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.
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.
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.
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.
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:
- Праславутая вапна і яе злучэння служаць грыбку ежай.
- Назапашванне прадуктаў метабалізму ў порах прыводзіць да росту ўнутраных высілкаў.
марозную разбурэнне
Уявіце сабе, што адбываецца з участкам вільготнай бетоннай канструкцыі пры падзенні тэмпературы ніжэй за нуль.
- Вада ў яе сітавінах пачынае крышталізавацца.
- 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. |
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.
- 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.
- 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).
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!