Коррозии правильно проведенная бетонная подготовка

Дефекты бетона, их классификация и устранение

Сразу обозначим главное условие — дефекты бетона могут быть правильно определены только после тщательного осмотра конструкции с зачисткой/расшивкой дефектных мест и выявлением пустот и полостей, действия по восстановлению возможны только после согласования методов устранения дефектов бетона с проектной организацией и строительным контролем.

  1. Дефект бетона — гравелистая поверхность этот дефект возникает, как правило, из-за некачественной опалубки, которую зачастую попросту забывают ремонтировать и используют множество раз. Этот изъян можно увидеть невооруженным взглядом — он заключается в том, что грани твердого наполнителя выпирают из тела бетона. Из-за этого проведение отделочных работ серьезно затрудняется или вовсе становится невозможным.

Фото дефект бетона:

Как устранить дефект гравелистая поверхность : очистить металлическими щетками, промывают струей воды, а затем оштукатуривают цементно-песчаным раствором состава 1:2 (по объему) на портландцементе марки 400-500.

2. Дефект бетона — полости на поверхности бетона возникает обычно из-за нарушения технологического процесса изготовления смеси или ее укладки.

Фото дефект бетона:

Как устранить дефект полости на поверхности бетона: очистить металлическими щетками, промывают струей воды, затереть поверхности цементным раствором.

3. Дефект бетона — Раковины образуются в результате сбрасывания бетона в опалубку с большой высоты, из-за недостаточного уплотнения, применения жесткой бетонной смеси, в результате длительного транспортирования, во время которого бетонная смесь расслоилась и начала схватываться. Чаще всего раковины появляются в местах наибольшей насыщенности арматурой, труднодоступных и неудобных для укладки и уплотнения бетона.

Фото дефект бетона:

Как устранить дефект раковины в бетоне: в сильно загруженных колоннах раковины последовательно расчищают, удаляя уплотненный бетон с каждой стороны колонны, затем их промывают водой и подготовленные полоски бетонируют. Для заделки раковин применяют раствор или бетон с крупностью зерен заполнителя до 20 мм. В качестве вяжущего используют портландцемент марок 400-500. Раствор или бетон готовят небольшими порциями вблизи места производства ремонтных работ. Чтобы обеспечить сцепление нового бетона со старым и с арматурой и получить повышенную прочность на ослабленном участке в раннем возрасте, рекомендуется применять бетон, марка которого на одну ступень выше марки бетона ремонтируемой конструкции. Если при проверке обнаружены сквозные раковины, расчистка которых вызовет значительное снижение несущей способности нагруженных колонн, то устраивают железобетонные обоймы или накладки с последующим нагнетанием в пустоты цементно-песчаного раствора через установленные заранее трубки. На месте каждого дефекта рекомендуется устанавливать не менее двух трубок с последующим нагнетанием в пустоты цементно-песчаного раствора.

4. Дефект бетона — пустоты в теле бетонной конструкции — это один из самых серьезных дефектов, который может привести к обрушению всей конструкции, поэтому его нужно исправлять незамедлительно. Зачастую пустоты могут быть огромных размеров и даже оголять арматуру. Они часто встречаются и появляются, как правило, вследствие непрохождения бетона на данном участке. Пустоты иногда достигают таких размеров, что полностью оголяется арматура, образуются сквозные разрывы в конструкциях и нарушается их монолитность.

Фото дефект бетона:

Как устранить дефект пустоты в бетоне: поверхность стыков очищают от рыхлого старого бетона, после чего стыки тщательно промывают водой. У мест бетонирования устраивают навесную опалубку с карманами, несколько возвышающимися над верхним стыком. Заделывают пустоты бетоном на мелком щебне. Производитель работ вместе с технадзором проверяют правильность приготовления бетонной смеси и тщательность ее уплотнения штыкованием или вибрированием.

5. Дефект бетона — трещины — причину такого брака определить сложно, но к самым типичным относятся: неправильное вычисление количества необходимых материалов, превышение расчетных нагрузок, коррозия арматуры, нарушение технологии при укладке и так далее.

Фото дефект бетона:

Как устранить дефект трещины в бетоне: Метод исправления дефекта напрямую зависит от множества факторов (положение, направление, ширина раскрытия и наличие ее изменения и многих других), и может существенно отличаться в разнообразных ситуациях. В большинстве случаев, для ремонта используется метод инъектирования — трещину заполняют специальным ремонтным составов под давлением.

Все дефекты бетона — не являются нормой для продолжения работ, в любом случае необходимо проводить мероприятия по их устранению. Отсутствие мероприятий по выявлению и устранению дефектов бетона как правило приводит к более негативным последствиям. Минимизировать дефекты бетона Вам поможет строительный контроль.

