Коррозия бетона: виды, механизмы, методы защиты

Что это такое - коррозия бетона и  железобетона? Из-за чего в железобетонных конструкциях появляются коррозионные процессы? Какими методами возможно не допустить их развитие? В статье мы попытаемся ответить на эти вопросы.

Разрушение железобетонной конструкции.

Что это такое

Коррозия бетона - процесс падения прочности либо разрушения цементных и железобетонных конструкций, связанный с агрессивным действием внешней среды. Думается, читателю не требуется растолковывать, как протекает коррозия железных конструкций. С бетоном в общем происходит то же самое: со временем он частично перерождается в другие материалы, владеющие совсем другими механическими свойствами.

Уточним: от простой ржавчины железобетонные конструкции, понятное дело, также страдают. Как правило армирование не отличается высокой коррозионной стойкостью.

Ржавление сказывается на прочности арматуры.

Виды и механизмы

Не забывайте пословицу «где тонко, там и рвется»? Она полностью относится к деградации любых конструкционных материалов.

Железобетон - композит из нескольких видов сырья, различающихся механической прочностью и устойчивостью к различного вида внешним действиям.

Материал Свойства
Песок Кристаллы кварца только химически стабильны, не деградируют со временем
Щебень В качестве заполнения в большинстве случаев употребляется щебенка скальных пород, своими химическими и механическими свойствами слабо отличается от кварцевого песка. На ее прочность смогут воздействовать разве что концентрированные щелочи и кислоты.
Арматура Контакт стали в водой и воздухом (а бетон, как мы не забываем, паропроницаем) постоянно даёт весьма предсказуемый итог. Кроме того под защитным слоем бетона армирование будет неспешно ржаветь. Выход арматуры на поверхность благодаря разрушения конструкции многократно ускорит процесс.
Цементный камень Связующее - цемент - по окончании схватывания преобразовывается в относительно прочный, но не отличающийся химической инертностью цементный камень. Один из его основных компонентов - гашеная известь Ca(OH)2 - легко растворяется водой и вступает в реакции с другими химикатами. Как раз с разрушения цементного камня в большинстве случаев начинается коррозионный процесс.

Давайте разберем основные виды коррозии и механизмы их происхождения.

Вымывание

Не обращая внимания на высокую плотность, бетон - материал пористый. Обстоятельство - в том, что схватывание цемента и последующая сушка раствора сопровождаются значительным уменьшением его объема.

Обратите внимание: поризованные газо- и пенобетон - отдельный разговор. В их случае поры создаются намеренно - введением в раствор пены либо газообразующих компонентов (в большинстве случаев, алюминиевого порошка). Цель - придание бетону больших теплоизоляционных качеств.

Увлажнение бетона с последующим неравномерным испарением воды приведет к постепенному движению воды через поры. В ходе движения та самая гашеная известь Ca(OH)2 будет неспешно вымываться; ну, а раз связующего в толще бетона делается меньше - его прочность падает.

Наиболее наглядно процесс вымывание демонстрируют высолы - белые разводы и наросты на поверхности бетона, остающиеся там, где он довольно часто мокнет. Их наличие показывает, что конструкция быстро утрачивает прочность.

Высолы на потолке погреба.

Разложение кислотами

Под действием кислот и их водных растворов в бетоне может протекать множество деструктивных процессов.

Разберем наиболее простые.

  • При действии кислот гашеная известь соединяется с атмосферной углекислотой с образованием нерастворимой соли и воды. Формула, обрисовывающая реакцию, имеет форму Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O.

Казалось бы - чему огорчаться, в случае если растворимое соединение кальция заменено более стабильным? Так как процесс вымывания в этом случае должен всецело закончиться. Не тут - то было: кристаллы CaCO3 не просто заполняют поры - они стремятся увеличить, взломать их; в следствии бетон начинает растрескиваться.

  • При избытке воды (несложнее говоря - во мокром бетоне) предстоящее преобразование минералов получает вид CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2. Полученный бикарбонат кальция опять растворим для воды; более того -  через чур растворим: он быстро вымывается, оставляя по окончании себя поры и… падение конструкционной прочности.
  • В присутствии раствора соляной кислоты гашеная известь преобразовывается в хлористый кальций: Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O. И эта соль только легко растворяется в воде; итог в полной мере предсказуем - опять-таки ослабление конструкции.

Сульфатное разложение

В условиях фирм химической индустрии (в частности, создающих удобрения) достаточно распространенным случаем есть так называемая сульфатная коррозия бетона.

Сульфатная коррозия.

В следствии сотрудничества с солями серной кислоты гашеной извести и присутствующих в цементе алюминатов образуется, например, гидросульфоалюминат эттрингит (3СaO•Al2O3•3CaSO4•32H2O). Кристаллы в ходе роста приводят к значительным напряжениям, существенно превышающие прочностные показатели цементного камня.

Ржавление арматуры

Тут все просто и ясно: контакт низкоуглеродистых сталей с водой и воздухом ведет к образованию малопрочного Fe2O3 и более сложных окислов и солей. Армирование должно принимать нагрузки на растяжение; при падении прочности арматуры значительные нагрузки на изгиб приводят к появлению трещин и… ускоренному падению прочности сохранившегося армирования благодаря прямого контакта с водой и воздухом (см.кроме этого статью «Подпорные стенки из бетона: технология возведения от специалистов»).

