Siding-laminat.ru

Сайдинг Ламинат
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Коррозия бетона: как защитить бетон от коррозии

Коррозия бетона: как защитить бетон от коррозии

Коррозия бетона: как защитить бетон

Коррозия бетона — это разрушение его структуры под воздействием внешних факторов. На ухудшение свойств материала влияют агрессивные химические вещества, микроорганизмы, газы, вода, колебание температуры. Бетонные конструкции постоянно контактируют с окружающей средой — подвергаются влиянию сточных и грунтовых вод, дождя и снега, солнечной радиации, промерзают при низких температурах и нагреваются при высоких. Из-за этого в цементном камне происходят реакции, которые разрушают структуру камня.

Из-за коррозии конструкции теряют прочность, эксплуатационные качества, что приводит к большим материальным затратам на ремонт, а иногда и к аварийным ситуациям. Чтобы сохранить качество железобетонных изделий и конструкций, необходимо их защищать, то есть снижать влияние разрушающих факторов. Как это сделать наиболее эффективно, расскажем в нашей статье.

Виды коррозии бетона

Вредное, разрушительное влияние на бетон могут оказывать атмосферные осадки, содержащие кислоты и даже воздух поблизости от многих промышленных предприятий (газовая коррозия). А также вода из рек, морей, грунта, дренажных систем и стоков. Когда конструкция выполнена из армированного бетона, то к внешним факторам добавляется еще и опасность возникновения коррозионных процессов в арматуре.

В зависимости от характера содержащихся во внешней среде примесей коррозия бетона и железобетона делится на три типа:

  • 1 вид коррозии – разложение цементного камня в результате выщелачивания гидроксида кальция. Этот элемент может присутствовать в бетонной смеси с момента ее формовки, либо образоваться в процессе воздействия на готовую конструкцию воды с вредными примесями. Са(ОН)2 – это компонент, который легче всего растворяется и быстрее всего вымывается из тела бетона, тем самым разрушая его.
  • 2 вид – подразумевает распад цементного камня от взаимодействия с кислотами. Этот тип называют химической коррозией В этом случае в конструкции происходит вымывание легкорастворимых известковых продуктов, либо проистекает процесс, обратный этому.Под воздействием агрессивных вод в теле бетона образуются осадки, не обладающие вяжущими свойствами. В результате изделие теряет прочность и превращается в слабую рыхлую массу. В эту категорию можно включить щелочную коррозию, которую вызывает избыток противоморозных добавок при формировании бетонной смеси.
  • 3 вид коррозии – это процесс, при котором под воздействием кислоты образуется соединение кальция, не растворимое в воде. СаСО2 или CaSO4 постепенно заполняет свободные поры в массе бетона, увеличивая его объем, что в результате приводит к разрушению конструкции. Из всех видов 3 категории на практике чаще всего встречается сульфатная коррозия.

Понятно, что такое разделение является условным, так как не всегда можно с большой точностью определить, что именно повлияло на разъедание конкретного сооружения.

Коррозионные процессы происходят обычно под влиянием совокупности различных факторов и одновременно может совершаться несколько категорий разрушений.

В том числе значительное влияние на целостность конструкции оказывает отсутствие или наличие коррозии арматуры в железобетоне.

Читайте так же:
Время застывания цементного раствора толщиной 15 см

Химическая коррозия бетона

Химическая коррозия цемента происходит под действием кислот, растворов некоторых ролей и других веществ, вступающих в реакцию с гидроокисью кальция, выделяемой цементом, или трехкальциевым алюминатом цемента. В результате образуются соли, которые легко растворяются в воде или, кристаллизуясь в порах и увеличиваясь в объеме, разрывают цементный камень.
Все кислоты, как неорганические (серная, соляная, азотная и др.), так и органические (например, жирные кислоты, содержащиеся в растительном и животном маслах), разрушающее действуют на обыкновенный портландцемент.

Например, при действии серной кислоты на гидроокись кальция, выделяющуюся при твердении цемента, образуется гипс по реакции:

Гипс кристаллизуется в порах цементного камня, и рост кристаллов разрушает его. С трехкальциевым алюминатом цемента гипс образует сложное вещество гидросульфоалюминат кальция, значительно увеличивающееся в объеме. Все эти явления приводят к разрушению цементного камня серной кислотой.

При действии соляной кислоты образуется хлористый кальций по реакции:

Са(ОН)2+2НСl=СаСl2 +2Н2О,
хлористый же кальций легко растворим в воде, в результате чего цемент распадается.

Свободные кислоты встречаются в сточных водах промышленных предприятий (они могут проникать в почву и разрушать так бетонные Фундаменты) и в болотных водах; кислота образуется также Сернистого газа, выходящего из топок котлов, паровоназны химических аппаратов. При соединении ее с влагой воздуха или парами воды серная кислота может вызвать коррозию железобетонных перекрытий: на заводах, в паровозных депо и т. п.

Из растворов солей наиболее опасны сернокислые соли (сульфаты). В природных водах, в частности в морской, чаше всего встречаются MgSO4 и CaSO4, иногда Na2SO4, а в промышленных водах могут содержаться и другие сульфаты

Действие чистых гипсовых растворов на цемент заключается в образовании сложного химического соединения между гипсом и трехкальциевым алюминатом, содержащимся в цементе, а именно гидросульфоалюмината кальция по реакции:

3CaSO4+3CaO • AlO3+вода =3CaO • Al2O3 • 3CaSO4 • 31HaO.

Это вещество образуется с присоединением большого количества воды и увеличивается в объеме до 2,5 раз. От расширения этого соединения в порах цементного камня он растрескивается, а затем под действием воды или растворов солей превращается в белую слизь, вытекающую из бетона.

Гидросульфоалюминат кальция кристаллизуется в виде тонких игл, напоминающих бациллы, поэтому ему дано еще образное название «цементная бацилла.
Сернокислый магний действует на гидроокись кальция, выделяемую цементом, в силу обменной реакции:

Са(ОН)2 + MgSO4 + 2Н2О = = Mg(OH)2 + CaSO4•2H2O;

образующийся гидрат окиси магния представляет собой рыхлое аморфное вещество, не обладающее связностью и прочностью, а гипс кристаллизуется с увеличением объема или образует гидросульфоалюминат кальция.

Все эти явления, а также описанное выше растворение гидроокиси кальция приводят к разрушению цементного камня, выделению из бетона белой тестообразной массы. Отсюда возникло выражение белая смерть бетона.
Из хлористых солей (хлоридов) разрушающее действуют на цемент хлористый магний (содержится, например, в морской воде), хлористый алюминий и др. При действии хлористого магня на гидроокись кальция образуется легко растворимый хлористый кальций и рыхлый гидрат окиси магния по реакции: Ca(OH),+MgCl2=CaCl2+ Mg(OH2)

Читайте так же:
Корыто для раствора цемента

Поваренная соль NaCl повышает растворимость гидроокиси кальция, соединяется с алюминатами и несколько понижает прочность цемента; поэтому присутствие большого количества NaCl в воде, действующей на бетон, нежелательно, но все же NaCl не является опасной для цемента.

Из азотнокислых солей (нитратов) очень опасна для цемента аммиачная селитра NH4NO3.

Морская вода, а также вода соленых озер, лиманов и некоторые грунтовые воды, содержащие MgSO4, MgCl2 и другие соли, разрушающее действуют на обыкновенный портландцемент. Если не принимать специальных мер защиты, то в такой воде этот цемент будет медленно разрушаться.

Природные воды обычно содержат еще свободную углекислоту и ее соли карбонат СаСО3 и бикарбонат кальция Са(НСОз)2. Эти соли не опасны для цемента, но свободная (агрессивная) углекислота в количестве больше 15—20 мг/л действует так же, как и все кислоты, т. е. разрушающее. Происходит следующее: образовавшийся вначале в поверхностном слое бетона карбонат переходит в бикарбонат по реакции:

СаСО3 + СО2 + Н2О = Са.(НСО3) 2.

Бикарбонат легко растворим и вымывается водой.
Если необходимо подавать воду, богатую углекислотой, через бетонные трубы, лотки, в бассейны и т. п., то ее предварительно пропускают через фильтр, наполненный кусками известняка, который связывает агрессивную углекислоту в бикарбонат. Известняк в фильтре необходимо периодически менять.

Воздействие на бетон раствора сахара

Вредно действует на бетон раствор сахара так как образует с гидроокисью кальция легко растворимый сахарат кальция.
Действие всех перечисленных вод, кислот и растворов солей на цемент особенно интенсивно, если бетон неплотный, недостаточно затвердел, если фильтрация через него происходит под напором.
Безвредны для цемента кремнекислые соли (силикаты), так как цемент сам состоит в основном из силикатов а также соли кремнефтористоводородной кислоты (флюаты) и соли угольной кислоты (карбонаты), например сода.

Растворы извести

Растворы извести едкого натра и других щелочей, так как затвердевший цемент содержит свободную гидроокись кальция и, следовательно, сам является основным соединением. Аммиак и аммиачная вода безвредны для цемента но присутствие аммиачных солей в воде делают ее опасной.

Цемент, с высоким содержанием алюминатов может разрушаться и от действия сильных щелочей. Кроме того, следует иметь в виду, что если цементный бетон. насыщается раствором щелочи (едких натра или кали), а затем высыхает, то под влиянием углекислого газа в цементном камне образуются сода или поташ, которые, кристаллизуясь, расширяются в объеме и разрушают цементный камень.

Не представляют опасности для цемента нефть, нефтяные продукты (керосин, бензин, мазут, нефтяные масла), если они не содержат большого количества нафтеновых кислот или соединений серы, однако легкие нефтепродукты, быстро проникают через обыкновенный бетон.

Читайте так же:
Как приготовить цементный раствор для фундамента пропорции

Агрессивное действие минерализованных вод

Для защиты от агрессивного действия минерализованных вод (в частности морской воды) применяют бетоны высокой плотности, изготовляют их с применением особых видов цементов, в которых свободная гидроокись кальция не выделяется или выделяется только в небольшом количестве, а также меньше содержится или вовсе нет трехкальциевого алюмината.

Сюда относятся глиноземистый цемент, сульфатостойкий портландцемент, цемент с активными кремнеземистыми добавками (так называемый пуццолановый портландцемент) и шлакопортландцемент. Однако и эти цементы не могут противостоять действию свободных сильных кислот. Для защиты сооружений от действия кислот необходимо применять специальные кислотоупорные материалы: стекло, керамику, камень естественный или плавленный из горных пород, кислотоупорные цемент и бетон.

4 АМУ и АМУФ – самые популярные методы

Межкристаллитная коррозия чаще всего поражает такие сплавы: 03Х17Н14М3, 03Х18Н12, 08Х21Н6М2Т, 08Х17Т, 06Х18Н11, 01Х25ТБЮ-ВИ, 08Х18Н10, 09Х16Н15М3Б, 15Х25Т, 12Х18Н12Т, 12Х18Н9, 10Х17Н13М3Т, 01-015Х18Т-ВИ, 03Х18Н11, 12Х18Н9Т, 03Х16Н15М3Б, 02Х24Н6М2 и некоторых других аустенитных сталей.

Изделия и конструкции из них анализируются на стойкость к межкристаллическому разрушению по методам АМУ и АМУФ. Эти методики являются по своей сути одинаковыми. Вторая представляет собой ускоренный вариант испытаний АМУ. Анализ образцов по таким технологиям заключается в погружении заготовок в подготовленные растворы (их состав мы указали выше) и выдерживании их в течение определенного времени.

После этого образцы вынимают и загибают на 85–95° либо в форме литеры Z. А затем устанавливают наличие коррозии при помощи лупы или по специальной металлографической технологии. Если при осмотре образцов под лупой (7–12-кратное увеличение) на заготовках не видно трещин, это означает, что изделия обладают требуемой стойкостью к межкристаллическому разрушению. Заметим – допускается наличие микротрещин на кромках заготовок.

Металлографическая методика применяется в ситуациях, когда образцы не могут изогнуть под требуемым углом из-за их малых геометрических параметров. При такой проверке вырезается шлиф длиной около 2 см из заготовки. Обратите внимание! Плоскость реза при этом по отношению к поверхности заготовки должна быть перпендикулярной. Затем шлиф протравливают и анализируют при 200-кратном увеличении (используется микроскоп).

Если на образце при подобной проверке отмечают разрушение границ кристаллов металла глубиной не более 30 мкм, заготовка считается стойкой к коррозии. В противном случае (глубина разрушений больше) говорят о склонности сплава к МКК.

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.

Читайте так же:
Код груза цемент етснг

Специальная добавка для бетона

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.

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.

Виды коррозии и причины возникновения

Бетон, который находится на улице, постоянно подвергается негативному воздействию окружающей среды. Осадки, температурные колебания, кислоты и газы – все это вызывает определенные физические и химические реакции в структуре материала. На основании проведенных исследований были определены виды коррозии бетона, а также основные причины ее возникновения.

