Коррозия бетонных изделий и средства борьбы с ней

Нередко причиной преждевременного разрушения конструкционных элементов и целых зданий являются коррозионные процессы бетонных и железобетонных изделий.

Термин «коррозия» происходит от латинского слова, означающего «разъедание». Этот процесс связан с ухудшением показателей материалов из-за того, что происходит вымывание активных частиц, составляющих его основу. Кроме этого, появляются продукты коррозии, не имеющие способности к образованию целостных структур, что также негативно влияет на прочностные характеристики материала.

Природа коррозионных процессов и их развитие разнообразны, и зависят от различных факторов. Коррозия бетонных изделий и процессы, происходящие после поражения, также весьма различны. Бетон может подвергнуться следующим видам коррозии:

• аммонийная коррозия наступает после контакта бетона с растворами солей аммония;
• кислотная – после взаимодействия с кислотами;
• магнезиальная – после контакта цементного камня с растворами магнезиальных солей;
• радиационная – под действием излучений;
• сульфатная – после взаимодействия цементного камня с сульфатами;
• углекислая – после взаимодействия с углекислотой, находящейся в воде;
• щелочная – после взаимодействия с щелочами;
• электрокоррозия – происходит под воздействием постоянных или переменных токов;
• электрохимическая – после взаимодействия арматуры бетона с электролитом.

Если обобщить все виды вероятной коррозии бетонных изделий, то можно выделить три основные группы.

Первую группу объединяют процессы, происходящие после взаимодействия с водой, обладающей небольшой жесткостью. Происходит растворение твердого вяжущего вещества и его вымывание. Наличие солей в такой воде может способствовать увеличению темпов коррозионных процессов.

Во второй подгруппе коррозионных процессов находятся те, которые происходят под влиянием вод, включающих в свой состав химикаты. После контакта такой воды с бетоном происходит реакция, в результате которой происходит вымывание и появление дополнительных пор в бетоне.

Третья группа коррозионных процессов бетона отличается тем, что в его пустотах образуются кристаллы малорастворимых солей, вследствие чего происходят напряжения и разрушение структуры материала.

Немаловажное значение в деле сохранения железобетонных изделий имеет вопрос целостности и сохранения армирующих элементов. В том случае, если на бетон воздействуют жидкие среды, не несущие в себе агрессивные к металлу ионы, то коррозионные явления влияют главным образом на сам бетон. В противном случае, а также когда в воздухе содержится более 60 % влаги, вероятны процессы коррозии в арматуре. Результатом этого может стать разрушение не только арматуры, но и железобетона в целом. Дело в том, что при появлении элементов коррозии на арматуре, они начинают усиливать давление на бетон, в теле которого возникают трещины. В этом смысле особо опасны высокопрочные стали, которые более всего подвержены растрескиванию под действием коррозии. Это может привести к обрыву армирующих элементов.

Коррозия изделий из бетона и железобетона является одним из наиболее распространенных факторов, влияющих на безопасную эксплуатацию зданий и сооружений вне зависимости от их назначения.

Как любой другой материал, эксплуатируемый в условиях влияния коррозии, бетон должен быть подвергнут антикоррозионным мероприятиям. Их можно разделить на первичные и вторичные.

К первичным методам относят добавление в бетон дополнительных веществ с целью увеличения, стабилизации или удержания воды, а также для регулирования процессов схватывания смесей бетона.

Для увеличения стойкости бетона к коррозии следует подбирать оптимальный состав, который позволит увеличить плотность материала. А вот к числу нежелательных веществ в составе бетонных изделий относят те, что приводят к образованию легкорастворимых веществ.

При имеющемся воздействии агрессивных сред выбор цемента для бетонных изделий должен опираться на следующие критерии:

• пуццолановый портландцемент недопустим к применению в районах изменчивого уровня грунтовой воды;
• в сульфатных водах достаточная стойкость достигается при использовании сульфатостойкого портландцемента, а также сульфатированного и глиноземистого шлакового цемента;
• сульфатостойкий пуццолановый портландцемент по свойствам аналогичен сульфатостойкому портландцементу;

Вторичные методы заключаются в покрытии бетонных изделий различными материалами. К таковым можно отнести биоцидные материалы, цементизацию, силикатизацию, смолизацию, уплотняющие пропитки, мастики и лакокрасочные изделия.

Биоцидные материалы представляют собой вещества для борьбы с грибковыми проявлениями. Проникая в структуру материала, эти вещества полностью заполняют пустоты.

Процесс цементизации заключается в производстве в бетонных изделиях скважин и подаче в них раствора цемента. Результатом этого является увеличение плотности и снижение проницаемости воды.

При силикатизации через подобные отверстия осуществляют нагнетание жидкого стекла, заполняющего пустоты. После этого жидкое стекло подвергают реакции с хлористым кальцием. При этом образуется плохо растворимый уплотняющий состав.

Сфера применения смолизации ограниченна конструкциями с небольшими порами и отсутствием влияния жидкости. Технология заключается в последовательной подаче в бетон 4-х процентного раствора щавелевой кислоты и раствора карбамидной смолы. В смолу также включают отверждающую добавку.

Оклеечные материалы нашли свое применение в случаях влияния жидкостей. В качестве этих материалов используют нефтебитум, полиэтилен и другое.

Для этих же целей используют уплотняющие пропитки, обладающие отличными гидрофобными свойствами. Это позволяет применять их в условиях повышенной влажности, а также в тех местах, где необходимо соблюдение требований санитарии и гигиены.

Являясь вполне универсальным средством, лакокрасочные материалы и мастики применяют, как в случаях защиты от влаги, так и при контакте с твердыми агрессивными средами.

Для того, чтобы увеличить срок службы зданий и сооружений, следует правильно выбирать конструкционные элементы, их материал, а также предусматривать комплекс мероприятий по защите от коррозионного воздействия.