Міністерство транспорту та зв’язку України
Дніпропетровський національний університет
залізничного транспорту ім. ак. В.А. Лазаряна
Кафедра: «Хімії та інженерної екології»
Реферат
На тему:
«Корозія залізобетону»
Віконав : студент 655 гр
Иванов Д.А.
Перевiрів : Ковтун Ю.В.
Дніпропетровськ 2005
Бетоны на основе неорганических вяжущих веществ представляют собой искусственные строительные конгломераты, получаемые в результате твердения рациональной по составу, тщательно перемешанной и уплотненной бетонной смеси из вяжущего вещества, воды и заполнителей. Кроме основных компонентов в состав бетонной смеси могут вводиться дополнительные вещества специального назначения. Среди других ИСК бетоны относятся к самым массовым по применению в строительстве вследствие их высокой прочности, надежности и долговечности при работе в конструкциях зданий и сооружений. Кроме высокой прочности, у бетонов на основе неорганических вяжущих веществ имеется много и других достоинств: легкая формуемость бетонной смеси с получением практически любых наперед заданных форм и размеров изделий и конструкций, доступность высокой механизации технологических операций и т. п. Большая экономичность изделий из бетона состоит в том, что для их производства применяют свыше 80% объема местного сырья — песка, щебня, гравия, побочных продуктов промышленности в виде шлака, золы и др. По некоторым зарубежным данным, количество энергии, требующейся для производства бетонных материалов, является минимальным по сравнению с энергией (приведенной к единому эквиваленту), необходимой для изготовления стали, алюминия, стекла, кирпича, пластмасс. Для затворения порошкообразных вяжущих в тестообразное состояние и получения бетонной смеси используют обычную воду — питьевую из водопровода или речную, озерную и др. Расход воды также ниже, чем при производстве стали. После твердения тесто образует камень, например цементный камень (микроконгломерат), а уплотненная бетонная смесь — бетон (конгломерат).
Часть объемов в бетоне, заполнителе и камне занимают поры и капилляры разного размера и в различном количестве.
Для бетонов применяются почти все разновидности неорганических вяжущих, соответственно чему бетоны разделяются на цементные, гипсовые, силикатные, шлаковые, специальные (на фосфатных, магнезиальных и других вяжущих).
Для них применяются также все разновидности заполнителей, соответственно чему бетоны разделяют на плотные, пористые, специальные. При объединении вяжущих и заполнителей в принятых по составу количествах получают множество технических решений при производстве искусственных строительных конгломератов различного назначения. Если этих двух компонентов окажется недостаточно, тогда вводят дополнительные вещества (добавки).
Разработка предложений по совершенствованию контроля качества ...
... задачи: изучение понятия "бетон" и его видов: изучение способов получения бетона и приготовления бетонных смесей; изучение нормативных документов, регламентирующих контроль качества бетона и его смесей; ознакомление со структурой ... материалом для возведения стен малоэтажных зданий. В качестве заполнителя в нем используют просеянный шлак, в качестве вяжущего - цемент и известь. Стены из опилкобетона ...
Еще более сильным фактором, которым пользуются при получении бетонов с заданными свойствами, является технология с ее многообразными операциями (переделами), режимами (тепловыми, механическими и пр.) и характеристиками оборудования.
К одному из показателей заданных свойств относится средняя плотность бетона. Величина средней плотности бетона зависит от разновидности заполнителя, а отчасти обусловлена пористостью цементного камня. Особо тяжелые со средней плотностью свыше 2500 получают при заполнителях в виде железной руды, барита, чугунного скрапа, обрезков стали или чугуна. Тяжелые— средней плотности 2200… 2500 получают применением в них в качестве заполнителя щебня из плотных горных пород гранитов, диабаза, песчаника и др.; облегченные — со средней плотностью 1800… 2200. В легких бетонах со средней плотностью 500 …2000 кг/м3 используется легкий заполнитель, природный или лскусственный, в том числе пемза, туфы, керамзит, аглопорит, вакулит, а также в них нередко отсутствует песчаная фракция, вследствие чего возникают пустоты между щебнем, а сам бетон именуется крупнопористым легким бетоном. Особо легкие бетоны (теплоизоляционные) со средней плотностью менее 500 кг/м3 характеризуются тем, что функции своеобразного заполнителя в них переданы воздушным или газовым ячейкам.
