Защита бетона (железобетона) от коррозии. Антикоррозионная защита

Обеспечение превосходной технологии изготовления, соблюдение точных пропорций состава, использование качественных компонентов и безупречная укладка ещё не определяют, что Вы получите идеальный во всех смыслах бетон. Молодой бетон до двух недель, как ребёнок, требует тщательного ухода и защиты, защиты от действия агрессивных сред.

Факторы, оказывающие воздействие на бетон

Защита бетона производится не только от погодных явлений, но и от искусственных процессов, которые сопутствуют строительным работам. Конечно, главными «врагами» свежезалитой бетонной смеси является температура (как низкая, так и слишком высокая) и избыточная влажность, а точнее систематический или долговременный прямой контакт с водой. Для набора прочности раствором опасны любые механические воздействия. Например, при увлажнении смеси ни в коем случае нельзя это делать струёй воды, это вызовет деформацию и размытие верхнего слоя. Для недопущения таких ситуаций существует целый комплекс мер по защите бетона от воздействия.

Первичная защита бетона

Первичная защита представляет собой внедрение в состав бетонной смеси специальных добавок и заполнителей, предотвращающих или уменьшающих воздействие агрессивных сред на состав в дальнейшем. Эта защита производится ещё до заливки, поэтому важно предугадать и рассчитать возможные проблемы по застыванию бетона на этапе проекта.

К этой группе относится и подбор оптимальной формы и геометрии сооружения, что также производится заранее. К первичной защите можно отнести использование разного рода уплотнителей, вибротрамбовок для уменьшения количества пор в составе смеси.

Вторичная защита бетона

Методы вторичной защиты сами по себе сложнее в организации и устройстве, но не менее эффективны, особенно, если используются наряду с первичными. Основная задача – это локализовать бетон или изолировать его от внешней среды. Это достигается путём устройства дополнительных слоёв, главным образом, гидроизоляционных.

Защита бетона после заливки включает в себя и такие очевидные меры как закрытие его плёнками, навесами от воздействия солнца и влаги, для сохранения тепла в случае низких температур. Обогрев и поддержание оптимальной влажности – тоже являются мерой защиты и обеспечиваются электроприборами. Распыление влаги с использованием защитных компонентов на поверхность бетона защищает его от быстрого испарения влаги.

Защита бетона после укладки и заливки

Существует несколько способов защиты уже уложенного бетона от влияния среды:

• специальная пропитка материала
• покраска
• защита полиуретановыми составами (лаками)

Первый способ дороже, но надёжнее за счёт действия не только на поверхность, но и на всю толщу бетона, обеспечивая гидроизоляционные свойства. Очень эффективна защита бетона полиуретановыми составами уже готовых бетонных конструкций (затвердевших), часто применяется для бетонных полов. Не следует забывать о технологии повторной заливки во избежание «холодных швов». В результате разницы температур или поэтапной заливки такие швы могут стать причиной проникновения в них воды и разрушения общей бетонной массы. Защита от коррозии бетонных конструкций также важна и проводится как на стадии изготовления смеси при добавлении антикоррозионных добавок, при уплотнении и вибрировании смеси, так и покрытием уже готового бетона гидрофобизаторами.

Защите и уходу за бетоном выделены особые положения в СНиП и проектных решениях по строительным объектам, их соблюдение поможет Вам не только получить долгожданный результат в расчётные сроки, но и сэкономить приличные суммы и время, не исправляя ошибок.

Или железобетона долговечен и должен функционировать на протяжении многих десятилетий. Однако бетон не является химически стойким материалом. Он подвержен коррозии, потому требует не только , но и нуждается в защите.

Под коррозией понимают процесс разрушения первоначальной структуры – бетон становится хрупким. В входят цементный и заполнители. Наименее стойким является цементный камень и именно с него начинается коррозия. Агрессивное воздействие могут оказывать сотни веществ, контактирующие с бетоном: грунтовые и сточные , кислые газы в атмосфере и т.д.

Так, грунтовые воды на территории химических и металлообрабатывающих заводов загрязняются органическими и минеральными кислотами; нитратами, хлоридами, сульфатами; солями железа, аммония, меди, никеля, цинка; щелочами. В воздухе вокруг промышленных предприятий могут содержаться загрязнения сернистым газом, хлористым водородом, оксидами азота и др. Несмотря на то, что их концентрация, возможно, соответствует санитарным норма, и не вредна для здоровья человека, её бывает достаточно для разрушения бетона с течением времени.

Коррозия бетона

Различают следующие виды коррозии бетона:

• растворение составляющих цементного камня – наиболее распространенный вид коррозии бетона. В состав бетона входит гидроксид кальция (гашеная известь) – Ca(OH) 2 , которыйрастворяется со временем и вымывается (выщелачивается), структура бетона нарушается;
• цементный камень вступает в реакцию с кислотами, находящимися в окружающей среде — в результате возможны: увеличение объема бетона либо вымывание легкорастворимых известковых соединений. В первом случае образуется нерастворимый в воде карбонат кальция (CaCO 3), который откладывается в порах бетона, за счет чего увеличивается его объем, в дальнейшем растрескивание и разрушение. Во втором случае, образуются легкорастворимые соединения кальция (гидрокарбонат кальция (Ca(HCO 3) 2), хлористый кальций(CaCl 2)), которые постепенно вымываются из бетона и он становится ноздреватой массой малой прочности;
• образование и кристаллизация труднорастворимых веществ в порах бетона – в результате в стенках пор и капилляров возникают значительные напряжения, что разрушает структуру бетона;
• биокоррозия – в поры бетона проникают бактерии и грибки, продукты метаболизма которых разрушительно действуют на структуру бетона.

Часто разрушение бетона связано с коррозией нескольких видов одновременно.

Коррозия арматуры в бетоне

Железная арматура, применяемая для бетона, также подвержена коррозии, что может быть вызвано водой, сероводородом, хлором, сернистыми газами, содержащимися в окружающей среде. Под их воздействием арматура ржавеет, а продукты коррозии железа вызывают внутренние напряжения и растрескивание бетона.

Через поры в бетоне воздух и влага проникают к арматуре. Процесс этот неравномерный, поэтому на разных участках возникают разные потенциалы, начинается электрохимическая коррозия. Чем выше влагопроницаемость и пористость бетона, тем выше скорость электрохимической коррозии арматуры. Растворенные в воде вещества также могут усиливать коррозию арматуры, так как повышают концентрацию электролита.

Если бетон в течение длительного периода времени выдерживают на воздухе, то на его поверхности под воздействием углекислоты, содержащейся в воздухе, образуется тонкая защитная пленка (процесс карбонизации), нерастворимая в воде и не взаимодействующая с сульфатам. Карбонизация защищает бетон от коррозии, но увеличивает коррозию арматуры.

Также коррозию арматуры (и на воздухе, и в воде) ускоряет хлористый кальций (CaCl 2), поэтому бетон, в состав которого он входит, армировать нельзя.

Защита арматуры от коррозии

Вокруг арматуры способен защитить её от коррозии. Защитное действие основано на способности цементного камня пассировать сталь: поровая жидкость бетона имеет высокую щелочность, а сталь пассивна в щелочной среде. В обычном бетоне на портландцементе достаточно гидроксида кальция для обеспечения щелочной среды.

В том случае, если в добавляют активные гидравлические , то последние связывают значительную часть гидроксида кальция. Тепловая обработка бетона (например, при получении ячеистого бетона) увеличивает такое связывание, что влечет значительное снижение щелочности поровой жидкости.

Защиту арматуры обеспечивают:

• посредством повышения плотности бетона;
• уменьшением проницаемости бетона;
• введением в бетон ингибирующих и уплотняющих добавок;
• при армировании бетона с пониженным значением щелочности паровой жидкости (бетоны автоклавного твердения, бетоны на гипсоцементно-пуццолановом вяжущем) на арматуру наносят специальные покрытия: цементно-битумные, цементнополистирольные, цементно-латексные;
• для усиления защитных свойств пленки, образующейся на арматуре под воздействием щелочной среды бетона, в бетонную смесь добавляют пассиваторы, например, нитрат натрия (2-3% от веса цемента).

Защита бетона от коррозии

Для защиты бетона целесообразно применение комплекса мер: нейтрализация агрессивных сред; герметизация; вентиляция.

В качестве первичной защиты бетона в бетонную смесь вводят специальные добавки: пластифицирующие, стабилизирующие, водоудерживающие, химические модификаторы и др. Например, применяют пуццоланизацию: добавляют кислые гидравлические добавки, содержащие активный кремнезем. В результате образуется гидросиликат кальция, который более устойчив, чем гидроксид кальция.

Химические добавки помогают:

• повысить плотность бетона – замедляется скорость передвижения агрессивных веществ в порах бетонного камня; коррозия арматуры в плотном бетоне сокращается;
• увеличить количество замкнутых пор в бетоне – морозостойкость увеличивается в разы.

Химические добавки для защиты бетона от коррозии: пластифицирующие; уплотняющие; противоморозные; воздухововлекающие; газообразующие; гидрофобизирующие; замедлители схватывания; ингибиторы коррозии арматуры. Одни добавки могут улучшать несколько показателей одновременно, другие – улучшая один показатель, ухудшать другой.

Распространенные добавки:

• мылонафт – пластифицирующая добавка: повышает однородность бетонной смеси, уменьшает трение между отдельными зернами заполнителя; вовлекает воздух; повышает: трещиноустойчивость, устойчивость к действию растворов минеральных солей, морозостойкость в два раза, по водонепроницаемости на два пункта. Производится в виде паст. Добавляется в бетонную смесь в размере 0,05% — 0,15% от массы цемента (в пересчете на сухое вещество). Превышение дозировки ведет к снижению прочности бетона на сжатие;
• сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ) – пластифицирующая добавка: повышает подвижность бетонной смеси; вовлекает воздух; уменьшает слипание цементных зерен; повышает: трещиноустойчивость, устойчивость к действию растворов минеральных солей, морозостойкость в полтора — два раза, марку бетона по водонепроницаемости на один пункт, прочность на 5%-10%. Производится в виде концентратов (твердых и жидких). Дозировка: 0,15%-0,3% от массы цемента (в пересчете на сухое вещество). Наилучший эффект при добавлении в бетонную смесь на основе высокоалюминатных и быстротвердеющих портландцементов;
• кремнийорганическая жидкость (старое название ГКЖ-94) – гидрофобизирующая и газообразующая добавка: действие основано на выделении в бетонной смеси водорода и образования значительного количества замкнутых пор; оказывает гидрофобизирующее воздействие на стенки пор и капилляров; значительно замедляет затвердевание бетона в начальной стадии. Повышает: морозостойкость в три-четыре раза, марку бетона по водонепроницаемости на два пункта; стойкость к увлажнению-высушиванию и растяжению. Производится в виде 50%-й водной эмульсии, а также 100%-й жидкости. Дозировка жидкости: 0,03% — 0,08%.

Вторичная защита бетона от коррозии подразумевает его

Бетон – это искусственный каменный материал, состоящий из цемента, песка, воды и щебня. При затвердевании уплотненной смеси вяжущего вещества (цемент) с заполнителем образуется бетон. В качестве заполнителя может быть использован щебень, песок, гравий.

– процесс разрушения его структуры, охрупчивания под воздействием окружающей среды. бетона может быть трех видов.

Виды коррозии бетона:

1. Растворение составных частей цементного камня.

Это наиболее распространенный вид коррозионного разрушения бетона . Бетонные изделия эксплуатируются в основном на открытом воздухе. При этом они подвергаются воздействию атмосферных осадков и других жидких сред. Составной частью бетона является образовавшийся гидрат окиси кальция (Са(ОН) 2) – гашеная известь. Это самый легкорастворимый компонент, поэтому со временем он растворяется и постепенно выносится, нарушая при этом структуру бетона.

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:

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O

CaCO 3 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.

При контакте бетона с водными растворами кислот образуется легкорастворимый бикарбонат кальция, который агрессивный для бетона, а при наличии воды растворяется в ней и постепенно вымывается из структуры бетонного камня. Образование бикарбоната кальция описывается реакцией:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2 .

Помимо растворения наблюдается и протекание химической коррозии бетона:

Ca(OH) 2 + 2HCl = CaCl 2 + 2H 2 O,

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.

Кроме вышеописанных коррозионных разрушений бетона при наличии микроорганизмов возможно протекание биокоррозии . Грибки, бактерии и некоторые водоросли могут проникать в поры бетонного камня и там развиваться. В порах откладываются продукты их метаболизма и постепенно разрушают структуру бетонного камня.

При коррозии бетона обычно одновременно протекает несколько видов разрушений.

Коррозия бетона (железобетонных конструкций) в экстремальных условиях эксплуатации

Экстремальными условиями можно назвать воздействие на бетонный камень очень низких температур и различных веществ, обладающих повышенной агрессивностью.

Достаточно распространенным случаем коррозии бетона в экстремальных условиях является разрушение материала под воздействием сульфатов (химическая коррозия бетона). В первую очередь, с сульфатами взаимодействуют алюминатные составляющие бетонного камня и гидроксид кальция. Очень нежелательным является взаимодействие алюминатных минералов и сульфатов. В результате образуется несколько модификаций гидросульфоалюмината, самым опасным из которых, является эттрингит (3СaO Al 2 O 3 3CaSO 4 32H 2 O). Данная соль по мере своего роста (увеличения кристаллов) образует внутри бетона очень высокие напряжения, которые значительно превышают прочностные характеристики цементного камня. В результате, под воздействием растворов, в состав которых входят сульфаты, коррозионное разрушение бетона протекает очень интенсивно.

При взаимодействии гидроксида кальция с сульфатами образуется CaSO 4 2H 2 O. Со временем вещество скапливается в поровом пространстве бетона, постепенно его разрушая.

Устойчивость к воздействию сульфатсодержащих сред очень сильно зависит от минералогического состава бетона. Если в цементе содержание минералов на основе алюминия и трехкальциевого силиката ограничено, то он в данной среде более стоек.

Если в конструкциях используют залитую бетоном железную арматуру, т.е. железобетон, возможно протекание еще одного вида разрушения – коррозии арматуры в бетоне. Под воздействием вод окружающей среды или при наличии в воздухе сероводорода, хлора, сернистых газов арматура в середине бетона ржавеет и образуются продукты коррозии железа. По объему они превышают начальный объем арматуры, что приводит к возникновению и росту внутренних напряжений, а в дальнейшем – растрескиванию бетона.

Сквозь поры в цементном камне к арматуре проникает воздух и влага. Подвод их к поверхности металла осуществляется не равномерно из-за чего на разных участках поверхности наблюдаются разные потенциалы – протекает электрохимическая коррозия . Скорость протекания электрохимической коррозии арматуры зависит от влагопроницаемости, пористости бетонного камня и наличия в нем трещин.

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

При длительном выдерживании бетона на воздухе на поверхности образуется очень тонкая (5 – 10 мкм) защитная пленка, которая не растворяется в воде и не взаимодействует с сульфатами. Процесс возникновения защитной пленки под воздействием углекислоты воздуха называется карбонизацией. Карбонизация защищает бетон от коррозии, но способствует коррозии арматуры в бетоне.

