X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

При правильном проектировании, изготовлении и применении бетон отличается мно­гими положительными эксплуатационными свойствами, в том числе высокой коррозионной стойкостью. Однако с течением времени практически каждый строительный материал при­ходит в негодность и разрушается.

Не является исключением и бетон. Основной причиной, вызывающим процесс коррозии бетона, является вода. Но сегодня защита от разрушения продумана до мелочей: существуют различные способы борьбы с коррозией - как физиче­ские (покрытие стойкими материалами), так и химические (различные пропитки и лаки) [4].

Под коррозией бетона понимают ухудшение его эксплуатационных характеристик в результате воздействия различных агрессивных веществ [3]. Наименее прочный компонент бетона – цементный камень. Именно с этой части материала начинается коррозийный про­цесс. Цементный камень состоит из гелевых и кристаллических продуктов гидратации це­мента и многочисленных включений в виде негидратированных зерен клинкера. Основная масса новообразований при взаимодействии цемента с водой получается в виде гелевидной массы, состоящей в основном из субмикрокристаллических частичек гидросиликата кальция Са(НSiО₃₎₂. Гелеподобная масса пронизана относительно крупными кристаллами гидроксида кальция Са(ОН)₂. Разрушение происходит в результате воздействия различных видов вод: морских, речных, грунтовых, сточных, вод в траншеях или трубах. Наиболее опасны для бе­тонов грунтовые воды вблизи промышленных предприятий из-за наличия в них химических выбросов, а также сточные воды. При этом коррозия бетона приводит к разрушению гидро­технических сооружений, загрязняет воздух [5].

Факторы, влияющие на развитие коррозии бетонных и железобетонных конструкций, делятся на две группы:

- связанные со свойствами внешней среды — атмосферные и грунтовые воды;

- обусловленные свойствами грунтов и конструкционных материалов (цемента, песка, щебня, воды и т. п.).

Важное значение для прочности и плотности конструкций имеет структура бетона, количество воды и цемента. Чем меньше воды при данном расходе цемента, тем выше проч­ность и плотность бетона. Поэтому количество воды, используемой для затворения бетона, играет существенную роль в характеристике его стойкости в агрессивной среде.

По условиям технологии бетонных работ количество воды берется больше, чем может быть израсходовано на гидратацию. Излишняя вода заполняет пустоты, раздвигает частицы цемента с оболочками из продуктов гидратации и образует в бетоне целые прослойки, а по­сле испарения — пустоты, увеличивающие проницаемость и снижающие прочность бетона. Такие же пустоты образуются и при усыхании гелеобразной массы. Внутренне замкнутые поры становятся центрами коррозии, когда возникшее вблизи них осмотическое давление разрушает их стенки. Некоторое количество пор, особенно мелких, при увлажнении бетона и развитии гидратации частично заполняется продуктами гидролиза и гидратации, в первую очередь наиболее растворимым гидроксидом кальция Са(ОН)₂. В условиях замерзания насыщенные влагой бетонные конструкции разрушаются вследствие замерзания и расшире­ния объема [6]. Проникновение агрессивной среды в толщу бетона и воздействие темпера­туры также приводят к снижению его прочности.

Оценивая опасность коррозии бетонных и железобетонных конструкций, необходимо знать характеристики бетона: его плотность, пористость, количество пустот и др. При кон­троле качества строительства эти характеристики должны находиться в центре внимания технического надзора и эксплуатационной службы. Так, в обзоре [1] рассмотрены примеры моделирования и прогнозирования климатической стойкости полимерных композиционных материалов, эффективность применения защитных покрытий, методы испытаний строитель­ных материалов и объектов инфраструктуры. Систематизированы основные задачи климати­ческих испытаний на ближайший период.

Антикоррозийная защита.

Виды коррозийных разрушений бетона различны и многообразны.

Зачастую подвергаются разрушению верхние слои бетона. В этом случае защита заключается в применении бетона с небольшим количеством капилляров в структуре. Используя добавки, препятствующие возникновению трещин на начальном этапе строитель­ства, можно уберечь сооружения от выщелачивания и вымывания.

Защита от разрушений в виде ржавчины разделяется на несколько видов:

способы, изменяющие состав бетона и делающие 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 средством с дальнейшим его проникновением вглубь

материала.

Применениение в составе бетона белитового цемента позволяет снизить количество выделяемого гидроксида кальция, что способствует испарению жидкости. Такой компонент способствует уплотнению материала и тем самым прекращает проникновение жидкости че­рез бетонный раствор.

Коррозию бетона, возникшую из‑за воздействия вод, предотвращают разными путями. Используют разнообразные добавкина начальном этапе приготовления бетонного рас­твора - водоотводы или гидроизоляцию.