При наибольшей крупности заполнителя до 10 мм — бетоны мелкозернистые, более 10 мм — крупнозернистые.
В зависимости от производственного назначения бетоны разделяют на конструкционные, предназначенные для изготовления бетонных и железобетонных внутренних и наружных конструкций промышленных и гражданских зданий и инженерных сооружений (колонны, балки, плиты); гидротехнические — для строительства плотин, шлюзов, облицовки каналов и других гидротехнических сооружений; дорожные — для строительства дорожных и аэродромных оснований и покрытий; специальные — для использования при устройстве жароупорных покрытий, кислотоупорных изделий. Каждой разновидности бетона присущи свои особенности: гидротехнический должен быть предельно плотным, водонепроницаемым, морозостойким, стойким против коррозии, тогда как бетон для жилищного строительства, тем более ограждающих конструкций (стен, перекрытий), должен быть малотеплопроводным, поддерживать и сохранять хорошую звукоизоляцию и пр., а бетоны дорожные должны быть не только морозостойкими, но и устойчивыми к динамическим воздействиям транспортных нагрузок, к истираемости и износу под колесами автомобиля в сложных климатических условиях.
КОРРОЗИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА.
Коррозией называют процесс медленного разрушения железобетона под воздействием различных агрессивных сред, следствием чего является постепенное снижение несущей способности конструкций и ухудшение эксплуатационных качеств сооружений и зданий в целом. Причины разрушения бетона и железобетона зависят от условий службы конструкций (на воздухе, под водой, в земле или в зоне переменного уровня воды) и вида агрессивной среды.
Коррозия каменных конструкций
... продукции качеству или нет, а также мерам защиты от коррозии бетонов. На бетонные и железобетонные конструкции, эксплуатируемые в промышленных, гражданских, жилых, сельскохозяйственных зданиях, могут действовать ... энергичнее протекает процесс реакции взаимодействия и чем более растворимы новообразования, тем скорее и полнее разрушается бетон. Коррозия II вида отличается от коррозии I вида тем, что ...
Под коррозией бетона принято считать ухудшение эксплуатационных характеристик этого строительного материала в результате воздействия различных агрессивных веществ. Правда, в этой статье пойдёт речь не о привычной коррозии бетона, а о коррозии, которая присуща стальным элементам, которые используются современными производителями для армирования цементного камня.
Стремясь снизить затраты на затвердевание бетона, производители нередко добавляют в материал различные модификаторы и пластификаторы. Воздействие подобных добавок может существенно улучшить эксплуатационные качества цементного камня, но при этом никто не даст гарантии, что модификаторы и пластификаторы не станут причиной возникновения коррозии армирующих элементов.
За примером далеко ходить не надо. В середине 1990-х годов по северным городам Российской Федерации прокатилась волна обвалов различных построек из армированного бетона. Причём обвалились тогда не только производственные и общественные постройки, но и жилые здания, которые были построены буквально за несколько лет до самой катастрофы.
Оказалось, что производители армированного бетона для быстрого затвердевания материала добавляли в него разнообразные хлористые добавки. В итоге бетон быстро твердел и набирал прочность, а его армирующие элементы разъедались токсичным для металла хлором. Со временем строительная конструкция утрачивала свою надёжность и попросту разваливалась.
Хотя с тех пор минуло больше десяти лет, сегодня Россия переживает настоящий строительный бум, и изделия из армированного бетона пользуются колоссальным спросом. Конечно, современные проверяющие органы тщательно следят за тем, чтобы бетон изготавливался с соблюдением всех установленных технологий, но за всем, как известно, не уследишь.
Стоит ли ожидать обвала зданий из армированного бетона в ближайшее время, пока неясно. Однако многие учёные уже говорят о том, что использование низкокачественного бетона сегодня может стать серьёзной проблемой для будущих поколений. Неизвестно, прислушиваются ли к ним застройщики, но домов из армированного бетона с каждым днём становится всё больше и больше…
Возникновение и развитие коррозии зависят от состава и свойств агрессивной среды, скорости обмена среды у поверхности материала, температуры среды, плотности и состава материала, его напряженного состояния, структуры, толщины и плотности защитного слоя и условий взаимодействия материала со средой.
Воздействия агрессивных сред на бетон весьма разнообразны. Не менее разнообразны и коррозионные процессы, поражающие бетон. Существуют следующие виды коррозии бетона:
- аммонийная коррозия бетона (коррозия бетона в результате его взаимодействия с растворами солей аммония);
- кислотная коррозия бетона (коррозия бетона в результате его взаимодействия с кислотами);
- магнезиальная коррозия бетона (коррозия бетона в результате взаимодействия цементного камня с растворами магнезиальных солей);
- радиационная коррозия бетона (изменение свойств бетона вследствие действия на него потоков ионизирующих излучений);
- сульфатная коррозия бетона (в результате взаимодействия цементного камня с сульфатами);
- углекислая коррозия бетона (в результате взаимодействия бетона с агрессивной углекислотой, содержащейся в воде);
- щелочная коррозия бетона (коррозия в результате взаимодействия бетона с щелочами);
- карбонизация бетона (процесс взаимодействия цементного камня с углекислым газом, приводящий к снижению щелочности жидкой фазы бетона);
- электрокоррозия (коррозия бетона под действием электрического тока в результате электрохимических и электроосмотических процессов, возникающих под действием постоянного или переменного тока);
- электрохимическая коррозия железобетона (коррозия, происходящая вследствие того, что арматурная сталь при погружении в раствор электролита начинает корродировать).
5 стр., 2083 слов
Реферат коррозия железобетона
... бетона. 2. Коррозия бетона при взаимодействии цементного камня с содержащимися в воде кислотами. Под воздействием кислот коррозия бетона ... железобетона – бетон облагораживают. Во время формирования бетонной смеси в состав вводят ингибиторы коррозии. Для защиты от коррозии арматуры в конструкционно- теплоизоляционных бетонах ... эксплуатационные свойства бетона. Повысить его плотность, в результате чего ...
Несмотря на разнообразие агрессивных факторов, основные причины коррозии можно разделить на три вида, по каждому из которых процессы коррозии объединяются основными признаками.
Первый вид коррозии объединяет те процессы коррозии, которые возникают под действием вод с малой временной жесткостью, когда составные части затвердевшего вяжущего растворяются и вымываются протекающей водой. Наличие в воде солей, не реагирующих непосредственно с отвердевшим вяжущим, может увеличивать их растворимость, ускоряя этим развитие процессов коррозии.
Второй вид коррозии объединяет процессы коррозии, которые развиваются при действии вод, содержащих химические вещества, вступающие в обменные реакции с составляющими бетона. Образующиеся при этом продукты реакции растворимы и вымываются водой, увеличивая пористость, или выделяются в виде гелеобразных новообразований, не обладающих вяжущей способность. К этому виду коррозии можно отнести процессы, возникающие под действием кислот, магнезиальных солей.
Третий вид коррозии объединяет процессы, при развитии которых в порах и капиллярах материала происходит кристаллизация малорастворимых солей. Это вызывает значительные напряжения в стенках капилляров и пор, ограничивающих рост кристаллов, и вследствие этих напряжений – разрушение структуры. К этому виду коррозии можно отнести процессы коррозии при действии сульфатов, где разрушение вызывается ростом кристаллов гипса и сульфатоалюминатов кальция. Агрессивное воздействие газов определяется их видом, концентрацией, температурой и относительной влажностью воздуха, а также скоростью обмена агрессивной среды. Скорость коррозии возрастает при одновременном действии химических и физических факторов Коррозионные процессы усугубляются от внешних механических воздействий.
В железобетонных конструкциях необходимо рассматривать также вопрос сохранности арматуры в бетоне. При воздействии на бетон жидких сред, не содержащих агрессивных по отношению к стали ионов, в первую очередь разрушается бетон, т. е. процесс коррозии бетона является ведущим. В условиях газовоздушной среды (при повышении относительной влажности воздуха 60%), а также при воздействии на конструкцию жидких или твердых сред, содержащих агрессивные по отношению к стали ионы, возможно развитие коррозии арматуры. Разрушение железобетонной конструкции в данном случае может наступить вследствие коррозии арматуры. Продукты ржавчины накапливаются на арматуре, давят на бетон, вызывают появление трещин, а затем и отслоение защитного слоя. Наибольшую опасность вызывает применение высокопрочных арматурных сталей,подверженных коррозионному растрескиванию. В этом случае возможен обрыв напряженной арматуры.