Cоветы — Правила подготовки бетонных поверхностей перед их окраской

Правила подготовки бетонных поверхностей перед их окраской

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

  • Окрашиваемый бетон не должен содержать модифицирующих добавок, отрицательно влияющих на качество покрытия. Для бетонных поверхностей неизвестного состава, а также в случаях использования ранее не проверенных модифицирующих добавок, требуется проведение пробного нанесения лакокрасочных материалов на небольшом экспериментальном участке с последующим определением адгезии и других показателей качества покрытия.
  • Абсолютная влажность бетона должна быть не более 4 %. (Относительная влажность должна быть не более 97%). Одним из наиболее распространенных источников подпитки бетонной поверхности влагой являются грунтовые воды. Поэтому необходимо убедиться в наличии надежной гидроизоляции под бетонным основанием. Широко распространенный в строительной практике метод проверки влажности бетона заключается в оклейке небольшого участка поверхности полиэтиленовой пленкой (кусок пленки толщиной не менее 100 мкм и размером приблизительно 1м х 1м приклеивается по периметру скотчем на 1 сутки). Образование на внутренней поверхности пленки конденсированной влаги или потемнение бетона свидетельствуют о повышенной влажности поверхности. В этом случае запрещается производить окраску бетона.
  • Следует иметь ввиду то, что влажность бетона следует определять при планируемых температурных и влажностных условиях эксплуатации наливных полов. Так например, проведение испытаний в условиях отапливаемого помещения (при повышенной температуре и пониженной влажности воздуха) может выявить наличие влаги в бетоне, в то время как при отсутствии отопления (при пониженной температуре и повышенной влажности воздуха) испытания могут не выявить наличия избыточной влаги в бетоне ввиду низкого давления водяных паров.
  • Бетон должен быть чистым и свободным от пыли возникшей в результате абразивной очистки. Удаление пыли рекомендуется производить щеткой с завершающей очисткой поверхности промышленным пылесосом. Влажная уборка не рекомендуется, поскольку после ее проведения требуется 24 часовая сушка поверхности.
  • При подготовке бетонных поверхностей эксплуатируемых в условиях со значительными перепадами температур необходимо обустройство т.н. «температурных швов» предупреждающих растрескивание покрытия. Один из вариантов устройства температурного шва указан на рис.1

  • Поверхность должна быть механически прочной и недеформируемой под воздействием внешних нагрузок до 25 МПа (250 кг/см2).
  • Прочность бетона должна быть не менее 2 N/mm2 (измеряя методом отрыва).

ПОДГОТОВКА БЕТОНА

1. Новый бетон

Свежие бетонные поверхности должны отверждаться минимум 28 суток перед нанесением лакокрасочных материалов. B некоторых случаях (пониженная температура, очень толстое свежее бетонное основание, большие колебания по влажности) необходима выдержка до 60 суток. Известковое молоко должно быть удалено (предпочтительнее механическим способом: ротационной шлифовальной машиной с использованием абразивных материалов с номером зернистости 16 или 36 или же пескоструйной обработкой с применением природного песка или кварца). Используемое иногда травление кислотой не рекомендуется по ниже описанным причинам.

1.1. Кислотное травление

Кислотное травление свежей бетонной поверхности эффективно удаляет известковое молоко. Однако после кислотного травления необходима тщательная обильная промывка бетонной поверхности водой с последующей сушкой. К другим недостаткам метода кислотного травления относятся:

  • Возможность коррозионного воздействия кислоты на стальную арматуру (в случае обработки армированного бетона), а также на стальные конструкции и оборудование которые могут находится в помещении.
  • Необходимость применения спецодежды (кислотоупорные перчатки, боты, комбинезон, противогаз и т.д.) , защитных очков и специальных средств защиты органов дыхания оператора выполняющего процедуру кислотного травления.

Если все-таки было принято решение провести кислотное травление свежей бетонной поверхности, то рекомендуется использование соляной кислоты разбавленной до 10÷15%-ой концентрации. Рекомендуемый расход- 0,5 литра/м2. Во время обработки бетонной поверхности кислотой наблюдается образование пузырьков. Реакция длится ориентировочно 5 мин. (Как правило, поставляемая товарная форма соляной кислоты имеет 30%-ую концентрацию).

1.2. Посторонние загрязнения

Практические соображения рекомендуют убедиться в том, что бетонная поверхность свободна от таких загрязнений как пятна битума, лакокрасочных материалов, ГСМ и др. веществ, которые могут загрязнить свежий бетон во время выполнения строительных работ. Данные локальные загрязнения должны быть удалены механическими методами.

