1.3.8. Коррозия железобетона и меры защиты от неё

Под коррозией железобетона следует понимать неблагоприятное воздействие на него жидкой или газообразной агрессивной среды, которое может привести к серьёзным повреждениям или снизить долговечность конструкции.

Процессы коррозии могут протекать как в бетоне, так и, при неко­торых условиях, в арматуре.

Степень склонности железобетона к коррозии зависит от:

• характера агрессивной среды;

• плотности бетона;

• вида цемента;

• скорости поступления агрессивной среды к поверхности бетона.

Различают три следующих вида коррозии бетона.

При недостаточно плотных бетонах под действием фильтрую­щейся воды с малой жёсткостью растворяется основная часть це­ментного камня – гидрат окиси кальция [Са(ОН)₂ – гашёная из­весть]. Этот раствор выносится на поверхность бетона, образуя на ней белые хлопья. Наиболее опасными являются мягкие воды с ма­лым содержанием солей кальция. Наибольшее количество Са(ОН)₂ содержится в портландцементе, поэтому он наименее стоек к этому виду коррозии (выщелачиванию).

Другой вид коррозии может происходить в результате химиче­ского взаимодействия Са(ОН)₂ и агрессивной среды (водной или га­зообразной), если она содержит некоторые кислоты и соли (серную кислоту, её соли, соли Mg, СО₃). Продукты обменных реакций этих веществ с составляющими цементного камня либо остаются на ме­сте в виде аморфной массы, не обладающей прочностью, либо в рас­творённом виде уносятся с водой. Могут появляться потёки в виде белой слизи на поверхности бетона.

Третий вид коррозии – разрушение бетона происходит оттого, что продукты взаимодействия агрессивной среды и цементного камня, кристалли­зуясь, постепенно заполняют поры и каналы последнего. По мере накопления этих отложений цементный камень сначала уплотняет­ся, а затем начинает разрушаться, так как накопление кристаллов приводит к разрыву стенок пор. Это происходит, например, при действии на цемент­ный камень сернокислых солей.

В реальных условиях обычно наблюдается одновременно корро­зия всех трёх видов с преобладанием одного из них. Из кислот для бетона наиболее опасны соляная и азотная, серная и сернистая. Мор­ская вода и раствор сахара также вредно воздействуют на бетон.

Коррозия (ржавление) арматуры обычно протекает одновремен­но с коррозией бетона. Арматура защищается от коррозии бетонной оболочкой из щелочной среды, создаваемой наличием Са(ОН)₂ в цементном камне. При эксплуатации углекислый газ, имеющийся в воздухе, диффундирует, проникая через поверхность и систему пор в глубь железобетонной конструкции. Углекислый газ вступает в реакцию с цементным камнем, и в результате протекающего про­цесса карбонизации утрачиваются щёлочность и защитное действие бетона по отношению к арматуре.

При хорошей водо- и газопроницаемости бетона, а также при наличии в нём трещин шириной 0,2...0,25 мм и более может начать­ся коррозия арматуры независимо от коррозии бетона. Продукты коррозии арматуры имеют больший объём по сравнению с первона­чальным объёмом стали. Они создают отпор и откалывание участ­ков защитного слоя бетона, после чего процесс коррозии протекает ещё быстрее. Чаще всего коррозия арматуры начинается при недо­статочной толщине защитного слоя бетона и в местах с дефектами укладки бетона. Развитию коррозии в арматуре способствуют блуж­дающие токи.

Мероприятия по защите железобетона от коррозии:

• повышение плотности бетона;

• расход цемента на 1 м³ бетона для наружных конструкций дол­жен быть не менее 250 кг, для конструкций, эксплуатируемых в закрытых помещениях – не менее 220 кг;

• применение бетонов, приготавливаемых на шлакопортландцементе и глинозёмистом цементе (в них мало СаО);

• применение битумных и асфальтовых покрытий;

• применение керамической кислотоупорной облицовки или оклеечной изоляции;

• применение полимербетонов.