Коррозия, ее виды. Защита от коррозий
... Классификация коррозийных процессов Подземные нефтепроводы могут подвергаться коррозии под воздействием почвы, блуждающих токов и переменного тока электрифицированного транспорта. Почвенная коррозия подразделяется на химическую и ... работы трубопровода. 1 ЗАЩИТА СООРУЖЕНИЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ОТ КОРРОЗИИ. ВИДЫ КОРРОЗИИ. Линейная часть магистральных нефтепроводов сооружается в основном в ...
Коррозия бетонных и железобетонных конструкций в промышленных, гражданских, жилых, сельскохозяйственных и других зданиях является одним из распространенных дефектов, влияющих на безопасную эксплуатацию, и приводит к снижению надежности зданий и сооружений.
Химическая коррозия бетона
При эксплуатации инженерных сооружений в жидких и газовых средах бетон может подвергаться химической коррозии. Коррозия в газообразной среде протекает обычно при наличии влаги и так же, как в воде.
В соответствии с классификацией, предложенной В.М. Москвиным, химическую коррозию цементного бетона разделяют на три вида. В чистом виде она встречается редко. Чаще совмещаются два вида коррозии.
Коррозия первого вида происходит в результате растворения составляющих цементного камня водами с малой временной жесткостью. Эта вода горных рек, дождевая, болотная, конденсат. Уменьшает агрессивность воды содержание в ней Са (НСО3)2 и Мg(НСО3)2. И только вода с бикарбонатной щелочью менее 1,4-0,7 мг экв/л является агрессивной. Разрушение цементного камня начинается вымыванием Са (ОН)2, растворимость, которой составляет 1,2 г/л в расчете на СаО, а затем идет разрушение клинкерных минералов. Выщелачивание 15-30% СаО цементного камня приводит к уменьшению прочности на 40-50%.
Стойкость бетона можно повысить применением более плотных бетонов, пуццолановых портландцементов и шлакопортландцементов. Добавки в цементах связывают известь в нерастворимые соединения. При выдерживании изделий на воздухе в результате взаимодействия Са (ОН)2 с СО2 на поверхности бетона образуется малорастворимый карбонат кальция СаСО3, который не выщелачивается водой.
Коррозия второго вида происходит в результате взаимодействия составляющих цементного камня с кислотами и некоторыми солями. При обменных реакциях образуются не имеющие прочности легкорастворимые соединения. К этому виду коррозии относят углекислотную, общекислотную, магнезиальную.
Углекислотная коррозия. Углекислый газ СО2, находящийся в воздухе, растворяется в воде, образуя угольную кислоту Н2СО3. При наличии в воде достаточного количества карбоната кальция СаСО, чтобы нейтрализовать угольную кислоту, Н2СО3 и СаСО3 должны находиться в равновесном состоянии: СаСО3 + Н2СО3 <
- > Са (НСО3)2. Эта угольная кислота не является агрессивной по отношению к цементному камню. Если количество углекислоты больше, чем равновесное, она становится агрессивной и способна разрушить цементный камень по реакциям:
- Са (ОН)2 + Н2СО3 = СаСО3 + 2Н2О;
- СаСО3 + Н2СО3 = Са (НСО3)2.
Гидрокарбонат кальция легко растворяется и вымывается водой. Углекислотная коррозия происходит в результате действия растворов неорганических и органических кислот при их рН < 7. Не входят сюда кремнефтористо-водородная и поликремниевые кислоты. Кислоты содержатся в сточных, болотных водах; в выбросах промышленных предприятий может быть сернистый газ, хлор и другие, образующие с водой кислоты. Кислоты взаимодействуют с гидроксидом кальция, в результате чего получаются бессвязные кальциевые соли, легко вымываемые водой. Например, при действии соляной кислоты НСI на цементный камень получается растворимый хлорид кальция:
Реферат коррозия бетона и железобетона
... классификацию основных видов коррозии бетона под действием природных вод: 1) коррозия выщелачивания, вызываемая растворением гидроксида кальция, содержащегося в цементном камне, и выносом его из бетона; 2) кислотная коррозия — результат действия кислот при значениях ...
