Изначально термин «коррозия» применялся только в отношении металлов. Позже его стали употреблять касательно других материалов и изделий из них. Главный синоним коррозии – разрушение. А этому процессу подвержены практически все строительные конструкции под влиянием различных внешних факторов.
В частности коррозия бетона – это распад его структуры, потеря плотности, прочности и, как следствие, утрата эксплуатационных качеств. Разрушение бетонных элементов начинается с рассыпания или расслоения цементного камня, поскольку заполнители более стойки к агрессивным воздействиям.
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:
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.
Существует несколько причин появления ржавчины на металле внутри бетонной массы. И далеко не всегда это внешние воздействия.
Чтобы правильно оценить ситуацию и принять меры для ее исправления, необходимо понять уровень угрозы. Для определения степени коррозии арматуры и бетона применяются физико-химические способы:
Для определения прочностных характеристик эксплуатируемых конструкций из бетона и железобетона применяются неразрушающие методы контроля в соответствии с рекомендациями и требованиями ГОСТ 18105-86.
Методы защиты бетонных и железобетонных конструкций от разрушений из-за ржавчины можно разделить на такие варианты:
Существует много причин для образования коррозии железобетона, и меры защиты также бывают разными. Их делят на первичные и вторичные. К первым относятся мероприятия, по приданию бетонной смеси улучшенных характеристик. Применяются добавки, оказывающие стабилизирующее, гидроизоляционное действие, а также пластификаторы, биоциды и многое другое. К таким относятся:
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.
В современных стройматериалах, в основу которых входит цемент, быстро образуются поверхностные и глубокие трещины. В конструкциях из железобетона возникают разломы. Помимо прочего, на долговечность бетона влияет качество гидроизоляции, которая была выполнена перед строительством. Защита бетона от веществ, способных его разрушить, осуществляется с помощью систем гидроизоляции. Вследствие чего конструкции будут служить намного дольше, что в значительной степени снизит денежные расходы на будущие реставрационные работы. Это обеспечит бетону надежную защиту от влияния внешних факторов.
Разрушения бетонов возможны из-за водонасыщения, воздействия холода, солей, кислот и пр. Поэтому важно предотвратить негативное влияние вышеперечисленных факторов на бетон при ремонте и возведении конструкций на улице.
Железобетон, в свою очередь, необходимо защищать от , в особенности если для сокращения сроков его изготовления используются соли. При защите применяется особая грунтовка, которая обеспечивает сцепление между различными поверхностями. Есть средства, надежно предохраняющие бетон от радиации. Для защиты бетонных покрытий также используется лак, предупреждающий появление трещин и разрушения.
Повысить прочность конструкции, спасти от влаги, от грибка и других отрицательных воздействий поможет использование гидрофобизирующих веществ. Существуют два способа – и создание пленки, препятствующей проникновению воды. Пропитка при помощи кремнийорганической эмали позволяет уменьшить смачивание. Преимущество способа состоит в том, что такой состав обеспечит водонепроницаемость поверхности. Эмаль продается в специализированных магазинах для строителей. Недостатком способа считается недолговечность самого покрытия, которое растворяется под влиянием щелочей.
Специалисты создают защитный водонепроницаемый слой из смол. Недостаток способа заключается в том, что слой не защищен от воздействия пара: постепенно покрытие расслаивается. Для устранения недостатков строители совмещают оба способа. Необходимо, чтобы пленка была устойчивой по отношению к щелочам, а защитный водонепроницаемый слой не пропускал пар.
Материалы, используемые для предотвращения коррозии, должны быть огнеустойчивыми, иметь техпаспорт и соответствовать ГОСТу. Применять такие средства следует с учетом того, как на бетонные конструкции воздействует окружающая среда. Материал, который послужит защитой подземных сооружений от возникновения коррозии, выбирают с учетом вида изделия, его габаритов, технологии, используемой при возведении. Бетон, с которым контактируют грунтовые воды, нужно защищать в зависимости от возможного уровня их подъема.
Внутренняя (или первичная) защита бетонных изделий от масла, от нефтепродуктов и иных факторов осуществляется в ходе подготовки смеси для бетонирования. Эффективным способом протекции является применение химических модификаторов. Стойкость основы обуславливается пластифицированными свойствами веществ. К примеру, добавки, при создании которых использовался лигносульфонат, позволяют предотвратить трещины в портландцементе из-за влияния сульфатов. Также они повышают коррозионную устойчивость изделия.
Строители останавливают разрушение основы из цемента, применяя активные добавки, в основу которых входит аморфный кремнезем. Добавки увеличивают прочность материалов. Электролитические добавки ускоряют затвердение бетона, формируют устойчивую поверхность. Также в качестве добавок используется поташ и карбонаты.
Помимо этого, существуют добавки, оказывающие двойной эффект: защищают железобетон от коррозийных процессов и делают структуру более прочной. Добавки оказывают пластифицирующее действие. Мылонафт способствует увеличению гидроизоляционных качеств, стойкости к низким температурам и солям. Использование сульфитно-дрожжевой бражки эффективно в сочетании с бетоном, в основу которого входит быстро затвердевающий портландцемент. ГКЖ-94 повышает морозостойкость в несколько раз.
Внешняя или вторичная защита бетона используется в ходе строительства либо ремонта конструкций из бетона. Основные методы:
Позволяют предохранить изделия от жидкостей и пара. Пленка предотвратит попадание на поверхность бактерий, влаги и агрессивных веществ, содержащихся в воздухе. Мастики помогут избежать попадания влаги. Чаще применяются мастики, при создании которых используется смола. Такие составы используются для пропитки бетонных поверхностей в среде с повышенной влажностью. Пропитка заполняет верхний слой бетона, позволяет повысить сопротивляемость влаге. Биоцидные смеси нужны, чтобы воспрепятствовать проникновению плесени и грибков. Вещества проникают в материал, заполняя его, и уничтожают микроорганизмы.
Специальные пленки, применяемые для оклейки изделий, незаменимы для эксплуатации бетона в различных жидкостях, почвах с повышенной влажностью, в зоне действия электролитов. В частности, специалисты оклеивают конструкции, расположенные в водоемах, полиизобутиленовыми пластинами либо пленками. Широко применяется пленка из полиэтилена и нефтебитум, позволяющие достичь максимальной гидроизоляции.
При изготовлении по всем правилам коррозия бетона изделиям из него не страшна, и служить они будут очень долго. Бетон должен иметь сопротивляемость к коррозионному воздействию на цементный камень.
Коррозия бетона - это процесс разрушения целостности материала, возникающих из-за воздействия внешних агрессоров.
В настоящее время именно бетон остается одним из самых востребованных материалов в строительной сфере. Свойствами этот материал обладает по большей части положительными и стоек к атмосферным воздействиям.
Физические и химические воздействия окружающего пространства на бетон таковы, что происходит его разрушение, называемое коррозией. В связи цемента с водой происходит много процессов, возникает агрессивная среда, и для защиты бетона от коррозии требуется изучение тонкостей этого явления. Видов коррозии выделяется специалистами 3, но чаще всего разрушение происходит под действием нескольких видов сразу:
Коррозию можно назвать отдельной отраслью науки, которая изучает все процессы, называемые коррозионными, средства их предотвращения и устойчивость бетонных сооружений к различным природным процессам. Такое словосочетание, как коррозия бетона, звучит непривычно, но подвергается коррозии не только бетон, но и кирпич, асбоцемент и газобетон, пенобетон вместе с силикатными блоками.
Вернуться к оглавлению
Начинается этот процесс с того, что бетон затвердевает, превращаясь при этом в цементный камень, стойкость которого значительно ниже, чем наполнителей камня. Состав цементного камня включает в себя образовавшиеся в процессе затвердевания соединения. В нем много капиллярных ходов как открытых, так и закрытых, они бывают заполнены либо водой, либо воздухом. Очень неоднородна структура затвердевшего бетона.
В отношении затвердевшего бетона и железобетона агрессивна вода - речная, морская, сточные и дренажные воды вместе с имеющимися в составе воздуха кислыми газами. В черте городов и особенно в районах промышленных предприятий грунтовые воды содержат очень много различных примесей, которые способствуют коррозии затвердевшего железобетона. Если в окрестностях присутствуют химические заводы, то грунтовые стоки будут загрязняться кислотами как органическими, так и минеральными, нитратами и хлоридами, солями аммония, меди, цинка, железа и никеля, сульфатами, щелочами. В окрестностях металлообрабатывающих заводов грунт будет насыщаться продуктами травильных процессов и сульфатами железа.
Больше, чем грунтовые воды, насыщаются вызывающими разрушение цементного камня веществами стоки фабрик и заводов. Если неочищенная вода спускается в реки, то и вода в реках становится агрессивной по отношению к бетонным сооружениям. Коррозия бетона очень часто поражает гидротехнические сооружения. Воздух вблизи и на самих предприятиях тоже часто содержит загрязнения, такие как окислы азота, сернистый газ, хлористый водород. Здоровью людей концентрация этих газов в пределах допущенных норм вреда не приносит, но тем не менее ее достаточно, чтобы бетонные сооружения начали разрушаться.
Коррозия бетона очень разнообразна, так как существует более сотни веществ и их соединений, которые при соприкосновении с бетонным камнем вызывают его разрушения. Существуют микроорганизмы, называемые биодеструкторами, которые разрушают все виды сооружений. Разрушающие материалы микроорганизмы могут находиться с ними в непосредственном контакте или поселяться внутри пористых структур. Худшее время для бетонных сооружений - процессы метаболизма микроорганизмов, так как все качества материала и срок его службы значительно при этом сокращаются. Наносить вред бетону даже на расстоянии способны биоорганизмы, являющиеся продуцентами агрессивных по отношению к бетону веществ.
В любой жидкой и газообразной среде для коррозии бетона и железобетона не требуется дополнительных факторов. Если в газообразной среде высокая влажность, этот фактор ускоряет коррозионные процессы.
Вернуться к оглавлению
Железобетон наиболее сильно подвержен коррозии, так как содержит в себе металлический каркас.
Хотя процессы, протекающие в этих материалах, очень схожи, разрушение железобетона является значительно более сложным процессом. Заключается сложность в содержании металлического каркаса, для которого электрохимическая коррозия является врагом. Считается, что железобетон очень прочен и долговечен. Это связано с образованием обладающего защитными свойствами пассивного слоя при взаимодействии поверхности арматуры и щелочной природы бетона. Но при этом если бетон долгое время подвергается воздействию атмосферных осадков, содержащих соли и углекислый газ, происходит карбонизация, и среда в результате становится кислой. В результате понижается прочность, и здание начинает разрушаться быстрее.
Чтобы коррозия этого вида была приостановлена, требуется введение в бетон специальных ингибиторов, действующих именно на коррозию металла. Такие вещества могут создать пленку на поверхности арматуры внутри бетона, что повышает общую прочность. Эта пленка не позволяет взаимодействовать металлу и бетону, таким образом, реакция электрохимической коррозии не происходит. Эти составы добавляют непосредственно в сырой раствор перед изготовлением бетонных плит или наносят на готовые изделия. Проникнуть в бетон состав может на 50 мм.
Процесс коррозионного разрушения сложен и опасен для построек из железобетона. Если отнестись к нему недостаточно серьезно и не пытаться предотвратить и остановить его действие, любое сооружение будет разрушено значительно быстрее. Используются для защиты железобетона и проекторные аноды. С их помощью создается электрический контакт между каркасом из арматуры и болванкой металла, по свойствам более активного. При электрохимической коррозии происходит разложение за счет ЭДС металла с отрицательными значениями. Пока не растворится металл, более реакционноспособный, железобетонный каркас будет вне опасности.
Вернуться к оглавлению
Широко применяемый в строительстве бетон имеет несколько разработок, которые применяются для борьбы и уменьшения разрушительных процессов. Это как защита материала от воздействий внешней среды, так и введение разного рода добавок, имеющих разные функции. Некоторые из них препятствуют появлению в бетоне трещин, его разрушению и вымыванию. Нередко применяется для сооружений бетон с высокой плотностью, капиллярная структура внутри которого отсутствует.
Разрушение бетона может быть остановлено введением гидравлических добавок. Они, чтобы воспрепятствовать вымыванию, связывают гидроксид кальция в соединение, которое менее подвержено растворению, гидросиликат кальция. Защита бетона от коррозии может заключаться в применении белитового цемента, так как этот материал гидроксида кальция выделяет минимум, содержит меньше трехкальциевого силиката. Если разрушающая жидкость имеет малые количества и испаряется с поверхности бетона сама, гидроксид кальция не будет вымываться из бетона. Он уплотнит его структуру и прекратит фильтрацию, что называется самозалечиванием бетона.
Если цементный камень повреждается водами, которые содержат соли сернокислые или хлористые, то это происходит вследствие образования продуктов, которые затем с легкостью вымываются из бетона. Случается, что теряются связующие свойства бетона. С этим нужно бороться аналогичным образом, понижая содержание гидроксида кальция в бетоне. К примеру, в 100 раз менее подвержен растворению в воде хлористый кальций, если сравнивать его с гидроксидом кальция.
Коррозия бетона сульфатного типа характеризуется образованиями в порах бетона, которые в ходе роста разрывают его. Это называется «цементными бациллами». Поэтому цемент, содержание трехкальциевого алюмината в котором недостаточно, дополнительно должен иметь стойкость к сульфатам. Бетонные сооружения не должны покрываться грибками и бактериями, водорослями речными и морскими, лишайниками, мхами, растениями, так как все это имеет разрушительное воздействие на них.
Защита бетона от вод с различными добавками может быть произведена различными путями. Это могут быть улучшения, технологические изменения, включающие в себя этапы . Цемент для приготовления должен содержать активные минеральные добавки определенного типа и соответственный минеральный состав. Могут помочь и такие решения, где для защиты бетона от коррозии применяется дренаж, водоотводы и гидроизоляция.
[ Нажмите на фото
для увеличения ]
В настоящее время бетон относится к наиболее популярным строительным материалам, которые используются для проведения как внутренних монтажных и отделочных работ, так и для возведения наружных стен строений и других несущих конструкций.
Ввиду широких условий эксплуатации бетон подвергается воздействию различных природных факторов, которые могут со временем привести к возникновению коррозии.
Технологии
Красим бетонный пол кислотной морилкой
Серый и непривлекательный бетонный пол можно сделать уникальным и красивым при совсем небольших усилиях
Морилка для бетона – разновидности и преимущества
При помощи морилки для бетона серому бетонному полу и другим бетонным поверхностям можно придать красивый насыщенный цвет
Как герметизировать бетонную подъездную дорожку?
Бетонная подъездная дорожка постоянно подвергается сильному износу со стороны проезжающих автомобилей, непогоды, воды и технической соли в зимнее время
Агрессивная окружающая среда негативно влияет на состояние строительных материалов. Воздействия солей, углекислого газа, воды, а также перепады температур (циклы заморозков-оттепелей) зачастую приводят к коррозии. Поэтому защита бетона от коррозии – важнейшая задача при строительстве или эксплуатации любых объектов.
Причины коррозии
Бетон, произведенный на минеральной основе, имеет капиллярно-пористую структуру и подвержен наибольшему воздействию в сравнении с другими материалами. В результате атмосферного воздействия в его пористой структуре образуются кристаллы, увеличение которых приводит к появлению трещин. Карбонаты, сульфаты и хлориды, в большом количестве растворенные в воздухе, также оказывают разрушительное влияние на строительные конструкции.
Виды коррозии
Коррозия бетона подразделяется на три вида. Основным критерием такой классификации является степень ухудшения его характеристик и свойств.
Первая степень – вымывание составных частей бетона;
Вторая степень – образование продуктов коррозии без вяжущих свойств;
Третья степень – накопление малорастворимых кристаллизующихся солей, которые увеличивают объем.
Методы защиты
Для защиты бетона и повышения его долговечности вам следует применять первичную и вторичную защиту.
К методам первичной защиты относится введение различных модифицирующих добавок. Они могут быть пластифицирующие (увеличивающие), стабилизирующие (предупреждающие расслоение), водоудерживающие, а также регулирующие схватывание бетонных смесей, их плотность, пористость и т. д.
К методам вторичной защиты относится нанесение различных защитных покрытий:
Биоцидные материалы – уничтожают и подавляют грибковые образования на бетонных конструкциях. Принцип действия заключается в проникновении химически активных элементов в структуру бетона, и заполнении ими микротрещин и пор.
Оклеечные покрытия – применяются при воздействии жидких сред (к примеру, если бетонная свая подтапливается подземными водами), в грунтах, а также в качестве непроницаемого подслоя в облицовочных покрытиях. Это могут быть рулоны нефтебитума, полиэтиленовая плёнка, полиизобутиленовые пластины и т. п.
Уплотняющие пропитки – придают бетону высокие гидрофобные свойства, резко повышают водонепроницаемость и снижают водопоглощение материала. Благодаря этим свойствам их применяют в условиях повышенной влажности и в местах, где присутствует необходимость обеспечения специальных санитарно-гигиенических требований.
Лакокрасочные и акриловые покрытия – образуют атмосферостойкую, прочную и долговечную защиту. Так, например, акрил предотвращает разрушение, создавая полимерную пленку. Еще одним плюсом подобного метода борьбы с коррозий является защита поверхности от грибков и микроорганизмов.
Лакокрасочные мастичные покрытия – используются при воздействии жидких сред, а также при непосредственном контакте бетона с твердой агрессивной средой.
Антикоррозийные покрытия можно применять везде, где существует подобная необходимость для бетона. Конструкции из этого материала встречаются в полах и стенах жилых помещений, фундаменте, гаражных комплексах, оранжереях, теплицах, очистных сооружениях, коллекторах. Также при выборе защитных средств вам следует учитывать особенности воздействия среды, возможное физическое и химическое воздействие.