Способы защиты железобетонных конструкций от коррозии

Современные методы защиты железобетонных конструкций зданий и сооружений от коррозии

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 05.04.2016 2016-04-05

Статья просмотрена: 4012 раз

Библиографическое описание:

Жуков, Е. М. Современные методы защиты железобетонных конструкций зданий и сооружений от коррозии / Е. М. Жуков, Ю. И. Кропотов, И. А. Лугинин, Л. А. Легаева. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 7 (111). — С. 75-78. — URL: https://moluch.ru/archive/111/27790/ (дата обращения: 18.11.2021).

Бетоны представляют собой искусственные каменные строительные материалы, получаемые в результате формирования и затвердевания рационально подобранной по составу, тщательно перемешанной и уплотненной бетонной смеси, состоящей из вяжущего вещества (цемент и др.), крупных и мелких заполнителей и воды. Кроме основных компонентов в состав бетонной смеси могут вводиться дополнительные специальные добавки. Бетоны относятся к самым массовым по применению в строительстве материалам вследствие их высокой прочности, надежности и долговечности при работе в конструкциях зданий и сооружений. После твердения бетонная смесь образует бетон (конгломерат), где часть объемов занимают поры и капилляры разного размера и в различном количестве.

Практика эксплуатации инженерных бетонных сооружений показала, что в ряде случаев под влиянием физико-химического действия жидких и газовых сред бетон может подвергаться разрушению.

Коррозия бетона возникает в результате проникания агрессивного вещества в его толщу; она особенно интенсивна при постоянной фильтрации такого вещества через трещины или поры бетона. К агрессивным воздействиям внешней среды чаще всего относят следующие: пресные и минерализованные воды, совместное действие воды и мороза, попеременное увлажнение и высушивание.

Для предотвращения коррозионного разрушения бетона и железобетона существуют следующие виды защиты:

– Первичная: защита строительных конструкций от коррозии и протечек, реализуемая на стадии изготовления (возведения) конструкции за счет свойств бетона (добавлением в бетон различных веществ) и конструктивных мер, достаточных для сохранения эксплуатационных свойств конструкций, предусмотренных проектом;

– Вторичная: защита строительных конструкций от коррозии и протечек, реализуемая после изготовления (возведения) конструкции и подразумевающая устройство оклеечной, свободномонтируемой, обмазочной, металлической и прочих видов изоляции и других мер, исключающих или препятствующих прямому контакту агрессивной среды с материалом конструкций.

К мерам первичной защиты относятся:

1) применение бетонов, стойких к воздействию агрессивной среды;

2) применение различных модифицирующих добавок, повышающих коррозионную стойкость бетонов и их защитную способность по отношению к стальной арматуре, стальным закладным деталям и соединительным элементам. Добавки могут быть пластифицирующие (увеличивающие), стабилизирующие (предупреждающие расслоение), водоудерживающие, а также регулирующие схватывание бетонных смесей, их плотность, пористость и т. д.;

3) снижение проницаемости бетонов;

4) соблюдение дополнительных расчетных и конструктивных требований при проектировании бетонных и железобетонных конструкций.

К мерам вторичной защиты относится нанесение на поверхности бетонных и железобетонных конструкций защитных материалов:

биоцидные материалы — уничтожают и подавляют грибковые образования на бетонных конструкциях (принцип действия заключается в проникновении химически активных элементов в структуру бетона и заполнении ими микротрещин и пор);

оклеечные покрытия — применяются при воздействии жидких сред (например, если бетонная свая подтапливается подземными водами), в грунтах, а также в качестве непроницаемого подслоя в облицовочных покрытиях (это могут быть рулоны нефтебитума, полиэтиленовая плёнка, полиизобутиленовые пластины и т. п.);

уплотняющие пропитки — придают бетону высокие гидрофобные свойства, резко повышают водонепроницаемость и снижают водопоглощение материала (применяются в условиях повышенной влажности и в случае необходимости обеспечения специальных санитарно-гигиенических требований);

лакокрасочные и акриловые покрытия — образуют атмосферостойкую, прочную и долговечную защиту, в том числе предотвращающую появление на поверхности грибков и микроорганизмов.

Вторичная защита применяется в случаях, если защита от коррозии не может быть обеспечена мерами первичной защиты и, как правило, требует периодического её возобновления. Антикоррозийные покрытия можно применять везде, где существует подобная необходимость для бетона. При выборе защитных средств следует учитывать особенности воздействия среды, возможные физические и химические воздействия.

