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:

½О₂ + 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

Дата добавления: 2014-09-29; просмотров: 553; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!