Коррозия бетона

Виды коррозии бетона

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

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.

Как защитить бетон от коррозии

Методы защиты бетонных и железобетонных конструкций от разрушений из-за ржавчины можно разделить на такие варианты:

• сульфатно-дрожжевая бражка;
• кремнийорганический препарат;
• мылонафт.

В эту же категорию можно включить способы и средства, защищающие металл внутри массы железобетонных изделий. Обычно это антикоррозийные препараты.

Вторичную защиту бетона от коррозии обеспечивает внешнее покрытие бетонных конструкций лакокрасочными, мастичными материалами, либо пропитками с уплотняющими свойствами.

Хороший результат дает гидроизоляционное оклеечное покрытие. Однако наилучшего эффекта можно добиться, используя первичную и вторичную защиту в совокупности.

Коррозия в любом своем проявлении опасна для построек из бетона и железобетона. Поэтому очень важно соблюдать нормы и правила возведения зданий, сооружений. Применять необходимые защитные меры, препятствующие ржавлению конструкций.

Защита фундаментов от воздействия агрессивных грунтовых вод

Как правило, воздействие на фундамент бывает не столько поверхностным, сколько комплексным.

Ведь есть также внутренние моменты, которые также приводят к разрушению несущих конструкций. Это, например, природное ржавление металла арматуры.

Если допустить проникновение воды в арматурный слой, тогда остановить процесс внутреннего разрушения уже нельзя. Образовавшаяся окись железа реагирует с компонентами бетона, замещает их и формирует огромные по площади открытые пространства.

Вторичная защита фундамента от коррозийных факторов

Такая защита подразумевает нанесение специальных защитных красок или лаков на внешнюю поверхность основания.

Как правило, тут делается пропитка на максимально возможную глубину, но факторов, влияющих на остановку процесса деформации бетона, существует немало. Прежде всего, это:

Принципы защиты

Таким образом, бетоны в этой зоне защищаются сразу двумя методами: внутренним структурным изменением характеристик бетона и внешней обработкой. Только комбинирование этих способов может спасти основание от разрушения.

В строительных специализированных магазинах всегда можно купить органические и минеральные добавки, которые увеличивают прочность и стойкость бетона до воздействия агрессивных сред.

Рекомендуется проводить вторичную обработку дорогими гидрофобными составами, а также полимерными жидкими смесями. Основная цель такой защиты – это заполнение воздушных образований и пор бетона стойкими к воздействию внешних агрессивных сред составами.

Также в процессе нанесения составов образуется прочная защитная пленка и на самой поверхности бетона. Покрытие используется на стадии заложения фундамента или в процессе его ремонта.

Внешняя обработка фундаментов антикоррозийными составами

Тут активно используются следующие материалы и составы:

1. Аэрозольные тонкие покрытия лаком или краской.
2. Мастичные покрытия.
3. Оклеечные пленки.
4. Полимерная облицовка.
5. Жидкая пропитка.
6. Метод гидрофобизации.
7. Использование биоцидных составов.

Лакокрасочные покрытия защищают от воздействия жидких и газообразных сред. Такая пленка те только предохраняет бетон от внешних факторов, она также служит барьером для микроорганизмов и грызунов, а также нейтрализует воздействие влаги.

Также высокой эффективностью отличается полиэтиленовая пленка и рулонный нефтебитум (рубероид).

Определение коррозии

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

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.

Антикоррозийная защита

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

Защита от разрушений в виде ржавчины разделяется:

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.

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.

Что используется?

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.

Вернуться к оглавлению

Вторичная

Что используется?

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

Виды коррозии и причины возникновения

Биологическая

Физико-химическая

Химическая

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

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.

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

Меры предотвращения коррозии железобетона

Защитить от образования ржавчины важно не только сам бетон, но и арматуру, находящуюся в железобетонных изделиях. Всего существует несколько методов данной защиты:

• Применять только качественный материал для изготовления бетона с добавлением ингибиторов.
• Обеспечить защиту арматуры оксидной пленкой.
• Металл должен быть подобран с улучшенными характеристиками.

Нескольку советов по защите арматуры:

Способы защиты бетонных и железобетонных конструкций от коррозионного разрушения

Методы защиты бетона и железобетона от коррозионного разрушения делят на первичные и вторичные. К первым относятся:

Целью вторичных защитных мероприятий является исключение прямых контактов поверхности бетонных и железобетонных конструкций с агрессивными средами. Такими способами являются:

Общие сведения, виды и характер разрушений

Долговечность конструкций зависит от структуры бетона и свойств окружающей среды, в которой они эксплуатируются.