Са (ОН)2 + 2НСl = СаСl2 + 2Н2О.
Органические кислоты — азотная, уксусная, молочная, винная, олеиновая, гуминовая, фульвовая и другие — также разрушают цементный камень.
Магнезиальная коррозия. Чисто магнезиальная коррозия происходит при действии магнезиальных солей, кроме МgSО4. Например, в морской воде содержится хлорид магния МgСI2, который взаимодействует с цементным камнем по реакции:
Са (ОН)2 + МgСl2 = СаСl2 + Mg(OH)2.
Образуется растворимый хлорид кальция и бессвязный гидроксид магния. Коррозия становится заметной при содержании в воде МgСI2 более 1,5-2%.
Для защиты от коррозии второго вида следует применять плотные бетоны, делать пропитку бетона эпоксидными, полиэфирными и другими смолами, устраивать защитные покрытия.
Коррозия третьего вида возникает при действии на цементный камень веществ, способных образовывать кристаллические соединения увеличенного объема. Они оказывают давление на стенки пор и разрушают цементный камень. Коррозия происходит при действии вод, содержащих сульфат кальция СаSO4, сульфат натрия Na2SO4 и др. Na2SO4 вначале реагирует с Са (ОН)2 по схеме Са (ОН)2 + Na2SO4 <
- > CaSO4 + 2NaOH, а затем CaSO4 с минералом С3А. Сульфат кальция CaSO4 сразу реагирует с минералом С3А:
ЗСаО х Аl2O3 х 6Н2О + CaSO4 + (25-26)Н2О = ЗСаО х Аl2О3 х CaSO4 х(31-32) Н2О.
В результате взаимодействия образуется кристаллический трехсульфатный гидроалюминат (этрингит) с объемом в 2,8 раза большим объема исходных веществ.
Для предотвращения этого вида коррозии применяют глиноземистый цемент, сульфатостойкие портландцемента и бетоны повышенной плотности.
Сульфатно-магнезиальная коррозия возникает при действии на цементный камень сульфата магния MgSO4. Реакция идет по схеме: Са(ОН)2 + MgSO4 + 2Н2О = CaSO4 х2Н2О + Мg(ОН)2. Образуется рыхлая масса Мg(ОН)2 и кристаллы CaSO4 х 2Н2О, которые растворяются в воде. Влияние на цемент сказывается при концентрации MgSO4 более 0,5-0,75%. Происходит совмещение двух видов коррозии — магнезиальной и сульфатной.
Физико-химическая коррозия бетона
Коррозия этого вида вызывается фильтрацией сквозь толщу бетона мягкой воды, вымывающей его составные части, особенно гидрат окиси кальция — гашеную известь. Этот процесс, называемый выщелачиванием извести, весьма опасен для бетона, поскольку известь является составляющей почти всех цементов.
Внешним признаком коррозии такого вида является белый налет на поверхности конструкции в месте выхода воды, что и послужило основанием назвать данный вид коррозии «белой смертью» бетона.
В технической литературе можно встретить термин «карбонизация», который характеризует этот процесс. Карбонизация бетона ведет к потере бетоном его защитных свойств: арматура подвергается воздействию агрессивной среды. В результате карбонизации на поверхности бетона образуются тонкие трещины, которые впоследствии могут привести к отслаиванию бетона.
Если приток воды очень мал и она испаряется на поверхности бетона, то гидрат окиси кальция остается в толще бетона, уплотняет его и прекращает фильтрацию. Этот процесс называется самозалечиванием бетона.
Разработка ингибитора кислотной коррозии нелегированных сталей
... металла. 2) Изучение патентов в данной области исследования. 3) Изучение методов борьбы с коррозией. 4) Экспериментальное изучение действия ингибиторов. 5) Предложение технологических решений. ... применяют для транспортировки кислот. Целью бакалаврской работы является определение оптимальных противокоррозионных мер для защиты изделий из нелегированных сталей в кислотной среде. Поставленная ...
Для предотвращения физико-химической коррозии рекомендуется изоляция сооружений от агрессивных вод, содержащих сульфаты, а также их отвод, снижение концентрации солей, воздействующих на растворы.
