Бетон – это многокомпонентный материал, при изготовлении которого применяется как цемент, так и песок, вода, а также крупный заполнитель. Распространен подход, при котором для увеличения таких качеств, как морозостойкость и влагонепроницаемость, к основной смеси также добавляют химические присадки. На общие характеристики серьезно влияет и то, какое заполнение используется, щебень или гравий.
Чтобы появилась возможность использования такого материала в местах, где на него оказывается сильное воздействие, применяется метод армирования. Таким образом гарантируется существенное увеличение прочности, а также срока эксплуатации ЖБИ, строения из бетона.
Но, как и многие другие виды материалов, бетон подвержен коррозии. Повреждение внутренней арматуры из-за ее неправильного подбора или изначальных нарушений технологии изготовления – только часть причин, которые создают коррозию.
В этом материале мы рассмотрим виды коррозии бетона, ответим на вопрос, почему она опасна и что сделать, чтобы существенно уменьшить вероятность появления порчи материала.
Основные виды коррозии бетона
Часто бывает сложно установить причины начала постепенного разрушения бетона. Материал может менять структуру и терять прочность с разной скоростью в зависимости от своего состава, места использования и других параметров.
Ученые выделяют три основных варианта коррозии бетона. Рассмотрим их подробнее далее.
Растворение компонентов
Бетон используется на открытом воздухе. Это максимально агрессивная среда, которая способствует постепенному разрушению многих материалов.
Сильнее всего риск эксплуатации на открытом воздухе увеличивается из-за осадков или непосредственного прямого контакта с водой.
Если рассматривать состав бетона более подробно, можно увидеть, что в нем есть большое количество гидрата окиси кальция. Иными словами, это гашеная известь, которая быстро растворяется от контакта с водой.
Когда бетон сталкивается с осадками или же постоянно находится в воде, известь начинает постепенно растворяться. Как результат – внутри материала появляется большое количество пор, которые нарушают его прочность – из-за сильного внешнего воздействия может произойти деформация, появляются трещины.
Контакт с кислотами
Этот вид коррозии также обычно появляется из-за того, что бетон контактирует с водой напрямую, либо из-за нахождения на открытом воздухе. В таком случае разрушение протекает по двум сценариям:
- Увеличение объема. Формируется при протекании химической реакции по формуле Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O. Так как вне зависимости от своего состава бетон имеет пористость, происходит постепенное накапливание в таких внутренних пустотах CaCO3. При этом объем материала становится больше – это приводит к формированию трещин даже если изделие не находится под постоянным давлением.
- Разрушение через растворение. Если в воде, которая контактирует с бетоном, есть кислоты, происходит формирование бикарбоната кальция. Он отличается повышенной агрессивностью к материалу и быстрой растворимостью. Это приводит к тому, что структура материала постепенно меняется, развивается значительно больше пустот. Прочность теряется, создаются трещины. На фоне этого по формуле Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O активно протекает химическая коррозия с вымыванием хлористого кальция.
Чтобы исключить опасность такой коррозии, требуется внимательно учитывать, где именно будет использоваться бетонный камень, менять его рецептуру. Пример – введение в состав значительно большего количества сульфатостойкого портландцемента.
Кристаллизация труднорастворимых веществ
Существует большое количество рисков, которые могут привести к развитию биологической коррозии. Из-за пористой структуры бетона внутрь могут легко проникать различные микроорганизмы, водоросли и другая микрофлора. Таким образом создается большое количество активного метаболизма. Именно кристаллизация таких продуктов приводит к тому, что труднорастворимые вещества кристаллизуются, развиваются крупные трещины в бетонном камне.
Основные виды разрушения при коррозии бетона
Большой проблемой при использовании бетона становится то, что часто формируются по-настоящему экстремальные условия использования. К факторам внешнего негативного воздействия относятся такие, как попадание посторонних опасных веществ, температурные перепады.
Часто при использовании на открытом воздухе на материал оказывают воздействие сульфаты. При этом начинает протекать реакция с алюминатными составляющим бетонного камня, выделение гидроксида кальция.
Одной из важных задач при защите бетона от коррозии является предотвращение контакта сульфатов и алюминатных минералов. При этом успевает сформироваться гидросульфоалюминат, в том числе, представляющая максимальный риск для материала соль эттрингит. При росте кристаллов этой соли материал начинает постепенно разрушаться, возникают крупные трещины, плотность становится значительно меньше.
