Коррозия бетонных и железобетонных конструкций в экстремальных условиях эксплуатации

Б)

А)

Рис. 2.3 Коррозия железобетона (а – вымывание цементного камня и коррозия арматуры; б – карбонизация бетона со следами высолов на поверхности конструкций).

Если разрушение бетона происходит под воздействием сульфатов воды – применяют пуццолановый портландцемент, а также сульфатостойкий портландцемент.

Процесс карбонизации в обычной атмосфере протекает очень медленно и за год охватывает слой бетона толщиной 1 мм. Однако при длительной эксплуатации домов карбонизация бетона может пройти всю толщу защитного слоя, и тогда начнется коррозия арматуры, потому что через карбонизированный слой бетона через поры проникает кислород и влага.

Наиболее способствует коррозии арматуры влажность воздуха W=65...80%, потому что в этих условиях через капилляры и поры бетона к арматуре доступ имеют и кислород и вода. При W > 80% поры и капилляры в бетоне заполняются только влагой без доступа кислорода и коррозия прекращается. При W<50...60% коррозия арматуры также почти не развивается.

Если вся толщина защитного слоя бетона подверглась карбонизации, то в дальнейшем стоит начать мероприятия, обеспечивающие целость арматуры при дальнейшей эксплуатации. При разработке этих мероприятий стоит учитывать степень коррозийного поражения арматуры конструкций.

3. Коррозия бетона вследствие образования и кристаллизации в порах труднорастворимых веществ.

Кроме вышеописанных коррозионных разрушений бетона при наличии микроорганизмов возможно протекание биокоррозии. Грибки, бактерии и некоторые водоросли могут проникать в поры бетонного камня и там развиваться. В порах откладываются продукты их метаболизма и постепенно разрушают структуру бетонного камня.

При коррозии бетона обычно одновременно протекает несколько видов разрушений.

Экстремальными условиями можно назвать воздействие на бетонный камень очень низких температур и различных веществ, обладающих повышенной агрессивностью.

Достаточно распространенным случаем коррозии бетона в экстремальных условиях является разрушение материала под воздействием сульфатов (химическая коррозия бетона). В первую очередь, с сульфатами взаимодействуют алюминатные составляющие бетонного камня и гидрооксид кальция. Очень нежелательным является взаимодействие алюминатных минералов и сульфатов. В результате образуется несколько модификаций гидросульфоалюмината, самым опасным из которых, является эттрингит (3СaO•Al₂O₃•3CaSO₄•32H₂O). Данная соль по мере своего роста (увеличения кристаллов) образует внутри бетона очень высокие напряжения, которые значительно превышают прочностные характеристики цементного камня. В результате, под воздействием растворов, в состав которых входят сульфаты, коррозионное разрушение бетона протекает очень интенсивно.

При взаимодействии гидроксида кальция с сульфатами образуется CaSO₄•2H₂O. Со временем вещество скапливается в поровом пространстве бетона, постепенно его разрушая.

Устойчивость к воздействию сульфатсодержащих сред очень сильно зависит от минералогического состава бетона. Если в цементе содержание минералов на основе алюминия и трехкальциевого силиката ограничено, то он в данной среде более стоек.

Дата добавления: 2013-12-13