Применение ячеистых бетонов. Стальная арматура в бетоне

Широкое применение армированных ячеистых бетонов, особенно с автоклавной обработкой, делает проблему защиты арматуры еще более острой, так как эти бетоны по сравнению с обычным плотным тяжелым бетоном обладают очень слабыми защитными свойствами по отношению к арматуре.
Рассмотрим кратко свойства бетона, влияющие на сохранность в нем арматуры. Основное значение имеет цементный камень, представляющий собой затвердевшие продукты гидролиза и гидратации измельченных зерен цементного клинкера.


Весьма существенным для сохранности арматуры в бетоне является наличие в цементном камне свободного гидрата окиси кальция. Кроме того, цементный камень обладает способностью к выделению новых количеств гидрата окиси кальция за счет гидролиза непрогидратированных зерен клинкера, если в результате коррозионных процессов в бетоне количество свободного гидрата окиси кальция убывает.
В цементном камне так называемого плотного бетона всегда имеется развитая сеть пор и каналов, появляющихся в результате испарения избытка воды, введенной при затворении бетона сверх того небольшого количества, которое связывается химически. Эта пористость обусловливает проницаемость бетона для воды в жидком и парообразном состоянии, воздуха и газов.

Вода, заполняющая целиком или частично поры и капилляры, при нормальном здоровом бетоне, насыщена продуктами гидролиза цементного клинкера и прежде всего гидратом окиси кальция. Эта вода имеет резко выраженную щелочную реакцию, ее водородный показатель рН выше 12.
Таким образом, стальная арматура в бетоне покрыта пленкой из цементного камня и защищена от воздействия внешней среды слоем бетона, достаточным по толщине и по плотности. Соприкасающаяся с арматурой вода капилляров цементного камня имеет резко выраженную щелочную реакцию. Однако в результате естественного процесса карбонизации бетона положение может резко измениться.

При действии углекислоты воздуха на цементный камень гидрат окиси кальция превращается в карбонат кальция, очень слабо растворяющийся в воде. Этот процесс приводит к повышению коррозионной стойкости бетона, особенно в морской воде, но в то же время лишает цементный камень очень важного по отношению к арматуре свойства — высокой щелочности.
Водородный показатель насыщенного раствора карбоната кальция равен 9, что значительно ниже предела, при котором происходит торможение процессов коррозии стали.
Автоклавная обработка, в результате которой происходит энергичное связывание гидрата окиси кальция с кремнеземом песка, подобно карбонизации приводит к снижению щелочности водных пленок в бетоне.

В подавляющем большинстве случаев коррозия металлов имеет электрохимическую природу, т. е. является результатом гальванических процессов, происходящих на границе: поверхность металла — электролит.
Для того чтобы шел процесс электрохимической коррозии стали, необходимо наличие воды и кислорода. При этом скорость коррозии будет зависеть от интенсивности поступления кислорода, т. е. в конечном счете от воздухопроницаемости защитного слоя бетона.

Большое влияние на развитие коррозии металла оказывает состояние тонкой пленки окислов, всегда имеющейся на его поверхности. Если эта пленка покрывает всю поверхность равномерным слоем, то она препятствует развитию коррозии — пассивирует поверхность металла. Сохранению этой защитной пленки способствует наличие щелочной среды. Насыщенный раствор гидрата окиси железа имеет величину рН около 9,5, поэтому при однородной пленке окислов и однородной щелочной среде (с рН не менее 10) коррозия железа практически прекращается. Лишь при неоднородной среде, неравномерной аэрации или неравномерном смачивании возможно развитие коррозии в этих условиях. Если величина рН в пленках воды, соприкасающихся с поверхностью железа, по какой-либо причине упадет до 9,5 и ниже, то пассивирующая пленка окислов перестает служить защитой от коррозии.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *