Виды физической коррозии бетона и железобетона. Методы защиты.

К физическим факторам, вызывающим разрушение строительных

конструкций и сооружений, можно отнести действие электрического тока,

радиационного излучения, огня Железобетонные и металлические конструкции электростанций,подстанций и линий электропередач, работа которых связана с источниками тока большой мощности и высокого напряжения, могут в процессе эксплуатации подвергаться действию электрического тока. В связи с неоднородностью материала конструкций по составу и особенно структуре возможно локальное накопление большого количества энергии, приводящее к возникновению электродугового разряда. Последнее приводит к пережогуарматуры, оплавлению и растрескиванию бетона и, как следствие, потере

несущей способности железобетонной конструкции. При повышенной

влажности воздуха возможна также электрохимическая коррозия металла,

интенсифицированная действием электрического тока. Так как продукты

коррозии железа в 2 – 2,5 раза превышают объем прокорродировавшего

металла, то их скопление на контакте арматура – бетон вначале вызывает

уплотнение контактного слоя за счет заполнения имеющихся пор и пустот.

Впоследствии это приводит к росту растягивающих напряжений, появле-

нию трещин и отслоению бетона от арматуры.

Повысить стойкость железобетонных конструкций по отношению к

действию электрического тока можно только путем снижения их электро-

проводности. Этого можно достичь за счет повышения плотности и одно-

родности бетона, ввода в бетонную смесь специальных добавок, а также

покрытием и пропиткой поверхности гидрофобными материалами, умень-

шающими водопоглощение.

В связи с тем, что накопление электрической энергии связано с де-

фектами структуры прежде всего самого бетона, очень важно при бетони-

ровании конструкций использовать оптимальные бетонные смеси по удо-

боукладываемости с низким водосодержанием за счет введения суперпла-

стификаторов, исключающим расслоение бетонной смеси, возможность

седиментационных явлений и образование открытых капиллярных пор,

образуемых в результате испарения воды при твердении искусственного

камня.

В качестве добавок, повышающих удельное электросопротивление

бетона с 103 до 105 – 106 ом⋅м за счет резкого снижения водопоглощения,

применяют кремнийорганические олигомеры до 1 % от массы цемента, па-

рафин и битумную эмульсию до 5 %. Основной недостаток этих добавок,

обеспечивающих бетону водооталкивающие свойства, снижение конечной

прочности на 20 %. При дополнительной защите поверхности электросо-

противление увеличивается до 1010 ом⋅м. В качестве покровных компози-

ций используют материалы, обладающие хорошим сцеплением с бетоном,

водонепроницаемостью, высокими диэлектрическими свойствами, доста-

точной прочностью и эластичностью. Ими могут быть битумные эмульсии,

холодные и горячие битумные мастики, лакокрасочные составы на основе

эпоксидных, перхлорвиниловых или комплексных эпоксидно-битумных,

эпоксидно-стирольных связующих. Пропитку железобетонных конструк-

ций и изделий проводят или петролатумом, продуктом переработки нефти,

или мономерами по технологии получения бетонополимерных конструк-

ций, предусматривающей их последующую выдержку в условиях повы-

шенной температуры и давления.

Для защиты от электрокоррозии в железобетонных конструкциях

предусматривают специальные электроизоляционные швы толщиной не

менее 30 мм, выполняемые из мастичных битумных, рулонных, листовых

и монолитных полимерных материалов.

В отделениях электролиза водных растворов солей на химических

предприятиях фундаменты под оборудование выполняют из полимербето-

на, сталеполимербетона или неармированного бетона.

Радиационное излучение при действии на строительные конструкции

вызывает разогрев материала и изменение структуры на микроуровне,

приводящие в комплексе к частичной потере прочности. Обеспечить ра-

диационную стойкость железобетонных конструкций можно только за счет

первичных средств защиты: введения в бетонную смесь специальных во-

дорастворимых добавок (хлористый литий, сернокислый кадмий) и сверх-

тяжелых заполнителей – железосодержащих и баритовых руд плотностью

до 6000 кг/м3.

При облучении металла нейтроны, проникая внутрь кристаллической

решетки, искажают ее строение, образуя дефектные места, изменяют свойства. Так, ядерное облучение увеличивает прочность сталей на сжимающие нагрузки в 1,5 – 2 раза и уменьшает в той же степени пластичность и вязкость, т.е. делает ее более хрупкой. При облучении могут появиться атомы новых элементов в результате деления или захвата нейтрона ядром атома основного металла. При длительном облучении чистый металл может превратиться в сплав со своими специфическими свойствами.

В результате нейтронного облучения металл становится радиоактив-

ным и опасным для здоровья человека.