По степени своего влияния агрессивные среды делятся на:

• сильноагрессивные;
• средней агрессивности;
• слабоагрессивные;
• неагрессивные.

По агрегатному состоянию реагенты можно разделить на:

• жидкие;
• газообразные;
• твердые.

Величина агрессивного воздействия на железобетонные конструкции вычисляется для каждой среды индивидуально, в зависимости от того, в каких условиях эксплуатируются сооружение.

• наличие и концентрация агрессивных реагентов;
• температура, при которой происходит химическая реакция;
• скорость движения жидкостей у поверхности.

• виды газообразных веществ и их концентрация;
• растворимость компонентов в воде;
• влажность и температура воздуха.

Для твердых агрессивных веществ (аэрозоли, пыль, соли):

• дисперсность;
• возможность растворения в воде;
• влажность среды.

Скорость коррозии бетона зависит от следующих факторов:

Классификация процессов коррозии в жидкой среде

В химических реакциях, приводящих к разрушению, участвует вода, цементный камень и заполнитель. Долговечность сооружений определяется периодом от начала эксплуатации объекта до ухудшения его эксплуатационных характеристик и началом разрушения.

Виды коррозии бетона и агрессивность воздействия жидкой среды подлежат классификации по общим признакам воздействия на конкретные конструкции.

Проведенные исследования и анализ поврежденных сооружений позволяют сделать заключение, что все действующие причины можно разделить на 3 вида:

Первый вид коррозии

Протекание процесса растворения (выщелачивания) компонентов можно разделить на два периода:

Способность гидроксида кальция растворяться даже в дистиллированной воде, отрицательно влияет на деструктивные процессы способствующие коррозии.

Примечание: Растворенный в воде гидроксид кальция, в результате химических реакций, происходящих в структуре материала, карбонизируется и выделяется на поверхности конструкций в виде белого налета карбоната кальция.

Помимо этого, для повышения устойчивости материалов к влиянию коррозии первого вида, необходимо проводить следующие мероприятия:

Сопротивление материалов выщелачиванию позитивно сказывается и на способности изделий сопротивляться обменным реакциям, протекающим в структуре конструкций, в процессе коррозийного воздействия второго вида.

Второй тип коррозии

Основные типы коррозии второго вида:

• углекислотная;
• кислотная;
• щелочная.

Новообразования на поверхности, полученные в результате реакций обмена и не обладающие достаточной плотностью и вяжущими свойствами смываются водой, обнажая тем самым следующий слой бетона и уже в этом слое начинают происходить реакции разрушения.

Этот слой также растворяется и удаляется. По этой схеме, и в такой последовательности протекают последующие этапы коррозии второго вида вплоть до полного разрушения конструкции.

Разрушение сооружений под действием углекислотных соединений

Что такое углекислотная коррозия, и какой механизм действия данного вида разрушений рассмотрим в этой главе.

Одним из наиболее часто встречающихся деструкций второго вида — это дефекты бетона, возникающие в результате действия углекислых вод. Углекислота в той или иной степени присутствует в составе любых природных жидкостей.

Причиной присутствия CO₂ в природных водах являются биохимические процессы, происходящие как в самой жидкости, так и в грунте, с которым вода постоянно контактирует.

Определяющим фактором скорости происходящих разрушений, в этом случае, является концентрация углекислоты в растворе. Чем больше H₂CO_3, тем выше кислотные характеристики раствора и скорость углекислотной коррозии.

Характер кислотных разрушений конструкций

Из состава неорганических кислот, вызывающих коррозию бетона, помимо углекислоты, наиболее чаще приходится сталкиваться с реакциями:

• соляной;
• серной;
• азотной.

А из органических — это молочная, уксусная и др.

Под действием кислоты цементный камень почти полностью разрушается. Причем химические продукты разрушения отчасти растворяются, а в некоторой своей части сохраняются в месте прохождения реакций.

Степень активности кислотной коррозии определяется силой действующей кислоты и концентрацией ионов водорода. В результате кислотной реакции на поверхности цементного камня формируются соли кальция и рыхлая аморфная масса.

Соли кальция, растворимые в воде, вымываются из структуры, а рыхлая масса остается. Все эти процессы снижают прочность сооружения, а с течением времени разрушают его полностью.

Важную роль в развитии процесса кислотных агрессивных воздействий играет скорость обменных реакций у поверхности пораженной конструкции.

Щелочные реакции разрушения

Этот тип коррозии может возникать при высоком содержании щелочей в вяжущих и заполнителях, используемых для приготовления бетона.

• В результате взаимодействия заполнителей с цементным камнем, на его поверхности образуются гидратированные соединения, расширяющиеся во влажной среде.
• В момент набухания в структуре изделий возникают напряжения, вызывающие деформацию конструкций и разрушение бетона.
• В результате таких реакций на поверхности образуются мелкие трещины, из которых в отдельных случаях просачивается силикат натрия.

Обратите внимание: Наиболее эффективным способом защиты от щелочной деструкции, является включение в состав цемента 10–20% активных тонкомолотых минеральных добавок, которые замедляют реакции гидратации и устраняют причины напряжений, вызывающих разрушения.

На прекращение процесса щелочного воздействия положительно влияет автоклавная обработка, в результате которой на частицах заполнителя образуются защитные микропленки гидросиликата кальция.

Третий тип коррозии

Наиболее известными жидкими агрессивными средами третьего вида выступают подземные и промышленные воды, содержащие в своем составе сульфатные соединения. Сульфатная коррозия бетонов — это результат воздействия на конструкции жидких сульфатных растворов.

Применение хлоридов в качестве добавок способно оказывать замедляющее действие на развитие сульфатной коррозии, а присутствие бикарбонатов, образующих труднорастворимые компоненты, препятствует проникновению сульфатов вглубь конструкций.

Биокоррозия бетонов

Биологическая коррозия бетонов — это прямое или косвенное влияние микроорганизмов, бактерий на технические характеристики материалов. К такому виду организмов относятся различные грибковые образования, морские водоросли, лишайники, плесень и др.

Биоповреждения бетонных конструкций заключаются в нарушении плотности бетона под действием различных кислот микробного происхождения.

Газообразные агрессивные среды

На развитие химических коррозионных реакций в бетоне, большое воздействие оказывает газовая среда, в которой эксплуатируются изделия.

В сочетании с достаточной температурой и влажностью этой воздушной среды, создаются прекрасные условия для протекания газовой коррозии.

Виды коррозии бетона:

1. Растворение составных частей цементного камня.

2. Коррозия бетона при взаимодействии цементного камня с содержащимися в воде кислотами.

Под воздействием кислот коррозия бетона протекает либо с увеличением его объема, либо с вымыванием легкорастворимых известковых соединений.

Увеличение объема происходит по реакции:

CaCO₃ не растворяется в воде. Постепенно происходит его отложение в порах цементного камня, за счет чего идет увеличение объема бетона, а в дальнейшем его растрескивание и разрушение.

Помимо растворения наблюдается и протекание химической коррозии бетона:

при этом вымываются соли хлористого кальция.

Если разрушение бетона происходит под воздействием сульфатов воды – применяют пуццолановый портландцемент, а также сульфатостойкий портландцемент.

3. Коррозия бетона вследствие образования и кристаллизации в порах труднорастворимых веществ.

При коррозии бетона обычно одновременно протекает несколько видов разрушений.

Коррозия арматуры в бетоне

Наличие в воде растворенных веществ усиливает коррозию арматуры с повышением концентрации электролита.

Нельзя армировать бетон, в состав которого входит хлористый кальций (больше 2% от веса цемента). Хлористый кальций ускоряет коррозию арматуры как на воздухе, так и в воде.

Защита арматуры бетона от коррозии

Для продления срока службы металлической основы железобетона – бетон облагораживают. Во время формирования бетонной смеси в состав вводят ингибиторы коррозии.

Общие сведения виды и характер разрушений

На сегодняшний день различают несколько видов коррозии бетона, способствующие разрушению конструкций:

• растворение и вымывание компонентов, образующих цементный камень;
• воздействие на бетон веществ, растворенных в воде;
• разрушение бетона, за счет осаждения малорастоворимых веществ в порах бетона.

Таким образом, ввиду того, что для бетона заполнитель всегда можно подобрать соответствующий требованиям, коррозия бетона происходит исключительно вследствие разрушения цементного камня.

Вымывание

Газовая коррозия

Этот процесс, к тому же, возможен только при значительной концентрации газов в воздухе, что не характерно для воздуха атмосферы, поэтому газовая коррозия бетона встречается преимущественно, в химических производствах.