.
  • Биологическая. Разъедания, связанные с биологической коррозией, появляются в результате воздействия химических веществ, получившиеся при эксплуатации бетонных конструкций.
  • Физико-химическая коррозия появляется в результате замерзания воды. В жидком состоянии вода попадает в поры материала, а в результате минусовых температур она замерзает. Образовавшийся лед расширяется и распирает постройки, в итоге образуются трещины.

Химические разъедания

Образуются под взаимодействием бетонного камня с веществами окружающей среды. Процессы химической коррозии относятся к трем категориям:

  • В результате кристаллизации материалов происходит растрескивание. Трещины являются последствием расширения объема материала из-за низких температур.
  • Выщелачивание мягкими водами с последующим образованием белого налета.
  • Цементная бацилла, которая является последствием влаги, разрушает бетонные конструкции. На них образуются трещины и растрескивания.

Физико-химическая

Схема процесса коррозии.

В этом случае цементный камень расходится в воде. В результате чего гидроксид кальция вымывается или растворяется. Растворение железобетона из-за воздействия воды случается с различной быстротой. Так, например, плотные массивные конструкции подвластны коррозии лишь по истечении многих десятилетий. В сооружениях с тонкими оболочками, вымывание кальция случается уже через 2-3 года. В момент прохождения вод через бетон, процесс разложения ускоряется во много раз, и уменьшаются прочностные характеристики материала.

Биологические разрушения

Коррозия с образованием больших объемов биологических соединений в камне, является итогом влияния проникающих в бетон различных веществ. Это способствует появлению внутреннего напряжения и трещин в бетонной конструкции. Биологическая коррозия определяется наличием на цементном камне бактерий, мхов, грибков или лишайников.

Биологические разрушения развиваются из-за прямого контакта микроорганизмов с материалом. А также биоорганизмы, которые могут нанести вред материалу, находясь на расстоянии. Развиваются биологические коррозии в условиях техногенной среды с большим содержанием влаги в атмосфере.

Радиационная

Коррозия бетона бывает радиационной, которая возникает в результате радиационного излучения. Она способствует удалению из бетонной конструкции кристаллизованной жидкости и тем самым приводит к нарушению прочности структуры. Продолжительное воздействие радиационного облучения приводит к жидкому состоянию кристаллических веществ. Появляется напряжение в бетонном растворе, и возникают трещины.

Факторы влияния

Коррозия бетона возникает под воздействием следующих обстоятельств, от которых зависит скорость разрушения зданий и сооружений:

  • умение поверхности бетонного раствора противодействовать веществам;
  • пористость материала;
  • вещества, находящиеся в атмосферных осадках;
  • капиллярность.

Главная составляющая бетона – это его пористость, которая определяет количество пор и наличие плотности в структуре материала. От пористости бетона зависит возможность влагопоглощения конструкции при таянии снежных масс или других атмосферных осадков. Материал со значительным количеством пор подвластен большей возможности разрушения в результате физико-химической коррозии. Поэтому защита бетона от коррозии должна начинаться на начальном этапе постройки зданий и сооружений, ведь все виды коррозии бетона приводят к разрушению построек.

Антикоррозийная защита

Защита бетона от коррозии.

Виды коррозийных разрушений бетона различны и многообразны. Многих строителей интересует вопрос защиты бетонных конструкций от влияния негативных внешних факторов окружающей среды.

Зачастую подвергаются разрушению верхние слои бетона, тогда защита заключается в применении бетона с небольшим количеством капилляров в его структуре. Используя препарат от возникновения трещин еще на начальном этапе строительства, это поможет уберечь сооружения от выщелачивания и вымывания.

Защита от разрушений в виде ржавчины разделяется:

  • способы, изменяющие состав бетона, при этом, делая его более прочным и устойчивым к негативным воздействиям окружающей среды;
  • мероприятия, связанные с покрытием поверхности материала гидравлическими препаратами;
  • комбинированные мероприятия, которые включают в себя покрытие бетона антикоррозийным препаратом с дальнейшим его проникновением вглубь материала.

Применение в состав бетона белитового цемента позволит снизить количество выделяемого гидроксида кальция, что способствует испарению жидкости. Такой компонент позволит уплотнить материал и тем самым прекратит проникновение жидкости через бетонный раствор.

Еще один вид разрушения бетонного сооружения от ржавчины — сульфатная коррозия бетона. Она появляется в результате взаимосвязи сульфатов с камнем в цементе раствора. Разрушение наблюдается в виде искривлений конструкции и распирания конструктивных элементов.

Металлические части конструкции покрывают специальными защитными материалами.

Коррозию бетона, возникшую из-за воздействия вод, предотвращают разными путями. Используют разнообразные добавки, препараты на начальном этапе приготовления бетонного раствора: водоотводы или гидроизоляцию.

Защита бетона от разъеданий подразделяется на: первичную и вторичную. Также подвластны воздействию разъедания ржавчиной сооружения из железобетона. Для их спасения применяют ингибиторы металлической коррозии в момент приготовления бетонного раствора. Таким образом, на составляющих из железобетона образуется пленка, которая останавливает контакт металла с бетоном.

Первичная

Данная защита обусловлена введением дополнительных препаратов в состав бетонной смеси в процессе его приготовления. Такой способ позволит изменить состав смеси и убережет в дальнейшем здания и сооружения от разрушений.