2. Старый бетон

«Старый бетон» должен быть в хорошем состоянии, т.е. не должен содержать открытых трещин и крупных пор. Имеющиеся, а также возникшие в результате механической очистки бетона трещины и выбоины должны быть зашпатлеваны специальными полимерными составами.

Глубокие трещины перед шпатлеванием должны быть «открыты» угловым шлифовальным станком. Применение шпатлевочных смесей на основе цемента не рекомендуется ввиду их недостаточно высокой механической прочности в тонких слоях.

В случае наличия посторонних загрязнений должны быть выполнены следующие процедуры:

Подготовительные работы перед бетонированием

Перед началом бетонирования конструкции выполняют комплекс работ по подготовке опалубки, арматуры, поверхностей ранее уложенного бетона и основания.

Опалубка. Прежде всего выверяют установленную опалубку. Геометрические размеры проверяют стальным метром или рулеткой; правильность положения вертикальных плоскостей — рамочным отвесом, горизонтальность плоскостей — уровнем или геодезическими инструментами.

Опалубку и поддерживающие леса тщательно осматривают, проверяют надежность установки стоек лесов и клиньев под ними, креплений, отсутствие щелей в опалубке, наличие закладных частей и пробок, предусмотренных проектом. Проверка и осмотр необходимы потому, что опалубка может деформироваться из-за просадки или вспучивания основания (при оттаивании грунта) или из-за усушки и коробления досок. Отклонения от проектных размеров не должны превышать допусков, приведенных в разделе Классификация опалубки.

Щели шириной более 3 мм и отверстия в деревянной опалубке, через которые может просачиваться цементное молоко, заделывают. Щели от 3 до 10 мм проконопачивают скрученной в жгут паклей, а более 10 мм заделывают деревянными рейками. В опалубке балок и невысоких колонн щели до 10 мм промазывают глиняным тестом. Конопатят щели до промывки опалубки, а промазывают глиной после промывки. Щели шириной до 3 мм затягиваются от разбухания досок при промывке опалубки перед укладкой бетонной смеси.

В металлической опалубке щели и отверстия промазывают глиняным тестом или раствором алебастра.

Перед укладкой бетонной смеси опалубку тщательно очищают от мусора и грязи, а затем обязательно увлажняют во избежание отсасывания опалубкой воды из бетонной смеси.

О приемке опалубки ответственных конструкций пролетом более 8 м и предварительно напряженных конструкций составляют акт.

Арматура. Установленные арматурные конструкции перед бетонированием также проверяют, а ответственные конструкции принимают по акту. При этом проверяют местоположение, диаметр и число арматурных стержней, а также расстояния между ними, наличие перевязок и сварных прихваток в местах пересечений стержней. Расстояния между стержнями и допускаемые отклонения должны соответствовать проекту.

Сварные стыки, узлы и швы, выполненные при монтаже арматуры, осматривают снаружи. Кроме того, испытывают несколько образцов арматуры, вырезанных из конструкции. Места вырезки и число образцов устанавливают по согласованию с приемщиком работ.

Расстояние от арматуры до близлежащей поверхности опалубки проверяют по толщине защитного слоя бетона, указываемой в чертежах бетонируемой конструкции.

Толщина защитного слоя бетона, мм, для некоторых элементов бетонируемых конструкций следующая (не менее):

Толщину защитного слоя бетона для элементов конструкций, работающих в условиях агрессивной среды, принимают в соответствии с указаниями проекта сооружения. Требуемую толщину такого слоя создают, укладывая под арматуру цементные или бетонные подкладки. Назначение защитного слоя главным образом сводится к предохранению арматуры в конструкциях от коррозии.

Для обеспечения надежного сцепления свежеуложенного бетона с арматурой последнюю очищают от грязи, отслаивающейся ржавчины и налипших кусков раствора пескоструйным аппаратом или проволочными щетками.

Поверхности ранее уложенного бетона. Для прочного соединения ранее уложенного затвердевшего бетона монолитных конструкций и сборных элементов сборно-монолитных конструкций с новым горизонтальные поверхности затвердевшего монолитного бетона и сборных элементов перед укладкой бетонной смеси очищают от мусора, грязи и цементной пленки. Вертикальные поверхности от цементной пленки очищают в том случае, если это требуется проектом.

Наиболее просто цементную пленку удалить водяной или водновоздушной струей под давлением 3-5 ат или проволочными щетками сразу после окончания схватывания цемента: в жаркое время через 6-8 ч после окончания укладки, в прохладную погоду — через 12-24 ч. Воду из шланга направляют на бетон под углом 40-50°, при этом наконечник шланга должен находиться от поверхности бетона на расстоянии 40-60 см. Струя воды снимает тонкий слой бетона (1-2 см) и обнажает отдельные зерна крупного заполнителя. Если под действием струи снимается слой большей толщины или получаются отдельные выбоины, обработку на 2-4 ч прекращают. Очищать водой поверхности ограждающих конструкций из легкого бетона не разрешается.

Поскольку к моменту обработки водой бетон обладает весьма малой прочностью (2-3 кг/см 2 ), необходимо принимать меры предосторожности, чтобы не повредить его. Рабочий, обрабатывающий горизонтальную поверхность, должен быть в резиновых сапогах. На обрабатываемую поверхность укладывают специальные трапы (доски), по которым рабочий должен передвигаться.

В затвердевшем бетоне (при прочности 15-25 кг/см 2 ) цементную корку счищают механическими металлическими щетками или (при прочности 50-100 кг/см 2 ) с помощью гидропескоструйных аппаратов или механических шарошек и промывают струей воды. Оставшуюся на поверхности монолитного бетона и сборных элементов воду удаляют.

Основание. Перед укладкой бетонной смеси на грунт основание специально подготавливают. С него удаляют все глинистые, растительные, торфянистые и прочие грунты органического происхождения; сухой несвязный грунт слегка увлажняют поливкой. Переборы ниже проектной отметки заполняют песком и тщательно уплотняют. Со скального основания удаляют все выветрившиеся частицы; мелкие трещины заделывают цементным раствором, крупные — заполняют бетоном. Переборы ниже проектных отметок выправляют бетоном низких марок. Перед бетонированием скальное основание очищают от грязи, битума, масел, снега и льда.

О готовности основания под укладку бетона составляют акт.

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Современные методы защиты железобетонных конструкций зданий и сооружений от коррозии

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 05.04.2016 2016-04-05

Статья просмотрена: 2532 раза

Библиографическое описание:

Жуков Е. М., Кропотов Ю. И., Лугинин И. А., Легаева Л. А. Современные методы защиты железобетонных конструкций зданий и сооружений от коррозии // Молодой ученый. — 2016. — №7. — С. 75-78. — URL https://moluch.ru/archive/111/27790/ (дата обращения: 06.12.2019).

Бетоны представляют собой искусственные каменные строительные материалы, получаемые в результате формирования и затвердевания рационально подобранной по составу, тщательно перемешанной и уплотненной бетонной смеси, состоящей из вяжущего вещества (цемент и др.), крупных и мелких заполнителей и воды. Кроме основных компонентов в состав бетонной смеси могут вводиться дополнительные специальные добавки. Бетоны относятся к самым массовым по применению в строительстве материалам вследствие их высокой прочности, надежности и долговечности при работе в конструкциях зданий и сооружений. После твердения бетонная смесь образует бетон (конгломерат), где часть объемов занимают поры и капилляры разного размера и в различном количестве.

Практика эксплуатации инженерных бетонных сооружений показала, что в ряде случаев под влиянием физико-химического действия жидких и газовых сред бетон может подвергаться разрушению.

Коррозия бетона возникает в результате проникания агрессивного вещества в его толщу; она особенно интенсивна при постоянной фильтрации такого вещества через трещины или поры бетона. К агрессивным воздействиям внешней среды чаще всего относят следующие: пресные и минерализованные воды, совместное действие воды и мороза, попеременное увлажнение и высушивание.

Для предотвращения коррозионного разрушения бетона и железобетона существуют следующие виды защиты:

Первичная: защита строительных конструкций от коррозии и протечек, реализуемая на стадии изготовления (возведения) конструкции за счет свойств бетона (добавлением в бетон различных веществ) и конструктивных мер, достаточных для сохранения эксплуатационных свойств конструкций, предусмотренных проектом;

Вторичная: защита строительных конструкций от коррозии и протечек, реализуемая после изготовления (возведения) конструкции и подразумевающая устройство оклеечной, свободномонтируемой, обмазочной, металлической и прочих видов изоляции и других мер, исключающих или препятствующих прямому контакту агрессивной среды с материалом конструкций.

К мерам первичной защиты относятся:

1) применение бетонов, стойких к воздействию агрессивной среды;

2) применение различных модифицирующих добавок, повышающих коррозионную стойкость бетонов и их защитную способность по отношению к стальной арматуре, стальным закладным деталям и соединительным элементам. Добавки могут быть пластифицирующие (увеличивающие), стабилизирующие (предупреждающие расслоение), водоудерживающие, а также регулирующие схватывание бетонных смесей, их плотность, пористость и т. д.;

3) снижение проницаемости бетонов;

4) соблюдение дополнительных расчетных и конструктивных требований при проектировании бетонных и железобетонных конструкций.

