Определение параметров армирования железобетонных конструкций

Коррозия бетона. Виды, методы выявления. Предотвращение коррозии бетона

Виды коррозии бетона и способы их предотвращения.

На железобетонные конструкции зданий и сооружений в процессе их эксплуатации одновременно с силовыми нагрузками разрушающе действуют разнообразные внешние факторы - химические и физические. Соответственно различают химическую и физическую коррозии. Под химической коррозией понимают процесс разрушения бетона в результате химического взаимодействия агрессивных веществ в жидком, твердом и газообразном состоянии с составляющими цементного камня и заполнителем.

Физическая коррозия бетона и железобетона вызывается сменой отрицательных и положительных температур, попеременным увлажнением и высыханием, сопровождающимися деформациями усадки и набухания, отложением солей в порах цементного камня, приводящими к развитию кристаллизационного движения.

Из большого числа разнообразных процессов коррозии В.М. Москвин выделил три основных вида.

К коррозии первого вида принято относить процессы коррозии бетона под действием вод с малой временной жесткостью, возникающей в результате растворения составных частей цементного камня и выноса их протекающей водой.

Под коррозией второго вида понимают процессы коррозии, развивающиеся в бетоне в результате обменных реакций между составными частями цементного камня и химическими веществами, содержащимися в воде.

Коррозия третьего вида объединяет процессы разрушения цементного камня в результате отложения и кристаллизации в порах и пустотах бетона малорастворимых солей, кристаллизация которых вызывает возникновение усилий, приводящих к разрушению структуры бетона.

Коррозия первого вида

Причиной коррозии бетона в пресной воде является растворимость отдельных компонентов цементного камня. Наиболее растворимым компонентом является гидрооксид кальция, образующийся при гидролизе C₃S.

Этот вид коррозии особенно прогрессирует в условиях воздействия проточной воды, фильтрующейся через тело бетона. В общем случае скорость коррозии I вида прямо пропорциональна скорости течения воды, при этом вначале происходит разрушение многоосновных гидросиликатов, а затем и малоосновных.

Для борьбы с коррозией I вида в цемент вводят активные гидравлические добавки, которые связывают Са(ОН)₂в малорастворимый гидросиликат кальция. Вследствие этого количество свободного Са(ОН)₂ резко уменьшается и значительно снижается скорость коррозии. Одновременно гидравлические добавки повышают плотность бетона, снижая его водонепроницаемость. Снижение водонепроницаемости можно достичь также за счет более интенсивного уплотнения бетонной смеси, позволяющего сформировать более плотную структуру бетона.

Коррозия второго вида

Коррозия второго вида происходит в результате взаимодействия составных частей цементного камня с кислотами и солями, находящимися в окружающей бетон среде. В результате обменных реакций образуются продукты в виде аморфной массы, которые растворяются и выносятся из тела бетона. Это приводит к увеличению пористости и снижению прочности цементного

камня и дальнейшей активизации процесса коррозии до полного разрушения бетона.

Обменные реакции чаще всего протекают в бетоне под действием сернокислых и хлористых солей по следующей схеме:

Са(ОН)₂+MgS0₄+ 2Н₂0 =CaS0₄.2H20 +Mg(OH)₂ Са(ОН)₂+MgCI₂=CaCI₂+Mg(OH)₂.

Образующееся труднорастворимое аморфное вещество - Mg(OH)₂ либо выпадает в осадок на месте образования, либо выщелачивается из цементного камня. Образовавшийся на первой стадии двуводный гипс реагирует затем с трехкальциевым алюминатом, образуя гидросульфоалюминат кальция (коррозия III вида).

Эффективными средствами защиты бетона от коррозии второго вида служат применение цементов определенного состава (белитовые), введение гидравлической добавки для связывания Са (ОН)₂и перевода С₃А.nН₂0 в менее основный СА(гидроалюминатСа), а также получение плотных бетонов.