Лекции по "Коррозии строительных материалов"

  Бетон на портландцементе защищают от непосредственного  действия кислот с помощью защитных слоев из кислостойких материалов.

  Магнезиальная коррозия наступает при взаимодействии на гидроксид кальция магнезиальных солей, которые встречаются в растворенном виде в грунтовых водах и всегда содержится в большом количестве в морской воде.

  Коррозия  под влиянием органических веществ. Органические кислоты быстро разрушают цементный камень. Большой агрессивностью отличаются уксусная, молочная и винная кислоты. Нефть, нефтяные продукты (керосин, бензин, мазут, нефтяные масла) не представляют опасности для бетона, если они не содержат нефтяных кислот или соединений серы. Однако нефтепродукты легко проникают через бетон.

  Коррозия 3 вида. Сульфатоалюминатная коррозия возникает при действии на гидроалюминат  цементного камня воды, содержащей сульфатные ионы. Образование в порах  цементного камня малорастворимого трехсульфатного гидросульфоалюмината кальция сопровождается увеличением объема примерно в 2 раза. Для борьбы с сульфатоалюминатной коррозией применяется специальный сульфатостойкий портландцемент.

  Щелочная  коррозия может происходить в  двух формах: под действием концентрированных растворов щелочей на затвердевший цементный камень и под влиянием щелочей, имеющихся в самом цементе. Разрушение бетона может происходить через 10…15 лет после окончания строительства. 

  1.2.2 Защита от коррозии поверхностей бетонных и железобетонных конструкций             (вторичная защита)

  Защита  от коррозии поверхностей бетонных и  железобетонных конструкций предусматривается  со стороны непосредственного воздействия  агрессивной среды и осуществляется:

  - лакокрасочными покрытиями – при действии газообразных и твердых сред (аэрозоли);

  - лакокрасочными толстослойными (мастичными) покрытиями – при действии  жидких сред;

  - оклеечными покрытиями – при  действии жидких сред, в грунтах,  в качестве непроницаемого подслоя  в облицовочных покрытиях;

  - облицовочными покрытиями, в том  числе из полимербетонов –  при действии жидких сред, в  грунтах, в качестве защиты  от механических повреждений  оклеечного покрытия;

  - пропиткой (уплотняющей) химически  стойкими материалами – при  действии жидких сред; в грунтах;

  - гидрофобизацией – при периодическом  увлажнении водой или атмосферными  осадками, образовании конденсата, в качестве обработки поверхности  до нанесения грунтовочного слоя  под лакокрасочные покрытия.

  Лакокрасочные, оклеечные и облицовочные покрытия в соответствии с их защитными свойствами подразделяются на четыре группы (защитные свойства групп покрытий повышаются от первой к четвертой).

  Не  допускается применение в жидких органических средах (масла, нефтепродукты, растворители) лакокрасочных покрытий, рулонных, листовых материалов, а также композиций герметиков на основе битума.

 

  

  Защиту  поверхностей наземных и подземных  железобетонных конструкций следует  назначать исходя из условий возможности  возобновления защитных покрытий. Для  подземных конструкций, вскрытие и ремонт которых в процессе эксплуатации практически исключены, необходимо применять материалы, обеспечивающие защиту конструкций на весь период их эксплуатации.

  Защита  бетонных поверхностей надземных конструкций, эксплуатирующихся в газообразных и твердых агрессивных средах, осуществляется, как правило, лакокрасочными материалами.

  Лакокрасочные материалы и покрытия классифицируют по химическому и эксплуатационному  признакам.

  В основу химической классификации и  обозначение красочных материалов положен вид, природа пленкообразующего вещества и их назначение, которые имеют обозначение с буквенными и цифровыми индексами.

  Классификация покрытий по эксплутационному признаку способствует определению рациональной области использования того или иного покрытия.