К мерам вторичной защиты относится нанесение на поверхности бетонных и железобетонных конструкций защитных материалов:

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 (например, 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 (применяются в условиях повышенной влажности и в случае необходимости обеспечения специальных санитарно-гигиенических требований);

лакокрасочные и акриловые покрытия — образуют атмосферостойкую, прочную и долговечную защиту, в том числе предотвращающую появление на поверхности грибков и микроорганизмов.

Вторичная защита применяется в случаях, если защита от коррозии не может быть обеспечена мерами первичной защиты и, как правило, требует периодического её возобновления. Антикоррозийные покрытия можно применять везде, где существует подобная необходимость для бетона. При выборе защитных средств следует учитывать особенности воздействия среды, возможные физические и химические воздействия.

Современный рынок гидроизоляционных материалов предлагает широкий спектр составов для защиты бетона, при этом каждый цементный материал выполняет определенную функцию:

Обмазочная гидроизоляция применяется для гидроизоляции бетонных, железо-, пено-, газобетонных, а также кирпичных конструкций. Толщина гидроизоляции 2–6 мм. Гидроизоляционные составы производятся в двух вариантах: жесткая цементная гидроизоляция (сухая смесь) и гибкая полимерцементная гидроизоляция (двухкомпонентный состав: сухая смесь и водная дисперсия полимера). Полимерцементная гидроизоляция применяется для гидроизоляции сооружений с повышенным трещинообразованием, подвергающихся температурным и механическим деформациям, осадке и вибрациям.

Штукатурная гидроизоляция — сухие смеси для гидроизоляции бетонных, железобетонных и кирпичных конструкций, применяются при необходимости дополнительного выравнивания поверхностей. Толщина гидроизоляции 5–50 мм.

Шовная гидроизоляция — сухие смеси для гидроизоляции стыков, швов, сопряжений, примыканий, вводов коммуникаций в статически нагруженных сборных и монолитных бетонных конструкциях.

Ремонтные смеси — цементные составы с использованием армирующего волокна, которые применяется для локального восстановления поверхностей (сколов, выбоин, трещин, эрозии) бетонных, железо-, пено-, газобетонных, кирпичных и каменных конструкций.

Водяная пробка — быстросхватывающиеся цементные составы, используемые для оперативной ликвидации напорных течей через трещины, стыки и отверстия в бетонных и железобетонных конструкциях, кирпичной и каменной кладке.

Проникающая гидроизоляция — сухие смеси для гидроизоляции бетонных и железобетонных конструкций. Такой вид цементной гидроизоляции не предназначен для гидроизоляции пенобетонных и газобетонных конструкций (из-за большого размера пор), кирпичных стен (вследствие отсутствия в кирпиче необходимых для реакции веществ). Основное отличие проникающей гидроизоляции от всех других цементных гидроизоляций: формирование водонепроницаемого покрытия не на поверхности бетона, а в его значительной толщи (до 400 мм для определенных проникающих материалов). Может использоваться на влажных поверхностях, с внутренней и внешней стороны, при положительном и отрицательном давлении воды. Действие проникающей гидроизоляции продолжается и усиливается после нанесения состава на поверхность (см. рис. 1).

Рис. 1. Проникающая гидроизоляция

Добавки в бетон — сухие смеси, используемые в качестве добавки в бетон на стадии приготовления, для повышения водонепроницаемости, морозостойкости и коррозионной стойкости бетонов и растворов. Применение гидроизоляционных добавок позволяет снизить водоцементное отношение и, как следствие, уменьшить объем пор в бетоне, повышая, таким образом, плотность, прочность, водонепроницаемость, а также долговечность бетона [2].

Окончательное решение о виде защиты и материалах для защиты от коррозии бетонных и железобетонных конструкций следует принимать на основе сравнения технико-экономических показателей различных вариантов технических решений. При технико-экономических расчетах защитных мероприятий должны быть учтены капиталовложения, средняя годовая стоимость защиты от коррозии бетонных и железобетонных конструкций и стоимость ее периодического восстановления, а также значение вынужденных потерь, вызываемых необходимостью перерыва производственного процесса на время восстановления защиты от коррозии.

Процесс коррозии — очень сложный и опасный для бетонных или железобетонных построек процесс. Поэтому к нему стоит отнестись с большим вниманием. Если пренебрегать коррозией бетона и не пытаться ее предотвратить, то любая постройка через некоторый период времени может полностью разрушиться. К счастью, на сегодняшний день существует большое количество систем защитных материалов, препятствующих этому процессу и предлагающих ряд вариантов эффективного решения задач, стоящих перед строителями и эксплуатирующими здания и сооружения организациями.

