I тип (вымывание Са(он)2)
Возрастает пористость цементного камня и изменяется его состав. В результате снижается прочность бетона, возрастает скорость диффузии газов, которая увеличивает степень карбонизации бетона и скорость коррозии арматуры в случае, если бетон карбонизирован до арматуры.
Выделяющийся из бетона щелочной раствор может повреждать близлежащие конструкции.
Пример: пятнистые повреждения на алюминиевом профиле оконных рам, когда дождевая вода с верхних этажей, где проводилось бетонирование, попала на алюминиевую поверхность на нижних этажах.
II тип (химическая реакия с компонентами среды)
Карбонизация снижает уровень рН в бетоне, который изначально составляет ~ 12,5. При снижении рН до 8,5 начинается коррозия железной арматуры (в щелочной среде железо не корродирует).
Обширная карбонизация сопровождается уменьшением объема и часто возникновением трещин.
Реакция с содержащимся в атмосфере SO2 ведет к образованию гипса (CaSO4·2Н2О), и, как следствие, формированию эттрингита.
Большинство прочих веществ, которые реагируют с некоторыми компонентами цементного камня, в большей или меньшей степени разрушают бетон.
III тип (изменение фаз)
Если для роста кристаллов пространства (места) нет, возникающие при перекристаллизации силы вызывают разрушение бетона
ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ - начиная с 50-х годов непрерывно уменьшается толщина бетонных конструкций, в то время как качество бетона в ряде случаев оставляет желать лучшего, что выражается в высокой пористости и водопроницаемости.
ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ - ошибки в проектировании конструкции, приготовлении и применении смеси.
АТМОСФЕРНО - ХИМИЧЕСКИЙ - воздействие агрессивных компонентов атмосферы (карбонаты, сульфаты, хлориды) и частые циклы мороз-оттепель.
Повреждение от действия воды и мороза
Разрушение вследствие попадания в бетон различных технических продуктов. Попадание в бетон гидратирующихся с увеличением объема материалов (негашеная известь, кусочки силикат-глыбы, обожженного доломита, поваренной соли и т.п.).
Коррозия бетона, вызванная взаимодействием заполнителя (реакционноспособного кремнезема) со щелочами цемента. Аморфные и скрытокристаллические формы кремнезема (SiO2) могут химически взаимодействовать со щелочами цемента и образовывать силикаты натрия и калия, которые в присутствии кальция поглощают воду, увеличиваются в объеме и вызывают его повреждения.
Повреждение железобетонных конструкций от воздействия хлоридов. Хлорид-ионы способны легко проникать в бетоны и вызывать коррозию стальной арматуры. Хлориды разрушают пассивационный слой оксидированного железа, что приводит к дальнейшему окислению, т.е. разрушению металла арматуры.
Примеры:
Противогололедные реагенты (в основном хлориды) вызывают разрушение железобетонных конструкций в коммуникационных коллекторах.
При неудовлетворительном отводе талых вод сильно повреждаются железобетонные конструкции мостов, конструкции многоэтажных гаражей.
При разбрызгивании растворов солей колесами автомобилей повреждаются железобетонные опоры освещения.
http://www.vector-corrosion.com/
Карбонизация - наиболее общая причина разрушения железобетона.
Будучи пористым, бетон хорошо впитывает углекислый газ, кислород и влагу, присутствующее в атмосфере. Свежий бетон имеет щелочную среду, с высоким показателем рН = 12÷14. Стальная арматура изначально покрыта пассивационным слоем оксидированного железа (Fe3O4), что в некоторой степени защищает арматуру от окисления. При карбонизации снижается показатель рН, что приводит к ускоренной коррозии стали, т.к. железо в таких условиях депассивируется и не может более противостоять окислению.
Воздействие агрессивных Коррозия арматуры и химических компонентов разрушение бетона
Ржавчина, формирующаяся при окислении стальной арматуры, увеличивает ее объем, повышает «внутреннее» давление и приводит к разломам бетона и оголению арматуры:
Относительные объмы продуктов коррозии
Грибки и микроорганизмы, выделяющие в процессе своей жизнедеятельности минеральные и органические кислоты, приводят к разрушению цементного камня, превращая его в рыхлую сыпучую массу.
Высолы на поверхности строительных конструкций.
Высолы появляются в результате выноса на поверхность растворимых соединений кладочного раствора и кирпича, в том числе карбонатов и сульфатов натрия, калия и кальция. Наличие солей на поверхности строительных конструкций вызывает солевую форму коррозии. Сначала появляется шелушение, а затем разрушаются поверхностные слои материалов, повышается сорбционная влажность, ухудшается внешний вид зданий и сооружений.
УХОД ЗА БЕТОНОМ И ПРОТИВОКОРРОЗИОННАЯ ЗАЩИТА
Уменьшение пористости бетона и повышение прочности путем заполнения пор.
Защита арматуры путем введения в состав бетона ингибиторов.
Защита бетона поверхностными покрытиями от проникновения CO2, H2O, Cl-, SO42-.
Электрохимическое устранение хлоридов из бетона.
http://www.vector-corrosion.com/systemsservices/electro-chemical/chloride-extraction/
Принципиальная схема электрохимического устранения хлорид-ионов и электрохимической защиты железобетона
Повторное ощелачивание бетона.
http://www.vector-corrosion.com/systemsservices/electro-chemical/re-alkalization/
Электрохимическая (катодная) защита арматуры (принципиальная схема аналогична схеме устранения хлоридов).
Протекторная защита арматуры железобетона
http://www.vector-corrosion.com/systemsservices/galvanic/xp/
Научно-технический отдел корпорации Corrosion Control Technology сформулировал взаимосвязь между затратами на ремонт железобетонных конструкций, выполненных на разных временных промежутках срока службы конструкции - "Закон пяти":
Один доллар, затраченный дополнительно на стадии и изготовления конструкции, эквивалентен
пяти долларам затрат на интервале расчетного срока службы конструкции и
двадцати пяти долларам на временном интервале первых разрушений.
И эти затраты в 25 долларов эквивалентны 125 долларам, которые необходимо затратить на ремонт при частичной потере конструкцией несущей способности.