Защита от коррозии каменных и бетонных конструкций
Защита осуществляется разными способами в зависимости от характера воздействий.
Применительно к элементам зданий и сооружений наибольшие возможности по увеличению химической стойкости за счет первич-
Рис. 6.1. Методы защиты бетонных и каменных конструкций
от разрушения
ной зашиты заложены в бетоне. Выбор типа цемента, повышение плотности бетона, подбор заполнителей, ограничение трещиностой- кости и нормирование величины защитного слоя — мероприятия, в результате которых возможно повысить коррозионную стойкость конструкций.
Стеновые конструкции из искусственного камня укрепляются прокладкой металлических сеток, укладываемых в горизонтальных швах. Долговечность конструкции обусловливается качеством применяемых растворов и бетонов.
В условиях сульфатной коррозии может также использоваться бетон на низкоаллюминатном цементе. Основным фактором, определяющим химическую стойкость бетона, является его плотность. Для конструкций, эксплуатирующихся в агрессивных средах, плотность бетона является таким же важным показателем, как прочность при расчете на механические воздействия.
За счет снижения водопотребности и улучшения пластичности смеси при использовании добавок можно значительно увеличить плотность бетона, повысить его морозостойкость, а путем введения добавок-ингибиторов коррозии стали — улучшить защитные действия бетона по отношению к арматуре.
Величина раскрытия трещин зависит от процента армирования, прочности бетона, величины напряжения в арматуре, жесткости стыков, анкеровки и т. д. Однако во всех случаях она увеличивается при росте напряжений и деформаций. С увеличением ширины раскрытия трещин возрастает скорость депассивации и проникновения агрессивных ионов.
Ускорение коррозии арматуры в зоне трещины может происходить в результате проникновения агрессивных продуктов.
При небольшом раскрытии трещин (0,05—0,1 мм) в газовоздушной среде возможна их кольматация в результате заполнения продуктами коррозии бетона или пыли. В сильноагрессивных средах предельная величина раскрытия трещин не должна превышать 0,05 мм. Для арматуры ненапряженных конструкций, работающих в атмосфере цеха при сохранении защитного слоя, наличие трещин шириной раскрытия до 0,25 мм не представляет сколько-нибудь серьезной опасности.
Химически стойкие бетоны применяются в строительных конструкциях многих производств, подвергающихся особенно тяжелым эксплуатационным воздействиям: периодическим проливам кислот, щелочей, растворов солей, увлажнению водой при повышенных температурах, значительным механическим, в том числе вибрационным нагрузкам.
Кислотоупорные бетоны в настоящее время используются для не- армированных конструкций или при наличии только конструктивной арматуры: фундаменты под оборудование, блоки для футеровки, плиты для полов, арки и своды, работающие на сжатие. Работы по улучшению свойств кислотостойких композиций на жидком стекле привели к появлению новой модификации бетона — полимерсиликатбетона.
В процессе воздействия кислот на такой бетон происходит некоторое самоуплотнение за счет кольматации пор при контакте концентрированных кислот с введенными добавками.
Защитный слой толщиной 25—40 мм, отсутствие трещин, правильно подобранный состав могут обеспечить сохранность арматуры на весь период эксплуатации сооружения.
В качестве вторичной защиты для бетона, асбоцемента, кирпича и других капиллярно-пористых материалов применяются лаки или эмали. Лаками называются пленкообразующие материалы, представляющие собой раствор полимерных (или олигомерных) смол в летучих растворителях. В процессе образования покрытия растворитель постепенно испаряется.
Ш патлевки предназначены для исправления дефектов, связанных с наличием неровностей на поверхности. Они характеризуются высокой степенью наполнения. Используются шпатлевки в антикоррозионной защите строительных конструкций весьма редко, в основном, для исправления дефектов в бетонных поверхностях, вызванных наличием пор и раковин. При этом защитные свойства системы снижаются.
Для уменьшения пористости в условиях агрессивных сред наносят многослойные покрытия, в которых каждый последующий слой более чем на 30—50 % перекрывает поры нижележащего. С повышением степени агрессивности среды количество защитных слоев увеличивается до 10—12. Свойства лакокрасочных покрытий определяются не только пористостью.
Для бетонных, асбоцементных и других конструкций требования по подготовке поверхности заключаются в ограничении ее сорбционной влажности (до 4 %) и поверхностной пористости (не более 5 %), отсутствии пыли, жировых пятен, раковин и т. д.
Одним из видов вторичной защиты является нанесение на строительные конструкции составов, придающих им свойства не смачиваться водой, — так называемые гидрофобизация и флюатирование. Гидрофобные покрытия применяют в основном для обработки пористых поверхностей (бетон, пенобетон, керамзитобетон). Гидрофобные покрытия на основе метилсиликонатов натрия отличаются повышенной морозо- и химической стойкостью. Недостатком гидрофоби- зации является необходимость восстановления покрытий через 1—3 года.
При гидрофобизации бетон пропитывается на глубину 2—10 мм гидрофобными (водоотталкивающими) составами на основе крем- нийорганических полимерных материалов: ГКЖ-94, ГКЖ-10. Составы наносятся кистью или пульверизатором на предварительно очищенную сухую поверхность конструкции.
В случае флюатирования делается обработка бетона 3—7%-ным раствором кремнийфтористоводородной кислоты. При этом крем- нийфтористомагний MgSiF6, реагируя с ионами кальция, образует на стенках пор и капилляров цементного камня нерастворимый защитный слой из кристаллов фтористого кальция и кремнезема. Флюат наносится на поверхность бетона в 3—4 слоя. Интервал между нанесением слоев обычно составляет четыре часа.
Для антикоррозионной защиты применяют профилированный полиэтилен низкой плотности. Лучший способ защиты профилированным полиэтиленом — крепление его к поверхности в процессе бетонирования железобетонных конструкций. Применяется он и для защиты монолитных сооружений, например, резервуаров. Полиэтиленовые листы с одновременным пригрузом укладывают в свежеприготовленный бетон, в процессе схватывания которого осуществляются механические закрепления ребер-анкеров. Полиэтилен является весьма стойким пленочным материалом.