Методы защиты бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Защита бетона от коррозии: способы, методы, средства Основные принципы защиты

Широкое применение новых высококачественных материалов и повышение долговечности конструкций за счет проведения противокоррозионной защиты бетона и железобетона - одна из важных народнохозяйственных задач. Наиболее интенсивная коррозия наблюдается в зданиях и сооружениях химических производств, что объясняется действием различных газов, жидкостей и мелкодисперсных частиц непосредственно на строительные конструкции, оборудование и сооружения, а также проникновением этих агентов в грунты и действием их на фундаменты. Основной задачей, стоящей перед противокоррозионной техникой, является повышение надежности защищаемого оборудования, строительных конструкций и сооружений. Это должно осуществляться за счет широкого применения высококачественных лакокрасочных материалов, и в первую очередь эпоксидных смол, стеклопластиков, полимерных подслоечных материалов и новых герметиков.

Коррозия - процесс разрушения материалов вследствии химических или электрохимических процессов. Эрозия – механическое разрушение поверхности. По внешнему виду коррозию различают: пятнами, язвами, точками, внутрикристаллитную, подповерхностную.

По характеру коррозионной среды различают следующие основные виды коррозии: газовую, атмосферную, жидкостную и почвенную. Газовая коррозия происходит при отсутствии конденсации влаги на поверхности. На практике такой вид коррозии встречается при эксплуатации металлов и бетона при повышенных температурах. Атмосферная коррозия относится к наиболее распространенному виду электрохимической коррозии, так как большинство металлических и железобетонных (бетонных) конструкций эксплуатируются в атмосферных условиях. Коррозия, протекающая в условиях любого влажного газа, также может быть отнесена к атмосферной коррозии. Жидкостная коррозия в зависимости от жидкой среды бывает кислотная, щелочная, солевая, морская и речная. По условиям воздействия жидкости на поверхность бетона и железобетона эти виды коррозии получают добавочные характеристики: с полным и переменным погружением, капельная, струйная. Кроме того по характеру разрушения различают коррозию равномерную и неравномерную.

Бетон и железобетон находят широкое применение в качестве конструкционного материала при строительстве зданий и сооружений химических производств. Но они не обладают достаточной химической стойкостью против действия кислых сред. Свойства бетона и его стойкость в первую очередь зависит от химического состава цемента из которого он изготовлен. Наибольшее применение в конструкциях и оборудовании находят бетоны на портландцементе. Причиной пониженной химической стойкости бетона к действию минеральных и органических кислот является наличие свободной гидроокиси кальция (до 20%), трехкальциевого алюмината и других гидратированных соединений кальция. При непосредственном воздействии кислых сред на бетон происходит нейтрализация щелочей с образованием хорошо растворимых в воде солей, а затем взаимодействие кислых растворов со свободным гидрооксидом кальция с образованием в бетоне солей, обладающих различной растворимостью в воде. Коррозия бетона и железобетона происходит тем интенсивнее, чем выше концентрация водных растворов кислот. При повышенных температурах агрессивной среды коррозия бетонов ускоряется. Несколько более высокой кислотостойкостью обладает бетон, изготовленный на глиноземистом цементе, из-за пониженного содержания оксида кальция. Кислотостойкость бетонов на цементах с повышенным содержанием оксида кальция в некоторой степени зависит от плотности бетона. При большей плотности бетона кислоты оказывают на него несколько меньшее воздействие из-за трудности проникновения агрессивной среды внутрь материала. Щелочестойкость бетонов определяется главным образом химическим составом вяжущих, на которых они изготовлены, а также щелочестойкостью мелких и крупных заполнителей.

Увеличение срока службы строительных конструкций и оборудования достигается путем правильного выбора материала с учетом его стойкости к агрессивным средам, действующим в производственных условиях. Кроме того, необходимо принимать меры профилактического характера. К таким мерам относятся герметизация производственной аппаратуры и трубопроводов, хорошая вентиляция помещения, улавливание газообразных и пылевидных продуктов, выделяющихся в процессе производства; правильная эксплуатация различных сливных устройств, исключающая возможность проникновения в почву агрессивных веществ; применение гидроизолирующих устройств и др.

Наиболее распространенным способом защиты от коррозии железобетона (бетона) , различных строительных конструкций и сооружений и оборудования является использование неметаллических химически стойких материалов: кислотоупорной керамики, жидких резиновых смесей, листовых и пленочных полимерных материалов (винипласта, поливинилхлорида, полиэтилена, резины), лакокрасочных материалов, синтетических смол и др.

Лакокрасочные покрытия вследствие экономичности, удобства и простоты нанесения, хорошей стойкости к действию промышленных агрессивных газов нашли широкое применение для защиты металлических и железобетонных (бетонных) конструкций от коррозии. Защитные свойства лакокрасочного покрытия в значительной степени обуславливаются механическими и химическими свойствами, сцеплением пленки с защищаемой поверхностью. Перхлорвиниловые и сополимерно- лакокрасочные материалы широко используются для антикоррозионной защиты бетона и железобетона.

Для антикоррозионной защиты бетона применяются химически стойкие перхлорвиниловые материалы: , эмали ХВ-785 и хлорсополимерные грунты , ХС-068, а также покрытия на основе каменноугольной смолы лак ХС-724 с эпоксидной шпатлевкой . Защитные покрытия получают последовательным нанесением на поверхность грунта, эмали и лака. Число слоев зависит от условий эксплуатации покрытия, но должно быть не менее 6. Толщина одного слоя покрытия при нанесении пульверизатором 15-20 мкм. Промежуточная сушка составляет 2-3 ч при температуре 18-20°С. Окончательная сушка длится 5 суток для открытых поверхностей и до 15 суток в закрытых помещениях. Окраска химически стойким комплексом (грунт ХС-059, эмаль ХС-759 , лак ХС-724) предназначена для защиты от коррозии наружных металлических и бетонных поверхностей оборудования, подвергающихся воздействию агрессивных сред щелочного и кислотного характера. Этот комплекс отличается повышенной адгезией за счет добавки эпоксидной смолы. Химически стойкое покрытие на основе композиции из эпоксидной шпаклевки ЭП-0010 и лака ХС-724 совмещает в себе высокие адгезионные свойства, характерные для эпоксидных материалов и хорошую химическую стойкость, свойственную перхлорвинилам. Трещиностойкие химически стойкие покрытия применяют на основе хлорсульфированного полиэтилена ХСПЭ. Для защиты от коррозии железобетонных и бетонных несущих и ограждающих строительных конструкций с шириной раскрытия трещин до 0,3 мм применяют эмаль на основе хлорсульфированного полиэтилена и лак ХП-734 . Защитные покрытия наносят на поверхность бетона после окончания в нем основных усадочных процессов. При этом конструкции не должны подвергаться воздействию жидкости (воды) под давлением противоположной покрытию стороны или это воздействие следует предотвращать специальной гидроизоляцией. Материалы на основе хлорсульфированного полиэтилена пригодны для работы при температуре –60 до +130°С (выше 100°С – для кратковременной работы в зависимости от термостойкости входящих в состав покрытия пигментов). Покрытия на основе ХСПЭ, стойкие к озону, парогазовой среде, содержащей кислые газы Cl2, HCl, SO2, SO3, NO2 и к растворам кислот, могут наноситься краскораспылителем, кистью, установкой для безвоздушного нанесения. При работе краскораспылителем и кистью лакокрасочные материалы следует разводить до рабочей вязкости ксилолом или толуолом, а при нанесении установкой безвоздушного напыления – смесью ксилола (30%) и сольвента (70%).

Звоните! Специалисты компании помогут подобрать Вам антикоррозионные лакокрасочные материалы для бетона и железобетона.

Долговечность и прочность бетонных конструкций во многом зависит от степени и качества выполненной гидроизоляции перед началом строительства. Предупредить попадание в бетон веществ, разрушающих его, могут только грамотно подобранные системы гидроизоляции, которые смогут продлить век бетонного сооружения и также значительно снизить затраты на его содержание и реставрацию.

Бетон по своей структуре очень прочный материал, который с годами может только крепнуть, но только в том случае, если были правильно соблюдены условия его приготовления и эксплуатации. Долговечность бетона напрямую зависит от условий окружающей его среды. Периодическое воздействие на бетон агрессивной среды, мороза, воды, влаги приводят к тому, что бетонные конструкции с годами разрушаются, и некогда прочнейший материал, превращается в пыль.

Защита от коррозии необходима:

• для мостов и фасадов, периодически намокающих от осадков;
• чтобы не разрушали бетон агрессивные реагенты и промышленные газы;
• чтобы гидроизолировать бетонные конструкции различных резервуаров, постоянно контактирующих с водой. В этом случае применяют материалы, гарантирующие не только высокую гидроизоляцию, но и стойкость к воздействию химических веществ и абразивным нагрузкам. К слову сказать, в таких резервуарах глубина поражения коррозией может достигать 50 см.

Материалы для защиты бетона

Оградить бетонную конструкцию от коррозии, влаги и разрушения, а также увеличить прочность материала, помогут гидрофобизирующие вещества.

Повысить качество бетонных изделий из цемента можно двумя способами:

1. Пропитка бетона. В результате происходит уменьшение угла смачивания за счет пропитывания бетона кремнийорганическим составом. Преимущество данного способа в том, что кремнийсодержащее вещество вполне долговечно, обладает водонепроницаемыми свойствами и прочностью. Такие вещества в виде эмали, можно приобрести в любом строительном магазине. Недостатком этого способа является недолговечность покрытия. Под воздействием щелочей оно становится растворимым и теряет гидрофобные свойства.

1. Создание водонепроницаемой пленки, когда на поверхности бетонной конструкции формируют защитный слой из различных смол – полиуретановых, поливинилхлоридных и так далее. Недостаток этого способа в низкой паропроницаемости. При длительном воздействии пара на покрытие, оно разрушается и расслаивается.

Чтобы избавиться от этих недостатков, необходимо совмещать и пропитку, и защитный слой, но на основе одного защитного состава. При этом пленка должна быть устойчива к щелочам, а защитный слой обладать повышенной паропроницаемостью.

Требования к материалам

Требования к материалам для защиты бетона от коррозии:

1. Материал для защиты бетона от коррозии должен иметь технический паспорт и соответствовать требованиям ГОСТа.
2. Применять защитные средства необходимо с учетом воздействия на бетон внешней среды.
3. Материалы для защиты от коррозии выбираются с учетом их огнеустойчивости.
4. Для защиты бетонной поверхности подземной конструкции антикоррозионный материал выбирают, учитывая вид железобетонного изделия, его массивы, технологию возведения.
5. Подземные конструкции, находящиеся в контакте с грунтовыми водами или грунтом надлежит защищать от коррозии, учитывая возможность подъема грунтовых вод.

Защита бетона от разрушения

Защита бетона от дальнейшего разрушения под действием агрессивной среды является первостепенной задачей строителей как при её возведении, так и перед началом отделочных работ.

1. Влага, и как следствие, грибок на поверхности – это первые разрушители бетона, который пребывает во влажной среде. К средствам защиты от разрушения грибком относятся антисептики, лакокрасочные материалы, антигрибковые пропитки.
2. Во время изготовления элементов бетонной конструкции и дальнейшего их возведения, необходимо тщательно соблюдать технологию и использовать состав материалов, которые смогут устоять под влиянием окружающей среды, где будет установлено сооружение.
3. Уберечь бетон от разрушения можно нанесением на него антикоррозионного покрытия, пропиток и изоляции.

Защита бетона от коррозии

Первый признак коррозии на бетоне – это появление мелких трещин. Бетон, изготовленный на минеральной основе по своей структуре пористый. И именно при попадании в поры бетона разрушающих его химических осадков и влаги, возникает коррозия, разрушающая бетон.

Существует три вида коррозии бетона:

• химическая коррозия;
• химико-физическая коррозия;
• биологическая коррозия бетона.

Химическая коррозия возникает под воздействием осадков, особенно с наличием сульфатов. Губительно действуют на бетонный фасад кислотные дожди, которые выщелачивают его. Явным признаком выщелачивания являются белые разводы на бетонной конструкции. В дальнейшем бетон трескается, под воздействием внутреннего напряжения.

Попадая в поры бетона зимой – влага замерзает, а весной оттаивает. Это действие на бетон называется химико-физической коррозией. Лед внутри бетона со временем разрушает его.

При ненадлежащей эксплуатации бетонной строительной конструкции возникает биологическая коррозия, причиной которой являются микроорганизмы, образующие химические соединения и, таким образом, разрушающие бетон.

Методы защиты бетона от коррозии:

1. Коррозия успешно развивается, за счет пористости бетона. Поэтому очень важно ограничить бетонные конструкции от контакта с влагой, а также устранить возможное воздействие осадков. Если этого не избежать, то необходимо изготавливать бетон с повышенной плотностью, без пор. Или же, наносить на конструкцию защитное покрытие с гидрофобизирующими свойствами.
2. Гидрофобизатор – наилучший вариант защиты бетона. Он отличается от покрытий, отталкивающих воду тем, что сохраняет пористость материала, обеспечивая гарантированную защиту конструкции при температуре окружающей среды от минус 40 до плюс 50 градусов.
   Кроме всего прочего, гидрофобизатор не дает бетону растрескиваться.

Надежней всего выполнять антикоррозионную защиту бетона в несколько этапов:

• введение в цемент различных добавок, которые увеличивают его плотность и регулируют пористость;
• применение антигрибковых материалов. Пропитки, уплотняющие структуру бетона. Лакокрасочные материалы применяются для защиты от воздействия влаги;
• применение лент из углеволокон, не подверженных коррозии. Они особо необходимы в случае, когда поржавела несущая металлическая конструкция сооружения.

Защита бетона от влаги

С наступлением непогоды за окном актуальным становится вопрос защиты бетона от влаги. Бетонный подвал, гараж, дамбы на плотине, фундамент – все эти сооружения требуют защиты от разрушающей их воды. Сырые стены бетонных конструкций легко напитываются влагой и плесневеют. Эти воздействия в дальнейшем приводят к их разрушению.

Раньше в борьбе с влагой использовали только сухие цементные смеси, рубероид, синтетические прокладки и листы. Этого, естественно, недостаточно для полноценной защиты бетона от воды. Первой в борьбе с лишней жидкостью является обработка бетонных поверхностей материалами с гидрофобизирующими способностям. Покрытие-гидрофобизатор заполнит трещины и поры бетона, обеспечив ему надежную защиту и долговечность.

По своей структуре бетонный фундамент обладает способностью впитывать влагу в неограниченном количестве. Естественно, чем хуже качество раствора и ниже его цена, тем хуже его способности отталкивать воду. Поэтому придя в специализированный магазин, выбирайте только качественные и желательно сертифицированные материалы.

Безусловно, фундамент не нуждается в обработке обмазочными гидрофобизаторами в тех случаях, когда предусмотрены благоприятные условия его эксплуатации. То есть сухое помещение с минимальным количеством влаги.

Защитить готовый фундамент от влаги можно в несколько этапов:

• на готовый сухой слой фундамента стелется лист рубероида либо водонепроницаемого строительного материала;
• швы листов замазываются битумной эмульсией;
• сверху листы покрываются водоотталкивающим покрытием, лаком или краской.

Методы защиты бетона на улице

На улице бетон можно защитить такими способами:

1. Нанесение покрытий, устойчивых к ультрафиолетовому воздействию.
2. Износостойких покрытий для открытых площадок.
3. Использование флюатирующей пропитки, которая улучшает прочность уличного бетона и устойчивость к химическому воздействию.
4. Применение полиуретановых и эпоксидных покрытий.

Любой объект, как и среда, которая его окружает, — уникален по своим свойствам. Потому необходимо грамотно подбирать гидроизоляционные материалы и точно определять их совместимость с проектируемой бетонной конструкцией.

Защита бетона от разрушения коррозией, влагой и температурами – это первоочередная задача при планировании и строительстве железобетонных и бетонных конструкций. Соблюдение элементарных правил защиты фундамента при помощи качественных материалов, обеспечит ему прочность и долгий срок эксплуатации.

Защита бетонных, а также каменных конструкций от коррозии заключается, с одной стороны, в снижении агрессивности среды, а с другой - в повышении стойкости конструкции, в устройстве защитных покрытий или в совместном применении этих мер. Защита железобетонных конструкций строится, кроме того, на подавлении коррозионных токов, возникающих в арматуре, или на дренаже блуждающих токов. Классификация методов защиты дана в табл. 9.1.

Снижение агрессивности среды. Агрессивное действие среды может быть уменьшено путем понижения уровня грунтовых вод или отвода их от сооружений.

Осушение производится посредством дренажа. Нередко в сооружениях приходится дополнительно устраивать дренаж для защиты их от воздействия агрессивных грунтовых вод и для осушения подвальных помещений. Дренаж может быть проложен за пределами сооружения или под его полом.

Снижение агрессивного действия грунтовых вод, загрязненных кислыми промышленными стоками или агрессивной С02 (составной частью нестойкой угольной кислоты), достигается прокладкой на их пути траншей, заполненных известняковым камнем. Агрессивное действие парогазовой среды внутри сооружений может быть уменьшено усиленной вентиляцией.

Повышение коррозионной стойкости поверхностного слоя конструкций. Оно достигается обработкой их поверхности торкретированием, гидрофобизацией, силикатизацией, флюатиро- ванием, карбонизацией.

Торкретирование состоит в нанесении защитного цементного слоя или активированного цемента на очищенную бетонную поверхность под давлением сжатого воздуха 5-6 ати. Смесь цемента и песка (в среднем 1:3) подготавливается заранее в растворомешалке или вручную. Активированный торкрет представляет собой смесь вибромолотах цемента и песка, песка и поверхностно-активных добавок. Сухая смесь по шлангу подается к соплу, где смачивается водой, а затем наносится на защищаемую поверхность.

Торкретирование производится обычно в два слоя. Для первого слоя (10-20 мм) рекомендуется портландцемент марки не ниже 300 и песок не крупнее 5 мм. Для второго слоя (10- 15 мм), наносимого через 24 ч, применяется более стойкий пуц- цолановый портландцемент марки 500 и песок не крупнее 2- 2,5 мм. В верхний слой торкрета для придания ему большей стойкости в агрессивной среде и гидрофобных свойств вводится раствор битума марки 3 или 4 в бензине второго сорта. На 1 кг цемента добавляется 300 г битумного раствора, приготавливаемого в пропеллерной мешалке путем растворения кускового битума в бензине.

Для ускорения схватывания и повышения антикоррозионных свойств защитного слоя в него вводится жидкое стекло. Правда, при этом он становится менее эластичным и более хрупким.

Создание непроницаемого слоя на поверхности прочных каменных материалов достигается полировкой, способствующей заполнению пор и пустот частицами камня, и последующим нанесением разогретых парафина, воска, олифы.

Гидрофобизация (придание способности не смачиваться водой) поверхностей кирпичных, бетонных и других конструкций имеет целью защиту их от атмосферных осадков в условиях повышенной влажности. Для гидрофобизации строительных конструкций используются следующие кремнийорганические полимерные материалы:

водная эмульсия ГКЖ-94, представляющая собой 50 %-ный раствор кремнийорганической жидкости ГКЖ-94, содержащей в качестве эмульгатора желатину;
раствор ГКЖ-94 в уайт-спирите или керосине; водный раствор ГКЖ-94, являющийся смесью кремнийорга- нических соединений.

Кремнийорганические материалы поступают готовыми к употреблению в виде жидкости ГКЖ-94 (100 %), водной эмульсии ГКЖ-94 (50 %) и водного раствора ГКЖ-Ю (20- 25%). Гидрофобный материал требуемой концентрации необходимо приготовить из исходной водной эмульсии на рабочем месте.

Для гидрофобизации конструкций указанные материалы наносят кистью или пульверизатором на сухую, предварительно очищенную поверхность из расчета на 1 м2 поверхности 250- 300 г 20 %-ной эмульсии, нанесенной в один слой.

Силикатизация поверхностного слоя состоит в нанесении на конструкцию (главным образом из естественных каменных материалов) жидкого стекла, а после его высыхания - раствора хлористого кальция; при этом происходит реакция Na2OSi02 + СаС12 = CaOSi02 + 2NaCl, (9.3) в результате которой образуются силикат кальция, заполняющий поры и повышающий стойкость конструкции, и соль, смываемая водой.

Флюатирование поверхности конструкций основано на взаимодействии свободной извести и растворов кремнефтористых солей легких металлов (магния, алюминия, цинка), которые, вступая в реакцию с углекислым кальцием, образуют нерастворимые продукты, оседающие в порах и уплотняющие конструкции.

Флюатирование бетонов начинается с нанесения на сухую очищенную поверхность раствора хлористого кальция, а затем флюагов. Флюаты наносятся кистью или распылителем в три слоя с повышением их концентрации: для первого - 2-3% по массе, для третьего - уже 12%. Каждый слой наносится после прекращения впитывания флюата с перерывами до 4 ч на его высыхание. После нанесения очередного слоя поверхность обрабатывается насыщенным раствором гидрата окиси кальция Са(ОН)2, приготавливаемым путем растворения извести в воде.

Поверхность бетона может обрабатываться также 3- 7%-ным раствором кремнефтористоводородной кислоты H2SiF6; при этом на поверхности образуется пленка фтористого кальция и кремнезема. Такая обработка повторяется несколько раз после высыхания каждого предыдущего слоя.

Расход флюата зависит от плотности и структуры обрабатываемого материала и составляет 150-300 г кристаллической соли на 1 м2 поверхности.

Карбонизация поверхностного слоя свежеприготовленного бетона состоит в превращении гидрата окиси кальция Са(ОН)2 под воздействием углекислого газа в карбонат кальция Са(СО)3, который более стоек к внешним воздействиям.

Устройство защитных покрытий. Одним из методов защиты конструкций является устройство или восстановление защитных покрытий: глиняной набивки, слоев обмазки, покраски, штукатурки КЦР, рулонного покрытия или слоя облицовки. Защита конструкций в этом случае основана на изоляции их от агрессивной среды, а потому покрытия должны быть водостойкими и водонепроницаемыми, а в особых случаях - и механически прочными. Чем агрессивнее среда, тем надежнее должна быть защита.

Особенность осуществления изоляции в агрессивной грунтовой среде, в отличие от обычной гидроизоляции, состоит в том, что она должна быть химически стойкой и наноситься обязательно с наружной стороны конструкции. Защита от воздействия внутренней агрессивной среды производится изнутри сооружения, при этом защищается вся толща конструкции.

В условиях эксплуатации необходимо зачастую восстанавливать защитные покрытия, предусмотренные проектом, в отдельных же случаях их устраивают вновь по специально разработанному проекту.

Штукатурная гидроизоляция коллоидным цементным раствором (КЦР) используется для противофильтрационной защиты подземных и подводных сооружений без ограничения величины действующего напора при работе гидроизоляции «на прижим» и напорах Р = 0,1 Па, при работе ее «на отрыв», а также при повышенной и постоянной влажности воздуха. Запрещается применение КЦР, если среда химически агрессивна по отношению к обычному портландцементу, а также при электрохимической агрессивности окружающей среды с блуждающими токами.

Коллоидный цементный раствор представляет собой высокодисперсную смесь вибромолотых цемента и песка, молотого песка и поверхностно-активных веществ. Он приготавливается в вибросмесителе, где производится двухчастотная обработка массы и одновременное перемешивание раствора в течение 5-6 мин.

Для гидроизоляции горизонтальных поверхностей рекомендуется КЦР, а для вертикальных - активированный торкрет (АТ). Это такой же КЦР, но смешение и нанесение его производятся цемент-пушкой, как обычного торкрета. В составе АТ увеличено содержание сульфитно-дрожжевой бражки до 2-2,5%.

Для устройства защитных покрытий пригодны и такие материалы, как эпоксидные смолы, цементно- и битумно-латексные композиции и др. Битум, являющийся отходом нефтепереработки и относительно дешевым материалом, широко используется для защитных покрытий. Соединяя битумы с каучуком, резиной, зеленым маслом и синтетическими смолами, можно повысить стойкость битумных покрытий в агрессивной среде.

Битумы применяются в разогретом (до 150-200 °С) виде смешанными с наполнителями, растворенными в маслах или углеводородах, а также в виде водорастворимых эмульсий или паст. Приготовление битумных растворов и эмульсий труднее, чем расплавов, но зато наносить их легче и безопаснее. Наиболее высокое качество таких покрытий достигается при правильном нанесении расплавленного битума, самое низкое - при нанесении битумных эмульсий.

Битумные покрытия в виде шпаклевок, плотных штукатурок и облицовок предназначены для защиты конструкций в сильноагрессивных атмосферных и агрессивных жидких средах без механических воздействий.

По мере повышения напора воды переходят к рулонной оклеечной изоляции и защите ее кирпичной стенкой. Так, при напоре до 800 мм устраивается двухслойный ковер, при 800- 1200 мм - трехслойный и защитная стенка в четверть или полкирпича, а при напоре более 1200 мм - четырехслойное покрытие. В ответственных сооружениях требуется листовая металлическая изоляция, которая, в свою очередь, защищается от воздействия агрессивной среды обмазками или электрохимическими методами.

Внутри зданий и сооружений для защиты конструкций от разрушения промышленными стоками и предотвращения проникновения их в грунт устраиваются кислотостойкие поддоны, отличающиеся тем, что собственно изоляция из битумной мастики или рулонного материала защищена от механических повреждений кислотостойкими плитками либо кирпичом.

Для защиты стен и покрытий от разрушения парообразной агрессивной средой применяются лаки и эмали, наиболее часто- битумно-смоляные эпоксидные эмали, ПХВ эмали и лаки, кремнийорганические эмали. Лакокрасочные покрытия легко наносятся и восстанавливаются, они экономичны. Из-за их высокой проницаемости они выполняются многослойными - от трех до восьми слоев, в зависимости от степени агрессивности среды.

При восстановлении или устройстве любого защитного покрытия особое внимание уделяется подготовке поверхности: она должна быть чистой, ровной (гладкой) и сухой; это в значительной мере предопределяет надежность и долговечность покрытия.

Повышение плотности и прочности конструкций нагнетанием в них растворов. Инъекция растворов в конструкции (о технологии и устройствах для нагнетания растворов см. гл. 13) с целью повышения их плотности и прочности может быть осуществлена цементацией (нагнетание цементного молока), силикатизацией (нагнетание жидкого стекла) и смоли- зацией (нагнетание синтетических смол).

Цементация заключается в нагнетании цементного раствора через пробуренные в конструкции отверстия, что увеличивает ее плотность и водонепроницаемость, а тем самым и коррозионную стойкость. Для цементации применяется раствор цемента и воды в пропорции 1:10. Чтобы ускорить его схватывание, в него вводят хлористый кальций - не более 7 % от массы цемента.

Повышение плотности и водонепроницаемости бетонных и железобетонных конструкций путем цементации, как показал опыт, недостаточно эффективно: фильтрация воды начинается очень быстро вновь; это объясняется грубодисперсным составом цементов, которые проникают в поры и трещины с раскрытием 0,2-0,1 мм, в то время как напорная вода фильтрует по каналам сечением 2-10~4 мм. Эффективность цементации может быть существенно повышена введением в раствор высокодисперсного магнитного вещества (подробнее см. гл. 13).

Силикатизация состоит в нагнетании через пробуренные в конструкциях отверстия (или иным способом) жидкого стекла, которое, проникая в пустоты и поры, заполняет их. Вводимый вслед за этим раствор хлористого кальция, реагируя с жидким стеклом, образует уплотняющий осадок из плохо растворимого гидросиликата кальция CaOSi02 2,5 Н20 и нерастворимого геля кремнезема Si02-«H20. Твердение гидросиликата и кремнезема завершается быстро -за четверо суток.

Смолизация мелкотрещиноватого, пористого бетона осуществляется путем нагнетания водного раствора карбамидной смолы, которая затвердевает при добавлении специально подобранного отвердителя, не агрессивного к бетону (например, щавелевой или кремнефтористоводородной кислоты). Смолизация предусматривает предварительное нагнетание в бетон 4 %-ного раствора щавелевой или кремнефтористоводородной кислоты (для локализации поверхностного слоя карбонатов кальция и гидрата окиси кальция созданием защитной пленки нерастворимого щавелевокислого кальция, препятствующего нейтрализации кислоты из раствора) и последующее введение раствора карбамидной смолы с отверждающей добавкой.

Смолизация - это тампонаж химических растворов - смолы и отвердителя; она рекомендуется для повышения плотности и водонепроницаемости конструкций с мелкими порами при отсутствии фильтрации воды (подробнее см. гл. 13).

При обследовании участков фильтрации определяется количество проникающей воды и величина трещин.

В зависимости от удельного водопоглощения опытным путем устанавливается ориентировочный расход материалов (смолы и кислоты) в расчете на 1 м скважины.

Зависимость между основными параметрами нагнетания растворов. Нагнетание растворов в конструкции - процесс очень сложный и трудоемкий, ибо при этом должны быть заполнены мельчайшие пустоты размером до 2- 10-4 см, по которым протекает вода, и до 10-5 см, по которым проникает воздух. Пустоты в бетонных конструкциях весьма разнообразны: они бывают переменного сечения, сквозными или тупиковыми, заполненными водой под напором или воздухом, и т. п.

Приступая к нагнетанию растворов, необходимо хотя бы приблизительно установить зависимости между основными параметрами нагнетания. Принимаем, что заполняются сквозные капилляры, по которым проходит воздух или вода. Гидроизоляция в расчете не учитывается.

Время нагнетания раствора Т зависит от его вязкости р, начального давления р0, толщины конструкции L, диаметра пустот г0. Расчетные значения параметров нагнетания определяют исходя из максимального наполнения капилляров, обеспечивающего надежную герметичность конструкции; они приведены в .

Расход маловязких материалов ориентировочно может быть определен по удельному водопоглощению. Практическая реализация всех этих вопросов рассмотрена в тринадцатой главе.

Тампонажные растворы с добавкой ферромагнитного порошка позволяют существенно сократить время уплотнения конструкции и расход раствора. Однако уплотнение конструкции при этом происходит только у поверхности - из герметика создается своеобразная пробка.

На основании изложенного можно заключить, что для защиты древесины от гниения и разрушения надо создавать вокруг эксплуатируемых конструкций такую температурно-влажностную среду, в которой не могли бы произрастать грибы. Если этого осуществить нельзя (не позволяет технологический или функциональный процесс либо иные условия), древесину конструкций необходимо обработать специальными ядохимикатами - антисептировать.

Каждому виду домового гриба присущи специфические признаки, своя окраска, те или иные формы развития грибницы (мицелия) и разрушения древесины. Все это составляет диагностические признаки грибов . Для определения вида гриба и степени поражения конструкции иногда может потребоваться специальное микроскопическое исследование образцов древесины в лаборатории.

Внешний вид древесины, пораженной настоящим домовым грибом, показан на рис. 10.1,6. Основным признаком появления домовых грибов (рис. 10.1, а) служит наличие гифов (нитей гриба) на древесине. На более поздней стадии поражения древесина буреет, темнеет, покрывается трещинами. К этому времени на пораженных ее участках вырастает грибница, имеющая обычно вид ваты белой или яркой окраски.

В зданиях дереворазрушающие грибы развиваются там, где возникают благоприятные для этого условия по температуре, влажности и скорости движения воздуха. Обычно это сырые темные непроветриваемые помещения или их части: подполья на сыром грунте и необитаемые подвалы; неантисептированные концы балок в каменных стенах; накаты перекрытий при неисправных крышах; деревянные перегородки из сырого леса, оштукатуренные с двух сторон; полы, накаты, балки под санузлами и кухнями при повышенной влажности; деревянные конструкции, увлажненные и плохо проветриваемые.

Участки древесины, пораженные грибами, вырезаются и сжигаются, после чего конструкция усиливается антисептиро- ванной древесиной или специальными металлическими протезами. Во избежание повторного поражения древесины грибами надо улучшить уход за ней: не допускать увлажнения, обеспечивать проветривание и т. п.

Вредителями древесины являются также жуки-точильщики, их личинки и термиты. Участки древесины, пораженные жуками и их личинками, тщательно осматриваются, после чего решается вопрос о несущей способности данного элемента, его замене или протезировании. Пораженные участки вырезаются и сжигаются. В жарких районах большой вред деревянным конструкциям, особенно элементам, расположенным вблизи земли, наносят термиты.

При изготовлении по всем правилам коррозия бетона изделиям из него не страшна, и служить они будут очень долго. Бетон должен иметь сопротивляемость к коррозионному воздействию на цементный камень.

Коррозия бетона - это процесс разрушения целостности материала, возникающих из-за воздействия внешних агрессоров.

В настоящее время именно бетон остается одним из самых востребованных материалов в строительной сфере. Свойствами этот материал обладает по большей части положительными и стоек к атмосферным воздействиям.

Виды коррозии бетона

Физические и химические воздействия окружающего пространства на бетон таковы, что происходит его разрушение, называемое коррозией. В связи цемента с водой происходит много процессов, возникает агрессивная среда, и для защиты бетона от коррозии требуется изучение тонкостей этого явления. Видов коррозии выделяется специалистами 3, но чаще всего разрушение происходит под действием нескольких видов сразу:

1. Биологическая коррозия бетона, подразумевающая образование имеющих большой объем соединений в бетонном камне. Это происходит под влиянием различных веществ, в бетон проникающих. Соединения, приобретающие внутри больший объем, вызывают внутренние напряжения и как следствие трещины в бетоне. Сульфатная коррозия имеет наибольшее значение в исследовании вопросов разрушения бетона.
2. Физико-химические формы коррозии бетона, при которых составляющие бетонного камня растворяются в воде. При этом происходит нередко растворение и вымывание гидроксида кальция, ранее имевшегося или образовавшегося. Размытие железобетона водой происходит с разными скоростями. Гидросооружения имеют плотный массив, в котором коррозия идет медленно, результат ее виден лишь спустя десятилетия. А в градирнях, которые имеют тонкие оболочки, гидроксид кальция вымывается значительно быстрее, отчего ремонт требуется уже спустя несколько лет. Если вода фильтруется через бетон, разложение ускоряется многократно, бетон делается высокопористым, прочность его уменьшается более чем наполовину. Этот процесс называют также выщелачиванием извести или белой смертью, из-за внешних признаков такого разрушения. Когда материал начинает подвергаться разъеданию агрессивной средой, его покрывает белый налет.
3. Химическая коррозия, происходящая как результат взаимодействия бетонного камня и веществ из окружающей среды нередко образуются легкорастворимые соли, которые потом вымываются. Вместе с вымываемыми водой веществами в бетонных массах нередко осаждаются не имеющие вяжущей способности аморфные массы. Бетон под действием этих сил с течением времени превращается в рыхлую пористую массу, которая разрушается очень легко.

Коррозию можно назвать отдельной отраслью науки, которая изучает все процессы, называемые коррозионными, средства их предотвращения и устойчивость бетонных сооружений к различным природным процессам. Такое словосочетание, как коррозия бетона, звучит непривычно, но подвергается коррозии не только бетон, но и кирпич, асбоцемент и газобетон, пенобетон вместе с силикатными блоками.

Вернуться к оглавлению

Что представляет собой коррозия бетона?

Начинается этот процесс с того, что бетон затвердевает, превращаясь при этом в цементный камень, стойкость которого значительно ниже, чем наполнителей камня. Состав цементного камня включает в себя образовавшиеся в процессе затвердевания соединения. В нем много капиллярных ходов как открытых, так и закрытых, они бывают заполнены либо водой, либо воздухом. Очень неоднородна структура затвердевшего бетона.

В отношении затвердевшего бетона и железобетона агрессивна вода - речная, морская, сточные и дренажные воды вместе с имеющимися в составе воздуха кислыми газами. В черте городов и особенно в районах промышленных предприятий грунтовые воды содержат очень много различных примесей, которые способствуют коррозии затвердевшего железобетона. Если в окрестностях присутствуют химические заводы, то грунтовые стоки будут загрязняться кислотами как органическими, так и минеральными, нитратами и хлоридами, солями аммония, меди, цинка, железа и никеля, сульфатами, щелочами. В окрестностях металлообрабатывающих заводов грунт будет насыщаться продуктами травильных процессов и сульфатами железа.

Больше, чем грунтовые воды, насыщаются вызывающими разрушение цементного камня веществами стоки фабрик и заводов. Если неочищенная вода спускается в реки, то и вода в реках становится агрессивной по отношению к бетонным сооружениям. Коррозия бетона очень часто поражает гидротехнические сооружения. Воздух вблизи и на самих предприятиях тоже часто содержит загрязнения, такие как окислы азота, сернистый газ, хлористый водород. Здоровью людей концентрация этих газов в пределах допущенных норм вреда не приносит, но тем не менее ее достаточно, чтобы бетонные сооружения начали разрушаться.

Коррозия бетона очень разнообразна, так как существует более сотни веществ и их соединений, которые при соприкосновении с бетонным камнем вызывают его разрушения. Существуют микроорганизмы, называемые биодеструкторами, которые разрушают все виды сооружений. Разрушающие материалы микроорганизмы могут находиться с ними в непосредственном контакте или поселяться внутри пористых структур. Худшее время для бетонных сооружений - процессы метаболизма микроорганизмов, так как все качества материала и срок его службы значительно при этом сокращаются. Наносить вред бетону даже на расстоянии способны биоорганизмы, являющиеся продуцентами агрессивных по отношению к бетону веществ.

В любой жидкой и газообразной среде для коррозии бетона и железобетона не требуется дополнительных факторов. Если в газообразной среде высокая влажность, этот фактор ускоряет коррозионные процессы.

Вернуться к оглавлению

Коррозионные процессы в железобетоне

Железобетон наиболее сильно подвержен коррозии, так как содержит в себе металлический каркас.

Хотя процессы, протекающие в этих материалах, очень схожи, разрушение железобетона является значительно более сложным процессом. Заключается сложность в содержании металлического каркаса, для которого электрохимическая коррозия является врагом. Считается, что железобетон очень прочен и долговечен. Это связано с образованием обладающего защитными свойствами пассивного слоя при взаимодействии поверхности арматуры и щелочной природы бетона. Но при этом если бетон долгое время подвергается воздействию атмосферных осадков, содержащих соли и углекислый газ, происходит карбонизация, и среда в результате становится кислой. В результате понижается прочность, и здание начинает разрушаться быстрее.

Чтобы коррозия этого вида была приостановлена, требуется введение в бетон специальных ингибиторов, действующих именно на коррозию металла. Такие вещества могут создать пленку на поверхности арматуры внутри бетона, что повышает общую прочность. Эта пленка не позволяет взаимодействовать металлу и бетону, таким образом, реакция электрохимической коррозии не происходит. Эти составы добавляют непосредственно в сырой раствор перед изготовлением бетонных плит или наносят на готовые изделия. Проникнуть в бетон состав может на 50 мм.

Процесс коррозионного разрушения сложен и опасен для построек из железобетона. Если отнестись к нему недостаточно серьезно и не пытаться предотвратить и остановить его действие, любое сооружение будет разрушено значительно быстрее. Используются для защиты железобетона и проекторные аноды. С их помощью создается электрический контакт между каркасом из арматуры и болванкой металла, по свойствам более активного. При электрохимической коррозии происходит разложение за счет ЭДС металла с отрицательными значениями. Пока не растворится металл, более реакционноспособный, железобетонный каркас будет вне опасности.

Вернуться к оглавлению

Как может производится защита от коррозии бетона и железобетона?

Широко применяемый в строительстве бетон имеет несколько разработок, которые применяются для борьбы и уменьшения разрушительных процессов. Это как защита материала от воздействий внешней среды, так и введение разного рода добавок, имеющих разные функции. Некоторые из них препятствуют появлению в бетоне трещин, его разрушению и вымыванию. Нередко применяется для сооружений бетон с высокой плотностью, капиллярная структура внутри которого отсутствует.

Разрушение бетона может быть остановлено введением гидравлических добавок. Они, чтобы воспрепятствовать вымыванию, связывают гидроксид кальция в соединение, которое менее подвержено растворению, гидросиликат кальция. Защита бетона от коррозии может заключаться в применении белитового цемента, так как этот материал гидроксида кальция выделяет минимум, содержит меньше трехкальциевого силиката. Если разрушающая жидкость имеет малые количества и испаряется с поверхности бетона сама, гидроксид кальция не будет вымываться из бетона. Он уплотнит его структуру и прекратит фильтрацию, что называется самозалечиванием бетона.

Если цементный камень повреждается водами, которые содержат соли сернокислые или хлористые, то это происходит вследствие образования продуктов, которые затем с легкостью вымываются из бетона. Случается, что теряются связующие свойства бетона. С этим нужно бороться аналогичным образом, понижая содержание гидроксида кальция в бетоне. К примеру, в 100 раз менее подвержен растворению в воде хлористый кальций, если сравнивать его с гидроксидом кальция.

Коррозия бетона сульфатного типа характеризуется образованиями в порах бетона, которые в ходе роста разрывают его. Это называется «цементными бациллами». Поэтому цемент, содержание трехкальциевого алюмината в котором недостаточно, дополнительно должен иметь стойкость к сульфатам. Бетонные сооружения не должны покрываться грибками и бактериями, водорослями речными и морскими, лишайниками, мхами, растениями, так как все это имеет разрушительное воздействие на них.

Защита бетона от вод с различными добавками может быть произведена различными путями. Это могут быть улучшения, технологические изменения, включающие в себя этапы . Цемент для приготовления должен содержать активные минеральные добавки определенного типа и соответственный минеральный состав. Могут помочь и такие решения, где для защиты бетона от коррозии применяется дренаж, водоотводы и гидроизоляция.

[ Нажмите на фото
для увеличения ]