Еще один вид разрушения бетонного сооружения вызван сульфатной коррозией бетона. Она появляется в результате реакции сульфатов с компонентами цементного камня. Разру-шение наблюдается в виде искривлений конструкции и распирания конструктивных элемен-тов. Для предотвращения этого металлические части конструкции покрывают специальнымизащитными материалами.

Кроме бетонных сооружений, подвластны воздействию ржавчины конструкции из же-лезобетона. Для их спасения применяют ингибиторы коррозии металла в момент приготовле-ния бетонного раствора. При этом образуется пленка, которая останавливает контакт металлас бетоном [5].

Первичная защита от коррозии.

Данная защита обусловлена введением дополнительныхпрепаратов в состав бетонной смеси в процессе его приготовления.

Такой способ позволяет изменить состав смеси и уберечь в дальнейшем здания и сооружения от разрушений. Применяют разнообразные стабилизирующие, гидроизоляционные, пластифицирующие, биоцидные и другие добавки. При их выборе исходят от условий эксплуатации бетонного сооружения.

Прочностные характеристики бетонного раствора можно улучшить внесением химических

соединений, которые снижают содержание агрессивных веществ в порах бетона, замедляют коррозию арматуры, увеличивают замкнутость пор, повышают морозостойкость бетона и же-лезобетона. К наиболее распространенным химическим добавкам можно отнести сульфатно‑дрожжевую бражку, мылонафт, кремнийорганическую жидкость, противоморозные, возду-хопоглощающие, уплотняющие соединения, а так же замедлители схватывания [5].

Вторичная защита от коррозии.

Вторичная защита бетона от коррозии заключается в защитном покрытии верхнего

слоя цементного камня лакокрасочными материалами, уплотняющей пропиткой, и выдержка

бетона определенное время на воздухе.

Вторичная защита включает в себя следующие добавки, при которых разъедание ржавчиной бетонных построек сводится к минимуму [2]:

- пропитки с уплотнением;

- покрытия красками и акрилами, с помощью которых образуется защитная пленка;

- защита мастиками;

- защита оклеиванием полиизобутиленовыми пластинами;

-биоцидные добавки, которые оберегают сооружения от грибков, плесени и микроор­ганизмов.

Самым эффективным методом защиты цементного камня от возникновения необрати-мых разрушительных процессов специалисты считают комплексное использование первич-ной и вторичной защиты. Только комплексный подход позволит сохранить изделия и обеспе-чит им длительный срок службы.

Защита бетона и других материалов от коррозии требует больших расходов. Напри-мер, при строительстве химических заводов на антикоррозионную защиту зданий и аппара­тов расходуется около 10…15% от общей стоимости строительства. Поэтому при строитель-стве необходимо определить характер возможного воздействия среды на бетон, а затем раз-работать и осуществить меры для предотвращения коррозии, которые в общем виде сводятся к следующему: правильный выбор цемента, изготовление особо плотного бетона, применение защитных покрытий [5].

Заключение

Бетон представляет собой широко распространенный в современном строительстве

искусственный материал, который обладает отличными прочностными характеристиками[3]. Однако, постоянно растущее загрязнение окружающей среды способствует снижению качества строительных материалов. Следовательно, поиск методов борьбы с коррозией бетона и железобетона является актуальной задачей.

В то же время перспективным направлением является математическое моделирование коррозии бетона, позволяющее принять меры противокоррозионной защиты на всех стадиях строительства и эксплуатации сооружения.

Список использованной литературы

1. Каблов Е.Н., Старцев О.В. Фундаментальные и прикладные исследования корро­зии и старения материалов в климатических условиях [Электронный ресурс] / Е.Н. Каблов, О.В. Старцев // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 4. С. 48–49. doi: 10.18577/2071-9140-2015-0-4-38-52.

2. Зайцев А.А. Вторичная защита бетона от коррозии / А.А. Зайцев, А.В. Максимов­ских, С.В. Калошина // Современные технологии в строительстве. Теория и практика. 2016. № 1. С. 266-272.

3. Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии [Электронный ре­сурс].2015.URL: http://kraska.guru/specmaterialy/drugie-pokrytiya/korroziya-betona.html

4. Защита от коррозии бетона. POBETONU.RU[Электронный ресурс]. 2014. URL:http://1pobetonu.ru/remont/korroziya-betona.html

5. Защита бетона от коррозии [Электронный ресурс]. 2018. URL:http://kladembeton.ru/poleznoe/korroziya-betona.html#

6. Библиотека по ремонту [Электронный ресурс]. URL: http://www.remontlib.ru/faktory-sposobstvuyuschie-korrozii-betona.html

Код для цитирования: Скопировать