Применяют разнообразные стабилизирующие, гидроизоляционные, пластифицирующие, биоцидные и другие препараты. При выборе вспомогательных препаратов для изготовления раствора отталкиваются от условий эксплуатации бетонного камня. Например, при изготовлении цементного раствора в водах с большим содержанием сульфата снижают количество свинца.

Что используется?

Улучшают бетонный раствор и его прочностные характеристики химические препараты. Они позволяют сократить в порах агрессивные вещества, которые замедляются при движении. А, значит, коррозия арматуры в бетоне подвергается меньшим разъеданиям. Используя химические препараты в качестве добавок в цементный раствор, увеличивают замкнутость пор. Благодаря этому образуется высокая морозостойкость бетона и железобетона. Используют химические добавки: противоморозные, воздухопоглощающие, уплотняющие, замедлители схватывания.

Применение добавок в бетонную смесь, которые повышают морозостойкость.

Применяют добавки, которые способны улучшить сразу пару показателей или, наоборот, один улучшают, другой снижают. Для защиты бетонных сооружений от разъедания его составляющих ржавчиной используют такие добавки:

  • сульфатно-дрожжевую бражку;
  • мылонафт;
  • кремнийорганическую жидкость.

Вторичная

Вторичная защита от разрушений ржавчиной бетонных сооружений и зданий из железобетона заключается в защитном покрытии верхнего слоя цементного камня. Защита состоит из лакокрасочных покрытий и уплотняющей пропитки. Также к ней относят выдержу бетона определенное время на воздухе.

Что используется?

Вторичная защита включает в себя следующие добавки, при которых разъедание ржавчиной бетонных построек сводится к минимуму:

  • пропитки с уплотнением;
  • покрытия красками и акрилами, с помощью которых образуется защитная пленка;
  • защита мастиками, которая актуальна при большом воздействии на бетонный раствор влаги;
  • защита оклеиванием полиизобутиленовыми пластинами;
  • биоцидные добавки, которые оберегают сооружения от грибков, плесени и микроорганизмов. Большего эффекта можно добиться, используя первичную и вторичную защиту в комплексе.

Заключение

Коррозийные воздействия опасны для бетонных зданий и сооружений из железобетона. Важно следить за постройками и всячески предотвращать появление разъедающей ржавчины. Иначе постройка, на которую ушло много сил и финансов, может полностью пасть. На рынке строительных материалов присутствует множество различных добавок, которые способны спасти постройку от разрушений.

Главное, принять меры как во время работы и в момент приготовления раствора, так и поддерживать сооружения в дальнейшем, чтобы коррозия бетона не разрушила все труды.

beton-stroyka.ru

Коррозия бетона и методы борьбы с ней

     Для предотвращения этого вида коррозии применяют глиноземистый цемент, сульфатостойкие портландцемента и бетоны повышенной плотности.

     Сульфатно-магнезиальная  коррозия возникает при действии на цементный камень сульфата магния MgSO4. Реакция идет по схеме: Са(ОН)2 + MgSO4 + 2Н2О = CaSO4 х2Н2О + Мg(ОН)2. Образуется рыхлая масса Мg(ОН)2 и кристаллы CaSO4 х 2Н2О, которые растворяются в воде. Влияние на цемент сказывается при концентрации MgSO4 более 0,5-0,75%. Происходит совмещение двух видов коррозии — магнезиальной и сульфатной. 

     Физико-химическая коррозия бетона 

     Коррозия  этого вида вызывается фильтрацией  сквозь толщу бетона мягкой воды, вымывающей его составные части, особенно гидрат окиси кальция — гашеную известь. Этот процесс, называемый выщелачиванием извести, весьма опасен для бетона, поскольку известь является составляющей почти всех цементов.

     Внешним признаком коррозии такого вида является белый налет на поверхности конструкции  в месте выхода воды, что и послужило  основанием назвать данный вид коррозии «белой смертью» бетона.

     В технической литературе можно встретить  термин «карбонизация», который характеризует  этот процесс. Карбонизация бетона ведет  к потере бетоном его защитных свойств: арматура подвергается воздействию  агрессивной среды. В результате карбонизации на поверхности бетона образуются тонкие трещины, которые  впоследствии могут привести к отслаиванию  бетона.

     Если  приток воды очень мал и она  испаряется на поверхности бетона, то гидрат окиси кальция остается в толще бетона, уплотняет его  и прекращает фильтрацию. Этот процесс  называется самозалечиванием бетона.

     Для предотвращения физико-химической коррозии рекомендуется изоляция сооружений от агрессивных вод, содержащих сульфаты, а также их отвод, снижение концентрации солей, воздействующих на растворы. 

     Биологическая коррозия бетона 

     Биологическая коррозия - прямое или косвенное  воздействие низших форм живых организмов, влияющих на внешний вид или технические  свойства бетона. К таким организмам относятся бактерии, морские водоросли, грибки, лишайники, мхи и т. д.

     Биоповреждения  неорганических строительных материалов, к которым относится бетон, преимущественно  сводятся к нарушению сцепления  составляющих компонентов этих материалов в результате воздействия минеральных  или органических кислот микробного происхождения. Бетонные сооружения разрушаются  вследствие химических реакций между  цементным камнем и продуктами жизнедеятельности  микроорганизмов.

