Меры для защиты бетона от коррозии. Защита бетона от коррозии

Долговечность и прочность бетонных конструкций во многом зависит от степени и качества выполненной гидроизоляции перед началом строительства. Предупредить попадание в бетон веществ, разрушающих его, могут только грамотно подобранные системы гидроизоляции, которые смогут продлить век бетонного сооружения и также значительно снизить затраты на его содержание и реставрацию.

Бетон по своей структуре очень прочный материал, который с годами может только крепнуть, но только в том случае, если были правильно соблюдены условия его приготовления и эксплуатации. Долговечность бетона напрямую зависит от условий окружающей его среды. Периодическое воздействие на бетон агрессивной среды, мороза, воды, влаги приводят к тому, что бетонные конструкции с годами разрушаются, и некогда прочнейший материал, превращается в пыль.

Защита от коррозии необходима:

• для мостов и фасадов, периодически намокающих от осадков;
• чтобы не разрушали бетон агрессивные реагенты и промышленные газы;
• чтобы гидроизолировать бетонные конструкции различных резервуаров, постоянно контактирующих с водой. В этом случае применяют материалы, гарантирующие не только высокую гидроизоляцию, но и стойкость к воздействию химических веществ и абразивным нагрузкам. К слову сказать, в таких резервуарах глубина поражения коррозией может достигать 50 см.

Материалы для защиты бетона

Оградить бетонную конструкцию от коррозии, влаги и разрушения, а также увеличить прочность материала, помогут гидрофобизирующие вещества.

Повысить качество бетонных изделий из цемента можно двумя способами:

1. Пропитка бетона. В результате происходит уменьшение угла смачивания за счет пропитывания бетона кремнийорганическим составом. Преимущество данного способа в том, что кремнийсодержащее вещество вполне долговечно, обладает водонепроницаемыми свойствами и прочностью. Такие вещества в виде эмали, можно приобрести в любом строительном магазине. Недостатком этого способа является недолговечность покрытия. Под воздействием щелочей оно становится растворимым и теряет гидрофобные свойства.

1. Создание водонепроницаемой пленки, когда на поверхности бетонной конструкции формируют защитный слой из различных смол – полиуретановых, поливинилхлоридных и так далее. Недостаток этого способа в низкой паропроницаемости. При длительном воздействии пара на покрытие, оно разрушается и расслаивается.

Чтобы избавиться от этих недостатков, необходимо совмещать и пропитку, и защитный слой, но на основе одного защитного состава. При этом пленка должна быть устойчива к щелочам, а защитный слой обладать повышенной паропроницаемостью.

Требования к материалам

Требования к материалам для защиты бетона от коррозии:

1. Материал для защиты бетона от коррозии должен иметь технический паспорт и соответствовать требованиям ГОСТа.
2. Применять защитные средства необходимо с учетом воздействия на бетон внешней среды.
3. Материалы для защиты от коррозии выбираются с учетом их огнеустойчивости.
4. Для защиты бетонной поверхности подземной конструкции антикоррозионный материал выбирают, учитывая вид железобетонного изделия, его массивы, технологию возведения.
5. Подземные конструкции, находящиеся в контакте с грунтовыми водами или грунтом надлежит защищать от коррозии, учитывая возможность подъема грунтовых вод.

Защита бетона от разрушения

Защита бетона от дальнейшего разрушения под действием агрессивной среды является первостепенной задачей строителей как при её возведении, так и перед началом отделочных работ.

1. Влага, и как следствие, грибок на поверхности – это первые разрушители бетона, который пребывает во влажной среде. К средствам защиты от разрушения грибком относятся антисептики, лакокрасочные материалы, антигрибковые пропитки.
2. Во время изготовления элементов бетонной конструкции и дальнейшего их возведения, необходимо тщательно соблюдать технологию и использовать состав материалов, которые смогут устоять под влиянием окружающей среды, где будет установлено сооружение.
3. Уберечь бетон от разрушения можно нанесением на него антикоррозионного покрытия, пропиток и изоляции.

Защита бетона от коррозии

Первый признак коррозии на бетоне – это появление мелких трещин. Бетон, изготовленный на минеральной основе по своей структуре пористый. И именно при попадании в поры бетона разрушающих его химических осадков и влаги, возникает коррозия, разрушающая бетон.

Существует три вида коррозии бетона:

• химическая коррозия;
• химико-физическая коррозия;
• биологическая коррозия бетона.

Химическая коррозия возникает под воздействием осадков, особенно с наличием сульфатов. Губительно действуют на бетонный фасад кислотные дожди, которые выщелачивают его. Явным признаком выщелачивания являются белые разводы на бетонной конструкции. В дальнейшем бетон трескается, под воздействием внутреннего напряжения.

Попадая в поры бетона зимой – влага замерзает, а весной оттаивает. Это действие на бетон называется химико-физической коррозией. Лед внутри бетона со временем разрушает его.

При ненадлежащей эксплуатации бетонной строительной конструкции возникает биологическая коррозия, причиной которой являются микроорганизмы, образующие химические соединения и, таким образом, разрушающие бетон.