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

Существует несколько способов защитить стальную арматуру в бетоне от коррозии: облагородить окружающую металл среду (т.е. использовать качественный бетон специального состава, введение ингибиторов); дополнительная защита арматуры бетона от коррозии (пленки и т.п.); улучшить характеристики самого металла.

Вокруг арматуры находится сам бетон, поэтому именно бетон является средой, окружающей металл. Для продления срока службы арматуры необходимо улучшить влияние бетонного камня на сталь. Прежде всего, нужно исключить или, если это невозможно, свести к минимуму вещества, входящие в состав бетона, которые способствуют интенсификации процесса коррозии арматуры в бетоне. К таким веществам относятся роданиды, хлориды.

Если железобетонное изделие эксплуатируется в условиях периодического смачивания, необходимо пропитывать бетон специальными пропитками (битумными, петролатумными и др.). Это значительно снизит проницаемость бетона. При постоянном насыщении бетонного камня коррозия арматуры в бетоне практически сводится к минимуму. Это объясняется тем, что очень сильно затрудняется проникновение кислорода к поверхности метала, происходит значительное торможение катодного процесса.

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

Для защиты от коррозии арматуры в конструкционно-теплоизоляционных бетонах широко используется способ омического ограничения. Суть заключается в том, что влажность самого бетона не должна превышать равновесное значение при относительной влажности воздуха 60%. Тогда процессы коррозии арматуры почти прекращаются, т.к. возникает высокое омическое сопротивление пленок влаги у поверхности арматуры. Этот способ не так уж прост и не эффективен в районах с высокой влажностью и частыми осадками.

Хороший бетон должен обладать первоначальным пассивирующим воздействием на арматуру. Бетонные изделия полностью просыхают примерно за 2-3 года. Если климат сухой, то немного быстрее. Именно в это время и происходит самое сильное коррозионное разрушение арматуры, т.к. она находится во влажной бетонной среде.

Хорошим способом защитить арматуру бетона от коррозии считается предварительное пассивирование поверхности арматуры, а также образование оксидных защитных пленок под воздействием водной щелочной среды бетонного камня. Усиливают защитные свойства пленки введением в бетонную смесь пассиваторов. Часто используют нитрит натрия в количестве 2 – 3 % от исходного веса цемента.

Защита бетона от коррозии

Для защиты бетона от коррозии и продления его срока службы не достаточно применения только одного вида защиты. Чтоб бетон не поддавался вредному влиянию окружающей среды уже на стадии проектирования проводят профилактические мероприятия по его защите.

Эксплуатационно-профилактические мероприятия предусматривают нейтрализацию агрессивных сред, герметизацию, интенсивную вентиляцию при эксплуатации цементного камня в помещении (для осушки воздуха).

Важную роль в предотвращении бетона от дальнейшего разрушения играет рациональное конструирование. При этом необходимо придавать бетонной поверхности конструкционной формы, которая будет исключать скопление в углублениях воды и различных органических веществ. Кроме того важно обеспечить свободный отход жидкости с поверхности. Этого можно достигнуть при использовании водоотводов или формировании бетонной поверхности под уклоном.

Защиту бетона от коррозии можно разделить на первичную и вторичную.

Первичная защита бетона от коррозии предусматривает при его изготовлении и формировании вводить в состав бетона специальные добавки, изменяя при этом его минералогический состав. Этот способ считается наиболее эффективным.

В качестве добавок могут служить различные водоудерживающие, пластифицирующие, стабилизирующие, химические модификаторы, аморфный кремнезем и др.

Кроме того, ориентируясь на условия эксплуатации цементного камня, при его формировании подбирают оптимальный для данных условий состав. Например, для цементов, эксплуатирующихся в сульфатсодержащих водах уменьшают содержание С 3 S.

Часто применяют пуццоланизацию. К портландцементу добавляют кислые гидравлические добавки, которые содержат активный кремнезем.

Са(ОН) 2 + SiO 2 nН 2 О = СаО SiO2 (n + 1) Н 2 О,

Образовавшийся гидросиликат кальция устойчивее чем Са(ОН) 2 .

Химические добавки могут очень сильно улучшить эксплуатационные свойства бетона. Повысить его плотность, в результате чего агрессивные агенты в порах замедляют скорость своего передвижения. Арматура, находясь в плотном бетоне менее подвержена коррозионным разрушениям.

Также при помощи химических добавок можно значительно увеличить количество условно замкнутых пор. В результате морозостойкость цементного камня возрастает в разы.

Самими распространенными химическими добавками, которые применяются для защиты бетона от разрушений являются: пластифицирующие, противоморозные, уплотняющие, гидрофобизирующие, воздухововлекающие, замедлители схватывания, газообразующие, ингибиторы коррозии арматуры.

Некоторые добавки оказывают двойное действие, т.е. улучшают сразу несколько показателей. Другие же, могут улучшать один, и понижать второй.

Самыми перспективными и распространенными являются следующие добавки.

