Главная » Справочник » Особенности формирования структуры и свойств бетонов » Прогнозирование коррозии и долговечность бетона

Прогнозирование коррозии и долговечность бетона

Наиболее распространенным материалом XX и XXI века являются бетоны и железобетоны с разными свойствами и назначением. На первый взгляд, эти материалы можно отнести к высокоэффективным и долговечным: они не горят, не гниют, могут обеспечить прочности класса В100 и более.

Проблемы повышения долговечности бетонов рассматриваются с двух сторон:

во-первых, проводятся исследования характеристик и особенностей окружающей среды, а также оценка влияния этой среды на стойкость бетона и арматуры;
во-вторых, изучение действия агрессивных факторов на кинетику коррозионных процессов и их механизм.

Кроме того, уделяется особое внимание разработке способов повышения стойкости бетона, железобетона к воздействию агрессивных сред.

Долговечность является мерой сопротивления материала износу и физико-химическим изменениям при воздействии определенных условий эксплуатации.

Стойкость материала к агрессивным воздействиям (долговечность) может быть определена как фактическая величина (в годах, часах) или в сравнении с материалом известной стойкости, например, стойкость окрасочных составов сравнивают с покрытием на основе поливинилхлорида (ПВХ) и т. д.

Один материал в разных условиях сохраняется по-разному: 2000 лет эксплуатируются бетонные сооружения, например Пантеон в Риме, и несколько сезонов отбойники в Баренцевом море.

Основными причинами разрушения бетона и ЖБИ при эксплуатации являются:

нарушение правил эксплуатации, перегрузка, динамические удары, усталость, проливы агрессивных жидкостей, необеспечение отвода воды с
параллельными замораживаниями и оттаиваниями, воздействие агрессивных газов из окружающей среды – СО2, SO2 и т. д.;
истирание, периодические и циклические ударные нагрузки разного вида транспорта, замораживание и оттаивание, увлажнение и высушивание (дорожные и аэродромные покрытия, полы, морская береговая защита и т. д.;
влияние газовоздушной среды (Т, влажность, СО2, SO2);
выщелачивание, коррозия I вида, вызванная растворением и выносом гидроксида кальция и других компонентов цементного камня в окружающую среду, снижающая в жидкой фазе цементного камня бетона рН и вызывающая перекристаллизацию малоустойчивых в такой среде гидросиликатных и гидроалюминатных фаз цементного камня;
химическое воздействие на цементный камень растворенных в воде веществ и их разрушение (коррозия II и III вида – действие минеральных кислот, сульфатов, солей, органических кислот и т. д.);
внутренняя коррозия бетона, возникающая при внесении в него совместно с заполнителями растворимого кремнезема, который, взаимодействуя с щелочами, содержащимися в бетоне, образуя силикатный гель, увеличивается в объеме и вызывает разрушение бетона;
коррозия арматуры постепенно приводит к нарушению целостности железобетона, вначале вызывая нарушение прочности сцепления арматуры с бетоном, а далее разрушение самого бетона;
биокоррозия (изменилась жизнь, значительно быстрее загрязняется среда выбросами транспортом отработанных газов, отходами промышленных и животноводческих предприятий, приводящих также к загрязнению подземных вод, это способствует активному развитию во всех средах микроорганизмов и вызывает биокоррозию бетона;
в некоторых случаях несовместимость применяемых добавок может также вызвать коррозию бетона.

Процессы коррозии описаны и систематизированы у В.М. Москвина «Коррозия бетона» (1980), В.В. Кинда «Коррозия цементов и бетонов» (1955) и других.

В первую очередь на стойкость того или иного строительного материала влияет агрессивность среды. Химическая агрессивность среды – понятие условное. При нормировании агрессивности среды проводят оценку стойкости бетона к строго определенным воздействиям. Рассматривают стойкость бетона к воздействию газовой среды разного состава, к жидкостям и твердым веществам.

В России нормы агрессивности разных сред сначала были детализированы в СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии».

Актуализированная редакция выпущена в виде СП 28.13330.2012. Для проведения испытаний стойкости выпускаемых изделий из бетона к различным воздействиям агрессивных сред используют ГОСТ 27677 «Испытание коррозионной стойкости» и ГОСТ 25881 «Бетоны химически стойкие. Методы исследования». В этих документах среду агрессивных воздействий разделили на слабо-, средне- и сильноагрессивную.

Стойкость бетона в разных средах обеспечивается:

выбором цемента;
созданием строго определенной структуры и стойкости цементного камня для заданных условий эксплуатации;
низкой проницаемостью бетона (W);
введением специальных добавок и т. д.

Жидкие среды являются наиболее опасными, так как большая часть химических реакций протекает именно в жидкой среде. Например, выщелачивание, воздействие солей аммония, магнезиальных, хлористых, сульфатных солей и т. д. При всех воздействиях первыми вступают в реакцию или выщелачиваются гидроксид кальция и алюминаты. Следовательно, коррозия проявляется: в виде выщелачивания, при взаимодействии составляющих цемента с кислотами, при обменных реакциях взаимодействия с сульфатами и другими агрессивными ионами.

Предыдущая статья Принципы получения жаростойкого бетона и особенности структуры и состава Следующая статья Роль заполнителей в бетоне

Статьи по теме