Методы защиты бетона от коррозии:

1. Коррозия успешно развивается, за счет пористости бетона. Поэтому очень важно ограничить бетонные конструкции от контакта с влагой, а также устранить возможное воздействие осадков. Если этого не избежать, то необходимо изготавливать бетон с повышенной плотностью, без пор. Или же, наносить на конструкцию защитное покрытие с гидрофобизирующими свойствами.
2. Гидрофобизатор – наилучший вариант защиты бетона. Он отличается от покрытий, отталкивающих воду тем, что сохраняет пористость материала, обеспечивая гарантированную защиту конструкции при температуре окружающей среды от минус 40 до плюс 50 градусов.
   Кроме всего прочего, гидрофобизатор не дает бетону растрескиваться.

Надежней всего выполнять антикоррозионную защиту бетона в несколько этапов:

• введение в цемент различных добавок, которые увеличивают его плотность и регулируют пористость;
• применение антигрибковых материалов. Пропитки, уплотняющие структуру бетона. Лакокрасочные материалы применяются для защиты от воздействия влаги;
• применение лент из углеволокон, не подверженных коррозии. Они особо необходимы в случае, когда поржавела несущая металлическая конструкция сооружения.

Защита бетона от влаги

С наступлением непогоды за окном актуальным становится вопрос защиты бетона от влаги. Бетонный подвал, гараж, дамбы на плотине, фундамент – все эти сооружения требуют защиты от разрушающей их воды. Сырые стены бетонных конструкций легко напитываются влагой и плесневеют. Эти воздействия в дальнейшем приводят к их разрушению.

Раньше в борьбе с влагой использовали только сухие цементные смеси, рубероид, синтетические прокладки и листы. Этого, естественно, недостаточно для полноценной защиты бетона от воды. Первой в борьбе с лишней жидкостью является обработка бетонных поверхностей материалами с гидрофобизирующими способностям. Покрытие-гидрофобизатор заполнит трещины и поры бетона, обеспечив ему надежную защиту и долговечность.

По своей структуре бетонный фундамент обладает способностью впитывать влагу в неограниченном количестве. Естественно, чем хуже качество раствора и ниже его цена, тем хуже его способности отталкивать воду. Поэтому придя в специализированный магазин, выбирайте только качественные и желательно сертифицированные материалы.

Безусловно, фундамент не нуждается в обработке обмазочными гидрофобизаторами в тех случаях, когда предусмотрены благоприятные условия его эксплуатации. То есть сухое помещение с минимальным количеством влаги.

Защитить готовый фундамент от влаги можно в несколько этапов:

• на готовый сухой слой фундамента стелется лист рубероида либо водонепроницаемого строительного материала;
• швы листов замазываются битумной эмульсией;
• сверху листы покрываются водоотталкивающим покрытием, лаком или краской.

Методы защиты бетона на улице

На улице бетон можно защитить такими способами:

1. Нанесение покрытий, устойчивых к ультрафиолетовому воздействию.
2. Износостойких покрытий для открытых площадок.
3. Использование флюатирующей пропитки, которая улучшает прочность уличного бетона и устойчивость к химическому воздействию.
4. Применение полиуретановых и эпоксидных покрытий.

Любой объект, как и среда, которая его окружает, — уникален по своим свойствам. Потому необходимо грамотно подбирать гидроизоляционные материалы и точно определять их совместимость с проектируемой бетонной конструкцией.

Защита бетона от разрушения коррозией, влагой и температурами – это первоочередная задача при планировании и строительстве железобетонных и бетонных конструкций. Соблюдение элементарных правил защиты фундамента при помощи качественных материалов, обеспечит ему прочность и долгий срок эксплуатации.

Коррозийным разъеданием подвергаются многие строительные материалы, в том числе и бетон. Она представляет собой разрушение металлов под воздействием физико-химических или химических факторов окружающей среды. Чтобы предотвратить разрушение в сооружениях из бетона и железобетона существуют различные методы защиты. Это могут быть покрытия поверхности с помощью специального стойкого материала или разнообразными лаками, пропитками.

Определение коррозии

Коррозия представляет собой разъедание строительных материалов под влиянием физических, химических и биологических факторов при контакте с окружающей средой. Бетон имеет в своем составе наименее прочный компонент – это цементный камень. Именно с этой части материала начинается коррозийный процесс. Разрушение случается в результате воздействия различных видов вод, а именно:

• сточных;
• вод в траншеях или трубах;
• морских;
• речных;
• грунтовых.

Наиболее опасны для бетонов грунтовые воды вблизи промышленных предприятий из-за наличия в них химических выбросов. Также при воздействии с бетоном и железобетоном наносят им весомый вред сточные воды. Коррозия бетона воздействует на гидротехнические сооружения, загрязняет воздух, однако, такая концентрация газа в окружающей среде не вредит здоровью человека, но способствует разрушению бетонных конструкций.

Разрушения строительных материалов разнообразны и могут находиться разрушающие микроорганизмы как в прямом контакте, так и внутри структур. Ускоряется разъедание в бетоне при повышенной влажности окружающей среды.

Виды и описание

Существуют разновидности бетонной коррозии:

• Радиационная, которая зависит от дозы ионизирующего облучения и количества цементного камня. Вследствие чего искажается кристаллическая решетка минералов, расширяется заполнитель, который приводит к микротрещинам, макротрещинам в материале, а в дальнейшем к полному разрушению.
• Химическая, происходящая вследствие атмосферных осадков и под воздействием углекислого газа, входящий в состав воздуха. Таким образом, в строительстве бывает газовая коррозия, которая особенно актуальна при большом количестве влаги.
• Биологическая. Разъедания, связанные с биологической коррозией, появляются в результате воздействия химических веществ, получившиеся при эксплуатации бетонных конструкций.
• Физико-химическая коррозия появляется в результате замерзания воды. В жидком состоянии вода попадает в поры материала, а в результате минусовых температур она замерзает. Образовавшийся лед расширяется и распирает постройки, в итоге образуются трещины.

Химические разъедания

Образуются под взаимодействием бетонного камня с веществами окружающей среды. Процессы химической коррозии относятся к трем категориям:

• В результате кристаллизации материалов происходит растрескивание. Трещины являются последствием расширения объема материала из-за низких температур.
• Выщелачивание мягкими водами с последующим образованием белого налета.
• Цементная бацилла, которая является последствием влаги, разрушает бетонные конструкции. На них образуются трещины и растрескивания.

Физико-химическая

Схема процесса коррозии.

В этом случае цементный камень расходится в воде. В результате чего гидроксид кальция вымывается или растворяется. Растворение железобетона из-за воздействия воды случается с различной быстротой. Так, например, плотные массивные конструкции подвластны коррозии лишь по истечении многих десятилетий. В сооружениях с тонкими оболочками, вымывание кальция случается уже через 2-3 года. В момент прохождения вод через бетон, процесс разложения ускоряется во много раз, и уменьшаются прочностные характеристики материала.

Биологические разрушения

Коррозия с образованием больших объемов биологических соединений в камне, является итогом влияния проникающих в бетон различных веществ. Это способствует появлению внутреннего напряжения и трещин в бетонной конструкции. Биологическая коррозия определяется наличием на цементном камне бактерий, мхов, грибков или лишайников.

Биологические разрушения развиваются из-за прямого контакта микроорганизмов с материалом. А также биоорганизмы, которые могут нанести вред материалу, находясь на расстоянии. Развиваются биологические коррозии в условиях техногенной среды с большим содержанием влаги в атмосфере.

Радиационная

Коррозия бетона бывает радиационной, которая возникает в результате радиационного излучения. Она способствует удалению из бетонной конструкции кристаллизованной жидкости и тем самым приводит к нарушению прочности структуры. Продолжительное воздействие радиационного облучения приводит к жидкому состоянию кристаллических веществ. Появляется напряжение в бетонном растворе, и возникают трещины.

Факторы влияния

Коррозия бетона возникает под воздействием следующих обстоятельств, от которых зависит скорость разрушения зданий и сооружений:

• умение поверхности бетонного раствора противодействовать веществам;
• пористость материала;
• вещества, находящиеся в атмосферных осадках;
• капиллярность.

Главная составляющая бетона – это его пористость, которая определяет количество пор и наличие плотности в структуре материала. От пористости бетона зависит возможность влагопоглощения конструкции при таянии снежных масс или других атмосферных осадков . Материал со значительным количеством пор подвластен большей возможности разрушения в результате физико-химической коррозии. Поэтому защита бетона от коррозии должна начинаться на начальном этапе постройки зданий и сооружений, ведь все виды коррозии бетона приводят к разрушению построек.

Антикоррозийная защита

Виды коррозийных разрушений бетона различны и многообразны. Многих строителей интересует вопрос защиты бетонных конструкций от влияния негативных внешних факторов окружающей среды.

Зачастую подвергаются разрушению верхние слои бетона, тогда защита заключается в применении бетона с небольшим количеством капилляров в его структуре. Используя препарат от возникновения трещин еще на начальном этапе строительства, это поможет уберечь сооружения от выщелачивания и вымывания.

Защита от разрушений в виде ржавчины разделяется:

• способы, изменяющие состав бетона, при этом, делая его более прочным и устойчивым к негативным воздействиям окружающей среды;
• мероприятия, связанные с покрытием поверхности материала гидравлическими препаратами;
• комбинированные мероприятия, которые включают в себя покрытие бетона антикоррозийным препаратом с дальнейшим его проникновением вглубь материала.

Применение в состав бетона белитового цемента позволит снизить количество выделяемого гидроксида кальция, что способствует испарению жидкости. Такой компонент позволит уплотнить материал и тем самым прекратит проникновение жидкости через бетонный раствор.

Еще один вид разрушения бетонного сооружения от ржавчины — сульфатная коррозия бетона. Она появляется в результате взаимосвязи сульфатов с камнем в цементе раствора. Разрушение наблюдается в виде искривлений конструкции и распирания конструктивных элементов.

Металлические части конструкции покрывают специальными защитными материалами.

Коррозию бетона, возникшую из-за воздействия вод, предотвращают разными путями. Используют разнообразные добавки, препараты на начальном этапе приготовления бетонного раствора: водоотводы или гидроизоляцию.

Защита бетона от разъеданий подразделяется на: первичную и вторичную. Также подвластны воздействию разъедания ржавчиной сооружения из железобетона. Для их спасения применяют ингибиторы металлической коррозии в момент приготовления бетонного раствора. Таким образом, на составляющих из железобетона образуется пленка, которая останавливает контакт металла с бетоном.

С течением времени практически каждый строительный материал приходит в негодность и разрушается. Это касается многих материалов, применяемых в строительстве: металлов различных типов, кирпича и газобетона, пенобетона, асбоцемента и железобетона. Не является исключением в этом ряду и бетон. В связи со своей структурой, основная часть которой – это цемент, состоящий из кальциевых и кремниевых кислот с вкраплениями алюминия, основным разрушителем, вызывающим процесс коррозии бетона, является обыкновенная вода. Сегодня, защита продумана до мелочей, существуют различные способы защиты как физические (покрытие стойкими материалами), так и химические (различные пропитки и лаки).