Мылонафт. Это пластифицирующая добавка, состоящая из смеси натриевых солей нерастворимых в воде органических кислот. Она способствует повышению однородности бетонной смеси, уменьшая при этом трение между ее отдельными зернами. Также вовлекает воздух. Производится и поставляется в виде паст. В бетонную смесь необходимо вводить от 0,05 до 0,15 % от массы цемента (в перерасчете на сухое вещество). Если превысить указанную дозировку, снижается прочность бетона на сжатие.

Мылонафт повышает водонепроницаемость бетонного камня на две марки, морозостойкость – в два раза, устойчивость к воздействию растворов минеральных солей, трещиноустойчивость.

Сульфитно-дрожжевая бражка СДБ. Это химическая добавка пластифицирующего действия. Получают ее путем переработки кальциевых солей лигносульфоновых кислот. Вещество способствует повышению подвижности бетонной смеси, вовлечению в нее воздуха и уменьшению слипания цементных зерен. Производители могут поставлять СДБ в виде твердых или жидких концентратов. Для достижения защитного эффекта данной добавки нужно немного больше, чем мылонафта. В перерасчете на сухое вещество цемента, необходимо ввести 0,15 – 0,3% сульфитно-дрожжевой бражки. Она повышает в 1,5 – 2 раза морозостойкость, на 5 – 10% прочность, на одну марку – водонепроницаемость, стойкость к воздействию растворов минеральных солей и трещиностойкость.

Сульфитно-дрожжевая бражка оказывает наилучший эффект при введении ее в бетонный камень на основе высокоалюминатных и быстротвердеющих портландцементов.

Кремнийорганическая жидкость ГКЖ-94. Это гидрофобизирующая и газообразующая добавка, которая образуется в процессе гидролиза этилгидросилоксана. В результате взаимодействия цемента и данной добавки выделяется водород и образуется большое количество замкнутых, равномерно распределенных в бетоне пор. На капилляры и стенки пор бетона оказывает активное гидрофобизирующее воздействие. На реологические свойства смеси почти не влияет, но очень сильно замедляет процесс затвердевания бетона (начальные стадии). Поставляется в виде 50% водной эмульсии или 100% жидкости. Вторую вводят в бетонную смесь в количестве 0,03 – 0,08%.

Способствует повышению водонепроницаемости бетона на две марки, морозостойкости – в три-четыре раза. Кроме того, увеличивает стойкость к переменному увлажнению и высушиванию, воздействию растворов минеральных солей (в условиях капиллярного подсоса), растяжению.

Вторичная защита бетона от коррозии предусматривает нанесение на цементный камень различных лакокрасочных материалов, защитных смесей, покрытий и облицовку различными плитами. Т.е. гидроизоляцию бетона.

К вторичной защите также можно отнести карбонизацию (выдержку бетона на воздухе).

Защита бетона от коррозии лакокрасочными и акриловыми покрытиями применяется при воздействии на него твердых и газообразных сред. Образовавшаяся защитная пленка эффективно защищает поверхность бетона не только от воздуха и влаги, но и от воздействия различных микроорганизмов.

Защита бетона от коррозии мастиками применяется при воздействии на него влаги, контакте с твердыми средами. Часто применяются мастики на основе различных смол (смолизация).

Защиту бетона от коррозии уплотняющими пропитками используют почти во всех средах (жидкой, газообразной), особенно при повышенной влажности, кроме того применяют перед нанесением ЛКМ . Уплотняющие пропитки заполняют наружный слой бетона, придавая ему хорошие гидрофобные свойства, снижают водопоглощение.

Биоцидные материалы применяются для защиты бетона от воздействия различных видов грибков, плесени, бактерий, микроорганизмов. Химически активные вещества биоцидных добавок заполняют поры бетона и уничтожают бактерии.

Защита бетона от коррозии оклеечными покрытиями применяется при эксплуатации бетонного камня в жидких средах, грунтах с высокой влажностью и местах частого смачивания электролитом. Например, нижнюю часть бетонного волнореза оклеивают полиизобутиленовыми пластинами.

Как оклеечные покрытия могут быть использованы полиэтиленовая пленка, полиизобутиленовые пластины, рулоны нефтебитума. Они могут также выполнять роль непроницаемого подслоя в облицовочных покрытиях.

Наиболее эффективна комплексная защита бетона от коррозии, т.е. как первичная, так и вторичная.

Бетон, благодаря своим техническим характеристикам и возможностям дизайна, завоевал лидирующее место на рынке строительных материалов. Однако и он, подвергаясь агрессивным внешним воздействиям, постепенно разрушается с ухудшением потребительских качеств. Этот процесс называется коррозией бетона. Согласно современным представлениям, коррозия представляет собой целый ряд химических, физико-химических реакций и биологических процессов, спровоцированных воздействием внешней среды и приводящих к разрушению материала.

Виды коррозии бетона

Любому строителю важно высокого качества. Навигатор: производство, продажа и доставка бетона в Санкт-Петербурге.

