Види корозії

Характеристика агресивності оточуючого середовища

Корозія будівельних конструкцій та захист від неї

Усі будівельні конструкції, крім силових факторів, у процесі своєї експлуатації сприймають також дію оточуючого середовища. Сумісна дія цих факторів значною мірою визначають технічний стан та надійність роботи конструкцій та їх систем.

Агресивним є таке середовище, під дією якого змінюється структура і властивості матеріалів, що, в свою чергу, призводить до зниження їх міцності та руйнування конструкцій, виготовлених із цих матеріалів, тобто до корозії.

За ступенем дії на матеріали будівельних конструкцій оточуючі середовища підрозділяються на неагресивні (пасивні), слабо-, середньо- й сильноагресивні.

Агрегатний стан агресивного середовища може бути твердим, рідким та газоподібним. Найчастіше зустрічається багатофазове агресивне середовище. Так, у виробничих спорудах, у яких під час технологічного процесу виділяються гази (аміак (NH₃), сірководень (H₂S), вуглекислий газ (CO₂) й ін.), що створюють агресивне газове середовище. З’єднуючись із вологою повітря, конденсованою вологою, атмосферними опадами, що просочуються в приміщення, ці гази утворюють рідке агресивне середовище. Прикладом твердого агресивного середовища можуть бути склади мінеральних добрив, хімічних реактивів на хімічних виробництвах тощо.

Властивість матеріалів опиратися руйнівному впливу зовнішнього агресивного середовища називають корозійною стійкістю, а граничний термін служби конструкцій, протягом якого вони зберігають необхідні експлуатаційні якості, називається довговічністю. Деякі речовини або впливи можуть пришвидшувати корозійні процеси (вони називаються стимуляторами корозії), інші навпаки — сповільнювати ці процеси (пасиватори та інгібітори).

Поняття про агресивність середовища є відносним, оскільки одна й та ж речовина або вплив для одним матеріалів можуть бути стимуляторами корозії, а для інших — інгібітором. Прикладом цього є тепле вологе повітря, яке для сталевих конструкцій пришвидшує процес корозії, а для бетону навпаки — не знижує, а навіть підвищує міцність матеріалу.

За механізмом протікання корозійного процесу розрізняють основні види корозії: хімічну, фізичну, фізико-хімічну.

Хімічна корозія — процес взаємодії матеріалу з агресивним середовищем, який супроводжується незворотними змінами його хімічної структури. При цьому окислення металу та відновлення окислювальної компоненти корозійного середовища протікають в одному акті. Різновидом хімічної є електрохімічна корозія, при котрій іонізація атомів металу і відновлення окислювальної компоненти корозійного середовища протікають не в одному акті, а їх швидкості залежать від електродного потенціалу.

Фізична корозія — це процес фізичного руйнування матеріалу, який не супроводжується зміною хімічної структури. Цей вид корозії проявляється при стиканні пористих матеріалів із солями (наприклад, ґрунту). В цьому випадку пори заповнюються солями та механічно руйнують його. Аналогічні процеси спостерігаються під час замерзання води в порах матеріалів.

Фізико-хімічна корозія є таким процесом під час якого проявляється і фізичне руйнування матеріалу, й зміна його внутрішньої структури. В бетоні цей вид корозії проявляється в результаті вилужування, а також осмотичних та контракційних явищ. Корозія вилужування зумовлюється тим, що складові цементного каменю, головним чином гідрат окислу кальцію Ca(OH)₂, розчиняються у воді. Тому при довгочасній дії на бетон води проходить вимивання гідрату окису кальцію з розкладанням інших гідратних з’єднань до аморфних крихких мас і зумовлене цим зниження міцності бетону. Вилужувальна дія води залежить від її складу, тобто від розчинених у ній речовин. Найінтенсивніше гідрат кальцію розчиняється у м’якій воді. При наявності у воді NaCl та N₂SO₄ її розчинна здатність підвищується, а присутність у ній гідрокарбонатів кальцію Ca(HCO₃)₂ і магнію Mg(HCO₃)₂, навпаки, знижує цю здатність.

Осмотичні явища визначають корозію бетону, зокрема за рахунок реакції взаємодії лугів цементу із заповнювачами, що мають кремнезем в активній формі.

Під час гідратації проходять контраційні процеси, в результаті яких у цементному камені з’являються розтягуючі зусилля, що зосереджуються в перемичках між мікропорожнинами і призводять до їх розриву.

Для металевих конструкцій корозія носить хімічний (електрохімічний) характер. Неметалеві конструкції зазнають корозії хімічної, фізичної та фізико-хімічної. Як правило, ці види корозії проявляються не роздільно, а в тому чи іншому сполученні.

Швидкість корозії суттєво залежить від інтенсивності змінності, оновлення й поповнення агресивності середовища. Цим пояснюється той факт, що найбільший агресивний вплив на матеріали має рідке агресивне середовище.

Дата добавления: 2014-11-29