     Пористая  структура бетона способствует вовлечению микроорганизмов в коррозионные процессы. Первые упоминания об участии  бактерий в коррозии бетона относятся  к 1901 г. При обследовании бетонного  водопроводного канала в поверхностном  слое поврежденного бетона были обнаружены нитрифицирующие бактерии.

     Благодаря переменности сечений контактирующих пор микроструктура цементного камня  обладает непроницаемостью для частиц или микроорганизмов определенного  размера, как правило, намного меньше среднего размера пор. Омываемый  жидкостью бетон фильтруют воду, а мелкие частицы и микроорганизмы задерживаются на поверхности материала  и вступают с ним во взаимодействие.

     Продукты  жизнедеятельности микроогранизмов такие как: кислоты, сульфиды, аммиак и другие, являются агрессивными и вызывают разрушение бетона, а также арматуры в железобетонных конструкциях.

     Неорганические  и органические кислоты и сероводород  образуются тионовыми, нитрифицирующими, углеводородокисляющими, сульфатредуцирующими бактериями, грибами, дрожжами и другими микроорганизмами. Наиболее активны в коррозионном отношении литотрофные бактерии, окисляющие неорганические соединения: серу, сульфиды, сульфат закиси железа, аммиак с образованием серной и азотной кислот.

     Плесневые грибы - типичные возбудители окислительного брожения. Окислительное брожение, вызываемое плесневыми грибами и так называемыми окислительными бактериями, может происходить только в случае, если у микроорганизмов есть особые энзимы - редуктазы, способствующие неполному разрушению углеводородов в присутствии кислорода воздуха. В качестве промежуточных продуктов этого биохимического процесса образуются органические кислоты (глюконовая, щавелевая, янтарная и лимонная), вызывающие коррозию металлов и органических материалов - разъедание, снижение веса, изменение окраски, потерю прочности - так называемые вторичные явления.

     С точки зрения условий развития процессов  биокоррозии, которые связаны с жизнедеятельностью живых организмов, следует различать два основных случая, имеющих значение и для разработки мер защиты от этого вида коррозии. В первом случае биоорганизмы - животные, растения, чаще всего микроорганизмы - находятся в непосредственном контакте с наружной или внутренней (для пористых материалов) поверхностью строительной конструкции и в процессе метаболизма взаимодействуют с материалом, в результате чего снижается прочность или ухудшаются другие эксплуатационные качества материала, т.е. происходит повреждение материала и сокращение сроков его эксплуатационной пригодности.

     Во  втором случае биоорганизмы являются продуцентами веществ, агрессивных по отношению к строительному материалу, но непосредственно в пространстве и времени не связаны со строительной конструкцией. Коррозионные процессы могут развиваться на значительном расстоянии от места обитания биоорганизмов, вырабатывающих агрессивные по отношению к строительному материалу вещества. Этот процесс может быть отдален во времени от момента, когда наступает контакт агрессивного компонента со строительной конструкцией.

     При твердении бетон покрывается  защитной пленкой, образованной углекислым кальцием. Пока пленка цела, она препятствует диффузии воды внутрь бетонной кладки и тем самым защищает бетон  от разрушения. Тионовые бактерии, поселяющиеся на поверхности карбонатного слоя, разрушают его, изменяя рН прилегающей воды за счет образуемой ими кислоты. Кроме того, тионовые бактерии приносят вред продуцированием сульфатов, поскольку последние образуют эттрингит, ускоряющий разрушение цементного камня.

     Интенсивное развитие коррозии бетона и железобетона наблюдается в условиях техногенных  сред. Высокая влажность, наличие  органического вещества, жиров и  продуктов их гидролиза, аммиака, растворов  солей создают благоприятные  условия для интенсивного развития активных в коррозионном отношении  микроорганизмов.

Например, исследование микрофлоры бетона, гидроизоляции, кирпича, штукатурки на ряде мясокомбинатов показало, что во всех пробах стройматериалов  присутствуют микроорганизмы, способные  вызывать коррозию. Так, численность  гетеротрофных бактерий, использующих для своего развития органические вещества и образующих аммиак и органические кислоты, достигала 103 клеток на 1 г материала. 

                                  Защита от коррозии 

     Повышение стойкости бетонов к процессам  коррозии может обеспечиваться соответствующим  подбором составов, увеличением плотности  путем уменьшения водоцементного отношения, выбором специальных вяжущих  и заполнителей, применением наиболее эффективных методов уплотнения смеси, путем обработки поверхностного слоя (флюатирование, пропитка полимерами), введением различных солей (силикатов и алюминатов натрия, хлористого железа, стеаратов кальция), поверхностно-активных веществ, абиетанов натрия, кремнийорганических соединений, щелочестойких латексов, поливинилацетатов, изменяющих структуру, повышающих плотность, уменьшающих водопотребность и т.д.

     К числу вредных добавок для  бетонов относятся те, которые  способствуют образованию легкорастворимых веществ (например, сахар, образующий легкорастворимый кальциевый сахарит и др.). Морская вода очень вредно влияет на бетон из обычного цемента в виду возможности обменного образования кальциевых соединений с растворами солей легкорастворимых соединений.