Различают три основных вида коррозии этого строительного материала:

• К коррозии первого типа относятся все процессы, возникающие в бетоне под воздействием мягких вод. При этом составляющие цементного камня растворяются в воде и уносятся ею. Этот процесс может протекать с различной скоростью. В плотных бетонах массивных гидросооружений коррозионный процесс протекает медленно и может растянуться на несколько десятилетий. В тонкостенных бетонных конструкциях компоненты цементного камня разлагаются быстро, и через несколько лет эксплуатации может возникнуть необходимость в ремонтных работах. Если через бетон начинается процесс фильтрации воды, то разложение составляющих бетона ускоряется, из материала выносится большое количество гидроксида кальция и бетон становится высокопористым, что значит – непрочным.

Вымывание гидроксида кальция замедляется, если бетонный элемент находится на воздухе. Под воздействием углекислого газа воздуха гидроксид кальция преобразуется в карбонат кальция. Поэтому бетонные блоки, предназначенные для сооружения гидротехнических объектов, до опускания на место установки в течение нескольких месяцев выдерживают на воздухе. Эта мера дает время для карбонизации гидроксида кальция на поверхности бетона.

• Коррозия второго типа - химическая коррозия - включает те процессы, которые протекают в бетоне при взаимодействии химических веществ, содержащихся в воде или окружающей среде, с составляющими цементного камня. В результате этих реакций в теле бетона образуются легкорастворимые продукты и аморфные массы, не имеющие вяжущей способности. Из-за этого бетон может постепенно превратиться в ноздреватую массу с предельно низкой прочностью. Например, к этому типу относится сульфатная коррозия, которая возникает вследствие взаимодействия бетона с водой, содержащей большое количество сульфатов.

Из процессов коррозии второго типа наибольшее значение имеют магнезиальная и углекислотная коррозия.

• Коррозия третьего вида включает процессы, при которых в капиллярах и порах бетона накапливаются малорастворимые соли. Кристаллизация этих солей является причиной возникновения напряжений в капиллярах и порах, что приводит к разрушению структуры бетона. Наибольшее практическое значение в процессах этой категории имеет сульфатная коррозия.

Кроме перечисленных типов коррозионного разрушения, вызванного воздействием на бетон жидкости, различают биологическую коррозию. Ей подвергаются, в основном, здания пищевой промышленности. Причиной её возникновения являются грибки, бактерии, водоросли. Разрушение бетона вызывают продукты их метаболизма. Особенно этот процесс активизируется в условиях высокой влажности.

Защита бетона от коррозии путем повышения стойкости самого материала

Один из способов профилактики коррозии - . Читайте в нашей статье, как правильно повысить плотность бетона.

Приготовление шлакобетона - все о том, как правильно выбрать шлак и вручную приготовить шлакобетон.

Нужен ? Обращайтесь к менеджерам компании «ТД Навигатор»!

Многие мероприятия по борьбе с коррозией являются сложно выполнимыми или не слишком эффективными. На практике стараются использовать наиболее простые и недорогие способы и, прежде всего, повышают устойчивость самого бетона путем применения коррозионностойкого цемента или придания материалу высокой плотности и водонепроницаемости.

• Использование коррозионностойких цементов. В некоторых случаях возникновение сульфатной коррозии бетона можно избежать, применив вместо портландцемента или шлакопортландцемента цементы, обладающие сульфатостойкостью. Эти специальные цементы содержат активные компоненты, которые позволяют повысить стойкость бетона не только к сульфатным, но и к пресным водам.
• Повышение плотности бетона. Этот вид борьбы с коррозией является эффективным способом защиты материала от коррозионных процессов всех видов. Увеличение плотности бетона снижает его водонепроницаемость. Это затрудняет проникновение агрессивных сред в поры материала. Для изготовления бетона высокой плотности используют цементы с малой водопотребностью, снижают водоцементное соотношение, с особой тщательностью уплотняют смесь при изготовлении бетонного элемента.

Если эти мероприятия не дали результата, то прибегают к оптимальному в конкретном случае способу гидроизоляции.

Виды гидроизоляции

Одним из наиболее распространенных способов гидроизоляции для изделий из бетона и железобетона – свай, труб, колонн, плит – является пропиточная гидроизоляция.

Для эффективной защиты материала от разрушающего действия коррозии достаточно его пропитки на глубину 10-15 мм. Поверхностный водонепроницаемый слой создает защиту от проникновения воды для всего остального объема конструкционного элемента.

Способы пропитки различают по температуре и давлению. По температуре пропитки бывают горячие и холодные.

• Для горячей пропитки используются нефтяные битумы, парафины, петролатум, синтетические составы. Операцию пропитки осуществляют, как правило, в ваннах при температурах 80-180°С. При нагревании пропиточный состав переходит в жидкое состояние, его вязкость снижается, он легко проникает в поры бетона, плотно их закупоривая при застывании.
• В качестве холодных пропиток используют составы, основой которых являются минеральные вяжущие вещества – цемент, силикат натрия, или органические низко- и высокомолекулярные вещества – стирол, метилметакрилат, полиуретан.