На скорость коррозии непосредственное влияние оказывает цемент, который использовался при строительстве.

Но, насколько бы современной и совершенной ни была защита, она недолговечна, и, время от времени придется затрачивать усилия на ее обновление.

Наиболее подвержены коррозии цементные швы. Это связано с тем, что они – наименее прочное звено в конструкции.

Современная наука дает определения множеству явлений, согласно ей, коррозия – это совокупность процессов (химических, биологических, физических), инициатором которых является внешняя среда, а результатом – постепенное разрушение строительного материала.

Чаще всего процесс коррозии бетона начинается с такой его части как цементный камень. Эта часть конструкции является наименее прочной; образуется она уже в процессе затвердения, в ней есть множество капиллярных ходов, которые могут быть заполнены воздухом или водой. Воздействовать на цементный камень могут газы, находящиеся непосредственно в воздухе, а также разные виды вод:

• грунтовые;
• речные;
• морские;
• дренажные;
• сточные.

Очень вредны для цементного камня грунтовые воды, особенно те, которые находятся около предприятий промышленности. В таких водах могут найтись самые разные химические вещества, к примеру, вблизи химических производств грунтовые воды «обогащены» кислотами органическими и минеральными, щелочами, хлоридами, солями никеля, цинка, меди, железа, нитратами – список можно продолжать довольно долго. У заводов, занимающихся обработкой металлов, в грунтовых водах часто можно найти сульфаты железа и другие продукты, получающиеся в результате травильных процессов.

Быстрому разрушению бетонных конструкций способствуют мелкие трещины, через которые внутрь поступает влага.

Однако грунтовые воды вблизи фабрик и заводов не являются рекордсменами по числу и концентрации веществ, способных принести вред цементному камню: выигрывают в данном случае сточные воды. Даже в небольшой концентрации (разбавленные речной водой) сточные воды могут нанести большой вред цементному камню, который может быть, например, в гидротехнических сооружениях.

Интересно, что воздух вблизи различных заводов может быть совершенно безопасным для человека (содержание вредных веществ – оксиды азота, сернистый газ и других – не представляет вреда для здоровья), а вот для бетона, даже такие небольшие концентрации, могут стать причиной постепенной коррозии и разрушения.

Виды коррозионных процессов

Есть немало видов коррозионных воздействий. Не одна сотня химических веществ при долгом контакте приводит к коррозии. Коррозия бетона бывает следующих видов:

На графике представлена зависимость скорости разрушения от времени воздействия неблагоприятных факторов.

• химическая;
• физико-химическая;
• биологическая;
• радиационная.

Химическая коррозия является следствием атмосферных осадков и воздействия углекислого газа, который всегда присутствует в составе воздуха. Сильнее всего воздействие на бетон происходит в результате таких атмосферных осадков, в которых имеются хлориды, сульфаты или карбонаты. Разрушают и осадки, в составе которых присутствуют оксиды азота – так называемые «кислотные дожди».

Все процессы, которые имеют место при химической коррозии относятся к одному из трех видов:

Любые защитные покрытия на бетонные поверхности можно наносить после того, как они просохнут.

1. Выщелачивание с помощью мягких вод. При этом происходит вымывание таких компонентов из состава (из его поверхностного слоя), которые могут быть растворены в щелочной воде. В результате данного процесса на поверхности появляется налет белого цвета – белые потеки. От этого вида коррозии бетона в некоторых случаях он только выигрывает: выщелачивание создает коллоидный слой, который защищает бетон от других вредных воздействий окружающей среды.
2. Растрескивание или цементная бацилла. В результате этого процесса из-за влаги, которая имеется в атмосфере, на поверхности могут возникать так называемые «рыхлые малорастворимые вещества». Из-за этих веществ, в результате образования различных обменных реакций, бетон может начать растрескиваться. Чаще всего повреждаются поверхность, но может начаться и проникновение вглубь – и с течением времени, коррозия бетона может усилиться.
3. Растрескивание в связи с кристаллизацией. При этом типе химической коррозии образуются плохо растворимые соединения, которые с помощью растворов сульфатов кристаллизуются. Так как при кристаллизации происходит увеличение объема, то бетон вынужден расширяться, в итоге возникают трещины.

При ремонте бетонных конструкций, зону коррозии удаляют захватывая часть “здоровой”.

Физико-химическая коррозия бетона связана с процессом замерзания воды. В поры и капилляры, пусть и в небольших количествах, попадает вода (также она может быть там изначально), а затем, при понижении температуры, она замерзает, превращается в лед. Лед по объему больше, чем вода, и он начинает распирать конструкцию – происходит растрескивание. Этот процесс идет тем быстрее, чем больше и чаще происходят процессы заморозки и разморозки бетона.

Третий вид разрушения – биологический. Здесь первоначальный источник коррозии – это микроорганизмы. Строго говоря, не сами микроорганизмы разрушают структуру, а химические вещества, продукты жизнедеятельности микроорганизмов. Однако к химической коррозии этот вид не относится – причиной возникновения микроорганизмов является не атмосфера, а нарушение условий эксплуатации сооружений из бетона. Микроорганизмы начинают активно развиваться в условиях постоянной сырости, так что важно помнить об этом при пользовании зданием.

Последний, не так сильно распространенный вид коррозии бетона, – это радиационный. В этом случае из-за действующей радиации, ионизационного излучения, из бетона удаляется кристаллизованная вода. Удаление такой воды нарушает структуру и прочность материала снижается. При долгом облучении кристаллические вещества могут приобретать состояние, подобное жидкому, иначе оно называется аморфное. Как результат, все это вызывает трещины, увеличение внутренних напряжений в бетоне.

Факторы развития

Не секрет, что разрушение различных сооружений происходит в разные сроки. На коррозию влияют следующие факторы:

Если на сооружение будет длительное время воздействовать агрессивная среда, то такие сооружения покрывают гидроизоляционными смесями.

• пористость материала;
• капиллярность материала;
• преобладающие компоненты в атмосферных осадках;
• способность верхнего слоя бетона противостоять веществам.

Пористость – является одним из основных свойств бетона. Этот показатель характеризует наличие пор и плотность. Напрямую от этого свойства проистекает другое – способность к водопоглощению. Капиллярно-пористая структура позволяет бетону впитывать воду из воздуха, при осадках и в других случаях. Бетон, имеющий сильно пористую структуру и, соответственно, большое водопоглощение, имеет больше всего шансов начать разрушаться от физико-химической коррозии. Защита бетонной конструкции должна быть продумана на этапе строительства. Поэтому очень важно проведение строительных работ профессионалами, которые смогут сделать бетонную смесь нужной пористости, чтобы в дальнейшем защита бетонной конструкции от физико-химической коррозии не тревожила владельца строения.

Способы защиты

Места, где обнаружена коррозия, зачищают и покрывают специальными грунтовками. Они обеспечивают гидро- и пароизоляцию, а следовательно, замедляют разрушение.

В связи с тем, что в последнее время огромное количество зданий и сооружений возводится из бетона, большую роль стала играть защита этого материала от внешних воздействий. Чаще всего она основывается на защите поверхности бетона, на использовании бетона с минимальной капиллярной структурой и применении особых добавок, которые не дают образовываться микротрещинам, защищают от выщелачивания и вымывания. Все эти мероприятия можно отнести к одной из двух групп. В первую группу входят такие мероприятия, которые изменяют состав бетона, делают его более устойчивым.

Во вторую группу входят средства, при которых поверхность бетона покрывается различными веществами, пропитками, лаками и так далее. Иногда в состав таких веществ могут входить добавки, которые защищают бетон от образования микроорганизмов на нем. Эффективно использование цельных листов из какого-либо защитного материала. В этом случае увеличивается скорость обработки, а защита не страдает.

Нередко сочетаются оба способа: бетон покрывается специальным веществом, но оно не только находится на его поверхности, но и впитывается внутрь, проникает в его толщу. Такие средства очень эффективны, они могут обеспечивать практически полную гидроизоляцию.

При больших очагах коррозии проводится очистка здания от них. После этого здания обрабатываются антикоррозионными полимерными грунтовками, проводят армирование и заново покрывают слоем бетона.

Защита поверхности бетонных сооружений от влаги, обеспечивается за счет использования сеалантов, в составе которых имеются полимерцементные композиты. Сеаланты – это особые вещества, основной функцией которых является именно защита и повышение прочности бетонных поверхностей. Находящиеся в составе этих веществ компоненты могут буквально просачиваться на несколько сантиметров вглубь, в результате, структура поверхности бетона изменяется – получается аналог мембраны, которая может пропускать воду только в одном направлении: изнутри наружу. В итоге влажность бетона только уменьшается, а не колеблется со временем.

Коррозия железобетона

Металлические части конструкции покрывают специальными лакокрасочными защитными материалами.

Разрушению из-за влаги и химических соединений подвержены строения не только из бетона, но и из железобетона. В железобетонных конструкция дополнительно присутствует арматура из металла, которая может стать источником (причиной) коррозии электрохимического типа. Однако, несмотря на это, железобетон – более устойчивый материал, чем обыкновенный бетон. Источником его устойчивости является наличие специального слоя на поверхности; именно он защищает внутреннюю структуру. Но и здесь с течением времени атмосфера, а конкретно углекислый газ и осадки с растворами солей, разрушают этот слой. Защита железобетонной конструкции в этом случае, будет отличаться от способов защиты бетона от коррозии.

Для того чтобы минимизировать последствия электрохимической коррозии и максимально замедлить процесс разрушения, в бетон вводятся специальные вещества. Такие вещества называются ингибиторами металлической коррозии; основное их предназначение – защита материала, посредством создания защитной пленки на поверхности арматуры, важно не допустить ее контакт с бетоном, влагой и окружающим воздухом. Ингибиторы можно наносить на поверхность или добавлять в бетон в процессе производства. Подобная защита гарантирует сохранность железобетонных конструкций от появления коррозии.

Помимо этого, для защиты арматуры железобетона часто применяют и стандартные методы, которые хорошо зарекомендовали себя при использовании в обыкновенных металлических конструкциях. Например, так называемый способ протекторных анодов. При этом способе с каркасом железобетона соединяется другой метал, который в большей степени склонен к электрохимической коррозии. Защита заключается в том, что соединяясь с железобетонным каркасом, идет электрохимическая реакция, разрушению подвергается именно этот металл-болванка. Таким образом, электрохимическая коррозия железобетона начинается только после того, как эта болванка полностью разрушится.