     В условиях воздействия агрессивной  среды при выборе цемента для  бетонов следует руководствоваться  следующими положениями:

  • для бетона, находящегося в зоне переменного уровня грунтовых вод, нельзя применять пуццолановый портладцемент;
  • в сульфатных водах заметная сульфоалюминатная коррозия портландцемента начинается при концентрации ионов порядка 300 мг/л;
  • сульфатостойкий портландцемент обеспечивает удовлетворительную стойкость конструкции в сульфатных водах;
  • сульфатостойкий портландцемент можно заменить сульфатостойким пуццолановым портландцементом;
  • хорошую стойкость в сульфатных водах имеют глиноземистые сульфатированные и глиноземистые шлаковые цементы.

     К методам вторичной защиты относится  нанесение различных защитных покрытий: применение биоцидных материалов, цементизация, силикатизация, смолизация, применение оклеечных материалов, применение уплотняющих пропиток и лакокрасочных мастичных покрытий.

     Биоцидные материалы – это материалы, которые уничтожают и подавляют грибковые образования на бетонных конструкциях. Принцип действия биоцидных материалов заключается в проникновении химически активных элементов в структуру бетона и заполнении микротрещин и пор.

     Цементизация – нагнетание цементного раствора через пробуренные в конструкции отверствия, что увеличивает ее плотность и водонепроницаемость, а тем самым и коррозионную стойкость бетона. Но этот способ недостаточно эффективен, что объясняется грубодисперсным составом цементов.

     Силикатизация состоит в нагнетании через пробуренные  в конструкциях отверстия жидкого  стекла, которое, проникая в пустоты  и поры, заполняет их. Вводимый вслед  за этим раствор хлористого кальция, реагируя с жидким стеклом, образует уплотняющий осадок из плохо растворимого гидросиликата кальция и нерастворимого геля кремнезема.

     Смолизация предусматривает предварительное нагнетание в бетон 4%-го раствора щавелевой или кремнийфторводородной кислоты и последующее введение раствора карбамидной смолы с отверждающей добавкой. Смолизация рекомендуется для повышения плотности и водонепроницаемости конструкции с мелкими порами и при отсутствии фильтрации воды.

     Оклеечные материалы применяются при воздействии жидких сред (например, если бетонная в облицовочных покрытиях. Это могут быть рулоны нефтебитума, полиэтиленовая пленка, полиизобутиленовые пластины. Уплотнение поверхности бетона торкретированием и железнением также позволяет предотвратить развитие коррозии.

     Уплотняющие пропитки придают бетону высокие  гидрофобные свойства, резко повышают водонепроницаемость и снижают  водопоглощение материала. Благодаря этим свойствам, их применяют в условиях повышенной влажности и в местах, где присутствует необходимость обеспечения специальных санитарно-гигиенических требований.

     Лакокрасочные мастичные покрытия используются при  воздействии жидких сред, а также  при непосредственном контакте бетона с твердой агрессивной средой.

     Антикоррозионные  покрытия можно применять везде, где существует подобная необходимость  для бетона. При выборе защитных средств следует учитывать особенности воздействия среды, возможные физические и химические воздействия.

     Увеличение  срока службы строительных конструкций  и оборудования достигается путем  правильного выбора материала с  учетом его стойкости к агрессивным средам, действующим в производственных условиях. Кроме того, необходимо принимать меры профилактического характера. К таким мерам относятся: герметизация производственной аппаратуры и трубопроводов; хорошая вентиляция помещения; улавливание газообразных и пылевидных продуктов, выделяющихся в процессе производства; правильная эксплуатация различных сливных устройств, исключающая возможность проникновения в почву агрессивных веществ; применение гидроизолирующих устройств и др.

     Здания  и сооружения гражданского, промышленного, военного и транспортного назначения являются основой экономики любого государства мира. По оценкам специалистов значительное количество этих объектов в силу естественного старения и  процессов коррозии находится в  предаварийном состоянии, что создает  угрозу техногенных аварий и катастроф. Постоянный контроль за состоянием и своевременные меры по восстановлению – это единственный способ решения вопроса долговременной и безопасной эксплуатации основных фондов.  

stud24.ru

Коррозия бетона | Snip8 | Биологическая коррозия бетона

Биологическая коррозия - прямое или косвенное воздействие низших форм живых организмов, влияющих на внешний вид или технические свойства бетона. К таким организмам относятся бактерии, морские водоросли, грибки, лишайники, мхи и т. д.

Биоповреждения неорганических строительных материалов, к которым относится бетон, преимущественно сводятся к нарушению сцепления составляющих компонентов этих материалов в результате воздействия минеральных или органических кислот микробного происхождения. Бетонные сооружения разрушаются вследствие химических реакций между цементным камнем и продуктами жизнедеятельности микроорганизмов.

Пористая структура бетона способствует вовлечению микроорганизмов в коррозионные процессы. Первые упоминания об участии бактерий в коррозии бетона относятся к 1901 г. При обследовании бетонного водопроводного канала в поверхностном слое поврежденного бетона были обнаружены нитрифицирующие бактерии.

Благодаря переменности сечений контактирующих пор микроструктура цементного камня обладает непроницаемостью для частиц или микроорганизмов определенного размера, как правило, намного меньше среднего размера пор. Омываемый жидкостью бетон фильтруют воду, а мелкие частицы и микроорганизмы задерживаются на поверхности материала и вступают с ним во взаимодействие.

Продукты жизнедеятельности микроогранизмов такие как: кислоты, сульфиды, аммиак и другие, являются агрессивными и вызывают разрушение бетона, а также арматуры в железобетонных конструкциях.