Пропиточная гидроизоляция может осуществляться при различном давлении:

• Наиболее простая операция – пропитка в условиях атмосферного давления. При этом процессе проникновение состава в поры происходит только благодаря капиллярному эффекту.
• Пропитка в автоклавах производится при давлении 0,6-1,2 МПа, но, несмотря на высокое давление, скорость процесса увеличивается не более чем в два раза. Это связано с наличием воздуха в порах, занимающего часть объема и оказывающего противодействие пропиточному составу.
• Вакуумирование повышает эффективность обработки бетона в 3-4 раза. Пропиточные составы легко проникают в поры, из которых откачан воздух, не встречая противодействия.

Поверхностную пропитку проводят непосредственно на объекте составами с высокой проникающей способностью. Обработка, как правило, проводится дважды.

Другие виды гидроизоляции: инъектирование, гидрофобизация, мастичная и рулонная оклеечная гидроизоляция.

Коррозионное разрушение арматуры в бетоне

Срок службы строительных конструкций сокращает не только коррозия бетона, но и коррозия металлической арматуры. Процесс разрушения металла осуществляется в течение некоторого времени, но определить точный срок службы металлических элементов теоретически невозможно. Особенно опасной является коррозия арматуры в тяжело нагруженных конструкциях.

Пропиточная гидроизоляция с применением - очень эффективный способ защиты от коррозии, если пропитка выбрана правильно.

Предпочитаете гидрофобные добавки в бетон? Читайте о том, как правильно подбирать и использовать их.

Если Вас интересует аренда абс (автобетононасоса), с нашими ценами и условиями.

Для предотвращения коррозии необходимо позаботиться, чтобы в составе бетона не находились вещества, агрессивно относящиеся к металлу. Но на практике эта задача является неосуществимой, поскольку невозможно проверить химический состав всех заполнителей бетона.

Коррозия арматуры инициируется элементами, содержащимися в воздухе и влаге, проникающими через поры бетона. Из-за неравномерности этого процесса на разных участках арматуры возникают различные потенциалы, что становится причиной электрохимической коррозии. Скорость этого коррозионного процесса возрастает с повышением пористости и влагопроницаемости материала, а также из-за увеличения концентрации электролита, которую повышают растворенные в воде вещества.

Большой урон металлической арматуре наносит электрокоррозия, возникающая благодаря токам утечки и блуждающим токам, которые появляются в местах расположения электроопор.

Железобетонные опоры контактных сетей являются наиболее уязвимыми составляющими на электрифицированных участках железных дорог.

Способы борьбы с коррозией арматуры

В современном строительстве применяются водоотталкивающие смазки и защитные покрытия для арматуры. Одним из способов защиты металлических элементов является обеспечение бетонной подушки необходимой величины с помощью фиксаторов.

Одной из основных трудностей борьбы с коррозией арматуры является невозможность повторной обработки металла, которую можно проводить для открытых металлоконструкций.

Наиболее перспективным направлением считается использование в составе бетонов полимерных смесей. Полимеры, вводимые в бетон в сочетании с цементом, создают дополнительную защиту арматуре. В некоторых случаях цемент полностью заменяют полимерами, получая полимербетон.

Для тонкостенных конструкций возможно использование принципиально новых материалов:

• сталефибробетон представляет собой бетонную смесь, в которую добавляют обрезки стальной проволоки, занимающие до 6% от общего объема материала;
• в стеклофибробетон добавляют, помимо традиционных компонентов, щелочестойкое стекловолокно.

Пока не найдены универсальные и эффективные способы борьбы с коррозией металла в железобетоне, строители вынуждены закладывать арматуру в большем количестве, чем положено в соответствии с техническими расчетами.

GD Star Rating
a WordPress rating system

Что это такое — коррозия бетона и железобетона? Почему в железобетонных конструкциях возникают коррозионные процессы? Какими способами можно предотвратить их развитие? В статье мы постараемся ответить на эти вопросы.

Что это такое

Коррозия бетона — процесс падения и железобетонных конструкций, связанный с агрессивным воздействием окружающей среды. Думается, читателю не нужно объяснять, как протекает коррозия металлических конструкций. С бетоном в общих чертах происходит то же самое: со временем он частично перерождается в другие материалы, обладающие совсем другими механическими свойствами.

Уточним: от обычной ржавчины железобетонные конструкции, понятное дело, тоже страдают. В большинстве случаев армирование не отличается высокой коррозионной стойкостью.

Виды и механизмы

Помните пословицу «где тонко, там и рвется»? Она в полной мере относится к деградации любых конструкционных материалов.

Железобетон — композит из нескольких видов сырья, различающихся механической прочностью и устойчивостью к разного вида внешним воздействиям.

Давайте разберем основные виды коррозии и механизмы их возникновения.

Вымывание

Несмотря на высокую плотность, бетон — материал пористый. Причина — в том, что схватывание цемента и последующая сушка раствора сопровождаются существенным уменьшением его объема.

Обратите внимание: поризованные газо- и пенобетон — отдельный разговор. В их случае поры создаются намеренно — введением в раствор пены или газообразующих компонентов (как правило, алюминиевого порошка). Цель — придание бетону максимальных теплоизоляционных качеств.

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

Наиболее наглядно процесс вымывание демонстрируют высолы — белые разводы и наросты на поверхности бетона, остающиеся там, где он часто мокнет. Их наличие говорит о том, что конструкция стремительно утрачивает прочность.