Комментариев:

Защита бетона от воздействия агрессивных факторов является важным вопросом обеспечения надежности конструкций. Ведь бетон в качестве строительного материала не имеет границ по своему применению. В то же время всевозможные воздействия вызывают постепенное разрушение материала.

Защита бетона от коррозии, влаги и других воздействий волнует многих разработчиков и производителей материала. В настоящее время известны достаточно эффективные способы борьбы с разрушением таких составов.

Механизм разрушения бетона

К основным воздействующим факторам, приводящим к , можно отнести воду, агрессивные компоненты воздуха, температуру (нагрев, мороз, циклические нагрузки), пар, механические нагрузки, биологические организмы. Они действуют напрямую, вступая в химическое взаимодействие, и косвенно, путем постепенного накопления микротрещин.

Одним из самых опасных видов разрушения материала является коррозия, развивающаяся в нескольких направлениях. Растворение структурных элементов — наиболее типичное коррозионное повреждение бетона. Бетонные конструкции находятся под воздействием осадков и других жидких веществ. Присутствующая в составе гашеная известь легко растворяется и постепенно вымывается наружу, нарушая структуру бетона.

Взаимодействие составных компонентов с кислотной составляющей воды разрушительно действует на бетон, вызывая расширение или вымывание известковых составляющих. Процесс вызывает отложение соединений кальция в порах цемента, из-за чего происходит расширение материала, затем на нем появляются трещины и происходит его медленное разрушение. Заметное разрушение цементной составляющей протекает под влиянием сульфатов воды, чем обосновывается применение стойких к ним пуццоланового и сульфатостойкого портландцемента.

В случае применения железобетона замечен еще один тип разрушения — коррозия арматуры в материале. Под воздействием влаги и присутствующих в воздухе хлора и сернистых газов арматура внутри бетона ржавеет, с образованием продуктов реакции железа. Они увеличивают объем арматуры, вызывающий внутренние напряжения, а затем и растрескивание.

Вернуться к оглавлению

Основные принципы защиты

Наиболее сильное разрушение бетона характерно при совместном воздействии трех факторов: влаги, электролитических веществ (соли, кислотные и щелочные составляющие) и мороза. Таким образом, защита бетона во многом определяется увеличением влагостойкости (снижением водопоглощения и водопроницаемости), повышением морозостойкости и коррозионной стойкости состава.

В общем случае защита и могут осуществляться двумя способами: внутренним (первичная защита) и внешним (вторичная защита).

Первый способ подразумевает структурное упрочнение за счет введения в бетонную смесь специальных добавок. Добавки в виде модификаторов и пластификаторов позволяют увеличить морозостойкость, водостойкость и химическую стойкость самого цемента.

Вторичная защита может быть осуществлена пропиткой гидрофобными составами или формированием защитной пленки на поверхности материала. Цель такой защиты — заполнение воздушных образований и структурных капилляров стойкими составами и создание слоя гидроизоляции на поверхности. Оба пути реализуются как для защиты на стадии строительства, так и для ремонта поврежденных конструкций.

Вернуться к оглавлению

Необходимый для работ инструмент

Инструменты необходимые для работы: мастерок, шпатель, кисть малярная, ножницы, уровень.

При проведении работ по защите и ремонту бетонных конструкций потребуется следующий инструмент:

• миксер;
• лопата;
• шпатель;
• мастерок;
• весы;
• кисть малярная;
• валик малярный;
• фен строительный;
• ножницы;
• уровень.

Вернуться к оглавлению

Внутренняя защита

Первичная, т.е. внутренняя, защита бетона от коррозии и других воздействий производится на стадии подготовки бетонной смеси. Один из самых эффективных методов — химические модификаторы. Повышение стойкости вяжущей основы обусловлено пластифицирующим действием. Химические добавки, например, на основе лигносульфоната, предотвращают разрушение портландцемента под воздействием сульфатов, повышая коррозионную стойкость структуры.

Разрушение цементной основы останавливается внесением активных минеральных добавок на основе аморфного кремнезема. Они приводят к уменьшению содержания оксида кальция при отвердении структуры, что способствует увеличению прочностных характеристик материала. Применение электролитических добавок ускоряет отвердение бетонной смеси, нейтрализует оксиды и формирует достаточно стойкую структуру. Эффективные добавки — поташ, кальцинированная сода, карбонаты щелочных металлов.

Можно отметить добавки двойного действия, для упрочнения структуры бетона и защиты от коррозии арматуры железобетона. Интерес представляют химические добавки с пластифицирующим эффектом. Мылонафт увеличивает гидроизоляционные свойства, морозостойкость, стойкость к воздействию солей. Сульфитно-дрожжевая бражка наиболее эффективна для бетонов на основе портландцемента с быстрым отвердением. Кремнийорганическая жидкость ГКЖ-94 способна увеличить морозостойкость почти в 3 раза.

Вернуться к оглавлению

Вторичная или внешняя защита

Вторичная, т.е. внешняя, защита используется на стадии строительства или при ремонте бетонных конструкций. Основные способы такой защиты:

1. Аэрозольные тонкие покрытия лаком или краской.
2. Мастичные покрытия.
3. Оклеечные пленки.
4. Полимерная облицовка.
5. Жидкая пропитка.
6. Метод гидрофобизации.
7. Использование биоцидных составов.