Неорганические и органические кислоты и сероводород образуются тионовыми, нитрифицирующими, углеводородокисляющими, сульфатредуцирующими бактериями, грибами, дрожжами и другими микроорганизмами. Наиболее активны в коррозионном отношении литотрофные бактерии, окисляющие неорганические соединения: серу, сульфиды, сульфат закиси железа, аммиак с образованием серной и азотной кислот.

Плесневые грибы - типичные возбудители окислительного брожения. Окислительное брожение, вызываемое плесневыми грибами и так называемыми окислительными бактериями, может происходить только в случае, если у микроорганизмов есть особые энзимы - редуктазы, способствующие неполному разрушению углеводородов в присутствии кислорода воздуха. В качестве промежуточных продуктов этого биохимического процесса образуются органические кислоты (глюконовая, щавелевая, янтарная и лимонная), вызывающие коррозию металлов и органических материалов - разъедание, снижение веса, изменение окраски, потерю прочности - так называемые вторичные явления.

С точки зрения условий развития процессов биокоррозии, которые связаны с жизнедеятельностью живых организмов, следует различать два основных случая, имеющих значение и для разработки мер защиты от этого вида коррозии. В первом случае биоорганизмы - животные, растения, чаще всего микроорганизмы - находятся в непосредственном контакте с наружной или внутренней (для пористых материалов) поверхностью строительной конструкции и в процессе метаболизма взаимодействуют с материалом, в результате чего снижается прочность или ухудшаются другие эксплуатационные качества материала, т.е. происходит повреждение материала и сокращение сроков его эксплуатационной пригодности.

Во втором случае биоорганизмы являются продуцентами веществ, агрессивных по отношению к строительному материалу, но непосредственно в пространстве и времени не связаны со строительной конструкцией. Коррозионные процессы могут развиваться на значительном расстоянии от места обитания биоорганизмов, вырабатывающих агрессивные по отношению к строительному материалу вещества. Этот процесс может быть отдален во времени от момента, когда наступает контакт агрессивного компонента со строительной конструкцией.

При твердении бетон покрывается защитной пленкой, образованной углекислым кальцием. Пока пленка цела, она препятствует диффузии воды внутрь бетонной кладки и тем самым защищает бетон от разрушения. Тионовые бактерии, поселяющиеся на поверхности карбонатного слоя, разрушают его, изменяя рН прилегающей воды за счет образуемой ими кислоты. Кроме того, тионовые бактерии приносят вред продуцированием сульфатов, поскольку последние образуют эттрингит, ускоряющий разрушение цементного камня.

Интенсивное развитие коррозии бетона и железобетона наблюдается в условиях техногенных сред. Высокая влажность, наличие органического вещества, жиров и продуктов их гидролиза, аммиака, растворов солей создают благоприятные условия для интенсивного развития активных в коррозионном отношении микроорганизмов.

Например, исследование микрофлоры бетона, гидроизоляции, кирпича, штукатурки на ряде мясокомбинатов показало, что во всех пробах стройматериалов присутствуют микроорганизмы, способные вызывать коррозию. Так, численность гетеротрофных бактерий, использующих для своего развития органические вещества и образующих аммиак и органические кислоты, достигала 103 клеток на 1 г материала.

Рекомендации по защите от биокоррозии

В любом случае предотвратить возникновение коррозии гораздо легче, чем бороться с ее последствиями. Поскольку биологическая коррозия развивается в условиях повышенной влажности, эффективными средствами профилактики для защиты материала являются его надежная гидроизоляция с помощью: пропитки природными или синтетическими смолами, окраске, оклейке рулонными материалами, защитной штукатурке, облицовки.

Если все же конструкция подверглась воздействию микроорганизмов необходимо удалить поврежденный слой материала. Просушить конструкцию и обработать поверхность дезинфицирующим составом не менее чем в два приема и после этого вновь ее оштукатурить.

вернуться к выбору статей ремонт квартиры своими руками

При использовании материалов ссылка на Snip8.narod.ru обязательна

snip8.narod.ru

основные химические и физические процессы

Наиболее часто используемый в строительстве материал — бетон, относят к искусственным каменным материалам. В его основу входят экологически чистые материалы: песок, вода, щебень, гравий, цемент.

Его считают одним из самых прочных материалов, но при взаимодействии с различными средами, вследствие химических реакций, протекающих как внутри, так и на поверхности, наблюдается коррозия бетона. Она приводит к разрушению поверхностных слоёв, внутреннему разрушению бетонных конструкций.

Факторы, влияющие на коррозийные процессы

Урон, который может нанести коррозия бетона и железобетона зависит от нескольких факторов:

  • химического состава среды, воздействию которой подвергается бетонный камень;
  • температуры, при которой протекают реакции;
  • плотности, вида бетона;
  • скорости протекания агрессивных сред;
  • толщины и физических показателей защитного слоя;
  • напряжённого состояния конструкции.

КоррозияФакторы могут влиять по отдельности и в сочетании, поэтому существует несколько способов классификации. Если происходит взаимодействие бетона с растворами солей аммония — аммонийная коррозия, с кислотами — кислотная, с сульфатами — сульфатная, с растворами магнезиальных солей — магнезиальная, с щёлочью — щелочная. Действие радиации приводит к радиационной коррозии, а агрессивной углекислоты — к углекислой.