Если в материале также протекает реакция гидроксида кальция и сульфатов, по итогам реакции образуется CaSO4•2H2O. Результатом становится постепенное разрушение.
Здесь, как и во многих других случаях, требуется строго контролировать сам состав бетона. Если его минералогический состав сбалансирован, уменьшено содержание силиката, то стойкость к подобному разрушению станет значительно выше.
Коррозия арматуры
Гладкие или рифленые металлические пруты, а также сетка добавляются в состав бетона для того, чтобы заметно увеличить уровень его прочности и защитить от давления, придать способность выдерживать несущую нагрузку.
Но при армировании уже и сама арматура становится дополнительным слабым звеном, которое в долгосрочной перспективе вполне может уменьшить срок использования материала, снизить его прочность и стимулировать множество других потенциальных проблем.
Арматура состоит из железа, которое также склонно к разрушению под действием различных внешних факторов. Как металл соприкасается с агрессивной средой и катализаторами коррозии, хотя находится внутри бетонной массы? Через поры в материале.
Именно поры пропускают к арматуре множество потенциально-опасных веществ. К ним относятся такие, как:
- Хлор.
- Сернистый газ.
- Кислород.
- Сероводород и многие другие.
Коррозия арматуры постепенно распространяется. Рисков в этом случае два. Первый – это потеря прочности самих металлических элементов, при которой они больше не могут выдерживать сильные внешние нагрузки. Второй – нарастание продуктов коррозии, которые увеличивают внутреннее давление, активно создают трещины в бетонном камне.
Есть и масса других факторов, которые могут постепенно увеличивать скорость распространения коррозии. К ним относятся такие, как содержание в попадающей через поры воде электролитов, а также других посторонних веществ.
Если бетон долго используется на открытом воздухе, на нем начинает формироваться пленка, не пропускающая внутрь катализаторы коррозии. Но часто ее закрепление происходит слишком поздно, когда арматура уже начинает терять свои характеристики прочности.
Стоит также обратить внимание и на состав бетона. Некоторые компоненты могут стимулировать активное распространение коррозии. К ним относятся такие, как хлористый кальций – он дополнительно ускоряет протекание коррозийных процессов в металле.
Особенности защиты арматуры для бетона
При решении вопроса о правильной защите материала от коррозии, стоит использовать комплексный подход и хорошо понимать, какие факторы могут негативно повлиять на эксплуатационные характеристики продукции. Есть несколько методов, которые помогают не допустить постепенного разрушения металла внутри бетонной массы. Рассмотрим подробнее каждый из них.
Изменение состава бетона
Так как металл постоянно контактирует с бетонной смесью, важно чтобы эта среда была максимально безопасной для металла. Анализируется состав смеси, из него удаляются такие вещества, как роданиды и хлориды.
При этом нужно обратить внимание на достижение баланса между защитой арматуры от коррозии и созданием хороших эксплуатационных свойств самого материала. Иногда полностью исключить присутствие таких веществ не получается, но их вполне можно безвредно минимизировать
Использование пропиток
Так как большую опасность для внутренней арматуры представляет контакт с водой, нужно не допустить ее проникновения через поры. Это можно сделать с применением различных пропиток.
Материал покрывается пропитками таким образом, чтобы внутрь не мог проникнуть кислород, а также вода и различные агрессивные вещества.
Существует большое количество различных типов пропиток – от петролатумных до битумных. Катодный процесс при этом удается сильно затормозить или зафиксировать на уровне, который бы не представлял потенциальной угрозы для материала.
Омическое ограничение
Этот вариант защиты применяется, если нужно работать с конструкционно-теплоизоляционными бетонами. В таком случае в основе метода лежит понимание того, что влажность бетона не должна отходить от равновесных параметров, если относительный уровень влажности воздуха составляет 60%.
Такой подход помогает достичь создание повышенных параметров омического сопротивления, формирования специальной пленки на арматуре. Сложность в этом случае заключается в том, что далеко не во всех районах можно достичь такого баланса. В некоторых районах влажность воздуха оказывается очень высокой или часто наблюдаются осадки. В таком случае рисков для материала также становится значительно больше.
