Короткі теоретичні відомості

На бетонні і залізобетонні конструкції, експлуатовані у промислових, цивільних, житлових і сільськогосподарських будівлях, можуть впливати агресивні середовища. Довговічність конструкцій визначається стійкість як бетону, так і арматури при дії на них агресивного середовища. Ступінь агресивного впливу середовища на бетон визначається спеціальними нормами з антикорозійного захисту будівельних конструкцій (СНиП 3.04.03-85 «Захист будівельних конструкцій і споруд від корозії»).

При дії на бетон води-середовища може відбуватися руйнування бетону, що характеризується I, II або III видом корозії бетону. Руйнування конструкції в даному випадку настає внаслідок недостатньої стійкості бетону. При проектуванні конструкції необхідно враховувати склад агресивного середовища, умови служби конструкції, правильно вибрати матеріали і призначити щільність бетону, щоб забезпечити задану довговічність конструкції.

В залізобетонних конструкціях необхідно розглядати також питання збереження арматури в бетоні. При дії на бетон рідких середовищ, що не містять агресивних по відношенню до сталі іонів (СГ1, SO42 та ін), в першу чергу, як правило, руйнується бетон, тобто процес корозії бетону є провідним. В умовах газоповітряного середовища (при підвищенні відносній вологості повітря не більше 60 %), а також при впливі на конструкцію рідких або твердих середовищ, що містять агресивні по відношенню до стали іони (наприклад, СГ1), можливий розвиток корозії арматури. Руйнування залізобетонної конструкції в даному випадку може наступити внаслідок корозії арматури. Продукти іржі накопичуються на арматурі, надають тиск на бетон з-за збільшення в обсязі, викликають появу тріщин, а потім і відшарування захисного шару. Найбільшу небезпеку викликає застосування високоміцних арматурних сталей, схильних до корозійного розтріскування. В цьому випадку можливий обрив напруженої арматури.

Захист бетонних і залізобетонних конструкцій від корозії повинна передбачатися, починаючи зі стадії проектування споруд і конструкцій. Створюючи проект споруди, необхідно розробити заходи, які забезпечать необхідну довговічність будівельних конструкцій, тобто необхідно здійснити проектування захисту конструкцій від корозії. Проектування захисту бетонних і залізобетонних конструкцій від корозії слід починати з визначення виду агресивної середовища, ступеня її агресивності та тривалості впливу, а потім на підставі аналізу встановити вид захисту, зробити вибір матеріалів для її здійснення, виробити конструктивні рішення по захисту і підібрати необхідні способи її здійснення.

Розрізняють два види захисту бетонних і залізобетонних конструкцій від корозії: первинна і вторинна.

Первинна захист від корозії полягає в доданні здібності бетону і залізобетону чинити опір впливу агресивних середовищ допомогою забезпечення оптимального їх складу і структури при виготовленні конструкцій.

Вторинна захист від корозії полягає у створенні умов, що обмежують або виключають вплив агресивних середовищ на бетонні або залізобетонні конструкції після їх виготовлення.

Первинну захист слід проектувати шляхом вибору стійких складових бетону і залізобетону, необхідних технологічних параметрів приготування, ущільнення і твердіння бетону, геометричної конфігурації конструкції, що перешкоджає утворенню або зменшення скупчення агресивних речовин на їх поверхні, товщини захисного шару бетону, забезпечення тріщиностійкості конструкції і допустимого розкриття тріщин при експлуатаційних навантаженнях. Первинна захист включає також нанесення захисного металевого, плівкового або лакофарбового покриття на поверхня арматури. Металеві покриття для захисту сталевої арматури, сталевих закладних деталей і з'єднувальних елементів залізобетонних конструкцій повинні утворювати шар товщиною від 0,05 до 0,2 мм. В якості матеріалів для покриттів слід застосовувати алюміній або цинк. Захисні властивості металевих покриттів можуть бути посилені за допомогою подальшого нанесення на них лакофарбових покриттів або полімерних матеріалів.

