Коррозия арматурной стали в бетоне

Коррозия возможна при наличии деполяризации металла. Участок металла, который растворяется, называется анодом, а на котором происходит разряд избыточных электронов, – катодом. Анодный и катодный процессы в результате проводимости металла и электролита могут существовать раздельно на разных участках поверхности металла. При нехватке энергии гидратации для разрыва связи между ион-атомами и электронами на поверхности металла адсорбируются катионы из раствора, и поверхность металла приобретает положительные заряды, которые с ионами раствора также образуют двойной слой (рисунок 18.31, б). Устанавливается равновесие, коррозии не происходит.

Анодная реакция арматурной стали в бетоне представляет собой реакцию окисления железа с переходом двухвалентного железа в водный раствор с освобождением двух электронов:

 

Fe⁰ → Fe² + 2е.

 

Катодная реакция в бетоне в сильнощелочной среде протекает с кислородной деполяризацией. Кислород восстанавливается и превращается в присутствии воды в ион-гидроксил:

 

½ О₂ + H₂О + 2е = 2ОН^--.

 

Для защиты арматуры в железобетоне следует ограничить поступление к ней, в первую очередь, кислорода воздуха и воды. Эту функцию выполняет защитный слой бетона толщиною 10–20 мм и более.

Поровая жидкость бетона имееет рН 12–14. Кислотообразующие газы нейтрализуются щелочными составляющими бетона. На поверхности стали образуется нерастворимая пленка, которая находится в пассивном состоянии, и коррозии не будет. При рН менее 11, 8 происходит окисление железа с образованием Fe₂O₃ и Fe₃O₄. Продуктом коррозии может быть ржавчина.

Ускоряют коррозию стали ионы Сl и SO₄ ^2- поровой жидкости, которые повышают коррозионную активность и разрушают защитную пленку на арматуре.

Предотвратить коррозию можно способами, обеспечивающими рН поровой жидкости бетона выше 11, 8. Плотность бетона должна быть такой, чтобы в течение всего срока эксплуатации конструкций защитный слой не был нейтрализован кислыми газами и жидкостями.

Коррозия и защита стальных мостов.Нормативный срок службы металлических железнодорожных мостов 100 лет. Они эксплуатируются в тяжелых условиях. Способствуют разрушению атмосферные воздействия, агрессивность перевозимых грузов. Особенно сильно корродируют верхние пояса продольных балок (ферм) в местах опирания мостовых брусьев с ездой поверху. В пролетных строениях с ездой понизу интенсивно корродируют элементы ниже уровня мостового полотна.

Универсальных металлов, стойких в любых средах, не имеется. Все они требуют защиты.

Способы защиты стальных конструкций мостов делят на две группы. Первая – на стадии изготовления, вторая – защитные мероприятия в процессе эксплуатации.

На первой стадии применяют специальные мостовые низколегированные стали (см. п. 18.5.6.7), имеющие повышенную стойкость. Цементация, азотирование, диффузионная металлизация стали позволяет применять ее на открытом воздухе без защитных покрытий.

На второй стадии стальные конструкции защищают лакокрасочным и металлизационно-лакокрасочным покрытиями. Они наносятся согласно Технологическим правилам окраски железнодорожных мостов. Учитывая значимость этого способа, остановимся на нем более подробно.

При разрушении лакокрасочных покрытий на их поверхности могут возникать трещины, сетки, сыпь, пузыри, произойти отслаивание, появиться коррозия.

Долговечность покрытия зависит от прочности его сцепления с металлом, которое в свою очередь зависит от качества подготовки поверхности. Следует удалить поврежденную старую краску, ржавчину, масляные пятна, пыль. Это делает пневмо- или электрощетками. В труднодоступных местах ржавчину и старую краску счищают дробеструйным способом или ручным инструментом. Прочно сцепляющуюся с металлом краску не удаляют.

Для удаления старой краски может применяться смывка СД. Ее наносят на поверхность кистью и выдерживают от 20 до 60 мин. Покрытие размягчается, набухает и вспучивается. После чего его счищают шпателем или металлической щеткой. Удаляется рыхлая и пластовая ржавчина.

При толщине ржавчины до 150 мкм как исключение по не полностью очищенной (ржавой) поверхности наносят грунтовку-преобразователь ржавчины ВА-0112 или ВА-01 ГИСИ, которая вступает в химическую реакцию с ржавчиной и преобразует ее в стойкие не растворимые в воде соли.

После высыхания поверхности, обработанной преобразователем ржавчины, сразу же наносят лакокрасочные покрытия.

Мосты красят масляными и полимерными лакокрасочными материалами толщиной не менее 100–120 мкм.

Покрытие из масляных красок состоит из двух покрывных слоев. Покрытие из полимерных материалов состоит из двух слоев грунтовки и двух-трех слоев покрывных слоев эмали.

Лучшее время окраски – летняя сухая безветренная погода, на жаркая часть дня. Нельзя красить по влажной поверхности в дождь, при тумане, а также при температуре не ниже 5 ^оС.

Защитные покрытия из лакокрасочных материалов при самых неблагоприятных условиях эксплуатации должны служить не менее 8-10 лет.

Рекомендуется применять лакокрасочные покрытия, приведенные в таблице 18.9.

Устойчивой защитой является металлизиционно-лакокрасочное покрытие. На поверхность конструкций наносят слой цинка или алюминия, создающих электрохимическую (протекторную) защиту металла, а по ней наносятся лакокрасочные слои.

Поверхность стальных конструкций мостов очищается «стальным песком» и сразу же осуществляется металлизация. Разрыв в сухую погоду не должен превышать 3 часов, в сырую – 0, 5 часа.

Покрытия наносят при помощи электродуговых и газопламенных аппаратов в несколько слоев в зависимости от целевой эксплуатации. Цинк – от 0, 08 до 0, 2 мм, алюминий – 0, 12 мм. И сразу же после металлизации поверхность окрашивают.

Таблица 18.9 – Лакокрасочные покрытия для защиты металлических мостов

 

Рекомендуемые сочетания грунтовок, эмали и красок	Ориентировочный срок службы покрытия, годы (не ниже балла 4 по ГОСТ 6992–68)	Характеристика покрытия	Для какого климата рекомендуется	Окрашиваемые элементы моста
Покрывной лакокрасочный материал, его цвет	Грунтовка
Элоксидная грунтшпаклевка ЭП-00-10 красно-коричневая     Эпоксидная биметаллическая ЭП-057А серебристая     Эмали перхло-рвиниловые: ХВ-125, сере-бристая ХВ-113, серая	Элоксидная грунтшпаклевка ЭП-00-10 или протекторная ЭП-057     Эпоксидная биметаллическая ЭП-057А или протекто-рная ЭП-057   Протекторная ЭП-057	Не менее 10     То же   То же	Покрытие высокой атмосферостойкости, стойкое в условиях промышленной атмосферы, повышенной влажности и низких температур   Покрытие повышен-ной атмосферостой-кости, стойкое в усло-виях промышленной и морской атмосферы   Покрытие повышенной атмосферостойкости, стойкое в ус-ловиях повышенной влажности, морской атмосферы и низких температур	Для холодного и уме-ренного     То же     То же	Элементы проезжей части, в том числе верхние пояса продольных ферм (балок)   Элементы связей и проезжей части, в том числе верхние пояса продольных балок (ферм)     Элементы главных ферм и связей
Эмали пер-хлорвиниловые: ХВ-125, серебристая; ХВ-124, ХВ-113 или сополимеровинилхлоридная ХС-119, серые   Эмали перхлорвиниловые: ХВ-125, серебристая; ХВ-124, ХВ-113 или сополимеровинилхлоридная ХС-119, серые	Сополимерви-нилхлоридные: ХВ-059, ХС-010 и перхлорвиниловая ХВ-050   Фенолоформальдегидная ФЛ-03 К	Не более 10     Не более 8	Покрытия атмосферостойкие, стойкие в условиях повышенной влажности, морской атмосферы и низких температур     Покрытия атмосферостойкие	То же   Для умерен- ного и холодного	Элементы главных ферм и связей   “   То же

Продолжение таблицы 18.9

Рекомендуемые сочетания грунтовок, эмали и красок	Ориентировочный срок службы покрытия, годы (не ниже балла 4 по ГОСТ 6992-68)	Характеристика покрытия	Для какого климата рекомендуется	Окрашиваемые элементы моста
Покрывной лакокрасочный материал, его цвет	Грунтовка
Белила свинцовые на олифе льняной натуральной, белые   Белила цинковые с добавкой 5–7 % (по массе) алюминиевой пудры на олифе ль-няной натуральной, серебристые   Сурик железный на олифе льняной натуральной, красно-коричне-вый	Сурик свинцовый или же-лезный на олифе льняной натуральной   То же   Сурик железный на олифе льняной натуральной	Не более 6     Не более 6     Не более 4–5	Покрытие атмосферо- и химически стойкие   Покрытия атмосферостойкое, рекомендуется для сельской атмесферы     Покрытия удовлетворительной атмосферостойкости, рекомендуется для сельской атмосферы	Для умере-нного     То же   То же	Элементы главных ферм и связей   То же   Элементы проезжей части кроме вер-хних поясов продольных балок (ферм)

 

Поверхность стальных конструкций мостов очищается «стальным песком» и сразу же осуществляется металлизация. Разрыв в сухую погоду не должен превышать 3 часа, в сырую – 0, 5 часа.

Покрытия наносят при помощи электродуговых и газопламенных аппаратов в несколько слоев в зависимости от целевой эксплуатации. Цинк – от 0, 08 до 0, 2 мм. И сразу же после металлизации поверхность окрашивают.

 

Список литературы

 

1 Ахвердов, И.Н. Технология железобетонных изделий и конструкций специального назначения/И.Н. Ахвердов. – М.: Навука i тэхнiка, 1993. – 240 с.

2 Бабушкин, В.И. Защита строительных конструкций от коррозии, старения и износа/В.И. Бабушкин. – Харьков: Выща шк., 1989. – 168 с.

3 Баженов, Ю.М., Технология бетонных и железобетонных изделий: учеб. для вузов/ Ю.М. Баженов, А.Г. Комар. – Стройиздат, 1984. – 415 с.

4 Бурлаков, Г.С. Технология изделий из легкого бетона: учеб. пособие для вузов по спец. «Производство строительных изделий и конструкций». – 2-е изд., перераб. и доп./Г.С. Бурлаков. – М.: Высш. шк., 1986. – 296 с.

5 Волженский, А.В. Минеральные вяжущие вещества: учеб. для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп./А.В. Волженский. – М.: Стройиздат, 1986. – 464 с.

6 Грицык, В.Н., Строительство железных дорог: учеб. пособие/В.Н. Грицык [и др.]; под редакцией В.И. Гришина. – М.: УМК МПС Россия. 1999. – 384 с.

7 Горлов, Ю.П. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий: учеб. для вузов по спец. «Производство строительных изделий и конструкций»/Ю.П. Горло. – М.: Высш. шк., 1989. – 384 с.

8 Горчаков, Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы: учеб. для вузов Г.Н. Горчаков, Ю.М. Баженов – М.: Стройиздат, 1986. – 688 с.

9 Турбин, Н.В. Изыскания и проектирование железных дорог: учеб. для вузов ж.-д. трансп./ И.В. Турбин [и др.]; под ред. И.В. Турбина. – М.: Транспорт, 1989. – 479 с.

10 Инструкция по приготовлению и применению строительных растворов. СН 290–74. – М. – 73 с.

11 Леонович, И.И. Дорожно-строительные материалы: учеб. для вузов/И.И. Леонович, Н.Ф. Шумчик – Мн.: Выш. шк., 1983. – 399 с.

12 Лившиц, М.Л. Лакокрасочные материалы: справочное пособие/М.Л.Лившиц, Б.И Пшиялковский. – М.: Химия, 1982. – 360 с.

13 Мороз, И.И. Технология строительной керамики: учеб. пособие для вузов/И.И. Мороз – Киев: Выща. шк., 1980. – 384 с.

14 Солнцев, Ю.П. Металловедение и технология металлов: учебник для вузов / Ю.П. Солнцев [и др.] – М.: Металлургия, 1988. – 512 с.

15 Осипов, В.О. Мосты и тоннели на железных дорогах: учеб. для вузов / В.О. Осипов [и др.]; под ред. В.О. Осипова. – М.: Транспорт, 1988. – 367 с.

16 Дроздов, В.А. Применение стекла в строительстве: справочник / В.А. Дроздов, [и др.]; под общей редакцией В.А. Дроздова. – М.: Стройиздат, 1983. – 288 с.

17 Попов, Л.Н. Строительные материалы и изделия: учеб./ Л.Н. Попов, Н.Л. Попов – М.: ГУП ЦПП, 2001. – 384 с.

18 Рыбьев, И.А. Строительное материаловедение: учеб. пособие для строит. спец. вузов /И.А. Рыбьев. – М.: Высш. шк., 2002. – 700 с.

19 Строительные материалы: учебно-справочное пособие / под ред. Г.А. Айропетова. – Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2004. – 608 с.

20 Чубуков, В.Н. Строительные материалы и изделия: учеб. пособие /В. Н. Чубуков [и др.] – Мн.: Адукацыя і выхаванне, 2003. – 328 c.

21 Хаютин, Ю. Г. Монолитный бетон: технология производства работ. – 2-е изд., перераб. и доп. /Ю.Г. Хаютин – М.: Стройиздат, 1978. – 432 с.

22 Шейкин, А.Е. Строительные материалы: учеб. для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп./А.Е. Шейкин – М.: Стройиздат, 1978. – 432 с.

23 Чубуков, В.Н. Строительные материалы и изделия: учеб. пособие /В.Н. Чубуков – Гомель: БелГУт, 1998. – 252.

24 Чубуков, В. Н. Металлические материалы и изделия: пособие/В.Н. Чубуков – Гомель: БелГУТ, 2003. – 49 с.

25 Чубуков, В. Н. Дорожно-строительные материалы: практикум/В.Н.Чубуков – Гомель: БелГУт, 2005.– 392 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

⇐ Предыдущая1234567

Поделиться:

Популярное:

1. Был ли Сталин «ворошиловским стрелком»?
2. В 1565–1571 гг. на Филиппинах обосновались испанцы и начали вводить колониальный режим на захваченных ими островах. Китайцы, поселившиеся здесь еще в X — XIII вв., восстали против колонизаторов.
3. Виды магнитных материалов. Применение магнитных материалов в энергетике. Свойства наиболее применяемых материалов. Электротехнические стали. Ферриты. Магнитодиэлектрики.
4. Глава 24. Ещё одна победа Сталина
5. Глава 25 И. В. Сталин как русский человек грузинской национальности
6. Глава 32. Учебный материал. Мифотворчество и разрушение рационального сознания: миф об избытке стали в СССР
7. Дмитрий и Харитон отправились к старому руслу реки на поиски их прадеда, а Пётр с Никитой остались на берегу реки.
8. Добрый дедушка Сталин. Правдивые рассказы из жизни вождя
9. Добрый дедушка товарищ Сталин
10. Если бы вы решили, что “всего достаточно”, вы стали бы делиться всем с каждым.
11. Если бы тирады что - то решали, ваши религии давным - давно стали бы гораздо более влиятельными.
12. Затем Мы простили вас после этого, чтобы стали вы благодарить.