  1. СП 28.13330.2012 Защита строительных конструкций от коррозии.
  2. ГОСТ 24211–2003 Добавки для бетонов и строительных растворов.

Коррозия бетонных и железобетонных конструкций

Виды коррозии бетона представлены на рис. 3.2.

Коррозия I вида вызывается фильтрацией мягкой воды сквозь бетон, которая вымывает гидроксид кальция Са(ОН)2. Следует учесть, что портландцемент содержит более 60 % извести.

Удаление и снижение СаО в растворе приводит к разрушению других гидратов (гидросиликатов, гидроалюминатов, гидроферри-

Рис. 3.2. Виды коррозии бетона

тов), поскольку их существование возможно в растворах гидрата окиси кальция определенной концентрации. Внешним признаком этого вида коррозии является белый налет на поверхности конструкции как результат выпадения в осадок растворенных солей.

Более стойким к коррозии I вида является пуццолановый портландцемент и шлакопортландцемент с гидравлическими добавками, а также глиноземистый цемент.

Коррозия II вида развивается под действием на бетон кислот, солей, щелочей, вступающих в обменные реакции с частями цементного камня, в результате образуются хорошо растворимые соли, вымываемые из тела бетона. Скорость коррозии возрастает с увеличением концентрации кислоты и скорости фильтрации. Если продукты коррозии на поверхности бетона слаборастворимы, не удаляются и остаются на месте, то процесс коррозии приостанавливается. В случае отсутствия движения кислых растворов процесс коррозии замедляется вследствие защиты поверхности продуктами коррозии.

Бетон на портландцементе разрушается при pH

Коррозия III вида происходит вследствие накопления в порах бетона кристаллов солей по двум причинам: в результате химических реакций взаимодействия составных частей цементного камня с агрессивной средой и из-за переноса солей, выделенных из раствора при испарении влаги.

На начальной стадии рост кристаллов повышает прочность, а затем в стенках пор возникают высокие растягивающие усилия, при которых структурные элементы разрушаются. Такое разрушение при пористом бетоне и сильноагрессивной среде может наступить быстро — через месяцы, а в плотном бетоне — через несколько лет.

Коррозия III вида связана с наличием сульфатов в грунтовой воде, которые при взаимодействии с трехкальциевым гидроалюминатом цемента образуют кристаллы.

К значительному разрушению бетона приводит и рост кристаллов сульфо-алюмината кальция.

В чистом виде рассмотренные три вида коррозии встречаются редко. Чаще всего один вид коррозии переходит в другой.

Наблюдается явление «выцвет солей». Речь идет о белом налете на поверхности бетона, об образовании карбоната кальция СаС03 из гидроокиси кальция Са(ОН) и двуокиси углерода С02. Растворимая в воде гидроокись кальция поднимается к наружной поверхности строительной конструкции путем капиллярного подсоса (эффект фитиля), осаждается там после испарения воды и затем реагирует с углекислотой воздуха, образуя карбонат кальция. Солевой налет образуется, если вода находится между плотной опалубкой и бетоном, на освобожденной от опалубки поверхности бетона или если она с растворенной в ней известью течет по поверхности бетона.

Налет не влияет на качество сооружений и, в частности, на их устойчивость, не снижает проектную прочность бетона.

Физико-механическая коррозия предполагает ухудшение свойств бетона за счет физических явлений. Одним из видов таких изменений структуры служит замораживание и оттаивание воды в порах и капиллярах по аналогии с кирпичной кладкой. За счет размораживания разрушение начинается с цементного камня как более пористого материала, в результате бетон раскрашивается.

Знакопеременные температурные напряжения при оттаивании и замораживании бетона ослабляют связи между крупным заполнителем и цементным камнем за счет большого различия в коэффициентах температурного расширения этих материалов. С увеличением влажности бетона еще больше ослабляются связи на границе цементного камня с заполнителем.

При замораживании бетонных конструкций возникающие процессы различаются между собой в зависимости от толщины бетона.

Замораживание массивного сооружения или ограждающей конструкции при положительной температуре, с одной стороны, происходит с постепенным продвижением в глубь холодного фронта, к которому будет направлена миграция влаги; то же явление будет наблюдаться при одностороннем замерзании пористого бетона — миграция влаги к холодной поверхности. В этом случае образуются линзы льда, развивается внутреннее давление; в результате бетон расслаивается.

Замораживание бетона тонкостенной конструкции приводит к образованию льда с обоих поверхностных слоев, и разрушение бетона проявится в их шелушении.

