Korózia betónu: typy, mechanizmy, spôsoby ochrany
Čo to je - korózia betónu a železobetónu? Prečo sa v železobetónových konštrukciách vyskytujú korózne procesy? Aké spôsoby môžu zabrániť ich rozvoju? V článku sa budeme snažiť odpovedať na tieto otázky.
Čo je to?
Korózia betónu - proces straty pevnosti alebo poškodenia betónových a železobetónových konštrukcií spojených s agresívnou environmentálnou expozíciou. Zdá sa, že čitateľ nemusí vysvetľovať, ako dochádza k korózii kovových konštrukcií. To isté sa deje s betónom vo všeobecnosti: v priebehu času sa čiastočne transformuje na iné materiály s úplne odlišnými mechanickými vlastnosťami.
Poďme upresniť: železobetónové konštrukcie, samozrejme, tiež trpia obyčajnou hrdzou. Vo väčšine prípadov nemá výstuž vysokú odolnosť proti korózii.
Druhy a mechanizmy
Помните пословицу «где тонко, там и рвется»? Она в полной мере относится к деградации любых конструкционных материалов.
Železobetón je zložený z niekoľkých druhov surovín, ktoré sa líšia mechanickou pevnosťou a odolnosťou voči rôznym druhom vonkajších vplyvov.
| materiál | vlastnosti |
| piesok | Kryštály z kremeňa sú výnimočne chemicky stabilné, časom sa nerozkladajú. |
| drvené kamenivo | Ako náplň sa obyčajne používa horninový štrk, jeho chemické a mechanické vlastnosti sa líšia len od kremenného piesku. Koncentrované alkálie a kyseliny môžu ovplyvniť jeho silu. |
| kovanie | Kontakt ocele vo vode a vzduchu (a betón, ako si pamätáme, je paropriepustný) vždy dáva veľmi predvídateľný výsledok. Dokonca aj pod ochrannou vrstvou betónu sa postupne zosilní. Uvoľnenie výstuže na povrch z dôvodu zničenia konštrukcie proces urýchľuje mnohokrát. |
| Cementový kameň | Binder - cement - po prestavení sa mení na relatívne silný, ale nie je charakterizovaný chemickým inertným cementovým kameňom. Jeden z jeho hlavných zložiek - hydratovaný vápnik Ca (OH) 2 - je ľahko rozpustený vodou a reaguje s inými chemikáliami. Práve s narušením cementového kameňa sa zvyčajne začína korózny proces. |
Poďme analyzovať hlavné typy korózie a mechanizmy ich výskytu.
erózia
Napriek vysokej hustote betón je porézny materiál. Dôvodom je, že nastavenie cementu a následné sušenie roztoku je sprevádzané výrazným znížením jeho objemu.
Venujte pozornosť: pórovitý plyn a penový betón je samostatný rozhovor. V takomto prípade sa póry vytvárajú zámerne - zavedením do penového alebo plynotvorného komponentu roztoku (spravidla hliníkový prášok). Cieľom je poskytnúť konkrétne maximálne izolačné vlastnosti.
Nasiaknutie betónu s následným nerovnomerným odparením vody bude viesť k postupnému pohybu vody cez póry. V procese pohybu sa rovnaké hasené vápno Ca (OH) 2 bude postupne vylúhovať; Pretože spojivo v hrúbke betónu sa zmenšuje, jeho pevnosť klesá.
Proces vylúhovania je najjasnejšie dokázaný výkvetmi - bielymi škvrnami a rastmi na povrchu betónu, zostávajúc tam, kde sa často mokrá. Ich prítomnosť naznačuje, že dizajn rýchlo stráca silu.
Rozklad kyseliny
Pod vplyvom kyselín a ich vodných roztokov v betóne sa môžu vyskytnúť mnohé deštruktívne procesy.
Analyzujme to najjednoduchšie.
- Pri vystavení účinkom kyselín sa hasené vápno kombinuje s atmosférickým oxidom uhličitým za vzniku nerozpustnej soli a vody., Vzorec popisujúci reakciu je Ca (OH) 2 + C02 = CaC03 + H20.