Лакокрасочные, в том числе акриловые, покрытия защищают от воздействия на бетон жидких и газообразных сред. Защитная пленка надежно предохраняет поверхность материала от агрессивных компонентов воздуха, влаги и многочисленных микроорганизмов. Защита мастиками предотвращает воздействие влаги. Наибольшее применение находят мастики на смоляной основе (смолизация). Пропиточные составы используются для всех эксплуатационных сред (жидкость, газ), особенно имеющих повышенную влажность, а перед лакокрасочным покрытием — очень часто. Пропитка заполняет наружный слой бетона, увеличивая гидрофобные свойства. Биоцидные средства необходимы для защиты бетона от разрушения грибками, плесенью, микроорганизмами. Химически активные вещества заполняют структуру материала и уничтожают биологических вредителей.

Оклеечные пленки нужны при эксплуатации бетонных конструкций в жидкостях, почве с высокой влажностью, зонах воздействия электролитических веществ. Например, конструкции, находящиеся в воде, оклеиваются полиизобутиленовыми пленками или пластинами.

Находит широкое применение полиэтиленовая пленка и рулонный нефтебитум, которые исполняют роль гидроизоляции.

Практика показывает, что защита бетона становится наиболее надежной при комплексном подходе — сочетании первичной и вторичной защиты.

При изготовлении по всем правилам коррозия бетона изделиям из него не страшна, и служить они будут очень долго. Бетон должен иметь сопротивляемость к коррозионному воздействию на цементный камень.

Коррозия бетона - это процесс разрушения целостности материала, возникающих из-за воздействия внешних агрессоров.

В настоящее время именно бетон остается одним из самых востребованных материалов в строительной сфере. Свойствами этот материал обладает по большей части положительными и стоек к атмосферным воздействиям.

Виды коррозии бетона

Физические и химические воздействия окружающего пространства на бетон таковы, что происходит его разрушение, называемое коррозией. В связи цемента с водой происходит много процессов, возникает агрессивная среда, и для защиты бетона от коррозии требуется изучение тонкостей этого явления. Видов коррозии выделяется специалистами 3, но чаще всего разрушение происходит под действием нескольких видов сразу:

1. Биологическая коррозия бетона, подразумевающая образование имеющих большой объем соединений в бетонном камне. Это происходит под влиянием различных веществ, в бетон проникающих. Соединения, приобретающие внутри больший объем, вызывают внутренние напряжения и как следствие трещины в бетоне. Сульфатная коррозия имеет наибольшее значение в исследовании вопросов разрушения бетона.
2. Физико-химические формы коррозии бетона, при которых составляющие бетонного камня растворяются в воде. При этом происходит нередко растворение и вымывание гидроксида кальция, ранее имевшегося или образовавшегося. Размытие железобетона водой происходит с разными скоростями. Гидросооружения имеют плотный массив, в котором коррозия идет медленно, результат ее виден лишь спустя десятилетия. А в градирнях, которые имеют тонкие оболочки, гидроксид кальция вымывается значительно быстрее, отчего ремонт требуется уже спустя несколько лет. Если вода фильтруется через бетон, разложение ускоряется многократно, бетон делается высокопористым, прочность его уменьшается более чем наполовину. Этот процесс называют также выщелачиванием извести или белой смертью, из-за внешних признаков такого разрушения. Когда материал начинает подвергаться разъеданию агрессивной средой, его покрывает белый налет.
3. Химическая коррозия, происходящая как результат взаимодействия бетонного камня и веществ из окружающей среды нередко образуются легкорастворимые соли, которые потом вымываются. Вместе с вымываемыми водой веществами в бетонных массах нередко осаждаются не имеющие вяжущей способности аморфные массы. Бетон под действием этих сил с течением времени превращается в рыхлую пористую массу, которая разрушается очень легко.

Коррозию можно назвать отдельной отраслью науки, которая изучает все процессы, называемые коррозионными, средства их предотвращения и устойчивость бетонных сооружений к различным природным процессам. Такое словосочетание, как коррозия бетона, звучит непривычно, но подвергается коррозии не только бетон, но и кирпич, асбоцемент и газобетон, пенобетон вместе с силикатными блоками.

Вернуться к оглавлению

Что представляет собой коррозия бетона?

Начинается этот процесс с того, что бетон затвердевает, превращаясь при этом в цементный камень, стойкость которого значительно ниже, чем наполнителей камня. Состав цементного камня включает в себя образовавшиеся в процессе затвердевания соединения. В нем много капиллярных ходов как открытых, так и закрытых, они бывают заполнены либо водой, либо воздухом. Очень неоднородна структура затвердевшего бетона.

В отношении затвердевшего бетона и железобетона агрессивна вода - речная, морская, сточные и дренажные воды вместе с имеющимися в составе воздуха кислыми газами. В черте городов и особенно в районах промышленных предприятий грунтовые воды содержат очень много различных примесей, которые способствуют коррозии затвердевшего железобетона. Если в окрестностях присутствуют химические заводы, то грунтовые стоки будут загрязняться кислотами как органическими, так и минеральными, нитратами и хлоридами, солями аммония, меди, цинка, железа и никеля, сульфатами, щелочами. В окрестностях металлообрабатывающих заводов грунт будет насыщаться продуктами травильных процессов и сульфатами железа.