Современный рынок гидроизоляционных материалов предлагает широкий спектр составов для защиты бетона, при этом каждый цементный материал выполняет определенную функцию:

Обмазочная гидроизоляция применяется для гидроизоляции бетонных, железо-, пено-, газобетонных, а также кирпичных конструкций. Толщина гидроизоляции 2–6 мм. Гидроизоляционные составы производятся в двух вариантах: жесткая цементная гидроизоляция (сухая смесь) и гибкая полимерцементная гидроизоляция (двухкомпонентный состав: сухая смесь и водная дисперсия полимера). Полимерцементная гидроизоляция применяется для гидроизоляции сооружений с повышенным трещинообразованием, подвергающихся температурным и механическим деформациям, осадке и вибрациям.

Штукатурная гидроизоляция — сухие смеси для гидроизоляции бетонных, железобетонных и кирпичных конструкций, применяются при необходимости дополнительного выравнивания поверхностей. Толщина гидроизоляции 5–50 мм.

Шовная гидроизоляция — сухие смеси для гидроизоляции стыков, швов, сопряжений, примыканий, вводов коммуникаций в статически нагруженных сборных и монолитных бетонных конструкциях.

Ремонтные смеси — цементные составы с использованием армирующего волокна, которые применяется для локального восстановления поверхностей (сколов, выбоин, трещин, эрозии) бетонных, железо-, пено-, газобетонных, кирпичных и каменных конструкций.

Водяная пробка — быстросхватывающиеся цементные составы, используемые для оперативной ликвидации напорных течей через трещины, стыки и отверстия в бетонных и железобетонных конструкциях, кирпичной и каменной кладке.

Проникающая гидроизоляция — сухие смеси для гидроизоляции бетонных и железобетонных конструкций. Такой вид цементной гидроизоляции не предназначен для гидроизоляции пенобетонных и газобетонных конструкций (из-за большого размера пор), кирпичных стен (вследствие отсутствия в кирпиче необходимых для реакции веществ). Основное отличие проникающей гидроизоляции от всех других цементных гидроизоляций: формирование водонепроницаемого покрытия не на поверхности бетона, а в его значительной толщи (до 400 мм для определенных проникающих материалов). Может использоваться на влажных поверхностях, с внутренней и внешней стороны, при положительном и отрицательном давлении воды. Действие проникающей гидроизоляции продолжается и усиливается после нанесения состава на поверхность (см. рис. 1).

Рис. 1. Проникающая гидроизоляция

Добавки в бетон — сухие смеси, используемые в качестве добавки в бетон на стадии приготовления, для повышения водонепроницаемости, морозостойкости и коррозионной стойкости бетонов и растворов. Применение гидроизоляционных добавок позволяет снизить водоцементное отношение и, как следствие, уменьшить объем пор в бетоне, повышая, таким образом, плотность, прочность, водонепроницаемость, а также долговечность бетона [2].

Окончательное решение о виде защиты и материалах для защиты от коррозии бетонных и железобетонных конструкций следует принимать на основе сравнения технико-экономических показателей различных вариантов технических решений. При технико-экономических расчетах защитных мероприятий должны быть учтены капиталовложения, средняя годовая стоимость защиты от коррозии бетонных и железобетонных конструкций и стоимость ее периодического восстановления, а также значение вынужденных потерь, вызываемых необходимостью перерыва производственного процесса на время восстановления защиты от коррозии.

Процесс коррозии — очень сложный и опасный для бетонных или железобетонных построек процесс. Поэтому к нему стоит отнестись с большим вниманием. Если пренебрегать коррозией бетона и не пытаться ее предотвратить, то любая постройка через некоторый период времени может полностью разрушиться. К счастью, на сегодняшний день существует большое количество систем защитных материалов, препятствующих этому процессу и предлагающих ряд вариантов эффективного решения задач, стоящих перед строителями и эксплуатирующими здания и сооружения организациями.

1. СП 28.13330.2012 Защита строительных конструкций от коррозии.
2. ГОСТ 24211–2003 Добавки для бетонов и строительных растворов.

Источник

Защита бетонных конструкций от влаги и коррозии

Бетонный камень, несмотря на свою высокую прочность, тем не менее, очень «капризен» к вредным факторам окружающей среды: перепадам температуры, воздействию влаги, циклам «замораживания-размораживания». Кроме того бетонные сооружения расположенные в промышленной зоне воспринимают на себя агрессивный газ и агрессивные химические вещества.

Не приносят «здоровья» бетону биологические факторы: плесневые грибки, лишайники, мох и различные растения, проросшие в трещинах и расслоениях бетонных сооружений. Чтобы оградить бетон от вредного влияния окружающей среды применяется комплексная защита бетонных конструкций от коррозии, регламентируемая требованиями нормативного документа ГОСТ 31384-2017.

