В условиях их службы на воздухе

 

К бетонным и железобетонным конструкциям, работающим на открытом воздухе, относятся:

- железобетонные покрытия автомобильных дорог и аэродромов;

- конструкции мостовых сооружений;

- стойки дорожных знаков и ограждений на автомобильных дорогах и др.

Эти конструкции наиболее часто подвергаются медленному разрушению вследствие, прежде всего, коррозии стальной арматуры и значительно реже - бетона.

Арматура может корродировать лишь при относительной влажности воздуха более 50 %, так как только тогда в капиллярах и порах бетона находятся оба агрессивных агента - вода и кислород, совместное присутствие которых определяет возможность электрохимической коррозии стали.

Скорость коррозии стальной арматуры повышается с увеличением влажности окружающего воздуха и его температуры, а также при наличии в атмосфере некоторых агрессивных газов - хлора, хлористого водорода и др. Наиболее интенсивно процесс коррозии стальной арматуры протекает при относительной влажности воздуха 75-85 %; при более высокой влажности коррозия уменьшается и полностью прекращается: поры и капилляры заполняются водой, т.е. доступ кислорода к поверхности стали становится практически невозможным.

Одним из основных факторов, определяющих скорость коррозии арматурной стали, является состав жидкой фазы, находящейся в капиллярах бетона. Жидкая фаза в бетонах на обычных гидравлических вяжущих (портландцементе, шлакопортландцементе и др.) предельно насыщена Са(ОН)₂. В такой щелочной среде (рН = 12-14) стали склонны переходить в пассивное состояние, при котором их стойкость к воздействию коррозионных сред значительно повышается. Пассивирование металлов и металлических сплавов, как известно, связано с образованием на их поверхности защитных пленок. Некоторые вещества, например хлористый кальций СаСℓ₂ и другие соединения, содержащие ион хлора, а также некоторые газы, например хлор, разрушают пассивирующие пленки и ускоряют процесс коррозии.

Поэтому чрезмерная добавка солей NCℓ и СаСℓ₂ к песчаным противогололедным смесям, рассыпаемым на бетонных покрытиях дорог и аэродромов, способствует коррозионному разрушению не только арматуры, но и самого бетона.

Характерным внешним признаком коррозии арматуры железобетонных конструкций являются постепенно расширяющиеся трещины в защитном слое бетона, ориентированные вдоль рабочей арматуры, и последующее откалывание бетона и обнажение арматуры.

Степень агрессивности газовоздушных сред для железобетонных конструкций определяется не только относительной влажностью воздуха и наличием в нем агрессивных газов, но и видом бетона (бетон тяжелый, легкий на пористых заполнителях, ячеистый). Так, например, не содержащая агрессивных газов воздушная среда с относительной влажностью воздуха не более 75 % для железобетонных конструкций на обычном плотном бетоне не является агрессивной. В этом случае защитный слой бетона надежно предохраняет арматуру от коррозии. Однако эта же среда является агрессивной для ограждающих железобетонных конструкций из легких, в частности ячеистых, автоклавных бетонов. Долговечност таких конструкций обеспечивается рядом профилактических мероприятий, в частности нанесением на арматуру защитных покрытий.

В зависимости от степени агрессивности газовоздушных сред и вида железобетонных конструкций стальную арматуру от коррозии защищают различными способами.

В железобетонных конструкциях из тяжелого бетона сохранность арматуры обеспечивается:

- повышением плотности и толщины защитного слоя бетона;

- введением в состав бетона пассивирующих добавок, например нитрита натрия (NaNO₃) и др.;

- нанесением на открытые поверхности конструкций лакокрасочных материалов, вязких модифицированных битумов и др.

В железобетонных конструкциях из легких бетонов на пористых заполнителях сохранность арматуры обеспечивается теми же мероприятиями, однако эффективность их недостаточна в условиях повышенной и высокой агрессивности среды (при относительной влажности воздуха 75-85 % или меньшей влажности, но в присутствии в газовоздушной среде хлора, хлористого водорода, сернистого ангидрида или других агрессивных газов).