Zdá sa, prečo zarmútiť, ak je rozpustná zlúčenina vápnika nahradená stabilnejšou? Koniec koncov, proces vylúhovania v tomto prípade by sa mal úplne zastaviť. Nebolo to tam: kryštály CaCO3 nielen zapĺňajú póry - snažia sa ich rozšíriť a prasknúť; v dôsledku toho začne betón prasknúť.
- Pri prebytku vody (jednoducho v mokrom betóne) má ďalšia transformácia minerálov formu CaCO3 + CO2 + H2O = Ca (HCO3) 2. Полученный бикарбонат кальция снова растворим для воды; более того - слишком растворим: он стремительно вымывается, оставляя после себя поры и… падение конструкционной прочности.
- V prítomnosti roztoku kyseliny chlorovodíkovej sa hydratované vápno premení na chlorid vápenatý: Ca (OH) 2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O, A táto soľ je extrémne rozpustná vo vode; výsledok je celkom predvídateľný - opäť oslabenie štruktúry.
Sulfátový rozklad
V podmienkach chemického priemyslu (najmä pri výrobe hnojív) je takzvaná sulfátová korózia betónu dosť bežná.
V dôsledku interakcie s haseným vápenatým síranom a hlinitanom prítomným v cementu vzniká hydrogénsulfoaluminát ettringitu (3CaO • Al2O3 • 3CaSO4 • 32H2O). Kryštály v procese rastu spôsobujú výrazné namáhanie, výrazne presahujú pevnostné charakteristiky cementového kameňa.
Odprašovanie výstuže
Здесь все просто и понятно: контакт низкоуглеродистых сталей с водой и воздухом приводит к образованию малопрочного Fe2O3 и более сложных окислов и солей. Армирование должно воспринимать нагрузки на растяжение; при падении прочности арматуры существенные нагрузки на изгиб приводят к появлению трещин и… ускоренному падению прочности уцелевшего армирования вследствие прямого контакта с водой и воздухом (см.также статью «Подпорные стены из бетона: технология возведения от профессионалов»).
biodegradácie
Účinky vysokej vlhkosti pri teplotách nad nulou sú dobre známe: stavby z tehál, kameňa a betónu sa usadzujú mechom a plesňou.
V dôsledku toho dochádza k zničeniu dvoma spôsobmi:
- Známe vápno a jeho zlúčeniny slúžia ako potravina pre huby.
- Akumulácia metabolických produktov v póroch vedie k zvýšeniu vnútorných stresov.
Mrazivé zničenie
Predstavte si, čo sa stane s miestom mokrého betónu, keď teplota klesne pod nulu.
- Voda v póroch začne kryštalizovať.
- Ľad, ktorý má väčší objem ako voda, má tendenciu rozšíriť póry. V štruktúre sa objavujú mikrotrhlinky; pri ich rozširovaní je korózia výstuže spojená s deštrukciou železobetónu.
Spôsoby ochrany
Takže mechanizmy ničenia, ktoré sme študovali. Je možné chrániť betónové a železobetónové konštrukcie pred koróziou? Môžu sa prijať vhodné opatrenia doma s vlastnými rukami?
stratégia
Najprv zistite, aké spôsoby musíme ísť.
| Komplex opatrení | vysvetlené |
| Ochrana ventilu | Zvýšením odolnosti proti korózii výstužnej klietky zabráni jej hrdzaveniu v betóne a po dosiahnutí povrchu. |
| Tesniace chemické prísady | Spravidla znižujú počet pórov alebo póry zatvárajú. V dôsledku toho sa priepustnosť materiálu na vodu a vzduch znižuje, menej často, nestabilné hasené vápno je nahradené viac chemicky odolnými zlúčeninami. |
| Napĺňanie pórov | Dokončená betónová konštrukcia môže byť modifikovaná penetračnými impregnáciami vstreknutými cez otvory v nej vyvŕtané alebo jednoducho uložené na povrchu. |
| Ochrana povrchu | Zahŕňa všetky druhy opatrení vodotesnosti (valcovanie a poťahovanie). Maľovanie farbami a lakmi patrí do tejto kategórie. |
| biologická bezpečnosť | Antiseptické impregnácie znižujú biodegradáciu, zabíjajú samotnú formu, jej spóry a zabraňujú ich opätovnému výskytu. |
taktika
Teraz urobíme trochu konkrétnejší zoznam možných opatrení, ktoré opisujú niektoré z nich.