В якості в'яжучого речовини при створенні залізобетонних конструкцій для газової і твердої агресивних середовищ необхідно застосовувати:

• портландцемент з великим вмістом трьохкальцієвого силікату (наприклад, портландцемент для виробництва асбесетоцементных виробів тощо) - при можливому прояві корозії II виду;

• сульфатостійкий портландцемент і його різновиди-при корозії Ш виду.

Для рідких агресивних середовищ необхідно використовувати:

• портландцемент з великим вмістом трьохкальцієвого силікату - при корозії II виду;

• шлакопортландцемент та пуцолановий портландцемент-при корозії I виду;

• сульфатостійкий портландцемент і його різновиди-при корозії III виду.

В якості добавок використовують матеріали, що підвищують щільність і стійкість бетону. До них належать мінеральні та органічні пластифікуючі і гідрофобізуючі добавки. Введення прискорювачів твердіння у вигляді хлористих солей не допускається конструкціях:

• з напружуваною арматурою;

• з арматурою класу B-I діаметром, рівним і менше 5 мм;

• експлуатуються поблизу джерел постійного струму;

• виготовлених з автоклавної обробки;

• для замонолічування швів конструкцій з напружуваною арматурою;

• для ін'єктованість каналів в залізобетонних конструкціях.

В якості арматури для залізобетонних конструкцій використовують всі різновиди арматурної сталі, за винятком сильноагресивних середовищ, де неприпустимо застосування термічно зміцненої стали.

Вторинну захист від корозії слід проектувати в залежно від необхідної хімічної стійкості, проникності, адгезії з захищається поверхнею, трещиностоикости і міцності шляхом вибору виду покриттів для захисту, матеріалів для захисної обробки або просочення бетону, способів її виконання. Вторинну захист від корозії здійснюють шляхом просочення бетону або нанесення лакофарбового, плівкового, облицювального або футерувального захисного покриття на поверхню бетонної або залізобетонної конструкції з метою ущільнення поверхневого шару бетону товщиною від 3 до 30 мм.

Плівкові покриття у вигляді ізолюючого рулонного або листового матеріалу утворюють на поверхні конструкції непроникний шар завтовшки більше 0,2 мм. Плівкове покриття може бути приклеєне до поверхні, прикріплене анкерним з'єднанням або може вільно лежати на поверхні, що захищається. Для створення непроникного підшару використовують полиизобутиленовые пластини, полівінілхлориднийпластакат, полімерні плівки, ізол, бризол, склоруберойд та ін. В особливо жорстких умовах створюють гумміровочние покриття на основі рідких гумових та ебонітових сумішей.

Лакофарбові покриття утворюють хімічно стійкий непроникний шар товщиною 0,1... 1 мм і більше, міцно зчеплений з підставою. При необхідності отримання високої механічної міцності покриття додатково армують. Для захисту залізобетонних конструкцій від корозії широко застосовують емалі на основі хлорсульфированного поліетилену, епоксидні, перхлорвінілові, полівінілхлоридні, поліуретанові і барвисті наиритовые склади.

Облицювальні або футеровочні покриття утворюють на поверхні конструкції шар товщиною 3...15 мм, оберігає поверхню не тільки від корозії, але і від механічних пошкоджень. Для облицювання будівельних конструкцій застосовують вироби з кам'яного литва, шлакоситаллы, керамічні цеглу та плитки кислототривкі, фенолитовые плитки і вуглеграфітові вироби. Для кріплення цих матеріалів застосовують залежно від виду агресивної середовища сірчані, бітумні мастики, арзамитовые замазки. В якості в'яжучого речовини при облицювальних і футерувальних роботах використовують фуранові, епоксидні і поліефірні смоли.

Захисні покриття будівельних конструкцій виробляють в суворій технологічній послідовності: підготовка поверхні, що захищається; грунтовка (для фарбувальних, містичних, наливних і обклеювальних покриттів); нанесення покриття; сушка або термообробка покриття з підйомом температури не більше 30 °С в годину.