Строительство в агрессивной среде - Коррозия бетона

В.И. Москвин выделил три основных вида коррозии бетона.

К первому отнесены все процессы коррозии, которые возникают в бетоне при действии жидких сред, способных растворять компоненты цементного камня. Особенно интенсивно эти процессы протекают при фильтрации воды через толщину бетона.

Ко второму виду коррозии относят процессы, при которых происходят химические взаимодействия между компонентами цементного камня и раствора. Образующиеся продукты или легко растворимы и выносятся из структуры фильтрационным потоком или отлагаются в виде аморфной массы. Такая коррозия возникает при действии на бетон растворов кислот и солей.

При третьем виде коррозии в порах бетона происходит накопление и кристаллизация малорастворимых продуктов реакции с увеличением объема твердой фазы. Значительные внутренние напряжения могут привести к повреждению структуры бетона. Такая коррозия возникает при действии сульфатов.

Возможны коррозии в результате внутренних процессов взаимодействия цементного камня и заполнителей, при действии адсорбционно-активных сред, обусловленные биологическими процессами, электрокоррозия и т.д. Имеют место следующие физико-химические процессы на контакте цементного камня и заполнителя: взаимодействие активного кремнезема заполнителей и щелочей цемента; взаимодействие доломита в заполнителях с растворами солей щелочных металлов; электрохимическая коррозия стали; коррозия растрескивания стали.

Капиллярно-пористая структура цементного камня определяет интенсивность коррозионных процессов. Выделены 15 основных типов капилляров разной формы. Проницаемость бетона и объем сквозных пор являются показателями коррозионной активности. При высоких градиентах давлений и при высушивании непроводящие поры могут быть фильтрующими или газопроницаемыми. Побудительной силой движения жидкостей или газов может быть разность температур по обе стороны конструкции и разность влажности в разных частях конструкции.

Коррозия первого типа связана с растворением гидроксида кальция – выщелачиванием извести. Установлена корреляционная зависимость между прочностью бетона R и степенью выщелачивания извести QCaO, %. Можно приближенно оценить срок службы конструкции τ. Пусть qизв, г/см3 – количество извести, которое может быть удалено из единицы объема бетона без потери им основных технических свойств; νоб, см3/(см3 · с) – количество воды, фильтрующейся в единицу времени через единицу объема бетона; Сизв – средняя концентрация извести в воде за время срока службы конструкции,

τ = q_изв / (ν_об C_изв ) .

Эффективность противокоррозийнной защиты зависит от:

1) правильного определения коррозионной нагрузки;

2) оптимального выбора объемно-планировочного решения, обеспечивающего наименьшую коррозионную нагрузку;

3) правильного выбора конструкционного материала, формы элементов и вида соединений;

4) подхода к защите отдельных конструкций и элементов с точки зрения сроков их службы;

5) учета степени снижения несущей способности элементов в результате коррозионного износа;

6) выбора оптимальных систем защитных покрытий, способа их нанесения;

7) соблюдения требуемых условий нанесения и режима сушки защитных покрытий.

Коррозионную стойкость обеспечивают применением коррозионно-стойких материалов, добавок, снижением проницаемости бетона технологическими приемами, установлением требований к категориям трещиностойкости, ширине раскрытия трещин и толщине защитного слоя.