Бетон представляет собой очень популярный в современном строительстве искусственный материал, который обладает отличными характеристиками прочности. Бетон изготавливают из частей цемента, песка, воды и щебня. Материал образуется при затвердевании густой смеси вяжущих компонентов, цемента с заполнителем. В роли заполнителя может использоваться песок, щебень или гравий.
В настоящее время бетон считается самым востребованным материалом в современном строительстве. Коррозия бетона представляет собой процесс, который часто портит положительные качества этого материала и мешает его полноценному использованию.
Коррозия бетона представляет собой необратимый процесс, в ходе которого разрушается его структура. Под воздействием различных факторов влияния окружающей среды, а также от влияния воды, периодической разморозки и заморозки, материал приобретает хрупкость и разрушается. Кроме того, коррозия бетона может иметь место, когда материал начинает контактировать с различными агрессивными материями, которые постоянно присутствуют в окружающей среде.
Виды коррозии
Суть коррозийных процессов в бетоне была определена благодаря целому ряду исследований, в ходе которых были найдены и самые эффективные методы борьбы с процессами разрушения. Были определены основные виды коррозии бетона:
- вымывание важных элементов структуры,
- воздействие агрессивных веществ и кислот, которые содержатся в воде,
- биокоррозия.
Кроме основных видов разрушения, существует еще коррозия арматуры в бетоне. Суть этого процесса лучше всего рассматривать отдельно.
Вымывание компонентов
Это самая распространенная разновидность необратимого разрушения бетона. Большая часть изделий из этого крепкого материала эксплуатируется в условиях открытого воздуха, и соответственно находится под постоянным воздействием атмосферных осадков и жидких сред различного типа.
Составной частью основы является гидрат окиси кальция, который в первую очередь растворяется под воздействием влаги и воды. Гидроксид кальция постепенно разрушается и смывается, изменяя и разрушая при этом структуру изделия.
Коррозия при взаимодействии с кислотами содержащимися в воде
В процессе воздействия кислот, происходит увеличение объемов материала или вымывание известковых соединений легкорастворимого типа. Этот вид разрушения, возникает по причине воздействия разнообразных агрессивных веществ, в процессе соприкосновения с которыми образуется две разновидности соединений:
- соли,
- аморфные массы.
Соли, которые образуются в ходе данных процессов, могут легко растворяться и быстро вымываются водой. А аморфные массы и вовсе не обладают совершенно никакими связующими характеристиками.
Коррозия бетона кислотного типа возникает под воздействием любой из кислот, кроме поликремниевой и кремнефтористоводородной. Возникновение этих кислот становится причиной появления гидроалюминатов, гидроферитов, гидросиликатов, которые в процессе разрушения создают легкорастворимые соли и другие массы аморфного типа.
Коррозия бетона углекислотного типа представляет собой тип общекислотной коррозии, который возникает по причине воздействия воды, содержащей свободные углеродные диоксиды, на бетон. Превышение объемов содержания отрицательной углекислоты, становится причиной разрушения ранее образовавшейся карбонатной пленки.
Биокоррозия
Этот вид коррозии возникает, когда в порах и капиллярах бетона образуются соли нерастворимого характера, постепенное накапливание которых становится причиной уплотнения камня и последующего его разрушения.
Кроме того, бактерии, грибы и некоторые виды водорослей могут проникать вглубь цементного камня и развиваться там. Результаты их метаболизма, которые попадают в поры и становятся причиной постепенного разрушения камня.
Процессы разрушения арматуры в бетоне
В случае если в бетонной конструкции присутствует железная арматура или железобетон, возможно, появление еще одной разновидности порчи этого материала, который возникает вследствие разрушения арматуры.
Арматура в середине цементного камня ржавеет или происходит образование продуктов коррозии железа, по причине воздействия на бетон воды или наличия в воздухе сероводорода, хлора и сернистых газов. По объему эти материалы превышают оригинальный объем, который был задан железобетонной конструкции, а это в свою очередь, становится причиной появления внутреннего напряжения и как следствие растрескивания бетона.
Воздух и влага проникают во внутренние слои изделия к арматуре благодаря наличию пор в цементном камне. Их подводка к поверхности является неравномерной и по этой причине на разных участках может возникать электрохимическая коррозия арматуры, скорость протекания которой зависит от уровня влагопроницаемости и размеров пористости цементного камня.
Если бетон был подвержен долгому выдерживанию на воздухе, под воздействием углекислот на поверхности может образоваться тончайший слой пленки защитного типа. Такое покрытие не растворяется в воде и не подвергается воздействию солей. Этот процесс называется карбонизация. Он обеспечивает протекцию от коррозии цементного камня, но может стать причиной такого явления, как коррозия арматуры.
Методы защиты арматуры
На сегодняшний день используется несколько способов, благодаря которым обеспечивается защита арматуры от коррозии. Среди них можно выделить:
- облагораживание окружающей металл среды, при помощи использования качественных разновидностей бетона со специальным составом или введения ингибридов,
- использование дополнительных методов защиты арматуры бетона от коррозии,
- улучшение характеристик используемого металла.
Сам бетон является средой, которой окружен металл, так как именно он находится вокруг арматуры. Для того, чтобы продлить срок использования арматуры, необходимо просто постараться и улучшить влияние бетонного камня на стальную арматуру. Прежде всего, необходимо исключить или уменьшить содержание в составе цемента веществ, которые могут способствовать усилению разрушительных процессов.
Если изделия из бетона используются в условиях влажности периодического характера, их необходимо пропитывать специальными пропитками битумного или петролатумного типа, которые в значительной степени снижают проницаемость бетона. И если насыщать бетонный камень таким образом постоянно, то можно свести все процессы разрушения к минимуму.
Методы защиты бетона
Первичная защита бетона от коррозии осуществляется благодаря использованию разнообразных минеральных добавок, которые увеличивают его плотность. Этот метод является максимально эффективным, но следует всегда помнить о том, что его неправильное использование может стать причиной совершенно противоположного результата. Специально для таких целей могут использоваться стабилизирующие, пластифицирующие или влагоудерживающие добавки.
Повысить качество эксплуатационных характеристик этого материала можно благодаря использованию различных добавок химического типа, которые позволяют увеличить уровень его прочности. Благодаря увеличению последней, уменьшается уровень попадания внутрь бетонных конструкций различных веществ и соединений агрессивного характера.
Вторичная защита цементного камня подразумевает использование специальных покрытий, которые предотвращают попадание на его поверхность различных агрессивных веществ. Для этого чаще всего используются разнообразные лаки и краски или защитные смеси. Отличным способом вторичной защиты может стать карбонизация бетона или дополнительная гидроизоляция.
Покрытия из акрила, лаки и специальные краски, нанесенные на поверхность бетона, не дают попадать на поверхность частичек твердого и газообразного типа которые часто и становятся причиной необратимых процессов повреждения. Благодаря таким покрытиям можно достаточно надежно защитить бетон от воздействия влаги и вредоносных микроорганизмов.
Не менее эффективным считается метод защиты цементного камня при помощи уникальных мастик, образующих на его поверхности защитный барьер, который предохраняет ее от влаги и других твердых сред.
Биоцидные добавки внутреннего и внешнего типа защищают бетон от попадания и воздействия микроорганизмов, бактерий и грибков как внутри изделия, так и снаружи.
Самым эффективным методом защиты цементного камня от возникновения необратимых разрушительных процессов, которые вызывает коррозия бетона, специалисты считают комплексное использование первичной и вторичной защиты. Только комплексный подход позволит сохранить изделия и обеспечит им длительный срок службы.