Коррозия железобетона и меры защиты от нее. Коррозия железобетона
Коррозия железобетонных конструкций и причины ее возникновения
Библиографическое описание:
Жуков Е. М., Кропотов Ю. И., Лугинин И. А., Полошков С. И., Легаева Л. А. Коррозия железобетонных конструкций и причины ее возникновения // Молодой ученый. 2016. №7. С. 78-80. URL https://moluch.ru/archive/111/27548/ (дата обращения: 26.07.2018).
Рассмотрены основные причины разрушения железобетонных конструкций производственных зданий.
Ключевые слова: коррозия, антикоррозионная защита,железобетон, бетон.
В России в больших масштабах и различных формах ведется эксплуатация производственных зданий и сооружений, построенных с применением различных материалов. Эксплуатация объектов часто происходит при неблагоприятных для материалов конструкций условиях.
Из всех строительных материалов ведущую роль имеют бетон и железобетон, которые составляют примерно 70 % из всех изделий и конструкций. Среди них наиболее широко применяется тяжелый бетон на цементной основе, важнейшим свойством которого является долговечность, выражаемая в десятилетиях. При правильном проектировании, изготовлении и применении железобетон как материал отличается многими положительными эксплуатационными свойствами, в том числе высокой коррозионной стойкостью. Однако при эксплуатации бетонные и железобетонные изделия и конструкции подвержены воздействию различных агрессивных сред. Под влиянием химических реакций и физико-химических явлений наблюдаются процессы разрушения, преждевременного коррозионного повреждения железобетонных конструкций.
К основным факторам разрушения бетонных конструкций следует отнести следующие факторы:
1) Технологический — в последнее время в силу различных причин непрерывно уменьшается толщина бетонных конструкций, в то время как качество бетона в ряде случаев оставляет желать лучшего, что выражается в высокой пористости и водопроницаемости.
2) Человеческий — ошибки в проектировании; неправильная оценка условий эксплуатации зданий и сооружений, воздействия агрессивной среды; неправильное назначение состава бетона, его проницаемости, толщины защитного слоя, конструкции.
3) Атмосферно-химический — воздействие агрессивных компонентов атмосферы (карбонаты, сульфаты, хлориды) и частые циклы мороз-оттепель. В результате химических реакций внутри пор бетона образуются кристаллы, рост которых приводит к появлению трещин и разрушению бетона. Коррозия арматуры в свою очередь, особенно в условиях повышенной вибрации, приводит к выкрашиванию бетона. Пористый бетон впитывает влагу, которая при низких температурах замерзает, увеличиваясь в объеме, что приводит к образованию трещин.
Чаще всего здания и конструктивные элементы преждевременно выходят из строя от суммарного воздействия вышеперечисленных факторов. Всё это ведет к снижению прочности, несущей способности, эстетических качеств железобетонных конструкций и, следовательно, остаточного ресурса зданий и сооружений.
Одной из основных причин разрушения железобетонных конструкций является коррозия. Возникновение и развитие коррозии зависят от состава и свойств агрессивной среды, скорости обмена среды у поверхности материала, температуры среды, плотности и состава материала, его напряженного состояния, структуры, толщины и плотности защитного слоя и условий взаимодействия материала со средой.
Коррозия бетона подразделяется на три основных вида: коррозия выщелачивания, кислотная и солевая. Основным критерием такой классификации является степень ухудшения его характеристик и свойств.
– I вид коррозии бетона — обусловлен выщелачиванием — под воздействием пресной воды (мягких вод) растворяются основные составные компоненты цементного камня и проникают сквозь толщу бетона наружу в процессе фильтрации. Характерным внешним признаком этого вида коррозии является появление белого налёта на поверхностях бетонных конструкций в местах выхода воды при фильтрации (см. рис. 1).
Рис. 1. Коррозия бетона плит покрытия здания с оголением рабочей арматуры, выщелачивание
– II вид коррозии бетона происходит вследствие химических реакций (обменных процессов) между компонентами цементного камня и раствора, при этом образуются легкорастворимые компоненты, вымываемые из бетона, или продукты без вяжущих (скрепляющих) свойств, ослабляя в конечном итоге структуру цементного камня.
– III вид коррозии бетона наступает при постепенном накоплении и кристаллизации солей в капиллярах, порах и трещинах цементного камня, которые способствуют возникновению напряжению и внутреннему разрушению железобетона — наиболее часто наблюдается в морских сооружениях. В процессе развития коррозии третьего вида структура бетона претерпевает значительные изменения. Уменьшается пористость, появляются трещины параллельно поверхности.
Разрушению подвержена не только непосредственно бетонная поверхность, но и арматура бетона (см. рис. 2), поэтому при проведении обязательного периодического обследования производится комплексная диагностика железобетонного сооружения, при которой важно оценить характер и опасность повреждений, оценить уровень технического состояния конструкций.
Рис. 2. Коррозия бетона, арматуры и закладных деталей
Обследование железобетонных конструкций включает: осмотр, регистрацию выявленных повреждений и дефектов; измерение величин внешних повреждений и дефектов; инструментальное или лабораторное определение прочности бетона. При визуальном обследовании выявляются: трещины, сколы, раковины, повреждения защитного слоя, участки бетона с изменением его цвета, повреждения и коррозия арматуры, закладных деталей, сварных швов и т. д. При инструментальном методе обследования железобетонных конструкций устанавливают: прочность, проницаемость, однородность и сплошность бетона; состояние антикоррозионной защиты; химический состав агрессивных сред, влияющих на состояние бетона; вид, степень и глубину коррозии; причины, характер, ширину и глубину раскрытия трещин; степень коррозии арматуры, закладных деталей и сварных швов и т. п. По результатам обследования составляется заключение о техническом состоянии конструкций, включающее сведения о дефектах и рекомендуемых мероприятиях по их устранению, а также причины их появления [2].
Преждевременное разрушение железобетонных конструкций, потеря ими герметичности, теплозащитных и других эксплуатационных качеств приводят к крайне нежелательным последствиям. Поэтому защита от коррозии всех конструкций из каменных материалов с целью обеспечения расчетных сроков их службы и поддержания требуемых эксплуатационных качеств зданий и сооружений имеет значительное практическое значение, и ни в коем случае нельзя пренебрегать данной проблемой и своевременно принимать соответствующие меры по предотвращению коррозионного разрушения бетонных и железобетонных конструкций.
- ГОСТ 31384–2008 Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии.
- СП 13–102–2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений.
- СНиП 2.03.01–84* Бетонные и железобетонные конструкции.
Основные термины (генерируются автоматически): железобетонных конструкций, вид коррозии бетона, разрушения железобетонных конструкций, Коррозия бетона, цементного камня, Коррозия железобетонных конструкций, железобетонных конструкций производственных, повреждения железобетонных конструкций, качеств железобетонных конструкций, обследования железобетонных конструкций, разрушение железобетонных конструкций, разрушения бетонных конструкций, Обследование железобетонных конструкций, защитного слоя, назначение состава бетона, толщина бетонных конструкций, разрушению бетона, химических реакций, материалов конструкций условиях, поверхностях бетонных конструкций.
moluch.ru
Коррозия железобетона | Справочник строительных материалов и терминов
Коррозия железобетона, способы защиты от нее
Плотность бетона, а также степень агрессивности среды во многом определяют коррозионную стойкость элементов конструкций из железобетона. Коррозия бетона, который обладает недостаточной плотностью, может осуществляться в результате воздействия фильтрующейся воды, поскольку эта вода растворяет гидрат окиси кальция - некоторую часть цементного камня. Мягкая вода обладает самой большой растворяющей способностью. Внешне такая коррозия бетона проявляется появлением на его поверхности белых хлопьев. Иной вид коррозии бетонов начинает развиваться под воздействием жидкой либо газовой агрессивной среды (растворов кислот, растворов сернокислых солей, кислых газов, сочетанных с повышенной влажностью и т.д.).
В результате взаимодействия кислот с такой составной частью цементного камня, как гидрат окиси кальция бетон разрушается. Образующиеся продукты химического взаимодействия бетона и агрессивной среды кристаллизуются и постепенно наполняют каналы и поры бетона. В результате роста кристаллов стенки каналов и пор разрываются, и бетон быстро разрушается. Самыми вредными для бетона являются соли ряда кислот (в особенности серной кислоты), поскольку они создают в цементе сульфаты алюминия и кальция.
При растворении сульфатоалюминат кальция вытекает, создавая на поверхности бетона белые подтеки. Весьма агрессивными являются и грунтовые воды, которые содержат кальций сернокислый и воды с аммиачными и магнезиальными солями.
При систематическом воздействии морская вода также оказывает негативное влияние на бетоны, т.к. в ее состав входит сульфатомагнезит, хлористая магнезия и иные вредные соли.
Ржавления (коррозия арматуры) возникает в результате электролитического и химического воздействия окружающей среды. Как привило, ржавление происходит одновременно с процессами коррозии бетона, однако может происходить и независимо от процессов коррозии бетонов. Продукт коррозии арматуры обладает значительно большим объемом, нежели сама арматурная сталь, что создает ощутимое радиальное давление на окружающие слои. В результате, вдоль арматурных стержней появляются трещины, а также отколы бетона с небольшими обнажениями арматуры.
Среди мер по защите железобетонных конструкций, которые находятся в условиях агрессивных сред, от процессов коррозии можно назвать следующие:- уменьшение фильтрующей способности бетонов путем введения в них специальных добавок, - увеличение плотности бетонов, - применение оклеечной изоляции, - применение мастичных и лакокрасочных покрытий, - повышение толщины защитного слоя бетонов, - использование специального кислотоустойчивого бетона, - замена на глиноземистый цемент портландцемента.
Справочник строительных материалов (K)Справочник строительных материалов и терминов
www.gvozdem.ru
Коррозия железобетона и меры защиты от нее
Железобетон
Коррозионная стойкость элементов железобетонных конструкций зависит от плотности бетона и степени агрессивности среды. Коррозия бетона, имеющего недостаточную плотность, может происходить от воздействия фильтрующейся воды, которая растворяет составляющую часть цементного камня — гидрат окиси кальция. Наибольшей растворяющей способностью обладает мягкая вода. Внешним признаком такой коррозии бетона являются белые хлопья на его поверхности. Другой вид коррозии бетона возникает под влиянием газовой или жидкой агрессивной среды: кислых газов в сочетании с повышенной влажностью, растворов кислот, сернокислых солей и др. При взаимодействии кислоты с гидратом окиси кальция цементного камня бетон разрушается Продукты химического взаимодействия агрессивной сре ды и бетона, кристаллизуясь, постепенно заполняют поры и каналы бетона. Рост кристаллов приводит к разрыву стенок пор, каналов и быстрому разрушению бетона. Наиболее вредны для бетона соли ряда кислот, особенно серной кислоты; они образуют в цементе сульфат кальция и алюминия. Сульфатоалюминат кальция, растворяясь, вытекает и образует белые подтеки на поверхности бетона. Весьма агрессивны грунтовые воды, содержащие сернокислотный кальций, а также воды с магнезиальными и аммиачными солями. Морская вода при систематическом воздействии оказывает вредное влияние на бетон, поскольку содержит сульфатомагне - зит, хлористую магнезию и другие вредные соли.
Коррозия арматуры (ржавление) происходит в результате химического и электролитического воздействия окружающей среды; обычно она протекает одновременно с коррозией бетона, но может протекать и независимо от коррозии бетона. Продукт коррозии арматуры имеет в несколько раз больший объем, чем арматурная сталь, и создает значительное радиальное давление на окружающий слой. При этом вдоль арматурных стержней возникают трещины и отколы бетона с частичным обнажением арматуры.
Мерами защиты от коррозии железобетонных конструкций, находящихся в условиях агрессивной среды, в зависимости от степени агрессии являются: снижение фильтрующей способности бетона введением специальных добавок, повышение плотности бетона, увеличение толщины защитного слоя бетона, а также применение лакокрасочных или мастичных покрытий, оклеечной изоляции, замена портландцемента глиноземистым цементом, применение специального кислотостойкого бетона.
Сборный бетон и железобетон: особенности и методы производства
Индустриальные технологии активно развивались в СССР еще с середины прошлого века, а развитие строительной индустрии требовало большого количество различных материалов. Изобретение сборного железобетона стало своеобразной технической революцией в жизни страны, …
Сваебойка своими руками
Сваебойка или сваебой можно организовать с помощью автомобиля со снятым задним крылом(заднеприводный на механике), поднятый на домкрате и используя вместо колеса только обод. На обод будет наматываться трос - это …
РЕКОНСТРУКЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИИ
1. Задачи и методы реконструкции зданий Реконструкция зданий может быть связана с расширением производства, модернизацией технологического. процесса, установкой нового оборудования и др. При этом приходится решать сложные инженерные задачи, связанные …
msd.com.ua
Коррозия железобетона - часть 2
Несмотря на разнообразие агрессивных факторов, основные причины коррозии можно разделить на три вида, по каждому из которых процессы коррозии объединяются основными признаками.
Первый вид коррозии объединяет те процессы коррозии, которые возникают под действием вод с малой временной жесткостью, когда составные части затвердевшего вяжущего растворяются и вымываются протекающей водой. Наличие в воде солей, не реагирующих непосредственно с отвердевшим вяжущим, может увеличивать их растворимость, ускоряя этим развитие процессов коррозии.
Второй вид коррозии объединяет процессы коррозии, которые развиваются при действии вод, содержащих химические вещества, вступающие в обменные реакции с составляющими бетона. Образующиеся при этом продукты реакции растворимы и вымываются водой, увеличивая пористость, или выделяются в виде гелеобразных новообразований, не обладающих вяжущей способность. К этому виду коррозии можно отнести процессы, возникающие под действием кислот, магнезиальных солей.
Третий вид коррозии объединяет процессы, при развитии которых в порах и капиллярах материала происходит кристаллизация малорастворимых солей. Это вызывает значительные напряжения в стенках капилляров и пор, ограничивающих рост кристаллов, и вследствие этих напряжений – разрушение структуры. К этому виду коррозии можно отнести процессы коррозии при действии сульфатов, где разрушение вызывается ростом кристаллов гипса и сульфатоалюминатов кальция. Агрессивное воздействие газов определяется их видом, концентрацией, температурой и относительной влажностью воздуха, а также скоростью обмена агрессивной среды. Скорость коррозии возрастает при одновременном действии химических и физических факторов Коррозионные процессы усугубляются от внешних механических воздействий.
В железобетонных конструкциях необходимо рассматривать также вопрос сохранности арматуры в бетоне. При воздействии на бетон жидких сред, не содержащих агрессивных по отношению к стали ионов, в первую очередь разрушается бетон, т. е. процесс коррозии бетона является ведущим. В условиях газовоздушной среды (при повышении относительной влажности воздуха 60%), а также при воздействии на конструкцию жидких или твердых сред, содержащих агрессивные по отношению к стали ионы, возможно развитие коррозии арматуры. Разрушение железобетонной конструкции в данном случае может наступить вследствие коррозии арматуры. Продукты ржавчины накапливаются на арматуре, давят на бетон, вызывают появление трещин, а затем и отслоение защитного слоя. Наибольшую опасность вызывает применение высокопрочных арматурных сталей,подверженных коррозионному растрескиванию. В этом случае возможен обрыв напряженной арматуры.
Коррозия бетонных и железобетонных конструкций в промышленных, гражданских, жилых, сельскохозяйственных и других зданиях является одним из распространенных дефектов, влияющих на безопасную эксплуатацию, и приводит к снижению надежности зданий и сооружений.
Химическая коррозия бетона
При эксплуатации инженерных сооружений в жидких и газовых средах бетон может подвергаться химической коррозии. Коррозия в газообразной среде протекает обычно при наличии влаги и так же, как в воде.
В соответствии с классификацией, предложенной В.М. Москвиным, химическую коррозию цементного бетона разделяют на три вида. В чистом виде она встречается редко. Чаще совмещаются два вида коррозии.
Коррозия первого вида происходит в результате растворения составляющих цементного камня водами с малой временной жесткостью. Эта вода горных рек, дождевая, болотная, конденсат. Уменьшает агрессивность воды содержание в ней Са (НСО3)2 и Мg(НСО3)2. И только вода с бикарбонатной щелочью менее 1,4-0,7 мг экв/л является агрессивной. Разрушение цементного камня начинается вымыванием Са (ОН)2, растворимость, которой составляет 1,2 г/л в расчете на СаО, а затем идет разрушение клинкерных минералов. Выщелачивание 15-30% СаО цементного камня приводит к уменьшению прочности на 40-50%.
Стойкость бетона можно повысить применением более плотных бетонов, пуццолановых портландцементов и шлакопортландцементов. Добавки в цементах связывают известь в нерастворимые соединения. При выдерживании изделий на воздухе в результате взаимодействия Са (ОН)2 с СО2 на поверхности бетона образуется малорастворимый карбонат кальция СаСО3, который не выщелачивается водой.
Коррозия второго вида происходит в результате взаимодействия составляющих цементного камня с кислотами и некоторыми солями. При обменных реакциях образуются не имеющие прочности легкорастворимые соединения. К этому виду коррозии относят углекислотную, общекислотную, магнезиальную.
Углекислотная коррозия. Углекислый газ СО2, находящийся в воздухе, растворяется в воде, образуя угольную кислоту Н2СО3. При наличии в воде достаточного количества карбоната кальция СаСО, чтобы нейтрализовать угольную кислоту, Н2СО3 и СаСО3 должны находиться в равновесном состоянии: СаСО3 + Н2СО3 <-> Са (НСО3)2. Эта угольная кислота не является агрессивной по отношению к цементному камню. Если количество углекислоты больше, чем равновесное, она становится агрессивной и способна разрушить цементный камень по реакциям:
Са (ОН)2 + Н2СО3 = СаСО3 + 2Н2О;
СаСО3 + Н2СО3 = Са (НСО3)2.
Гидрокарбонат кальция легко растворяется и вымывается водой. Углекислотная коррозия происходит в результате действия растворов неорганических и органических кислот при их рН < 7. Не входят сюда кремнефтористо-водородная и поликремниевые кислоты. Кислоты содержатся в сточных, болотных водах; в выбросах промышленных предприятий может быть сернистый газ, хлор и другие, образующие с водой кислоты. Кислоты взаимодействуют с гидроксидом кальция, в результате чего получаются бессвязные кальциевые соли, легко вымываемые водой. Например, при действии соляной кислоты НСI на цементный камень получается растворимый хлорид кальция:
Са (ОН)2 + 2НСl = СаСl2 + 2Н2О.
Органические кислоты — азотная, уксусная, молочная, винная, олеиновая, гуминовая, фульвовая и другие — также разрушают цементный камень.
Магнезиальная коррозия. Чисто магнезиальная коррозия происходит при действии магнезиальных солей, кроме МgSО4. Например, в морской воде содержится хлорид магния МgСI2, который взаимодействует с цементным камнем по реакции:
Са (ОН)2 + МgСl2 = СаСl2 + Mg(OH)2.
Образуется растворимый хлорид кальция и бессвязный гидроксид магния. Коррозия становится заметной при содержании в воде МgСI2 более 1,5-2%.
Для защиты от коррозии второго вида следует применять плотные бетоны, делать пропитку бетона эпоксидными, полиэфирными и другими смолами, устраивать защитные покрытия.
Коррозия третьего вида возникает при действии на цементный камень веществ, способных образовывать кристаллические соединения увеличенного объема. Они оказывают давление на стенки пор и разрушают цементный камень. Коррозия происходит при действии вод, содержащих сульфат кальция СаSO4, сульфат натрия Na2SO4 и др. Na2SO4 вначале реагирует с Са (ОН)2 по схеме Са (ОН)2 + Na2SO4 <-> CaSO4 + 2NaOH, а затем CaSO4 с минералом С3А. Сульфат кальция CaSO4 сразу реагирует с минералом С3А:
ЗСаО х Аl2O3 х 6Н2О + CaSO4 + (25-26)Н2О = ЗСаО х Аl2О3 х CaSO4 х(31-32) Н2О.
В результате взаимодействия образуется кристаллический трехсульфатный гидроалюминат (этрингит) с объемом в 2,8 раза большим объема исходных веществ.
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.
mirznanii.com
Коррозия железобетона - часть 3
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
Для повышения стойкости к процессам коррозии и долговечности бетона необходимо выполнять антикоррозионную защиту, которую условно можно разделить на первичную и вторичную защиту. К первичным методам защиты относится введение различных модифицирующих добавок. Они могут быть пластифицирующие (увеличивающие), стабилизирующие (предупреждающие расслоение), водоудерживающие, а также регулирующие схватывание бетонных смесей.
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.
mirznanii.com
Коррозия железобетона - это... Что такое Коррозия железобетона?
Коррозия железобетона — Коррозия железобетона: ухудшение технических характеристик железобетона в результате коррозии бетона и/или арматуры... Источник: ГОСТ 31383 2008. Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Методы испытаний (введен в действие… … Официальная терминология
коррозия железобетона — Разрушение железобетона в результате коррозии бетона и (или) арматуры. [СТ СЭВ 4419 83] Тематики защита от коррозии в строительстве Обобщающие термины виды коррозии … Справочник технического переводчика
Коррозия железобетона — 14. Коррозия железобетона Разрушение железобетона в результате коррозии бетона и (или) арматуры Источник: СТ СЭВ 4419 83: Защита от коррозии в строительстве. Конструкции строительные. Термины и определения 3.8 коррозия железобетона … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
коррозия железобетона — разрушение железобетона в результате коррозии бетона и (или) арматуры. (Смотри: СТ СЭВ 4419 83. Защита от коррозии в строительстве. Конструкции строительные. Термины и определения.) Источник: Дом: Строительная терминология , М.: Бук пресс, 2006 … Строительный словарь
Коррозия железобетона — Разрушение железобетона в результате коррозии бетона и (или) арматуры … Словарь строителя
Коррозия железобетона электрохимическая — – происходит вследствие того, что арматурная сталь, представляющая собой твердый раствор железа с углеродом и примесью некоторых элементов (марганца, кремния, серы и фосфора), при погружении в раствор электролита (бетонную смесь) в силу… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
коррозия — 3.2 коррозия: Физико химическое взаимодействие между металлом и средой, в результате которого изменяются свойства металла и часто происходит ухудшение функциональных характеристик металла, среды или включающей их технической системы. Источник:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
КОРРОЗИЯ — (от позднелат. corrosio разъедание, от лат. corrodo грызу) 1) К. металлов разрушение металлов вследствие хин. или электрохим. взаимодействия их с внеш. (корроз.) средой. К. классифицируют: по геом. характеру корроз. разрушений (напр., сплошная,… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Коррозия — Процесс разрушения материала а результате химического или физического воздействия. Выделяют электрохимическую, химическую и биологическую коррозии. Источник: Словарь архитектурно строительных терминов самопроизвольное разрушение твердого тела… … Строительный словарь
Электрокоррозия железобетона — – коррозия цементного камня, бетона и железобетона под действием электрического тока в результате электрохимических и электроосмитических процессов, которые возникают под действием постоянного или переменного тока. Этому воздействию… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
construction_materials.academic.ru