Разрушение бетона из-за кристаллизации солей в результате подсоса и испарения минерализованных грунтовых вод также относится к физической коррозии и аналогично рассмотренному случаю коррозии III вида по своим последствиям.

Коррозия бетона от масел чаще всего возникает под действием органических соединений — продуктов переработки нефти, а также минеральных и животных масел.

По механизму воздействия углеводородные нефтяные среды рассматриваются как адсорбционно-активные при наличии в них поверхностно-активных веществ в виде высокомолекулярных полярных смол. Скорость миграции адсорбционно-активной среды в поровом пространстве бетона зависит от ее вязкости и от процента заполнения пор бетона жидкой фазой. Чем суше бетон, тем быстрее он заполняется нефтяными средами.

В нефтяных фракциях в виде машинных масел, дизельного топлива, керосина и других полярных смол их содержится более 1—2 %. Бензин вовсе не имеет смол, а следовательно, он не активен по отношению к бетону.

Активность нефтяных сред возрастает при увеличении содержания полярных смол. Действие на бетон адсорбционно-активной среды зависит от степени ее активности, напряжений в структуре бетона и наличия микротрещин.

Разупрочнение цементного камня под действием углеводородов — необратимый процесс из-за нарушения сплошности структуры бетона; отрицательно влияет на контактную зону крупного заполнителя и цементного камня.

Прочность промасленного бетона можно получить расчетным путем в зависимости от начальной прочности бетона и количества лет промасливания, ограниченного сроком в 7—8 лет; при более продолжительном действии масел рекомендуется считать начальную прочность сниженной на 2/3.

При редком попадании масла прочность практически не снижается.

Дизельное топливо за 5—6 лет снижает прочность бетона незначительно (менее чем в два раза по сравнению с минеральными маслами). Легкие нефтепродукты типа бензина практически не снижают прочности бетона. Влияние нефтепродуктов на сцепление арматуры с бетоном более ощутимое; керосин и дизельное топливо снижают сцепление бетона с гладкой арматурой примерно на 50 % за счет уменьшения адгезии. Для стержней периодического профиля сила сцепления зависит от прочности бетона, и поэтому она снижается пропорционально прочности бетона, пропитанного этими материалами.

Для бетона, пропитанного минеральным маслом, снижение прочности сцепления, как и самой прочности бетона, составляет 60—70 % после выдержки в течение 6—7 лет, затем процесс стабилизируется.

Разрушают цементный камень и бетон масло льняное, хлопковое, рыбий жир, агрессивно действуют растворы глицерина, а также продукция сахарного производства.

Минимальные количества сахара, составляющие 0,1 % массы цемента, являясь токсичной добавкой, задерживают гидравлическое твердение цемента, а при содержании сахара в воде затворения, равном 0,6 % массы цемента, твердение полностью прекращается. Сахар опасен также и для таких строительных растворов и бетонов, которые еще недостаточно затвердели и обогатились углекислыми соединениями. Сахар вместе с известью цемента образует сахараты, которые препятствуют процессу твердения.

Разрушение бетона из-за выщелачивания происходит относительно редко. Оно может быть в зданиях химических заводов, выпускающих едкий натр — соду.

Биоповреждения называются органогенной коррозией.

Сам бетон не является питательной средой для живых организмов. Биоорганизмы могут поселяться на бетонной поверхности, если она будет в контакте с воздухом и водой, содержащими пищу для микроорганизмов (углеводороды, сера и ее соединения). Поселяясь в порах и на поверхности в процессе жизнедеятельности, они выделяют продукты метаболизма, главными из которых являются кислоты.

Способностью разлагать силикатные минералы обладают бактерии, дрожжи, водоросли, образуемые кислоты — от сильных минеральных (серная, азотная) до многоатомных органических (гумино- вая, пировиноградная). Ими выделяются и такие органические кислоты, как уксусная, молочная, щавелевая, яблочная и др.

Наибольшей растворяющей силой обладают органические кислоты.

Коррозионные процессы могут развиваться на большом расстоянии от места обитания биоорганизмов; процесс выделения агрессивного компонента может быть весьма отделен по времени от коррозионного процесса. Например, вблизи сточных коллекторов развиваются сернокислые бактерии, питательной средой которых служит сероводород; впоследствии образуется серная кислота, повреждающая бетон.

К биологической коррозии следует отнести процессы коррозии бетона в болотных водах, где агрессивные агенты (углекислота и гу- миновая кислота) являются продуктами разложения органических остатков в анаэробных условиях.

