Виды коррозии бетона

Предложено подразделять коррозию бетона на три основных вида.

Коррозия первого вида обусловлена растворением в воде составных частей цементного камня. Особое развитие коррозия бетона первого вида получает при фильтрации воды через бетон. Наибольшее распространенным случаем такой коррозии является вымачивание водой Ca (OH)₂ , это физический вид коррозии, приводящей к увеличению пористости цементного камня. Наиболее распространенным случаем коррозии является выщелачивание водой.

Установлено, что при потере примерно 10% CaO снижение прочности цементного камня достигает 10%, при потере 20% CaO – 25% и при потере 33% CaO наступает полное разрушение цементного камня. При снижении содержания CaO в цементном камне интенсифицируется и коррозии арматуры в ж/б конструкциях.

При присутствии в воде – среде солей Ca типа Ca(HCO) CaCO уменьшается выщелачивание гидрата окси Ca из цементного камня.

Скорость коррозии первого вида уменьшается за счет карбонизации бетона, поскольку при этом образуется нерастворимое соединение – CaCO₃ (Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O), понижается ионная сила раствора и повышается непроницаемость цементного камня.

Для предупреждения коррозии первого вида выработаны следующие мероприятия. Поскольку выщелачивание происходит при развитой пористости цементного камня, необходимо:

1. Создать бетоны повышенной плотности, как и за счет снижения В/Ц, так и за счет интенсивного уплотнения бетона.

2. Необходимо использовать цементы с ограниченным содержанием 3-х кальциевого силиката (C₃S)

3. Вводить в цемент тонкомолотые добавки (минеральные) которые связывая гидроокись Ca в нерастворимые соединения способствуют снижению интенсивности коррозионного разрушения бетона. Предпочтительным можно считать пуццолановый цемент.

4. Карбонизация поверхностного слоя бетона, образующийся на поверхности бетона уплотненный карбонатный слой будет препятствовать выщелачиванию бетона.

5. Целесообразно создавать гидроизоляцию поверхности бетонных конструкций в виде оклейки, облицовки или пропитки поверхностного слоя бетона гидроизоляционных материалов.

Коррозия второго вида:

Коррозия второго вида проявляется в образовании легкорастворимых или аморфных размываемых водой веществ при взаимодействии цементного камня с агрессивными растворами и вызывается действием неорганических кислот.

а) Ca (OH)₂ + 2 HCl → Ca Cl₂ +2 H₂O (легкорастворимыми)

Аналогично с серной и азотной кислотой образуется Ca SO ^. 2H₂O и Ca(NO₃)₂

Кислоты воздействуют не только на гидрат окиси Ca, но и на минеральные компоненты портландцемента:

3 CaO ^. 2SiO₂ ^. 3H₂O + 6 HCl =CaCl₂ + Si(OH)₄ + SiO₂ ^. 4 H₂O

Образующиеся соли Са легко вымываются Н₂О, таким образом коррозия ΙΙ вида переходит в коррозию Ι вида, которая является причиной разрушения цементного камня. Если продукты реакции малорастворимые, они закрывают поры цементного камня и препятствуют проникновению агрессивной среды внутрь, замедляя коррозию, т.е. играют роль ингибирующего вещества.

Разница в стойкости цементов к действию сильно концентрированных кислот почти не ощутим, поскольку разрушение происходит очень быстро. По стойкости к действию кислот слабой концентрации цементы можно расположить в таком порядке: глиноземистый цемент, пуццолановый ПЦ и обычный ПЦ (как при коррозии Ι вида).

В грунтовых водах часто присутствует углекислота Н₂СО₃, образующаяся в результате биохимических процессов. При углекислотной коррозии происходит реакция: Са (ОН)₂ + Н₂СО₃ → СаСО₃ + 2Н₂О, а затем:

СаСО₃ + Н₂СО₃ → Са (НСО₃)₂ , т.е. образуется легкорастворимое вещество.

При этом, чем больше содержится Н₂СО₃ , тем выше кислотные свойства раствора и скорость коррозии.

При углекислотной коррозии предпочтительно использование для бетонных и ж/б конструкций тех же цементов, что и при действии других кислот.

Для защиты от коррозии ΙΙ вида необходимо: 1) создавать бетоны повышенной плотности; 2) использовать цементы с большим содержанием гидрата окиси Са; 3) обеспечивать защиту поверхности бетонных конструкций за счет оклейки или облицовки водонепроницаемыми коррозионностойкими материалами, либо нанесение лакокрасочных покрытий.