§ 9.2. Факторы, способствующие коррозии бетона и железобетона, ее виды и прогнозирование, 5

Электрохимическая коррозия железобетона

Кристаллизационное разрушение конструкций из пористого бетона в сильноагрессивной среде может наступить быстро — через недели, месяцы, а из первоначально плотного бетона — через годы. В развитии коррозии этого вида существенную роль играет характеристика пустот, по которым водный раствор проникает в толщу бетона, и место, где происходит кристаллизация солей. Ведущим фактором коррозии данного вида является состав грунтовых вод, в частности наличие в них сульфатов, способных при взаимодействии с трехкальциевым гидроалюминатом цемента образовывать кристаллы.

Количественными показателями агрессивности среды солевой коррозии являются:

• содержание сульфатов в пересчете на ионы S0₄ — если их меньше 460 мг/л, среда неагрессивна, а если больше 800 мг/л,— сильноагрессивна (для сульфатостойких портландцемента и пуццоланового цемента значение этих показателей увеличивается в десять раз);
• содержание хлоридов, сульфатов, нитратов и других солей при наличии испаряющихся поверхностей — если их меньше 16 г/л, среда неагрессивна, а если больше 30 г/л,— сильноагрессивна.

Сульфоалюминат кальция образуется при участии гидроалюминатов цементного камня и гипса. При этом гипс либо поступает в виде раствора, либо образуется в результате взаимодействия других сульфатов агрессивного раствора и гидрата окиси кальция цементного камня. Таким образом, кристаллизационное разрушение бетона возможно при кристаллизации гипса или более сложного соединения на основе гипса — сульфоалюминиевого кальция.

Сравнивая стойкость в растворах сульфатов пуццолановых портландцементов с портландцементами, надо указать, что в первых она выше вследствие большей гидратации зерен цемента. Так как в пуццолановом портландцементе основная масса цементного камня состоит из некристаллизованного вещества — геля и количество свободного гидрата окиси кальция очень мало из-за его поглощения гидравлической добавкой, кристаллообразование и разрушение бетона протекают медленнее.

Глиноземистый цемент не содержит гидрата окиси кальция, образует более плотную структуру бетона и поэтому более сульфатостоек, чем пуццолановые и шлакопортландцементы.

Опасна не сама пропитка строительных конструкций солевыми растворами, а вызывающая их разрушение кристаллизация солей в порах при высыхании конструкций, начинающаяся со стороны поверхности испарения, ибо интенсивный рост кристаллов происходит именно с этой стороны.

Для предотвращения физико-химической коррозии рекомендуется изоляция сооружений от агрессивных вод, содержащих сульфаты, а также их отвод, снижение концентрации солей, воздействующих на растворы.

Электрохимическая коррозия железобетона. Долговечность железобетона определяется способностью бетона и арматуры в совокупности длительно противостоять воздействию агрессивной среды.
Разрушение железобетона может быть результатом коррозии как бетона, так и арматуры. В первом случае окружающая среда агрессивна по отношению к бетону, а потому он разрушается; при этом обнажается и разрушается арматура стальная. Если же окружающая среда не агрессивна по отношению к бетону, но агрессивна к арматуре, то она вызывает ее коррозию.

Грунтовые минерализованные воды, содержащие большое количество сульфатов (свыше 400 мг/л), хлоридов (более 16 г/л), магнезиальных и других солей, агрессивны как к бетону, так и к арматуре. Обычно железобетонные конструкции выходят из строя быстрее, чем бетонные, из-за коррозии и бетона, и арматуры.

Коррозия металлической арматуры может быть химической, электрохимической или может вызываться блуждающими токами. Коррозия эта развивается в том случае, если в защитном слое имеются трещины, через которые проникает кислород, углекислый газ, вода, или по порам и капиллярам поступает агрессивный раствор. Участок арматуры под трещиной приобретает более отрицательный потенциал, становится анодом и разрушается, а участок в плотном бетоне становится катодом.

Жидкая фаза в порах свежеприготовленного бетона характеризуется рН = 12-13. Щелочной характер электролита является основным фактором защиты арматуры от коррозии: щелочной раствор пассивирует металл, защищая его от разрушения. Коррозия стали в растворе Са(ОН)₂ благодаря его защитному действию при рН=11,5 резко замедляется без доступа воздуха.

СНиП 11.28—73 определяет степень агрессивного воздействия нефти, масел на бетон и железобетон: обычно они среднеагрессивны, а к кирпичу неагрессивны. На практике один вид коррозии может налагаться на другой или сопутствовать ему, что ускоряет разрушение конструкций.

Обнаружение и исследование коррозии бетона и железобетона осуществляются визуально и ускоренными методами испытаний.
Для изучения выщелачивания цемента применяют три метода:

• фильтрацию агрессивного раствора через измельченный цементный камень;
• фильтрацию раствора через образец с ненарушенной структурой;
• перемешивание измельченного цементного камня с агрессивным раствором.

Для изучения химического разрушения цемента используют методы фильтрации через ненарушенный или измельченный цементный камень, а также метод хранения образцов в агрессивной среде.

Выводы об опасности коррозии указанных видов делаются на основе химических анализов и натурных наблюдений.

Для изучения коррозии вследствие кристаллизации солей применяется метод испытания ненарушенных образцов бетона агрессивной среде.
Коррозия арматуры обнаруживается по наличию и раскрытию трещин в защитном слое бетона.

<< Факторы, способствующие коррозии бетона и железобетона, ее виды и прогнозирование, 4

Методы защиты бетонных и железобетонных конструкций от коррозии >>

07.09.2011 [09:47 ]

Эта статья еще не комментировалась. Инф-Ремонт будет признателен первому комментарию о статье