Биологическое разложение

Последствия большой влажности при температурах выше нуля общеизвестны: конструкции из кирпича, камня и бетона обживаются мхом и плесенью.

В следствии разрушение идет двумя дорогами:

  1. Пресловутая известь и ее соединения помогают грибку пищей.
  2. Накопление продуктов метаболизма в порах ведет к росту внутренних напряжений.
Грибок на бетонной стене.

Морозное разрушение

Представьте себе, что происходит с участком мокрой  цементной конструкции при падении температуры ниже нуля.

  1. Вода в ее порах начинает кристаллизоваться.
  2. Лед, имеющий больший если сравнивать с водой количество, пытается увеличить поры. В конструкции появляются микротрещины; по мере их расширения к разрушению железобетона подключается коррозия арматуры.

Методы защиты

Итак, механизмы разрушения нами изучены. Вероятна ли защита цементных и железобетонных конструкций от коррозии? Смогут ли соответствующие меры быть предприняты дома, своими руками?

Стратегия

Для начала узнаем, какими дорогами нам предстоит двигаться.

Комплекс мер Разъяснения
Защита арматуры Увеличение коррозионной стойкости армирующего каркаса предотвратит его ржавление в бетона и при выходе на поверхность.
Уплотняющие химические добавки В большинстве случаев, они уменьшают количество пор либо делают поры замкнутыми. В следствии понижается проницаемость материала для воды и воздуха, реже нестабильная гашеная известь заменяется более химически стойкими соединениями.
Заполнение пор Готовая цементная конструкция возможно модифицирована проникающими пропитками, нагнетаемыми через пробуренные в ней шурфы либо просто нанесенными на поверхность.
Поверхностная защита Сюда относятся всевозможные меры по гидроизоляции (рулонной и обмазочной). В эту же категорию попадает покраска лакокрасочными материалами.
Биозащита Антисептические пропитки сводят на нет биологическое разложение, убивая саму плесень, ее споры и мешая их повторному появлению.
Грунт-антисептик.

Тактика

А сейчас давайте мало конкретизируем список вероятных мер, обрисовав кое-какие из них.

Промышленные условия

Как защита железобетонных конструкций от коррозии осуществляется в условиях предприятий, многоквартирного строительства и т.д. - несложнее говоря, в то время, когда имеется возможность применять сложные технологии, требующие особого оборудования?

Упомянем пара довольно часто использующихся решений.

  • Цементизация. Через пробуренные в толще конструкции отверстия под давлением нагнетается цементное молочко, приготовленное в пропорции 1:10 (цемент-вода), с небольшой (не более 7% от массы цемента) добавкой хлористого кальция. Заполнение пор содействует повышению плотности бетона и уменьшению количества открытых пор в нем.
  • Силикатизация сводится к последовательному нагнетанию натриевого жидкого стекла и хлористого кальция. В ходе обработки поры заполняются смесью слаборастворимого гидросиликата кальция и нерастворимого кремнезема.
Силикатизация бетона.
  • Битумизация - процесс заполнения пор битумом при температуре 200-220С. Способ только действен, но может проводиться только при минимальной влажности конструкции.

Полезно: основная неприятность при бурении шурфов для закачки растворов - не привести к внутренних напряжений в толще конструкции. С данной точки зрения оптимально алмазное бурение отверстий в бетоне: оно не формирует ударных нагрузок и не вызывает скола краев отверстия.

Для вскрытия и демонтажа элементов конструкции используется резка железобетона алмазными кругами: они владеют куда громадным если сравнивать с абразивными кругами по камню ресурсом и, основное, замечательно режут арматуру.

Домашние условия

Очевидно, защита бетона от коррозии вероятна и без применения высокотехнологичного оборудования.

  • Защитная покраска - самое простое и очевидное решение. В частности, возможно советовать так именуемые резиновые водно-дисперсионные красители: они надежно гидроизолируют поверхность бетона при минимальных затратах времени и сил. Цена килограмма резиновой краски начинается приблизительно от 130 рублей.
Резиновая водорастворимая краска.
  • Обработка жидким стеклом также способна обезопасисть бетон от разрушения. Инструкция по его применению предельно несложна: натриевое жидкое стекло разводится водой 1:1 и наносится на поверхность бетона кистью либо валиком в 2-3 слоя без промежуточной просушки.
  • Наиболее действенное решение - проникающие гидроизоляционные пропитки (Пенетрон и его аналоги). Они наносятся по мокрому бетону и попадают на глубину до метра. Пенетрон приводит к кристаллизации соединений кальция, всецело заполняющих поры.
  • На стадии изготовление бетона в него смогут вводиться разнообразные усиливающие добавки. Вот названия нескольких отечественных препаратов: Мылонафт, СДБ (сульфитно-дрожжевая бражка), ГКЖ-94 (кремнийорганическая жидкость).
Кремнийорганические (силиконовые) пропитки могут применяться и для гидрофобизации  готовых конструкций. На фото - силиконовый гидрофобный грунт Типром Д.

Заключение

Очевидно, в рамках маленькой статьи нами затронуто только пара из долгого списка вероятных решений (читайте кроме этого статью «Цементные безнапорные трубы: нормативные документы, использование, альтернативы»).

Видео в данной статье предложит читателю дополнительную данные о том, как проявляется коррозия бетона и какими средствами она возможно побеждена. Удач!

Добавить комментарий