Биологическая коррозия бетона
Биологическая коррозия — прямое или косвенное воздействие низших форм живых организмов, влияющих на внешний вид или технические свойства бетона. К таким организмам относятся бактерии, морские водоросли, грибки, лишайники, мхи и т. д.
Биоповреждения неорганических строительных материалов, к которым относится бетон, преимущественно сводятся к нарушению сцепления составляющих компонентов этих материалов в результате воздействия минеральных или органических кислот микробного происхождения. Бетонные сооружения разрушаются вследствие химических реакций между цементным камнем и продуктами жизнедеятельности микроорганизмов.
Пористая структура бетона способствует вовлечению микроорганизмов в коррозионные процессы. Первые упоминания об участии бактерий в коррозии бетона относятся к 1901 г. При обследовании бетонного водопроводного канала в поверхностном слое поврежденного бетона были обнаружены нитрифицирующие бактерии.
Благодаря переменности сечений контактирующих пор микроструктура цементного камня обладает непроницаемостью для частиц или микроорганизмов определенного размера, как правило, намного меньше среднего размера пор. Омываемый жидкостью бетон фильтруют воду, а мелкие частицы и микроорганизмы задерживаются на поверхности материала и вступают с ним во взаимодействие.
Продукты жизнедеятельности микроогранизмов такие как: кислоты, сульфиды, аммиак и другие, являются агрессивными и вызывают разрушение бетона, а также арматуры в железобетонных конструкциях.
Неорганические и органические кислоты и сероводород образуются тионовыми, нитрифицирующими, углеводородокисляющими, сульфатредуцирующими бактериями, грибами, дрожжами и другими микроорганизмами. Наиболее активны в коррозионном отношении литотрофные бактерии, окисляющие неорганические соединения: серу, сульфиды, сульфат закиси железа, аммиак с образованием серной и азотной кислот.
Плесневые грибы — типичные возбудители окислительного брожения. Окислительное брожение, вызываемое плесневыми грибами и так называемыми окислительными бактериями, может происходить только в случае, если у микроорганизмов есть особые энзимы — редуктазы, способствующие неполному разрушению углеводородов в присутствии кислорода воздуха. В качестве промежуточных продуктов этого биохимического процесса образуются органические кислоты (глюконовая, щавелевая, янтарная и лимонная), вызывающие коррозию металлов и органических материалов — разъедание, снижение веса, изменение окраски, потерю прочности — так называемые вторичные явления.
С точки зрения условий развития процессов биокоррозии, которые связаны с жизнедеятельностью живых организмов, следует различать два основных случая, имеющих значение и для разработки мер защиты от этого вида коррозии. В первом случае биоорганизмы — животные, растения, чаще всего микроорганизмы — находятся в непосредственном контакте с наружной или внутренней (для пористых материалов) поверхностью строительной конструкции и в процессе метаболизма взаимодействуют с материалом, в результате чего снижается прочность или ухудшаются другие эксплуатационные качества материала, т.е. происходит повреждение материала и сокращение сроков его эксплуатационной пригодности.
Строительные материалы (лекции за 2-й курс)
... на специально изготовленных балочках. Жёсткость – свойство материала давать небольшие упругие деформации. Твёрдость – способность материала (металла, бетона, древесины) сопротивляться прониканию в него под постоянной нагрузкой ... в условиях постоянного воздействия воды. Эти тяжёлые условия эксплуатации конструкций и сооружений требуют применения вяжущих веществ, обладающих не только необходимыми ...
Во втором случае биоорганизмы являются продуцентами веществ, агрессивных по отношению к строительному материалу, но непосредственно в пространстве и времени не связаны со строительной конструкцией. Коррозионные процессы могут развиваться на значительном расстоянии от места обитания биоорганизмов, вырабатывающих агрессивные по отношению к строительному материалу вещества. Этот процесс может быть отдален во времени от момента, когда наступает контакт агрессивного компонента со строительной конструкцией.
При твердении бетон покрывается защитной пленкой, образованной углекислым кальцием. Пока пленка цела, она препятствует диффузии воды внутрь бетонной кладки и тем самым защищает бетон от разрушения. Тионовые бактерии, поселяющиеся на поверхности карбонатного слоя, разрушают его, изменяя рН прилегающей воды за счет образуемой ими кислоты. Кроме того, тионовые бактерии приносят вред продуцированием сульфатов, поскольку последние образуют эттрингит, ускоряющий разрушение цементного камня.
Интенсивное развитие коррозии бетона и железобетона наблюдается в условиях техногенных сред. Высокая влажность, наличие органического вещества, жиров и продуктов их гидролиза, аммиака, растворов солей создают благоприятные условия для интенсивного развития активных в коррозионном отношении микроорганизмов.
Например, исследование микрофлоры бетона, гидроизоляции, кирпича, штукатурки на ряде мясокомбинатов показало, что во всех пробах стройматериалов присутствуют микроорганизмы, способные вызывать коррозию. Так, численность гетеротрофных бактерий, использующих для своего развития органические вещества и образующих аммиак и органические кислоты, достигала 103 клеток на 1 г материала.
Защита от коррозии
Для повышения стойкости к процессам коррозии и долговечности бетона необходимо выполнять антикоррозионную защиту, которую условно можно разделить на первичную и вторичную защиту. К первичным методам защиты относится введение различных модифицирующих добавок. Они могут быть пластифицирующие (увеличивающие), стабилизирующие (предупреждающие расслоение), водоудерживающие, а также регулирующие схватывание бетонных смесей.
Повышение стойкости бетонов к процессам коррозии может обеспечиваться соответствующим подбором составов, увеличением плотности путем уменьшения водоцементного отношения, выбором специальных вяжущих и заполнителей, применением наиболее эффективных методов уплотнения смеси, путем обработки поверхностного слоя (флюатирование, пропитка полимерами), введением различных солей (силикатов и алюминатов натрия, хлористого железа, стеаратов кальция), поверхностно-активных веществ, абиетанов натрия, кремнийорганических соединений, щелочестойких латексов, поливинилацетатов, изменяющих структуру, повышающих плотность, уменьшающих водопотребность и т.д.
К числу вредных добавок для бетонов относятся те, которые способствуют образованию легкорастворимых веществ (например, сахар, образующий легкорастворимый кальциевый сахарит и др.).
Морская вода очень вредно влияет на бетон из обычного цемента в виду возможности обменного образования кальциевых соединений с растворами солей легкорастворимых соединений.
По курсу «Реконструкция зданий и сооружений» «Обеспечение долговечности ...
... конструкций, определенных расчетным срокам. Если после реконструкции характер и интенсивность эксплуатационных физико-химических воздействий существенно не изменяется, основные параметры цементного бетона, ... метилметакрилата) бетоны и растворы. Выбор вида бетона производят на ... целиком заполнены продуктами коррозии (карбонатом кальция, гипсом); ... раза. При марке бетона по водонепроницаемости больше ...
В условиях воздействия агрессивной среды при выборе цемента для бетонов следует руководствоваться следующими положениями:
- для бетона, находящегося в зоне переменного уровня грунтовых вод, нельзя применять пуццолановый портладцемент;
- в сульфатных водах заметная сульфоалюминатная коррозия портландцемента начинается при концентрации ионов порядка 300 мг/л;
- сульфатостойкий портландцемент обеспечивает удовлетворительную стойкость конструкции в сульфатных водах;
- сульфатостойкий портландцемент можно заменить сульфатостойким пуццолановым портландцементом;
- хорошую стойкость в сульфатных водах имеют глиноземистые сульфатированные и глиноземистые шлаковые цементы.
К методам вторичной защиты относится нанесение различных защитных покрытий: применение биоцидных материалов, цементизация, силикатизация, смолизация, применение оклеечных материалов, применение уплотняющих пропиток и лакокрасочных мастичных покрытий.
Биоцидные материалы – это материалы, которые уничтожают и подавляют грибковые образования на бетонных конструкциях. Принцип действия биоцидных материалов заключается в проникновении химически активных элементов в структуру бетона и заполнении микротрещин и пор.
Цементизация – нагнетание цементного раствора через пробуренные в конструкции отверствия, что увеличивает ее плотность и водонепроницаемость, а тем самым и коррозионную стойкость бетона. Но этот способ недостаточно эффективен, что объясняется грубодисперсным составом цементов.
