Карозія бетону: віды, механізмы, спосабы абароны

Што гэта такое - карозія бетону і жалезабетону? Чаму ў жалезабетонных канструкцыях ўзнікаюць каразійныя працэсы? Якімі спосабамі можна прадухіліць іх развіццё? У артыкуле мы паспрабуем адказаць на гэтыя пытанні.

Разбурэнне жалезабетоннай канструкцыі.

Што гэта такое

Карозія бетону - працэс падзення трываласці або разбурэння бетонных і жалезабетонных канструкцый, звязаны з агрэсіўным уздзеяннем навакольнага асяроддзя. Думаецца, чытачу не трэба тлумачыць, як працякае карозія металічных канструкцый. З бетонам у агульных рысах адбываецца тое ж самае: з цягам часу ён часткова перараджаецца ў іншыя матэрыялы, якія валодаюць зусім іншымі механічнымі ўласцівасцямі.

Удакладнім: ад звычайнай іржы жалезабетонныя канструкцыі, зразумелая справа, таксама пакутуюць. У большасці выпадкаў армаванне не адрозніваецца высокай каразійнай устойлівасцю.

Іржаўлення адбіваецца на трываласці арматуры.

Віды і механізмы

Помните пословицу «где тонко, там и рвется»? Она в полной мере относится к деградации любых конструкционных материалов.

Жалезабетон - кампазіт з некалькіх відаў сыравіны, якія адрозніваюцца механічнай трываласцю і ўстойлівасцю да рознага выгляду знешніх уздзеянняў.

матэрыял ўласцівасці
пясок Крышталі кварца выключна хімічна стабільныя, ня дэградуюць з часам
друз У якасці запаўнення звычайна выкарыстоўваецца друз скальных парод, сваімі хімічнымі і механічнымі ўласцівасцямі мала адрозная ад кварцавага пяску. На яе трываласць могуць паўплываць хіба што канцэнтраваныя шчолачы і кіслоты.
арматура Кантакт сталі ў вадой і паветрам (а бетон, як мы памятаем, паропроницаем) заўсёды дае вельмі прадказальны вынік. Нават пад ахоўным пластом бетону армаванне будзе паступова ржавець. Выхад арматуры на паверхню з прычыны разбурэння канструкцыі шматкроць паскорыць працэс.
цэментны камень Злучнае - цэмент - пасля схоплівання ператвараецца ў параўнальна трывалы, але не адрозны хімічнай інэртнасцю цэментны камень. Адзін з яго асноўных кампанентаў - гашаная вапна Ca (OH) 2 - лёгка раствараецца вадой і ўступае ў рэакцыі з іншымі хімікатамі. Менавіта з разбурэння цэментавага каменя звычайна пачынаецца каразійны працэс.

Давайце разбярэм асноўныя віды карозіі і механізмы іх узнікнення.

Вымывание

Нягледзячы на ​​высокую шчыльнасць, бетон - матэрыял кіпры. Прычына - у тым, што схопліванне цэменту і наступная сушка раствора суправаджаюцца істотным змяншэннем яго аб'ёму.

Звярніце ўвагу: парызаванай газа-і пенабетон - асобная размова. У іх выпадку пары ствараюцца наўмысна - увядзеннем у раствор пены або газаўтваральныя кампанентаў (як правіла, алюмініевага парашка). Мэта - наданне бетону максімальных цеплаізаляцыйных якасцяў.

Ўвільгатненне бетону з наступным нераўнамерным выпарэннем вады прывядзе да паступовага руху вады праз поры. У працэсе руху тая самая гашаная вапна Ca (OH) 2 будзе паступова вымывацца; ну, а раз злучнага ў тоўшчы бетону становіцца менш - яго трываласць падае.

Найбольш наглядна працэс вымыванне дэманструюць высолы - белыя разводы і нарасты на паверхні бетону, якія застаюцца там, дзе ён часта мокне. Іх наяўнасць кажа пра тое, што канструкцыя імкліва губляе трываласць.

Высолы на столі склепа.

разлажэнне кіслотамі

Пад уздзеяннем кіслот і іх водных раствораў у бетоне можа працякаць мноства дэструктыўных працэсаў.

Разбяром найбольш простыя.