Priemyselné podmienky
Pretože ochrana železobetónových konštrukcií pred koróziou sa uskutočňuje v podmienkach priemyselných podnikov, rodinných domov atď. - jednoducho povedané, keď je možné použiť komplexné technológie, ktoré vyžadujú špeciálne vybavenie?
Spomíname niekoľko často používaných riešení.
- Tsementizatsiya. Через пробуренные в толще конструкции отверстия под давлением нагнетается цементное молочко, приготовленное в пропорции 1:10 (цемент-вода), с небольшой (не более 7% от массы цемента) добавкой хлористого кальция. Napĺňanie pórov способствует увеличению плотности бетона и уменьшению количества открытых пор в нем.
- silicifikací sa redukuje na postupné vstrekovanie kvapalného skla sodného a chloridu vápenatého. V procese spracovania sa póry naplnia zmesou slabo rozpustného kremičitanu vápenatého a nerozpustného oxidu kremičitého.
- Bitumizatsiya - proces plnenia pórov bitúmenom pri teplote 200-220 ° C. Metóda je mimoriadne účinná, ale môže byť vykonaná iba s minimálnym obsahom vlhkosti v štruktúre.
Užitočné: hlavným problémom pri vŕtaní otvorov pre vstrekovanie roztokov nie je spôsobiť zvýšenie vnútorných napätí v hrúbke konštrukcie. Z tohto hľadiska je diamantové vŕtanie do otvorov v betóne optimálne: nespôsobuje nárazové zaťaženie a nespôsobuje štiepanie okrajov otvoru.
Pri otváraní a demontáži konštrukčných prvkov sa používa rezanie železobetónu s kosoštvorcovými kruhmi: majú oveľa väčší zdroj v porovnaní s brúsnymi kruhmi na kameň a hlavne rebrík je dokonale rezaný.
Domáce podmienky
Samozrejme, ochrana betónu proti korózii je možná bez použitia špičkových zariadení.
- Ochranná farba - najjednoduchšie a najzrejmejšie riešenie. Predovšetkým je možné odporučiť takzvané gumové vodou dispergované farbivá: spoľahlivo vodotesné povrchové plochy betónu s minimálnym časom a námahou. Cena kilogramu gumovej farby začína od približne 130 rubľov.
- Spracovanie s kvapalným sklom je tiež schopné chrániť betón pred zničením. Pokyny na jeho použitie sú veľmi jednoduché: sodné kvapalné sklo sa zriedi vodou 1: 1 a nanáša sa na povrch betónu štetkou alebo valčekom v 2-3 vrstvách bez prechodného sušenia.
- Najefektívnejším riešením je penetrácia impregnačných impregnácií (Penetron a jeho analógov). Nanášajú sa na mokrý betón a prenikajú do hĺbky jedného metra. Penetron spôsobuje kryštalizáciu zlúčenín vápnika, ktoré úplne vyplňujú póry.
- Vo fáze prípravy betónu sa do nej môžu zavádzať rôzne výstužné prísady. Tu sú názvy niektorých domácich liekov: Milonafta, SDB (siritové kvasnice), NGL-94 (silikónová kvapalina).
záver
Разумеется, в рамках небольшой статьи нами затронуто лишь несколько из длинного перечня возможных решений (читайте также статью «Бетонные безнапорные трубы: нормативные документы, применение, альтернативы»).
Videozáznam v tomto článku poskytne čitateľovi ďalšie informácie o tom, ako sa konkrétna korózia prejavuje a akým spôsobom ju možno poraziť. Veľa šťastia!