Силикатизация состоит в нагнетании через пробуренные в конструкциях отверстия жидкого стекла, которое, проникая в пустоты и поры, заполняет их. Вводимый вслед за этим раствор хлористого кальция, реагируя с жидким стеклом, образует уплотняющий осадок из плохо растворимого гидросиликата кальция и нерастворимого геля кремнезема.
Смолизация предусматривает предварительное нагнетание в бетон 4%-го раствора щавелевой или кремнийфторводородной кислоты и последующее введение раствора карбамидной смолы с отверждающей добавкой. Смолизация рекомендуется для повышения плотности и водонепроницаемости конструкции с мелкими порами и при отсутствии фильтрации воды.
Оклеечные материалы применяются при воздействии жидких сред (например, если бетонная в облицовочных покрытиях. Это могут быть рулоны нефтебитума, полиэтиленовая пленка, полиизобутиленовые пластины. Уплотнение поверхности бетона торкретированием и железнением также позволяет предотвратить развитие коррозии.
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 мастичные покрытия используются при воздействии жидких сред, а также при непосредственном контакте бетона с твердой агрессивной средой.
Антикоррозионные покрытия можно применять везде, где существует подобная необходимость для бетона. При выборе защитных средств следует учитывать особенности воздействия среды, возможные физические и химические воздействия.
Увеличение срока службы строительных конструкций и оборудования достигается путем правильного выбора материала с учетом его стойкости к агрессивным средам, действующим в производственных условиях. Кроме того, необходимо принимать меры профилактического характера. К таким мерам относятся: герметизация производственной аппаратуры и трубопроводов; хорошая вентиляция помещения; улавливание газообразных и пылевидных продуктов, выделяющихся в процессе производства; правильная эксплуатация различных сливных устройств, исключающая возможность проникновения в почву агрессивных веществ; применение гидроизолирующих устройств и др.
Здания и сооружения гражданского, промышленного, военного и транспортного назначения являются основой экономики любого государства мира. По оценкам специалистов значительное количество этих объектов в силу естественного старения и процессов коррозии находится в предаварийном состоянии, что создает угрозу техногенных аварий и катастроф. Постоянный контроль за состоянием и своевременные меры по восстановлению – это единственный способ решения вопроса долговременной и безопасной эксплуатации основных фондов.
Методы защиты бетона от коррозии
Инъекция растворов в конструкции с целью повышения их плотности и прочности может быть осуществлена цементицией, силикатизацией ( нагнетание жидкого стекла ), битумизацией и смолизацией.
Цементизация
Цементизация — нагнетание цементного раствора через пробуренные в конструкции отверстия, что увеличивает ее плотность и водонепроницаемость, а тем самым и коррозионную стойкость. Для цементации применяют раствор 1:10 ( цемент-вода ).
Чтобы ускорить его схватывание в него вводят добавку хлористого кальция — не более 7% к массе цемента. Этот способ недостаточно эффективен, это объясняется грубодисперсным составом цементов.
Силикатизация
Силикатизация — состоит в нагнетании через пробуренные в конструкциях отверстия жидкого стекла, которое, проникая в пустоты и поры, заполняет их. Вводимый вслед за этим раствор хлористого кальция, реагируя с жидким стеклом, образует уплотняющий осадок из плохо растворимого гидросиликата кальция и нерастворимого геля кремнезема. Твердение гидросиликата и кремнезема осуществляется в течение четырех суток.
Битумизация
Битумизация представляет собой нагнетание в конструкцию битума и является одним из лучших способов придания им водонепроницаемости и коррозионной стойкости. При битумизации рекомендуется применять битум марки III. Он, проникая на большую глубину, лучше, чем битумы других марок, поглащается бетоном. Битумизация не может быть проведена на влажном бетоне, так как при высокой температуре битума (200-220 град. С) вода превратится в пар, заполняя поры и препятствуя проникновению в них битума.
бетон коррозия защита
Смолизация
Смолизация предусматривает предварительное нагнетание в бетон 4% раствора щавелевой или кремнийфтористоводородной кислоты и последующее введение раствора карбамидной смолы с отверждающей добавкой. Cмолизация рекомендуется для повышения плотности и водонепроницаемости конструкции с мелкими порами и при отсутствии фильтрации воды.