Биологическая

Данный вид изменения бетона и железобетона происходит в результате накапливания солей в микротрещинах и капиллярах конструкции, нерастворяющихся в воде. Постепенно образовывается твердый камень, которой провоцирует разрушение бетона. Не исключено, что в поры материала возможно проникновение бактерий, грибов и водорослей, которые продолжают размножаться и провоцировать растрескивание конструкции.

Биологическая коррозия и разрушение бетона

Физико-химическая

Это процесс вымывания из тела материала важных компонентов. Конструкции в основном используются на открытом участке местности, поэтому на них воздействуют внешние негативные факторы. В составе бетонной смеси находится гидроксид кальция, улетучивающийся под воздействием влажной среды или воды. Под влиянием этого воздействия нарушается структура бетона, и начинают появляться трещины, провоцирующие процессы дальнейшего его разрушения.

Физико-химическая коррозия бетона

Химическая

Химическая коррозия бетона – это процесс вымывания извести, образованной легкорастворимыми соединениями, при непосредственном контакте с кислотной средой. Под воздействием агрессивных сред происходит образование солей и аморфных масс. Первые образовываются в процессе взаимодействия с негативными факторами, они быстро растворяются и вместе с водой вымываются. Связующие характеристики у аморфных масс совсем отсутствуют.

Читайте так же:
Норма расхода цемента при изготовлении бетона

Химическая коррозия бетоноконструкции

Химическую коррозию распознают в результате появления гидроферитов, гидроалюминатов и гидросиликатов, способствующих возникновению растворимых солей и иных веществ. Содержание углеродных диоксидов провоцирует появление коррозии бетонных конструкций углекислотного типа. Причина появления разрушения оксидной пленки, образованной карбонатом — превышение допустимых по содержанию показателей углекислоты.

Чтобы обеспечить защиту железобетонной конструкции и бетона, следует изучить причину возникновения неблагоприятных факторов воздействия и учесть это во время изготовления, монтажных работ и при уходе за бетоном.

Коррозия от разрушения арматуры

Железобетонные изделия состоят из двух компонентов — это бетонная смесь и арматура. Последняя оказывает непосредственное влияние на материал. В процессе эксплуатации происходит ржавление металла, потому что на бетон воздействуют химические элементы: хлор, сероводород и сернистые газы. В теле бетонной конструкции появляется внутреннее напряжение, что приводит к образованию трещин.

Коррозия железобетона

Воздушная среда и вода приникают внутрь через поры бетонного изделия. Электрохимическая коррозия происходит вследствие неравномерности воздействия негативных сред, а скорость реакций зависит от уровня проникновения влаги и размеров пор камня.

Если очень долго бетон находится на открытом воздухе, то под воздействием углекислоты будет образовываться тонкий слой оксидной пленки, который не растворяется в воде и не вступает в реакцию с солями. Название процесса — карбонизация. Она защищает от появления ржавчины бетонный камень, но становится причиной образования коррозии арматуры.

Коррозия арматуры в бетоне

При изготовлении железобетонных изделий следует учитывать антикоррозионную обработку арматуры. Эти требования обязательны и регламентированы нормативными документами.

Защита от разрушения

Отрасль строительства и смежные ей сферы производства разрабатывают методы и вещества, которые предотвращают разрушение материала на начальной стадии, после их сооружения и во время всего периода эксплуатации. Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии включает в себя такие мероприятия:

  • Методы, трансформирующие структуру монолита. Усиливают прочность и устойчивость к агрессивному воздействию внешней среды.
  • Разработка методов покрытия бетонной поверхности укрепляющими веществами. Они не допускают попадания коррозийных веществ в сердцевину материала.
  • Защита бетона от коррозии комбинированным способом. Используется защитный препарат, который покрывает поверхность защитным слоем и далее проникает в внутреннюю структуру материала.

Первичная защита

На начальном этапе защитить конструкцию от коррозии помогут различные добавки для раствора, например, пластификаторы.

Это комплекс работ, который сопровождается добавлением вспомогательных составов в бетонный раствор на начальном этапе производства стройматериалов. Так, удастся трансформировать монолитное вещество и спасти объекты от коррозии. Используются стабилизаторы, пластификаторы, гидроизоляторы, химические препараты — биоциды.

Вторичная обработка

Состоит в укреплении поверхности изделия веществами, усиливающими защитный верхний слой бетона. Наносятся лакопокрасочные и уплотнительные пропитки, поверхность окрашивается защитной акриловой краской, обрабатывается мастикой и биоцидной добавкой, оклеивается пластинами из полиизобутилена.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector