Коррозия каменных и бетонных конструкций

Все несущие и, соответственно, наиболее ответственные кон-

структивные элементы здания (фундаменты, стены, перекрытия)

выполнены из каменных материалов. Под каменными строи-

тельными материалами подразумеваются материалы естествен-

ного происхождения – известняк, песчаник, туф, мрамор, гранит

и т.д., и искусственного происхождения – кирпич, бетон, желе-

зобетон. Коррозия каменных материалов протекает в результате

химических, механических, биологических воздействий, а также

в результате комплексного воздействия этих факторов.

Вследствие особенностей строения кристаллической решетки

каменные материалы обладают своими ярко выраженными

свойствами –пористостью и полиминеральностью. Эти свойст-

ва определяют стойкость конструкции к коррозии, т.е. способ-

ность к фильтрации и вымыванию цементирующих связующих

компонентов.

Таким образом, коррозия каменных материалов – это ухуд-

шение их характеристик и свойств в результате:

- физических процессов вымывания растворимых состав-

ных частей, возникающих при действии жидких сред (коррозия

первого типа);

- химического взаимодействия агрессивных растворов с

компонентами каменной конструкции и образования продуктов

коррозии, не обладающих вяжущими свойствами (коррозия вто-

рого типа);

- накопления малорастворимых кристаллизующихся солей,

увеличивающих объем его твердой фазы (коррозия третьего ти-

па).

Если рассматривать железобетонные конструкции, то корро-

зия железобетона представляет собой разрушение конструкции

в результате коррозии бетона и/или арматуры.

Свойства агрессивных сред, воздействующих на каменные

строительные конструкции, чрезвычайно многообразны. Разно-

образны и процессы, происходящие в полиминеральных систе-

мах. Отсюда возникает необходимость в науке о коррозии, зада-

чей которой является как изучение коррозионной стойкости бетонов и других каменных материалов, так и исследование кор-

розионных процессов и устойчивости цементного камня к раз-

личным негативным воздействиям.

Факторы, влияющие на скорость разрушения ка-

Менных конструкций

Скорость разрушения (коррозии) каменных конструкций за-

висит от ряда факторов, таких как:

 

- структура материала;

- химический и минералогический состав материала в кон-

струкции;

- химический состав среды эксплуатации (воздушной, вод-

ной, грунтовой сред);

- концентрация коррозионно-активных компонентов;

- увлажнение конструкции;

- знакопеременные температуры;

- биологические факторы;

- цикличное увлажнение и высыхание конструкции;

- попеременное замораживание и размораживание.

Особенность коррозии конструкций из природных и искусст-

венных каменных материалов заключается в их химической

стойкости по отношению к агрессивной среде. К кислым средам

наибольшую чувствительность имеют бетоны, силикатный кир-

пич, известняк, а к щелочным средам – красный кирпич, кера-

мические изделия. Коррозионная стойкость некоторых камен-

ных материалов в различных средах приведена в таблице 3.1.

Значительное влияние на скорость развития коррозии оказы-

вают структура материала, характер пористости, плотности,

размеры и форма пор и капилляров в материале. Так, известно,

что пористость бетона составляет в среднем 10-15%, кирпича 5-

35%, известняка 15-30%. Существуют открытые поры, через ко-

торые происходит быстрое насыщение конструкции водой, и

закрытые поры, в которые влага попадает только в результате

капиллярного подсоса.

Бетон является сложным искусственным материалом. Проч-

ность бетона повышается со временем за счет гидратации зерен

цемента. Наличие контакта с агрессивной средой приводит к

тому, что прочность со временем снижается. Для плотности и

коррозионной стойкости бетона большое значение имеет также

величина водно-цементного отношения. С увеличением количе-

ства воды повышается проницаемость бетонной конструкции и

повышается вероятность ее фильтрации через конструкцию.

Зависимость прочности бетона от условий эксплуатации

представлена на рис. 3.15.

Попеременное увлажнение и высыхание конструкции в про-

цессе эксплуатации приводит к деформации и разрушению ма-

териала за счет того, что при высыхании происходит усадка ма-

териала, при повторном увлажнении –его набухание, расклини-

вание пор водой.