Разложение кислотами

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

Разберем наиболее простые.

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

Казалось бы — чему огорчаться, если растворимое соединение кальция заменено более стабильным? Ведь процесс вымывания в этом случае должен полностью прекратиться. Не тут — то было: кристаллы CaCO3 не просто заполняют поры — они стремятся расширить, взломать их; в результате бетон начинает растрескиваться.

• При избытке воды (проще говоря — во влажном бетоне) дальнейшее преобразование минералов приобретает вид CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 . Полученный бикарбонат кальция снова растворим для воды; более того — слишком растворим: он стремительно вымывается, оставляя после себя поры и… падение конструкционной прочности.
• В присутствии раствора соляной кислоты гашеная известь превращается в хлористый кальций: Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O . И эта соль исключительно легко растворяется в воде; результат вполне предсказуем — опять-таки ослабление конструкции.

Сульфатное разложение

В условиях предприятий химической промышленности (в частности, производящих удобрения) довольно распространенным случаем является так называемая сульфатная коррозия бетона.

В результате взаимодействия с сульфатами гашеной извести и присутствующих в цементе алюминатов образуется, в частности, гидросульфоалюминат эттрингит (3СaO Al2O3 3CaSO4 32H2O). Кристаллы в процессе роста вызывают значительные напряжения, существенно превышающие прочностные показатели цементного камня.

Ржавление арматуры

Здесь все просто и понятно: контакт низкоуглеродистых сталей с водой и воздухом приводит к образованию малопрочного Fe2O3 и более сложных окислов и солей. Армирование должно воспринимать нагрузки на растяжение; при падении прочности арматуры существенные нагрузки на изгиб приводят к появлению трещин и… ускоренному падению прочности уцелевшего армирования вследствие прямого контакта с водой и воздухом ().

Биологическое разложение

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

В результате разрушение идет двумя путями:

1. Пресловутая известь и ее соединения служат грибку пищей.
2. Накопление продуктов метаболизма в порах приводит к росту внутренних напряжений.

Морозное разрушение

Представьте себе, что происходит с участком влажной бетонной конструкции при падении температуры ниже нуля.

1. Вода в ее порах начинает кристаллизоваться.
2. Лед, имеющий больший по сравнению с водой объем, стремится расширить поры. В конструкции появляются микротрещины; по мере их расширения к разрушению железобетона подключается коррозия арматуры.

Способы защиты

Итак, механизмы разрушения нами изучены. Возможна ли защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии? Могут ли соответствующие меры быть предприняты в домашних условиях, своими руками?

Стратегия

Для начала выясним, какими путями нам предстоит двигаться.

Тактика

А теперь давайте немного конкретизируем перечень возможных мер, описав некоторые из них.

Промышленные условия

Как защита железобетонных конструкций от коррозии осуществляется в условиях промышленных предприятий, многоквартирного строительства и т.д. — проще говоря, когда есть возможность использовать сложные технологии, требующие специального оборудования?

Упомянем несколько часто применяющихся 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 способствует увеличению плотности бетона и уменьшению количества открытых пор в нем.
• Силикатизация сводится к последовательному нагнетанию натриевого жидкого стекла и хлористого кальция. В процессе обработки поры заполняются смесью слаборастворимого гидросиликата кальция и нерастворимого кремнезема.

• Битумизация — процесс заполнения пор битумом при температуре 200-220С. Метод исключительно эффективен, но может проводиться лишь при минимальной влажности конструкции.

Полезно: основная проблема при бурении шурфов для закачки растворов — не вызвать роста внутренних напряжений в толще конструкции. С этой точки зрения оптимально алмазное бурение отверстий в бетоне: оно не создает ударных нагрузок и не вызывает скола краев отверстия.

Для вскрытия и демонтажа элементов конструкции применяется резка железобетона алмазными кругами: они обладают куда большим по сравнению с абразивными кругами по камню ресурсом и, главное, прекрасно режут арматуру.

Домашние условия

Разумеется, защита бетона от коррозии возможна и без применения высокотехнологичного оборудования.

• Защитная покраска — самое простое и очевидное решение. В частности, можно рекомендовать так называемые резиновые водно-дисперсионные красители: они надежно гидроизолируют поверхность бетона при минимальных затратах времени и сил. Цена килограмма резиновой краски начинается примерно от 130 рублей.

• Обработка жидким стеклом тоже способна защитить бетон от разрушения. Инструкция по его применению предельно проста: натриевое жидкое стекло разводится водой 1:1 и наносится на поверхность бетона кистью или валиком в 2-3 слоя без промежуточной просушки.
• Наиболее эффективное решение — проникающие гидроизоляционные пропитки (Пенетрон и его аналоги). Они наносятся по влажному бетону и проникают на глубину до метра. Пенетрон вызывает кристаллизацию соединений кальция, полностью заполняющих поры.
• На стадии приготовления бетона в него могут вводиться разнообразные укрепляющие 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

Разумеется, в рамках небольшой статьи нами затронуто лишь несколько из длинного перечня возможных решений (