Различные причины, вызывающие те или иные процессы коррозии, объединённые основными признаками, разделяют на три вида:

  • коррозия первого вида — развивается, когда действие вод имеет небольшую временную жёсткость. При этом вещество, связывающее щебень или гравий бетона, растворяется, а протекающая вода его вымывает;
  • коррозия второго вида — протекает на фоне реакций обмена между компонентами бетона и химическими веществами, которые содержат в воде. Вымываются продукты реакций, что приводит к образованию пор в бетоне. Поры частично заполняются теми же продуктами реакций, только в гелеобразном состоянии. Такое состояние вещества не имеет вяжущих свойств. В качестве реагентов со стороны воды выступают, обычно, кислоты и магнезиальные соли;
  • коррозия третьего вида — процессы, которые приводят к развитию в капиллярах бетона кристаллов труднорастворимых солей. Росту кристаллов препятствуют стенки капилляров, от этого внутри возникает напряжение, которое и ведёт к разрушению бетона изнутри. К образованию кристаллов склонны сульфаты.

Обратить внимание! Газы оказывают подобное действий как и жидкости. Результат действия зависит от вида газовой среды, её концентрации, температуры, влажности.

Различные виды коррозии сочетают в себе физические и химические факторы, а процессы протекают со значительно большими разрушениями если добавляются внешние механические воздействия.

Воздействие биологических организмов

В более широком смысле классифицируют такие типы коррозии: химическую, физико-химическую, биологическую. Химическая и физико-химическая являются взаимосвязанными. Биологическая больше связана с внешними факторами.Воздействие на бетон

В результате жизнедеятельности бактерий, морских водорослей, грибков, лишайников выделяются продукты, которые вступают с бетонным камнем в химические реакции. Сами микроорганизмы могут воздействовать с внешней части конструкций, а так же попадать в поры и капилляры бетона при обмывании их водой, а там выделять неорганические и органические кислоты, аммиак.

Биологической атаке бетон подвергается как при непосредственном соприкосновении с микроорганизмами, так и при их развитии на расстоянии. Во втором случае агрессивные химические продукты насыщают газовую или водную среду на расстоянии, ещё до её контакта с бетонным камнем.

Среда микроорганизмов особо опасных для бетонированных конструкций выделяют тионовые, нитрифицирующие, углеводородокисляющие, сульфатредуцирующие, литотрофные бактерии. Они могут окислять такие неорганические вещества как сера, сульфаты, сульфиты, аммиак. В результате таких химических реакций часто образуются серная и азотная кислота.

Особенности физико-химических процессов

Для физико-химической коррозии определены, перечисленные выше, три вида коррозии. Внешним признаком первого вида коррозии будет налёт в том месте, где вода испаряется или фильтруется. В таких местах из бетона вымывается известь, а процесс называется выщелачиванием.

Обратить внимание! Если скорость потока, омывающего поверхность, невелика, тогда известь не вымывается, а остаётся на бетонном камне. Такой слой не даёт фильтрирующей среде проходить через бетон и коррозия прекращается.

Для коррозии второго типа характерны взаимодействия с кислотой (соляной, серной, азотной, уксусной, молочной) и щелочами. так же агрессивными являются вещества разрушающие известь (соли магния, аммония).

Активно разрушают бетон масла, животные жиры, что часто наблюдается на мясокомбинатах, молокозаводах. К нам присоединяют и активно размножающиеся в таких веществах бактерии, грибки.

Третий вид коррозии может протекать не только под действие химических процессов, но и за счёт частого замерзания и оттаивания бетонных открытых конструкций. Особенно если бетон находится в водонасыщенном состоянии. Разрушение происходит под действием кристаллов льда, его линейного расширения.

Защитные мероприятия

Основные способы, с помощью которых проводится защита бетона от коррозии, разделяются на два вида:

  • первичные;
  • вторичные.

Первично бетон защищают ещё на стадии производства с помощью введения различных добавок: пластифицирующих, стабилизирующих, водоудерживающих, регулирующих схватывание. Так же подбирается цемент, в соответствии с возможным видим коррозии при эксплуатации бетонной конструкции: для сульфатных вод подходит портландцемент, сульфатированный, глинозёмный шлаковый цемент.

При вторичной защите, поверхность обрабатывают защитными покрытиями, таки как :

  • биоцидные материалы;
  • цементирующие составы;
  • силикатные вещества;
  • смолы;
  • оклеечные материалы;
  • лакокрасочные мастики;
  • уплотняющие пропитки.

Бетон и железобетон: сходство и отличие

Бетон в чистом виде для строительства применяют не очень часто, обычно, его армируют с помощью металлических стрежней. В результате получаются железобетонные конструкции. Именно они подвергаются электрохимической коррозии. Способствуют электрохимической коррозии железобетона процессы в растворах электролитов, во влажных газах, в расплавах солей и щелочей.Железобетон

Неравномерное смачивание металлической арматуры приведёт к образованию анодных и катодных участков. При этом анод будет растворяться, а катод, наоборот, станет накопителем восстановленного водорода.

Коррозия арматуры в бетоне не всегда совпадают по причинам с коррозией самого бетонного камня. Обычно это высокая влажность и присутствие в атмосфере хлора, сероводорода, сернистых газов.

Стойкость бетона повышается в следствии карбонизации, но при этом арматура подвергнется коррозии.

Защита железобетонных конструкций от коррозии сводится в защите бетона и самой арматуры. Для арматуры станет защитой плотный слой бетона без добавок хлористого кальция. Введение нитрата натрия в основной состав, позволит получить окисную плёнку на металле, которая и защитит арматуру.

stroitel5.ru

Бетон | Snip_8 | Коррозия бетона

Виды коррозии бетона

Свойства агрессивных сред и условия их воздействия на строительные конструкции весьма разнообразны. Не менее разнообразны свойства бетона и железобетонных конструкций. Поэтому нет возможности перечислить все коррозионные процессы, которые могут протекать при взаимодействии внешней среды с бетоном и железобетоном. Для оценки характера коррозионного процесса и степени агрессивного действия различных веществ, содержащихся во внешней среде на бетоны необходима классификация таких воздействий по общим признакам.

Коррозионную стойкость бетонов на портландцементе начали изучать одновременно с изучением процессов твердения этого вяжущего. По мере улучшения качества цемента, углубления знаний о процессах, происходящих в системе цемент - вода, появилась необходимость изучить коррозионные процессы и устойчивость соединений цементного камня к различным воздействиям. В бывшем СССР такие исследования проводились НИИЖБ, МАДИ, НИИПромстрой, Харьковский ВНИИВодгео, Донецкий и Ростовский (на Дону) Промстройниипроектами и другими научно-исследовательскими организациями и вузами.

Анализ большого экспериментального материала и результатов исследований сооружений, подвергавшихся действию различных агрессивных сред, позволил В.М. Москвину выделить три основных вида коррозии бетона. Первый вид коррозии включает процессы, возникающие в бетоне при действии жидких сред, способных растворять компоненты цементного камня. Составные части цементного камня растворяются и выносятся из структуры бетона. Особенно интенсивно эти процессы происходят при фильтрации воды через толщу бетона.

Второй вид коррозии включает процессы, при которых происходят химические взаимодействия - обменные реакции - между компонентами цементного камня и агрессивной среды, образующиеся продукты реакции или легко растворимы и выносятся из структуры в результате диффузии влаги, или отлагаются в виде аморфной массы.

Третий вид коррозии включает процессы, при развитии которых происходит накопление и кристаллизация малорастворимых продуктов реакции с увеличением объема твердой фазы в порах бетона. Кристаллизация этих продуктов создает внутренние напряжения, которые приводят к повреждению структуры бетона.

Электрокоррозия

Кроме перечисленных видов коррозии, возникающих преимущественно при действии на бетон жидких агрессивных сред, многими авторами отдельно выделяются электро- и биокоррозия. Электрокоррозия включает процессы растворения металлического анода, образование гидратных соединений железа, объем которых в несколько раз превышает объем исходного металла, и развитие в результате этого значительных давлений, вызывающих деструкцию бетона.

Электрокоррозия железобетона вызывает разрушение подземных и надземных конструкций и сооружений коммунального хозяйства, железнодорожного транспорта, объектов энергетики, промышленных предприятий, потребляющих постоянный электрический ток. Результат воздействия блуждающих токов на железобетон - коррозия металлической арматуры и бетона, вызывающая образование трещин и в дальнейшем разрушение всей конструкции.

Его разрушающему действию подвергаются железобетонные конструкции как относящиеся непосредственно к числу устройств, связанных с электрическими установками (фундаменты, опоры контактной сети, железобетонные подрельсовые основания), так и находящиеся в поле блуждающих токов (трубопроводы, фундаменты сооружений). Блуждающие токи представляют собой токи утечки электрических установок, протекающие по земле, подземным и надземным железобетонным конструкциям. Источниками этих токов могут быть трамваи, электрифицированные железные дороги, внутризаводской электрический рельсовый транспорт, метрополитен, линии электропередач, системы провод - земля, токонесущие части агрегатов, т. е. электрические установки постоянного тока. Наиболее распространенный и мощный источник блуждающих токов - электрифицированный рельсовый транспорт. Блуждающие токи от разных видов транспорта формируются одинаково, но обладают специфическими чертами, обусловленными видом и числом подвижных единиц, организацией электроснабжения.

Биологическая коррозия

Бетоны и строительные растворы зданий и сооружений мясной, сахарной, молочной, кондитерской и других отраслей промышленности могут подвергаться биологической коррозии. Бактерии, грибы и некоторые водоросли способны развиваться на конструкциях из бетона и проникать в капиллярно-пористую структуру материала. Продукты их метаболизма (органические кислоты и щелочи) разрушают, особенно в условиях высокой влажности, компоненты цементного камня.

В естественных условиях редко встречается коррозия только одного вида, но всегда можно выделить преобладающее действие какого-либо вида, а затем проследить и учесть роль вторичных для данного случая коррозии факторов. Для каждого вида могут быть установлены общие закономерности, а в соответствии с этим и общие меры борьбы с разрушением цементных бетонов и растворов и возможность обеспечения необходимой долговечности сооружений.

Следует отметить и еще один важный аспект во взаимодействии биоорганизмов и строительных неорганических материалов - в процессе эксплуатации сооружений могут быть созданы условия, при которых развитие на поверхности конструкций обрастаний из растительных и животных организмов, например на морских сооружениях, оказывается благоприятным и служит одним из способов защиты от вредных воздействий окружающей среды, препятствуя доступу к поверхности бетона агрессивных компонентов морской воды и снижая степень температурных воздействий на бетон. Аналогичные воздействия оказывают, например, морские желуди, откладывающие на поверхности бетона пленку карбоната кальция, защищающую цементный камень более глубоких слоев от выщелачивания.

Методы защиты бетона от коррозии

Инъекция растворов в конструкции с целью повышения их плотности и прочности может быть осуществлена цементицией, силикатизацией ( нагнетание жидкого стекла ), битумизацией и смолизацией.

Цементизация

Цементизация - нагнетание цементного раствора через пробуренные в конструкции отверстия, что увеличивает ее плотность и водонепроницаемость, а тем самым и коррозионную стойкость. Для цементации применяют раствор 1:10 ( цемент-вода ). Чтобы ускорить его схватывание в него вводят добавку хлористого кальция - не более 7% к массе цемента. Этот способ недостаточно эффективен, это объясняется грубодисперсным составом цементов.

Силикатизация

Силикатизация - состоит в нагнетании через пробуренные в конструкциях отверстия жидкого стекла, которое, проникая в пустоты и поры, заполняет их. Вводимый вслед за этим раствор хлористого кальция, реагируя с жидким стеклом, образует уплотняющий осадок из плохо растворимого гидросиликата кальция и нерастворимого геля кремнезема. Твердение гидросиликата и кремнезема осуществляется в течение четырех суток.

Битумизация

Битумизация представляет собой нагнетание в конструкцию битума и является одним из лучших способов придания им водонепроницаемости и коррозионной стойкости. При битумизации рекомендуется применять битум марки III. Он, проникая на большую глубину, лучше, чем битумы других марок, поглащается бетоном. Битумизация не может быть проведена на влажном бетоне, так как при высокой температуре битума (200-220 град. С) вода превратится в пар, заполняя поры и препятствуя проникновению в них битума.

Смолизация

Смолизация предусматривает предварительное нагнетание в бетон 4% раствора щавелевой или кремнийфтористоводородной кислоты и последующее введение раствора карбамидной смолы с отверждающей добавкой. Cмолизация рекомендуется для повышения плотности и водонепроницаемости конструкции с мелкими порами и при отсутствии фильтрации воды.

вернуться к выбору статей как сделать ремонт своими руками

При использовании материалов ссылка на Snip8.narod.ru обязательна

snip8.narod.ru

Что такое коррозия бетона, её виды и как избежать коррозии бетонных конструкций

Оглавление:

Виды коррозии бетона

Методы предотвращения коррозии

Данное понятие определяет процесс разрушения структуры бетона под воздействием факторов внешней среды. Хотя при соблюдении всех правил изготовления и укладки бетона у последнего должна быть сопротивляемость к внешнему воздействию, в действительности всё не так идеально. Физические и химические воздействия окружающей среды могут нанести непоправимый вред, как нарушая свойства материала, так и его состав.

Виды коррозии бетона

Выделяют три вида коррозии бетона:

  • Биологическая коррозия
  • Физико-химическая коррозия
  • Химическая коррозия

Первый вид коррозии обусловлен проникновением в состав веществ, вызывающих за счёт собственного расширения внутреннее напряжение и разрушение материала изнутри.

Второй тип коррозии определяется чаще как размытие. За счёт постоянного контакта с водой из состава бетона нередко растворяется и вымывается гидроксид кальция. Часто мы наблюдаем такую коррозию у бетонных гидроконструкций – плотин, дамб, бетонных резервуаров.

Третий тип обусловлен взаимодействием бетонного камня и окружающей среды. При этом возникают легкорастворимые соли, которые потом вымываются водой. Нередко вымываемые водой вещества в бетонных массах заменяются аморфными составами, не имеющих вяжущих свойств.

Вследствие этого с течением времени бетон теряет свою прочность и превращается в рыхлую смесь.

Вышеуказанная классификация также дублируется но с другим названием видов коррозии, хотя принцип разделения на группы прежний:

  • Коррозия выщелачивания (биологическая)
  • Кислотная коррозия (химическая)
  • Солевая коррозия (физико-химическая)

Методы предотвращения коррозии

Существует ряд способов защиты бетона от коррозии. Эксплуатационно- профилактические мероприятия проводятся начиная с этапа проектирования стройки. Во-первых, это нейтрализация агрессивных сред, воздействующих на состав (герметизация, вентиляция, осушка воздуха).

Грамотные конструкционные решения также могут избавить бетон от ряда коррозионных процессов (недопущение контакта с поверхностями разной температуры, во избежание образования конденсата, избежание углублений для скопления воды на поверхности, обеспечение отвода жидкости).

В целом же, защиту от коррозии бетона разделяют на первичную и вторичную. Первая заключается в изменении состава бетона и вводе специальных добавок (очень эффективный способ). К эти добавкам модно отнести пластификатры, стабилизирующие модификаторы и ряд других химических добавок. Зная среду эксплуатации бетонной конструкции предугадывают состав смеси и добавляют элементы, препятствующие коррозионному процессу. Вторичная защита определяется как нанесение на уже застывший цементный камень защитных смесей, плёнок, акриловых покрытий, лакокрасочных материалов. Наиболее эффективным методом защиты является комбинирование первичной и вторичной защиты.

rus-stroy.net