Механизм биокоррозии сводится к действию кислот на бетон. Биокоррозия обнаружена на конструкциях пищевой промышленности и сельскохозяйственных сооружениях, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, где отходы производства могут быть агрессивными.

Деструкция бетона под воздействием микроорганизмов носит затухающий характер, снижение прочности бетона в среднем достигает 40—50 % и происходит неравномерно по высоте и ширине сечения конструкции.

Коррозионное разрушение бетона в железобетонных конструкциях происходит из-за карбонизации поверхностного слоя, которая заключается в том, что углекислый газ, растворяясь в поровой жидкости цементного камня, образует угольную кислоту Н2С03, которая взаимодействует с гидроксидом кальция с образованием бикарбоната и карбоната кальция, происходит карбонизация бетона. В результате pH жидкой среды снижается, и при pH = 8,5—9 защита арматуры от проникновения к ней агрессивных сред бетоном не обеспечена.

Глубина карбонизации, в зависимости от вида цемента и влажности воздуха, может составлять в год от долей до нескольких миллиметров. Появляется возможность коррозии арматуры, которая сопровождается образованием слоя окислов железа с увеличением объема. Увеличение объема арматурной стали создает растягивающие усилия в бетоне. При достижении предела прочности на растяжение в бетоне появляется трещина вдоль арматуры. При дальнейшем процессе защитный слой отторгается полностью. Такое состояние железобетонных конструкций особенно характерно для зданий и сооружений, эксплуатируемых в условиях сред с повышенной агрессией.

После появления трещин и организации доступа агрессивной среды к арматуре начинается интенсивная коррозия металла.

В кислых средах стальная арматура сильно коррозирует с образованием растворимых продуктов коррозии; в щелочных средах при pH > 10 коррозия представляется образованием нерастворимых гидратов закиси железа.

Растворы едких щелочей при концентрации до 40 % не разрушают арматуру.

Солевая коррозия арматуры усиливается в присутствии сульфатов, хлоридов и нитратов щелочных металлов. Наличие карбонатов и фосфатов способствует затуханию коррозии.

Сильная коррозия арматуры вызывается воздействиями газовых сред в виде окислов NO, N02, N90 и хлора, особенно в присутствии влаги.

Процессы коррозии арматуры при нарушении защитных свойств бетона опасны в заглубленных конструкциях из-за невозможности обследования их и своевременного обнаружения в них различных нарушений и возможного усиления, а также воздействий агрессивных факторов одновременно нескольких видов (физико-химических, микробиологических, блуждающих токов).

Растворимость цементного камня и разрушение бетона связаны с кристаллическими новообразованиями.

Кислоты растворяют избыток извести в цементе, т. е. известь, не связанную в кислотостойкие соединения. Так как каждый цемент содержит известь, кислотостойких цементов не существует. Сильные неорганические кислоты (соляная, азотная, серная, фосфорная и т. д.) растворяют все составляющие цементного камня с образованием солей кальция, алюминия и железа, а также силикагеля, тогда как слабые кислоты (например, угольная) образуют соли только при взаимодействии с известью.

К более слабым кислотам относятся угольная, сернистая (из дымовых газов), а также органические — гумусная, дубильная, фруктовая, уксусная, сахарная и молочная. Молочная, уксусная и муравьиная считаются наиболее агрессивными. Молочная кислота образуется при силосовании зеленой массы в цехах молочных хозяйств. Сладкое молоко не влияет на бетон.

Значительные разрушения, происходившие когда-то в локомотивных депо и железнодорожных туннелях из-за воздействия дымовых газов, — редкое явление. Большую роль в образовании таких разрушений играет сернистая кислота, входящая в состав водяного пара (особенно много ее выделяется при сгорании бурого угля), которая затем окисляется до серной кислоты и снова связывается с помощью свободного гидрата окиси кальция в сернокислый кальций (гипс).

Вода, содержащая сульфаты кальция, магния, натрия, аммония и, в меньшей степени, калия и алюминия, опасна для бетона и часто приводит к тяжелым повреждениям (большие трещины, размягчение и набухание вплоть до разрушения). Сульфаты, насыщающие поры бетона, приводят к образованию трещин вследствие увеличения объема растущих кристаллов. Под их действием (давлением) разрушаются расположенные вблизи поверхности слои (эттрингит известен также под названием «цементная бацилла»). Хлориды (соли соляной кислоты) редко служат причиной повреждений. Хлориды натрия, калия и кальция безвредны.

В качестве воды для затворения можно использовать почти любую природную воду несмотря на то, что она редко бывает химически чистой. Как правило, в ней содержатся собственные вредные составляющие — угольная и серная кислоты, нитраты и другие соли.

Читать еще:  Как правильно штукатурить видео

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector