Навигация:
ГлавнаяВсе категории → k1

Коррозия бетона и железобетона


Коррозия бетона и железобетона

Коррозия бетона и железобетона — разрушение бетона и ж.бет. в результате воздействия внешн. среды или хим. и физ.-хим. взаимодействия компонентов бетона. В процессе коррозии могут повреждаться как бетон, так и стальная арматура и металлич. закладные детали. К.б.ж. развивается с разл. скоростью в зависимости от характера агрессивной среды, ее агрегатного состояния (твердая, жидкая или газообразная), хим. состава, концентрации агрессивных в-в, влажности, темп-ры, скорости подвода к поверхности агрессивных в-в и удаления продуктов коррозии, от особенностей бетона (его веществ, состава, проницаемости) и стали, от особенностей ж.-бет. конструкции (формы, толщины, величины защитного слоя, наличия допускаемых расчетом трещин, вида армирования, напряж. состояния), от характера физ. воздействий на бетон и ж.бет. (нагрев и замораживание, механич. нагрузки и пр.).

Согласно классификации, предлож. проф. В.М.Москвиным, коррозия бетона по осн. признакам делится на три вида.

Коррозия I вида характеризуется растворением и вымыванием водой компонентов цементного камня, в первую очередь гидроксида кальция. Процесс развивается при действии воды с малой временной жесткостью, особенно при фильтрации воды сквозь бетон. Вынос 20% гидроксида кальция сопровождается полным разрушением бетона. Значит, повреждения по механизму коррозии этого вида наблюдаются в гидротехнич. сооружениях при больших градиентах напора, если бетон не имеет необходимой высокой водонепроницаемости. При омывании бетона водой без фильтрации скорость коррозии невелика. Присутствие в воде солей, непосредственно не реагирующих с цементным камнем, может увеличивать растворимость гидроксида кальция и ускорять коррозию бетона. Введение пуццолановых добавок, химически связывающих гидро-ксид кальция и понижающих проницаемость бетона, повышает его стойкость к коррозии I вида.

Коррозия II вида развивается при действии вод, содержащих хим. в-ва, вступающие в обменные реакции с соединениями цементного камня. При этом образуются хорошо растворимые в-ва, выносимые из бетона водой, и/или нерастворимые в-ва, не обладающие вяжущими еввами; проницаемость бетона повышается, а пористость снижается. Коррозия этого вида развивается в к-тах, р-рах магнезиальных солей и др. Напр., при действии соляной к-ты образуются хорошо растворимый хлористый кальций и не обладающие прочностью продукты, содержащие кремнезем, гидроксид алюминия, соединения железа. При действии магнезиальных солей разлагаются гидросиликаты и гидроалюминаты кальция и образуется рыхлая масса гидроксида магния, соответствующих кальциевых солей и др. соединений.

При невысокой концентрации агрессивной среды защита достигается применением водонепроницаемого бетона, при высокой концентрации — защитой поверхности лакокрасочными, пленочными и др. покрытиями.

Коррозия III вида отличается тем, что в порах и капиллярах бетона образуются и кристаллизуются с большим увеличением объема новые соединения. Кристаллизация их вызывает развитие высоких внутр. напряжений, растрескивание и разрушение бетона. Напр., коррозия в сульфатных средах сопровождается разложением силикатов и алюминатов кальция и образованием гипса и гидро-сульфоалюминатов. К коррозии III вида можно отнести также кристаллизацию в порах хим. в-в при капиллярном всасывании р-ров солей и испарении.

Прочность бетона понижается также при действии ПАВ, растит., животных и минер, масел, ряда органич. в-в (сахара, фенолы, органич. к-ты, нефтепродукты, растворители и др.). Понижение прочности происходит вследствие процессов сорбции и/или хим. взаимодействия.

Биологическая К.б.ж. вызвана, как правило, взаимодействием цементного камня с кислыми продуктами метаболизма (углекислота, серная, азотная к-ты) живых организмов (сульфатредуцирую-щие, тионовые, нитрифицирующие бактерии, низшие грибы и др.).

Внутренняя коррозия бетона происходит при взаимодействии компонентов бетона, напр. щелочей цемента и реакци-онноспособного кремнезема заполнителей в виде опала, халцедона, вулканич. стекол, кремней и др. слабо закристаллизованных форм кремнезема. Возможны взаимодействие щелочей с доломитом, перекристаллизация сульфоалюминатов, разл. процессы в заполнителе в присутствии вредных примесей с увеличением объема твердых и гелеобразных фаз.

Коррозия ж.бет. может развиваться при действии блуждающих токов утечки, при этом растворение стали происходит в анодных зонах при стекании тока с арматуры. Бетон на контакте со стальной арматурой может повреждаться в анодной и катодной зонах вследствие выделения газов (кислорода, водорода), а также вследствие переноса ионов ОН", СГ, Са +, Na+, K+ и Др.

Коррозия стальной арматуры вызывается проникающими в бетон или имеющимися в его составе агрессивными к стали в-вами, в первую очередь хлоридами, а также в-вами, понижающими щелочность жидкой фазы — разл. к-тами, солями, газами. Понижение рН жидкой фазы бетона до 11,8 и ниже сопровождается утратой пассивирующего действия по отношению к стальной арматуре и развитием коррозии стали.

Коррозия бетона и железобетона в газовой среде зависит от состава и концентрации газов, влажности, темп-ры, особенностей бетона и ж.бет. — проницаемости, вида вяжущего, толщины защитного слоя, вида армирования и пр. Механизм коррозии бетона в газовых средах зависит от св-в солей, образующихся при действии газа на цементный камень: растворимости, гигроскопичности, изменения объема твердых фаз при образовании солей, агрессивности солей к стали. По этим признакам агрессивные газы подразделяются на три группы. Газы 1-й группы образуют с гидроксидом кальция малорастворимые соли с малым изменением объема твердых фаз (углекислый газ, фтористый водород и др.). Эти газы мало изменяют прочность бетона, но нейтрализуют его щелочную среду и вызывают коррозию стальной арматуры. Газы 2-й группы образуют в процессе коррозии бетона слаборастворимые соли со значит, увеличением объема твердых фаз (серный и сернистый ангидрид, сероводород и др.); при повыш. влажности среды эти газы сильно разрушают бетон. Газы 3-й группы образуют гигроскопичные, хорошо растворимые соли, мало влияющие на пассивирующее действие бетона до его нейтрализации (оксиды азота) или сильно агрессивные к стальной арматуре (хлор, хлористый водород и др.). Газы этой группы сильно разрушают бетон, особенно в присутствии влаги, а газосодержащие среды, агрессивные к стали, провоцируют также коррозию арматуры. Защита от К.б.ж. в среде агрессивных газов достигается применением бетонов малой проницаемости, добавок-ингибиторов коррозии стали, ограничением ширины раскрытия трещин, повышением толщины защитного слоя. При высокой агрессивности среды применяют защитные покрытия.
Совместное действие агрессивной среды и растягивающих, а также сжимающих напряжений высокого уровня ускоряет К.б.ж. Коррозия ускоряется при перио-дич. увлажнении и высушивании бетона, при действии повыш. темп-р, замораживании и оттаивании. Быстрое разрушение бетона и ж.бет. происходит при замораживании в р-рах солей. Стойкость бетона в этих условиях повышается, если в бет. смесь введены пластифицирующие, воз-духововлекающие, газообразующие и гид-рофобизирующие добавки, замедляющие проникание в бетон воды и создающие условно замкнутые, не заполняющиеся водой мелкие поры, являющиеся резервными при замерзании воды и ее расширении.

В природных условиях распространены случаи К.б.ж. от выщелачивающего действия воды, сульфатная коррозия (особенно при капиллярном всасывании и испарении р-ров сульфатов), от действия углекислой и сероводородных вод, кислых болотных вод, хлоридная коррозия стальной арматуры в бетоне, разрушение от действия морской и минерализов. воды и отрицат. темп-р.

На территории пром. предприятий наблюдаются все виды К.б.ж. Распространено повреждение ж.бет. от действия хлористых солей, проливов к-т, щелочей, солей. В транспортных сооружениях — дорогах, мостах, причалах — наблюдаются разрушения бетона и ж.бет. от действия солей и мороза.

Большое влияние на К.б.ж. оказывает качество изготовления бетона и ж.бет.: точность дозирования материалов, фиксация арматуры в проектном положении, эффективность уплотнения бет. смесей, режимов твердения и пр.



Похожие статьи:
Кузнечная сварка

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → k1

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум