Коррозия металлической арматуры в железобетоне

Введение

    Железобетон широко известен как долговечный  материал, в большинстве случаев  не нуждающийся в какой- либо защите от воздействий внешней среды. Бетон, представляющий собой искусственный  каменный материал, может быть изготовлен достаточно прочным и стойким  к агрессивным воздействиям, а  стальная арматура обычно находится  под надежной защитой слоя этого  бетона.

    Действительно, большинство старых железобетонных конструкций и сооружений, относящихся  к первым десятилетиям XX в., подтверждает репутацию железобетона как долговечного материала. Однако известно немало фактов, когда происходят как местные  повреждения, так иногда и значительные разрушения железобетонных конструкций.

    Можно отметить две основные схемы развития процессов коррозии железобетонных конструкций. По первой коррозия арматуры начинается после разрушения бетона в защитном слое, т. е. причина повреждения  конструкции заключается в недостаточной  стойкости бетона.

    Развитие  коррозии по второй схеме начинается с арматуры, когда бетон не обладает достаточными защитными свойствами, но и не разрушается под действием  среды, которая в данном случае не является по отношению к нему агрессивной. Разрушение бетона происходит под давлением  растущей на арматуре ржавчины, т. е. носит  чисто механический характер. Обычно такого рода разрушение железобетонных конструкций вызывается действием  влажного воздуха или периодического увлажнения и характерно для влажных  цехов, особенно при загрязнении  атмосферы агрессивными газами.

      Потери металла за счет коррозии  составляют около 1/3 всего количества  выплавляемых металлов и сплавов.  Это значит, что во всем мире  ежегодно разрушаются десятки  и сотни миллионов тон металла.  Коррозия всегда начинается с  поверхности металлического изделия  и постепенно распространяется  вглубь. При этом металлы изменяют  свой внешний вид: теряют блеск,  их гладкая поверхность становится  шероховатой и покрывается бурым  слоем ржавчины, состоящей из  окислов железа. Затем ржавчина  проникает на большую глубину  и металл разрушается.  

Коррозия  металлической арматуры в железобетоне

  и её виды

    Для арматуры, находящейся в бетоне, характерен электрохимический механизм коррозии. Длительная устойчивость стали  в плотном цементном бетоне обязана  пассивности железа в щелочных электролитах. Влияние состава и концентрации солей на коррозию стали в жидких средах определяет формирование или  разрушение защитных пленок на поверхности  металла и изменение электропроводности растворов. Хлористые, сернокислые  и азотнокислые соли щелочных металлов разрушают защитную пленку металла; хроматы и нитриты, наоборот, защищают металл. Одни исследователи связывают  ускорение коррозии с повышением концентрации солей в растворах  электролитов, другие - с повышением электропроводности раствора.

    На  коррозию арматуры существенно влияет напряженное состояние стали. Коррозия в высокопрочной напрягаемой  арматуре сопровождается язвенными  поражениями с последующим охрупчиванием  и растрескиванием. Поэтому применять  хлориды в бетоне для перенапряженных  конструкций запрещено. Кроме хлоридов, растрескиванию высокопрочной арматуры способствуют нитраты, сульфаты, роданиды и некоторые другие соли. В их присутствии не разрешается использовать термически упрочненные стали.

    Виды  коррозии:

• Коррозия металлической арматуры из-за воздействия хлоридных сред
• коррозия стальной арматуры вследствие карбонизации бетон
• морозная деструкция бетона, в том числе усиленная присутствием солей
• повреждение бетона при капиллярном всасывании растворов солей и испарении

Весьма  опасным является действие растворов хлоридов на стальную арматуру в бетоне. При проникании или введении в бетон солей хлоридов он утрачивает пассивирующее действие на стальную арматуру. На поверхности стали развивается электрохимическая коррозия, результатом которой является растворение стали с образованием слоя продуктов коррозии (ржавчины). Образующиеся продукты коррозии оказывают давление на защитный слой бетона, который, не имея высокой прочности при растягивающих напряжениях, разрушается.

    Распространенным  случаем коррозии стальной арматуры является повреждение вследствие карбонизации защитного слоя бетона. Процесс карбонизации состоит во взаимодействии углекислого газа воздуха с цементным камнем бетона, вследствие чего снижается щелочность бетона и утрачивается пассивирующее действие на стальную арматуру. Массовое повреждение конструкций по указанной причине наблюдается при изготовлении низкомарочных бетонов с повышенным водоцементным отношением и вследствие этого с повышенной проницаемостью для углекислого газа. Весьма распространены случаи коррозии из-за заниженной толщины защитного слоя (скрытый брак).

    Морозная  деструкция бетона встречается достаточно часто, а именно в тех случаях, когда бетон подвергается систематическому воздействию воды или растворов солей и мороза. Известно массовое повреждение дорожных и тротуарных плит, бортового камня, различного рода ограждений, опор, балконных плит, конструкций причалов, элементов гидротехнических сооружений — стенок шлюзов, конструкций гидроэлектростанций, мостовых и других конструкций. Морозная деструкция бетона многократно ускоряется, если насыщающая его вода содержит растворенные соли.

    Повреждение бетона при капиллярном всасывании растворов солей и испарении происходит при повышенном содержании солей в поглощаемой бетоном воде и характерно для южных районов с жарким климатом и засоленными грунтами, а также в зданиях производств с применением солей. 
 
 
 
 
 

    Методы  и способы борьбы с коррозией

      в железобетоне

    Бетон, подвергшийся внутренней коррозии, практически не поддается восстановлению. Процесс может быть лишь остановлен, если бетон будет высушен и в дальнейшем поддерживаться в сухом состоянии. Предприняты попытки остановить коррозионный процесс пропиткой бетона солями лития. Но пока технология такой защиты не доведена до применения в строительстве.

    Однако  в настоящее время разработаны и успешно применяются всевозможные защитные покрытия и водоотталкивающие смазки. Также при закладке арматуры в форму, используя фиксаторы, обеспечивают бетонную "подушку" необходимой толщины. Правда, "вечной" защиты арматуры от коррозии не нашли, да и повторно, в отличие от открытых металлоконструкций, ничем ее не обработаешь. Конечно, используя покрытия, можно защитить арматуру от коррозии, а соответственно, продлить срок службы всей конструкции из бетона.

    Наиболее  перспективным направлением борьбы с коррозией в настоящее время  является применение в составе бетона полимерных смесей. Полимеры, вводимые, наряду с цементом в бетон, позволяют, благодаря своим свойствам, без  потери прочности, создать для арматуры дополнительную защиту. Такой бетон  называют цементно-полимерным. В некоторых  случаях предпочтительнее не добавлять  в бетон полимер, а полностью  заменить им цемент, получив полимербетон. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  использованных источников и литературы

Розенталь Н. К. ст. Коррозия и ремонт железобетонных конструкций //www.stroyprofile.com

ст. Коррозия арматуры в изделиях из бетона // www.bsu-5.ru

ст. Коррозия стальной арматуры в бетоне // www.gkstroitel.ru

Федеральное агентство по образованию

Санкт-Петербургский  государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра химии 
 
 
 
 
 

Реферат

КОРРОЗИЯ  МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ АРМАТУРЫ В ЖЕЛЕЗОБЕТОНЕ 
 
 
 
 
 
 

                                                  Студент группы 11 С  I

                                                  М. В. Голиков

                                                  Руководитель:

                                                  В. В. Инчик 
 
 

Санкт-Петербург

2011