3.2 Процессы коррозии

Физическая коррозия

• Вымывание свободной извести и проникновение воды в свободные поры. Замораживание – оттаивание при знакопеременных температурах. Находящаяся в порах бетона вода при замерзании увеличивается в объеме, создавая давление кристаллизации и провоцируя механическую деструкцию материала.

Химическая коррозия

• Свободная известь вступает в химические реакции с углекислым газом воздуха (карбонизация), сернистым газом, оксидами азота, попадающими в атмосферу из выхлопных газов и промышленных выбросов, что приводит в условиях влаги к кислотному разрушению бетона.

• Все органические и неорганические растворы кислого характера (рН<6) в той или иной степени разрушают бетон, нейтрализуя свободную известь и повреждая цементный камень.

• Сероводород очистных сооружений под действием кислорода и серных бактерий окисляется в сернистую и серную кислоты и разрушает бетон

Солевая коррозия

• Гигроскопичные водорастворимые соли грунтовых вод разрушающе действуют на материал за счет давления кристаллизации и гидратации солей, а также за счет возможных химических реакций со свободной известью и составляющими цементного камня.

• Аммиак и мочевина сорбируются бетоном, вызывая образование соответствующих кристаллогидратов, т.н. аммиачную коррозию цементного камня.

• Непрофессиональное совмещение цементных и гипсовых материалов может привести во влажной среде к образованию объемного соединения эттрингита – цементной бациллы 3СаО_*Al₂O_{3 *}3CaSO_{4 *}31H₂O. Эттрингит в бетоне образуется также при действии сульфатных вод. Разрушения от его действия особенно заметны в случае алюминатных цементов.

Коррозия в маслах и органических средах

• Нефтепродукты и некоторые органические вещества (ПАВ) ослабляют связи между заполнителем и цементом, а также между бетоном и арматурой. Отсутствие воды в заполненных маслом порах исключает процессы гидратации цементного клинкера и последующее самозалечивание трещин. Показано, что от воздействия масел прочность бетона за 7 лет снижается на 30%. Степень воздействия на бетон увеличивается в ряду: бензин, керосин, дизельное топливо, сернистый мазут, сернистая нефть.

Коррозия, вызванная взаимодействием компонентов бетона

В присутствии влаги возможно химическое взаимодействие таких составляющих бетона, как щелочь цемента и кремнезём заполнителей с образованием гелеобразных силикатов, вызывающих избыточное давление, а также взаимодействие алюминатных фаз цементного камня с примесями гипса, попадающими в бетон с заполнителями. Резкое увеличение объема приводит к деструкции бетона.

Биологическая коррозия

Бактерии, грибы и морские организмы способны вызывать повреждения в связи с выделением кислых продуктов жизнедеятельности.

Особую опасность представляют так называемые тионовые (серные) бактерии, в больших количествах населяющие пространства очистных сооружений. Серные бактерии способны окислять сероводород сточных вод до серной кислоты. Количество серной кислоты таково, что величина рН конденсата на бетонных стенках очистных сооружений достигает 1-2, а скорость разрушения бетона от 1 до 2 см в год.

Биологическая коррозия характерна и для ряда предприятий пищевой промышленности (молочная, производящая пиво и пр.), где существует опасность поражения бетона микроорганизмами.

Процессы коррозии можно предотвратить или затормозить, используя поверхностные или объемные способы защиты бетона.