  К числу химически стойких лакокрасочных  материалов относятся эпоксидные, эпоксидно-фенольные, перхлорвиниловые и на сополимерах  винилхлорида, хлоркаучуковые, на основе хлорсульфированного полиэтилена, хлорнаиритовые, тиоколовые.

  Системы лакокрасочных покрытий включают грунтовочные и покрывные защитные слои. В качестве грунтовок по бетону обычно служат лаковые и эмульсионные составы.

  Толщина одного слоя лакокрасочного покрытия зависит от способа его нанесения. Система покрытий в зависимости от числа защитных слоев может иметь различную общую толщину. Система покрытия при правильно выбранном виде лакокрасочного материала определяет защитные свойства покрытия в данной агрессивной среде.

  Требуемую толщину покрытия следует стремиться получать нанесением наименьшего числа слоев, но не менее двух (для обеспечения перекрытия микропор).

  Подробные данные по составу лакокрасочных  покрытий и технологий их нанесения  приведены в соответствующих  нормативных документах по защите от коррозии лакокрасочными покрытиями.

  Защита  поверхностей подземных конструкций  выбирается в зависимости от условий  эксплуатации с учетом вида конструкций, их массивности, технологии изготовления и возведения.

  Наружные  боковые поверхности подземных  конструкций зданий и сооружений (фундаментов, тоннелей, каналов, коллекторов и т.п.), а также ограждающих конструкций подвальных помещений (стен, полов), подвергающихся воздействию агрессивных грунтовых и производственных вод, защищаются, как правило, мастичными, оклеечными или облицовочными покрытиями (рекомендуемое прил. 5 СНиП 2.03.11-85).

  При применении рулонной изоляции для защиты боковых поверхностей, последнюю  необходимо заводить под подошву  фундамента.

  При наличии водорастворимых солей  свыше 1% массы грунта для районов  со средней месячной температурой самого жаркого месяца свыше 25⁰С при средней месячной относительно влажности воздуха менее 40% необходимо устройство гидроизоляции всех поверхностей фундаментов. Для цокольной части зданий, эксплуатирующихся в указанных условиях, следует принимать бетон марки по водонепроницаемости не менее W6.

  Под подошвы бетонных и железобетонных фундаментов следует предусматривать  устройство подготовки и изоляции, стойкой к воздействию агрессивной  среды. Для защиты подошв фундаментов, расположенных в уровне агрессивных грунтовых вод (с учетом возможности их повышения), необходимо предусматривать:

 

  

  - в кислых слабо- и среднеагрессивных  средах – устройство щебеночной  подготовки толщиной 100…150 мм из  плотных изверженных пород с  последующей укладкой слоя кислотостойкого асфальта, а в сильноагрессивных кислых средах – дополнительно по кислотостойкому асфальту наклеивать два слоя рулонной изоляции с последующей укладкой слоя кислотостойкого асфальта;

  - в сульфатных слабо- и среднеагрессивных  средах – устройство щебеночной подготовки толщиной 100…150 мм с проливкой горячим битумом слоя горячей асфальтовой мастики, а для сильноагрессивных сульфатных сред – подготовки из бетона или цементно-песчаного раствора на сульфатостойком портландцементе.

  Защиту  поверхностей фундаментов, располагаемых в сезоннооттаивающем слое грунта (в районах вечной мерзлоты), следует осуществлять устройством дренирующей песчаной подсыпки δ ≤ 60 см от поверхности грунта или устройством теплоизоляционного слоя (например, обшивка пропитанными деревянными щитами или слоем асфальтокерамзитобетона). Такая защита снижает количество циклов замораживания и оттаивания, сдерживает коррозионные процессы в бетоне за счет устранения испаряющихся поверхностей. При этом исключается применение традиционной поверхностной защиты конструкций (обмазочной или оклеечной изоляции или пропитки), обусловливающих в указанных условиях накопление влаги в бетоне  конструкций.

  Поверхности забивных и погружаемых вибрацией  свай должны быть защищены механически  прочными покрытиями или пропиткой, сохраняющими защитные свойства в процессе погружения. При этом бетон для свай следует принимать марки по водонепроницаемости не ниже W6.

  Бетон свай, предназначенных к эксплуатации в агрессивных сульфатных средах, должен выполняться с применением сульфатостойких или низкоалюминатных цементов.

  При защите поверхности свай лакокрасочными (мастичными) покрытиями или пропиткой  несущую способность забивных свай следует уточнять путем испытаний.

  При пропитке бетона термопластичными материалами (битум, каменноугольный пек и т.д.) основным условием является обеспечение оптимальной величины условий вязкости пропиточного материала, достигаемой либо нагреванием его выше температуры плавления, либо растворением в органических растворах.

  Пропитка расплавленными битумами, пеком и разогретым до высоких температур (100⁰С и выше) петролатумом, мазутом и т.д. требует предварительной сушки изделий.

  Для защиты свай и других подземных конструкций  в сильноагрессивных средах допускается  применение низкотемпературной пропитки (t = 18…20⁰С) бетонов с равновесной влажностью (Рекомендации по низкотемпературной пропитке железобетонных свай и фундаментов полимерными материалами, М., 1983).

  Из-за возможных механических повреждений  покрытий при забивке свай минимальная величина сцепления покрытия с бетоном должны быть не менее 0,4 МПа.

  Виды  и варианты защитных покрытий и пропиток свайных фундаментов  приведены в рекомендуемом  прил. 5 СНиП 2.03.11-85.

  Применение  битумных покрытий для свай, предназначенных  для забивки в песчаные, гравелистые или другие грунты с большим количеством включений гравия и т.п., не рекомендуется.

  При наличии в производстве жидких агрессивных  сред бетонные и железобетонные фундаменты под металлические колонны и  оборудование, а также участки  поверхностей других конструкций должны выступать над уровнем пола не менее чем на 300 мм.

 

  

  В случае невозможности выполнения данного  требования должно предусматриваться  обетонирование нижних участков колонн на высоту не менее 300 мм выше уровня пола с защитой от попадания агрессивных сред отгибом вверх рулонной изоляции пола на высоту 300 мм.

  Изоляция  фундаментов и пола должна быть сплошной и единой, а для ее сохранности  следует предусматривать устройство температурных компенсаторов или  других мероприятий. Для компенсаторов могут быть использованы нержавеющая сталь, полиизобутилен по черной стали и т.п.

  Деформационные  швы устраиваются, как правило, в  местах расположения швов сооружения. Их герметизация осуществляется заполнением  эластичными мастиками.

  В сухих грунтах, а также в зоне капиллярного поднятия (при неагрессивных грунтовых водах) швы могут герметизироваться битумом с волокнистым наполнителем (асбестом) или мастикой битуминоль.

  При слабой степени агрессивности среды  деформационной шов может быть выполнен с применением в качестве компенсатора оцинкованной стали, при средней и сильной  - нержавеющей стали или полиизобутилена.

  При систематическом попадании на фундаменты жидкостей средней и сильной  степени агрессивного воздействия  необходимо предусматривать устройство поддонов под оборудованием и трубопроводами.

  Участки поверхностей конструкций, где невозможно технологическими мероприятиями избежать облива или обрызга агрессивными жидкостями, облицовочными или другими  покрытиями.

  Трубопроводы  подземных коммуникаций, транспортирующие агрессивные по отношению к бетону или железобетону жидкости, должны быть расположены в каналах или тоннелях и быть доступны для систематического осмотра.

  Сточные лотки, приямки, коллекторы, транспортирующие агрессивные жидкости, должны быть удалены от фундаментов зданий, колонн, стен, фундаментов оборудования не менее чем на 1 м.

  В случае если температура технологических  жидкостей внутри труб выше 60⁰С, состав мастик для заливки швов назначается с соответствующей термостойкостью.