  • Пры ўздзеянні кіслот гашаная вапна злучаецца з атмасфернай вуглекіслатой з адукацыяй нерастваральнай солі і вады. Формула, якая апісвае рэакцыю, мае выгляд Ca (OH) 2 + CO2 = CaCO3 + H2O.

Здавалася б - чаму засмучацца, калі растваральнае злучэнне кальцыя заменена больш стабільным? Бо працэс вымывання у гэтым выпадку павінен цалкам спыніцца. Ды дзе - то было: крышталі CaCO3 не проста запаўняюць пары - яны імкнуцца пашырыць, зламаць іх; у выніку бетон пачынае рэпацца.

  • Пры лішку вады (прасцей кажучы - ў вільготным бетоне) далейшае пераўтварэнне мінералаў набывае выгляд 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.
  • У прысутнасці раствора салянай кіслаты гашаная вапна ператвараецца ў хлорысты кальцый: Ca (OH) 2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O. І гэтая соль выключна лёгка раствараецца ў вадзе; вынік цалкам прадказальны - зноў-такі паслабленне канструкцыі.

сульфатнай разлажэнне

Ва ўмовах прадпрыемстваў хімічнай прамысловасці (у прыватнасці, якія вырабляюць ўгнаенні) даволі распаўсюджаным выпадкам з'яўляецца так званая сульфатная карозія бетону.

Сульфатная карозія.

У выніку ўзаемадзеяння з сульфатам гашанай вапны і прысутных у цэменце алюмінатам утвараецца, у прыватнасці, гидросульфоалюминат эттрингит (3СaO • Al2O3 • 3CaSO4 • 32H2O). Крышталі ў працэсе росту выклікаюць значныя высілкі, істотна перавышаюць трывальныя паказчыкі цэментавага каменя.

іржаўлення арматуры

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»).

біялагічнае раскладанне

Наступствы высокай вільготнасці пры тэмпературах вышэй за нуль агульнавядомыя: канструкцыі з цэглы, каменя і бетону абжываюцца мохам і цвіллю.

У выніку разбурэнне ідзе двума шляхамі:

  1. Праславутая вапна і яе злучэння служаць грыбку ежай.
  2. Назапашванне прадуктаў метабалізму ў порах прыводзіць да росту ўнутраных высілкаў.
Грыбок на бетоннай сцяне.

марозную разбурэнне

Уявіце сабе, што адбываецца з участкам вільготнай бетоннай канструкцыі пры падзенні тэмпературы ніжэй за нуль.

  1. Вада ў яе сітавінах пачынае крышталізавацца.
  2. Лёд, які мае большы ў параўнанні з вадой аб'ём, імкнецца пашырыць пары. У канструкцыі з'яўляюцца мікротрэшчыны; па меры іх пашырэння да разбурэння жалезабетону падключаецца карозія арматуры.

спосабы абароны

Такім чынам, механізмы разбурэння намі вывучаны. Ці магчымая абарона бетонных і жалезабетонных канструкцый ад карозіі? Ці могуць адпаведныя меры быць зроблены ў хатніх умовах, сваімі рукамі?

стратэгія

Для пачатку высвятлім, якімі шляхамі нам трэба будзе рухацца.

комплекс мер тлумачэнні
абарона арматуры Павышэнне каразійнай стойкасці армавальнага каркаса прадухіліць яго іржаўлення ўнутры бетону і пры выхадзе на паверхню.
Ўшчыльнялыя хімічныя дабаўкі Як правіла, яны памяншаюць колькасць часу або робяць пары замкнёнымі. У выніку зніжаецца пранікальнасць матэрыялу для вады і паветра, радзей нестабільная гашаная вапна замяняецца больш хімічна ўстойлівымі злучэннямі.
запаўненне пор Гатовая бетонная канструкцыя можа быць мадыфікаваная пранікальнымі насычэннямі, нагнятаюць праз прасвідраваныя ў ёй шурфы ці проста нанесенымі на паверхню.
павярхоўная абарона Сюды адносяцца разнастайныя меры па гідраізаляцыі (рулоннай і обмазочной). У гэтую ж катэгорыю трапляе афарбоўка лакафарбавымі матэрыяламі.
біябяспека Антысептычныя насычэння зводзяць на нішто біялагічнае раскладанне, забіваючы саму цвіль, яе спрэчкі і перашкаджаючы іх паўторнаму з'яўленню.
Грунт-антысептык.