Больше, чем грунтовые воды, насыщаются вызывающими разрушение цементного камня веществами стоки фабрик и заводов. Если неочищенная вода спускается в реки, то и вода в реках становится агрессивной по отношению к бетонным сооружениям. Коррозия бетона очень часто поражает гидротехнические сооружения. Воздух вблизи и на самих предприятиях тоже часто содержит загрязнения, такие как окислы азота, сернистый газ, хлористый водород. Здоровью людей концентрация этих газов в пределах допущенных норм вреда не приносит, но тем не менее ее достаточно, чтобы бетонные сооружения начали разрушаться.

Коррозия бетона очень разнообразна, так как существует более сотни веществ и их соединений, которые при соприкосновении с бетонным камнем вызывают его разрушения. Существуют микроорганизмы, называемые биодеструкторами, которые разрушают все виды сооружений. Разрушающие материалы микроорганизмы могут находиться с ними в непосредственном контакте или поселяться внутри пористых структур. Худшее время для бетонных сооружений - процессы метаболизма микроорганизмов, так как все качества материала и срок его службы значительно при этом сокращаются. Наносить вред бетону даже на расстоянии способны биоорганизмы, являющиеся продуцентами агрессивных по отношению к бетону веществ.

В любой жидкой и газообразной среде для коррозии бетона и железобетона не требуется дополнительных факторов. Если в газообразной среде высокая влажность, этот фактор ускоряет коррозионные процессы.

Вернуться к оглавлению

Коррозионные процессы в железобетоне

Железобетон наиболее сильно подвержен коррозии, так как содержит в себе металлический каркас.

Хотя процессы, протекающие в этих материалах, очень схожи, разрушение железобетона является значительно более сложным процессом. Заключается сложность в содержании металлического каркаса, для которого электрохимическая коррозия является врагом. Считается, что железобетон очень прочен и долговечен. Это связано с образованием обладающего защитными свойствами пассивного слоя при взаимодействии поверхности арматуры и щелочной природы бетона. Но при этом если бетон долгое время подвергается воздействию атмосферных осадков, содержащих соли и углекислый газ, происходит карбонизация, и среда в результате становится кислой. В результате понижается прочность, и здание начинает разрушаться быстрее.

Чтобы коррозия этого вида была приостановлена, требуется введение в бетон специальных ингибиторов, действующих именно на коррозию металла. Такие вещества могут создать пленку на поверхности арматуры внутри бетона, что повышает общую прочность. Эта пленка не позволяет взаимодействовать металлу и бетону, таким образом, реакция электрохимической коррозии не происходит. Эти составы добавляют непосредственно в сырой раствор перед изготовлением бетонных плит или наносят на готовые изделия. Проникнуть в бетон состав может на 50 мм.

Процесс коррозионного разрушения сложен и опасен для построек из железобетона. Если отнестись к нему недостаточно серьезно и не пытаться предотвратить и остановить его действие, любое сооружение будет разрушено значительно быстрее. Используются для защиты железобетона и проекторные аноды. С их помощью создается электрический контакт между каркасом из арматуры и болванкой металла, по свойствам более активного. При электрохимической коррозии происходит разложение за счет ЭДС металла с отрицательными значениями. Пока не растворится металл, более реакционноспособный, железобетонный каркас будет вне опасности.

Вернуться к оглавлению

Как может производится защита от коррозии бетона и железобетона?

Широко применяемый в строительстве бетон имеет несколько разработок, которые применяются для борьбы и уменьшения разрушительных процессов. Это как защита материала от воздействий внешней среды, так и введение разного рода добавок, имеющих разные функции. Некоторые из них препятствуют появлению в бетоне трещин, его разрушению и вымыванию. Нередко применяется для сооружений бетон с высокой плотностью, капиллярная структура внутри которого отсутствует.

Разрушение бетона может быть остановлено введением гидравлических добавок. Они, чтобы воспрепятствовать вымыванию, связывают гидроксид кальция в соединение, которое менее подвержено растворению, гидросиликат кальция. Защита бетона от коррозии может заключаться в применении белитового цемента, так как этот материал гидроксида кальция выделяет минимум, содержит меньше трехкальциевого силиката. Если разрушающая жидкость имеет малые количества и испаряется с поверхности бетона сама, гидроксид кальция не будет вымываться из бетона. Он уплотнит его структуру и прекратит фильтрацию, что называется самозалечиванием бетона.

Если цементный камень повреждается водами, которые содержат соли сернокислые или хлористые, то это происходит вследствие образования продуктов, которые затем с легкостью вымываются из бетона. Случается, что теряются связующие свойства бетона. С этим нужно бороться аналогичным образом, понижая содержание гидроксида кальция в бетоне. К примеру, в 100 раз менее подвержен растворению в воде хлористый кальций, если сравнивать его с гидроксидом кальция.

Коррозия бетона сульфатного типа характеризуется образованиями в порах бетона, которые в ходе роста разрывают его. Это называется «цементными бациллами». Поэтому цемент, содержание трехкальциевого алюмината в котором недостаточно, дополнительно должен иметь стойкость к сульфатам. Бетонные сооружения не должны покрываться грибками и бактериями, водорослями речными и морскими, лишайниками, мхами, растениями, так как все это имеет разрушительное воздействие на них.

Защита бетона от вод с различными добавками может быть произведена различными путями. Это могут быть улучшения, технологические изменения, включающие в себя этапы . Цемент для приготовления должен содержать активные минеральные добавки определенного типа и соответственный минеральный состав. Могут помочь и такие решения, где для защиты бетона от коррозии применяется дренаж, водоотводы и гидроизоляция.