Изначальная пассивация
Здесь мы снова сталкиваемся с вопросом о важности того, какой состав бетонной смеси применяется в каждом конкретном случае. Отмечается, что часто коррозия активно развивается из-за того, что бетон по мере своего застывания остается очень влажной средой. Именно это приводит к тому, что зарождается процесс коррозии.
Чтобы уменьшить вероятные риски, стоит обратить внимание на то, как быстро высыхает бетонная смесь. Для ускорения такого процесса обычно используются различные специальные присадки для раствора.
Предварительное пассивирование арматуры
Чтобы не появилось постепенного разрушения металла, стоит перестраховаться заранее. Хорошим средством становится пассивирование. Также может подойти и формирование цинковой защитной пленки – с этим вам готова помочь наша компания.
Пассиваторы могут быть введены и непосредственно в сам состав бетона. В таком случае уровень защиты становится еще выше. Наиболее хорошо показывает себя этот метод в том случае, если используется нитрит натрия. Главное – правильно рассчитать его объем по отношению к общей массе материала.
Методы защиты бетона от коррозии
Специалисты говорят о важности правильной защиты и самого бетона, чтобы не допустить его постепенного разрушения под действием внешних негативных факторов. При этом важно соблюдать правило комплексности, когда применяется сразу несколько мер одновременно. Это может привести к увеличению затрат на производство, но само ЖБИ или строение служит значительно дольше – это избавляет вас от крупных потенциальных затрат в будущем.
Чтобы не допустить возникновения проблем с коррозией, используется предотвращение негативного влияния внешних агрессивных сред, снижение влажности в месте эксплуатации, герметизация и другие методы.
Также большое внимание уделяется и конструкционным особенностям определенного варианта изделия из железобетона. Внутри таких выемок не скапливается вода, что существенно уменьшает ее вероятность просачивания внутрь пор, доступа к арматуре, вымывания различных компонентов из готовой смеси.
Есть два типа обработки против коррозии – первичная и вторичная. Каждый метод отличается набором средств, которые применяются в процессе. Рассмотрим такие средства более подробно.
Первичная защита бетона от коррозии
Первичная обработка предполагает, что еще на момент изготовления бетонной смеси, ее состав будет меняться. Использование специальных добавок для изменение минералогического состава.
Именно такой подход при использовании показывает самый высокий уровень эффективности. При этом может применяться большое количество добавок. Среди них средства, которые помогают улучшить следующие показатели:
- Изменение химических свойств.
- Стабилизация смеси.
- Улучшение пластичности.
- Удержание воды внутри и многие другие.
При выборе определенного варианта добавок учитывается, где именно будет использоваться бетонное изделие. Состав может меняться и балансироваться таким образом, чтобы снизить количество веществ, которые потенциально могут растворяться или имеют склонность к кристаллизации, увеличению объема.
Еще один распространенный метод первичной обработки – это пуццоланизация. Метод основывается на формировании смеси с кислыми гидравлическими добавками, активным кремнеземом.
На рынке есть множество видов химических добавок, которые хорошо зарекомендовали себя при использовании на практике. К примеру, в случае повышения плотности, состав будет становиться менее пористым – это исключает проникновение внутрь воды, порчу арматуры коррозией и другие потенциальные угрозы. Также уменьшение количества пор в материале направлено на то, чтобы постепенно наращивать свою морозостойкость.
Существует большое количество добавок для первичной защиты бетона от появления коррозии. Рассмотрим наиболее популярные варианты.
Мылонафт
Эта добавка относится к категории пластификаторов. В состав входят соли натрия, органические кислоты.
Использование такой добавки помогает сделать раствор более однородным, снизить силу трения, которая потенциально может возникать между зернами внутри такого состава. При этом используются качественные пасты, строго контролируется введение этого состава в бетон. Содержание должно быть от 0,05 до 0,15% от общей массы. При этом нельзя допускать превышение указанного соотношения, потому что в таком случае прочность бетона на сжатие станет значительно ниже.
Еще одно положительное свойство использования мылонафта – наращивание степени водонепроницаемости. Таким образом удается обеспечить дополнительную защиту против коррозии арматуры, возникновения трещин и других потенциальных рисков.
Сульфитно-дрожжевая бражка СДБ
Такой тип дополнительной химической добавки также относится к категории пластификаторов. При изготовлении используются кальциевые соли лигносульфоновых кислот.
Применение такого вещества помогает сделать бетонную смесь менее подвижной. Она будет хуже впитывать воздух, а слипание зерен станет значительно лучше. Обычно добавка поставляется в концентрированном варианте. При этом, можно использовать как жидкое, так и твердое вещество.
Как и в случае с мылонафтом стоит обратить внимание на пропорции применения такой добавки. Использование такого компонента направлено на то, чтобы сделать лучше показатели водонепроницаемости, морозостойкости, не допустить формирования трещин и других потенциальных повреждений.
Степень эффективности такой добавки отличается в зависимости от того, какой вариант цемента первоначально использовался. Лучше всего применять пластификатор с портландцементами – быстротвердеющими и высокоалюминатными.
Кремнийорганическая жидкость ГКЖ-94
Добавка применяется для наращивания гидрофобности. Это нужно для того, чтобы материал не впитывал воду и при этом на протяжении длительного времени оставался максимально стабильным.
Воздействие при этом направлено на то, чтобы гарантированно закупорить поры, справиться с постепенным растворением компонентов бетонной смеси. На несколько марок растет не только водонепроницаемость, но и морозостойкость.
Вторичная защита бетона от коррозии
Если первичная обработка предполагает модификацию исходного материала, то вторичная связана с применением различных составов уже после того, как бетон будет готов к использованию. Таким образом можно обрабатывать даже те ЖБИ, которые используются на протяжении длительного времени.
Есть сразу несколько методов эффективной вторичной защиты, к которым относятся такие, как:
- Нанесение на поверхность акриловых и лакокрасочных покрытий. В таком случае между внешними агрессивными средами и бетоном формируется барьер, который не допускает порчи исходного вещества. Пленка помогает не допустить повреждений, если есть вероятность контакта с высоким уровнем влажности, а также агрессивными газами.
- Нанесение мастики. Густые мастики помогают создать оптимальный уровень защиты от угрозы внешней среды. В большинстве случаев лучшим решением становится применение составов на основе смол.
- Использование уплотняющей пропитки. Применение вещества с высокой степенью впитываемости помогает эффективно защищать поры от проникновения потенциальных катализаторов коррозии внутрь материала. Заполнение при этом происходит именно в наружном слое, повышает гидрофобные свойства материала, а также не допускает сильного водопоглощения.
- Применение биоцидных материалов. Эти средства направлены на то, чтобы не допустить появления биологической активности. Таким образом удается исключать возникновение коррозии из-за жизнедеятельности плесени, бактерий, грибков и множества видов микроорганизмов. Средство глубоко проникает в поры бетона и показывает хороший уровень эффективности.
В ряде случаев может использоваться и специальное покрытие, которое наклеивается с внешней стороны. К нему относятся такие, как пленка из полиэтилена, а также специальные полиизобутиленовые пластины, нефтебитум, свернутый в рулоны.
Профессиональное горячее цинкование
Наша компания занимается профессиональной горячей оцинковкой арматуры. Это помогает дополнительно увеличить степень стойкости материала к развитию коррозии под действием различных внешних факторов и катализаторов окисления. Обращение к нам существенно уменьшит вероятность появления коррозии бетона.
Среди преимуществ компании:
- Большой накопленный опыт. Мы профессионально занимаемся цинкованием с 2007 года. За это время накоплен большой практический опыт работы с разными категориями клиентов.
- Современное оборудование. У нас обширные производственные мощности, используется передовое оборудование немецко-австрийской фирмы KVK KOERNER и чешской фирмы EKOMOR. Есть три цеха горячего цинкования, установлена одна из самых глубоких ванн в ЦФО глубиной 3,43 метра.
- Качественный сервис. Мы готовы быстро рассчитать стоимость выполнения работ, обеспечить быструю доставку оцинкованной продукции.
Качество продукции строго контролируется. Гарантируется соблюдение всех требований ГОСТ 9.307-89. Работаем со всеми видами продукции, как с прутами различного типа, так и с сеткой, которая монтируется в бетон для его дополнительной защиты против всех потенциальных катализаторов коррозии.
Наша компания готова обеспечить быструю поставку продукции, работает четко по установленным требованиям. Чтобы связаться с нами, оставьте заявку на сайте или звоните по указанным телефонам. Ответим на все интересующие вопросы, предоставим наиболее развернутую консультацию.