тактыка

А цяпер давайце трохі канкрэтызуем пералік магчымых мер, апісаўшы некаторыя з іх.

прамысловыя ўмовы

Як абарона жалезабетонных канструкцый ад карозіі ажыццяўляецца ва ўмовах прамысловых прадпрыемстваў, шматкватэрнага будаўніцтва і г.д. - прасцей кажучы, калі ёсць магчымасць выкарыстоўваць складаныя тэхналогіі, якія патрабуюць спецыяльнага абсталявання?

Згадаем некалькі часта ўжываюцца рашэнняў.

  • Цементизация. 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. запаўненне пор способствует увеличению плотности бетона и уменьшению количества открытых пор в нем.
  • Силикатизация зводзіцца да паслядоўнага нагнятанні натрыевага вадкага шкла і хлорыстага кальцыя. У працэсе апрацоўкі поры запаўняюцца сумессю слаборастворимого гидросиликата кальцыя і нерастваральнага кремнезема.
Силикатизация бетону.
  • Bitumizatsiya - працэс запаўнення пор бітумам пры тэмпературы 200-220С. Метад выключна эфектыўны, але можа праводзіцца толькі пры мінімальнай вільготнасці канструкцыі.

Карысна: асноўная праблема пры свідраванні шурфаў для запампоўкі раствораў - ня выклікаць росту ўнутраных высілкаў у тоўшчы канструкцыі. З гэтага пункту гледжання аптымальна алмазнай свідраванне адтулін у бетоне: яно не стварае ўдарных нагрузак і не выклікае скола краёў адтуліны.

Для выкрыцця і дэмантажу элементаў канструкцыі ўжываецца рэзка жалезабетону алмазнымі коламі: яны валодаюць куды вялікім у параўнанні з абразіўнымі коламі па камені рэсурсам і, галоўнае, выдатна рэжуць арматуру.

хатнія ўмовы

Зразумела, абарона бетону ад карозіі магчымая і без прымянення высокатэхналагічнага абсталявання.

  • Ахоўная афарбоўка - самае простае і відавочнае рашэнне. У прыватнасці, можна рэкамендаваць так званыя гумовыя водна-дысперсійныя фарбавальнікі: яны надзейна гидроизолируют паверхню бетону пры мінімальных выдатках часу і сіл. Кошт кілаграма гумавай фарбы пачынаецца прыкладна ад 130 рублёў.
Гумавая вадараспушчальны фарба.
  • Апрацоўка вадкім шклом таксама здольная абараніць бетон ад разбурэння. Інструкцыя па яго ўжыванні гранічна простая: натрыевае вадкае шкло разводзіцца вадой 1: 1 і наносіцца на паверхню бетону пэндзлем або валікам у 2-3 пласта без прамежкавай прасушкі.
  • Найбольш эфектыўнае рашэнне - пранікальныя гідраізаляцыйныя насычэння (Пенетрон і яго аналогі). Яны наносяцца па вільготным бетону і пранікаюць на глыбіню да метра. Пенетрон выклікае крышталізацыю злучэнняў кальцыя, цалкам запаўняюць пары.
  • На стадыі падрыхтоўкі бетону ў яго могуць уводзіцца разнастайныя ўмацоўваюць дадаткі. Вось назвы некалькіх айчынных прэпаратаў: Мылонафт, СДБ (сульфитно-дражджавая бражка), ГКЖ-94 (кремнийорганическая вадкасць).
Кремнийорганические (сіліконавыя) насычэнні могуць прымяняцца і для гідрафабізацыю гатовых канструкцый. На фота - сіліконавы гідрафобны грунт Типром Д.

заключэнне

Разумеется, в рамках небольшой статьи нами затронуто лишь несколько из длинного перечня возможных решений (читайте также статью «Бетонные безнапорные трубы: нормативные документы, применение, альтернативы»).

Відэа ў гэтым артыкуле прапануе чытачу дадатковую інфармацыю аб тым, як выяўляецца карозія бетону і якімі сродкамі яна можа быць пераможана. Поспехаў!

Дадаць каментар