Основные методы защиты бетонных и железобетонных конструкций

Стоит заметить, что при любых строительных или ремонтных работах следует руководствоваться действующими нормативными документами, а не советами «бывалых» строителей. В плане защиты бетонных конструкций от коррозии основным документом является ГОСТ 31384-2017, который регламентирует три вида защиты:

В частном домостроительстве обычно применяют два вида защиты – первичную и вторичную.

В общестроительной практике, суть первичной защиты заключается в максимальном уплотнении бетона с помощью специальных добавок и вибрации залитой конструкции несколькими способами. Результатом данных мероприятий является уменьшение пористости готового сооружения и соответственно значительное уменьшение водопоглащение и водонепроницаемость.

Защита бетона от влаги

Чтобы защитить бетонные и кирпичные строения от действия влаги, нужно использовать различные гидроизоляционные средства. Особую эффективность имеют те, которые глубоко проникают в структуру материала и закупоривают его трещины и поры. О таких технологиях мы и поговорим.

Защита конструкций из бетона влагоизоляционными средствами – это очень важный этап в строительстве любого сооружения, и особую актуальность он получил именно в нашей стране, особенно в северных районах. В последнее время данное направление начало продвигаться вперёд очень быстро.

Профессионалы изучили современные способы проведения такой защиты, и в данный момент у них фактически нет не решаемых вопросов. Современные влагоизоляционные средства гарантируют успешную защиту возведённых бетонных систем и кирпичных строений от влажности и микроорганизмов, разрушающих их структуру.

Методы охраны бетонных объектов делятся на следующие разновидности:

• охрана объектов из бетона средствами, не пропускающими влагу, на основе цемента;
• охрана объектов из бетона от силового воздействия водяных масс;
• охрана бетонных сооружений от внешних климатических условий;
• реставрация бетонных сооружений до первоначального состояния;
• охрана наружной части от воздействия микроорганизмов.

Перечисленные выше методы чрезвычайно сложны. Особо стоит обратить внимание на то, что они не дадут достаточного результата каждый по отдельности.

Способы защиты бетонных конструкций

Из числа прогрессивных технологий, исключающих вторжение влаги через бетонированные части объекта, следует отметить:

• способ защиты от внедрения влаги через мельчайшие каналы;
• способ предохранения от энергичного внедрения воды в местах соединения, образованных трещинах и при неплотном бетонном покрытии;
• способ введения в конструкцию гидроактивных полиуретанов для заполнения пустых мест, появившихся расколов.

В первых двух вариантах используются изоляционные средства на базе цементного раствора. Чтобы предотвратить проникание воды через мельчайшие каналы в бетонной конструкции, самым лучшим способом будет использование изоляционных средств на основе цемента, в которые добавляют минеральные химические вещества. При взаимодействии воды и ионов кальция получаются кристаллические вещества, они закупоривают каналы очень глубоко, и влага задерживается.

Там, где влага интенсивно проникает внутрь конструкции, применяют изоляционные средства, которые очень быстро действуют. Приготавливать их надо маленькими дозами, они затвердеют в течение минуты, но не более. Для данного метода нужны хорошие знания и навыки, и поэтому этим делом должны заниматься только опытные специалисты.

Следующий способ защиты – это введение в железобетонные конструкции особых средств, наполняющих и закупоривающих все пустые места, появившиеся трещины и места соединения. Данная методика позволяет произвести изоляцию от воды конструкций, подвергающихся неизменным подвижкам либо пульсации, также она применяется в случае, если бетон заливался с нарушениями.

Ввод смеси нельзя проводить при отсутствии специальных инструментов и специалистов. Чтобы ввести смесь внутрь конструкции, пробивают буром шурфы на нужное расстояние, помещают вводные пакеры. По резиновым шлангам, выдерживающим высокую нагрузку, насосом вводится особая смесь. Она сделана на основе гидроактивных полиуретанов и, взаимодействуя с водной массой, образует пену, увеличивается в размере не менее чем в 6 раз, наполняя пустые места, расколы. Пенная эмульсия неимоверно гибкая, не разрушится от пульсации, ей не страшны значительные смещения конструкции.

Специфика данной методики в том, что невозможно предугадать объём расходуемых средств. Ввод смесей в каналы используется, как правило, совместно со способом изоляции цементными растворами, чтобы вводимые смеси распространялись внутри бетонной конструкции, а не выплёскивались обратно на поверхность.

Еще один способ защиты строительной конструкции – помещение на поверхность специального защитного слоя, который не разрушается долгий период времени, не имеющего слабых конструктивных соединений, имеющего высочайшую гибкость и способность быстро ремонтироваться. В последние годы широкую популярность стала приобретать защита бетонных конструкций от влаги мастикой. Её помещают на поверхность и разглаживают обыкновенными кистями, а сверху укрепляют двумя слоями стеклянной сетки. Главное преимущество данного материала – его эластичность и создание бесшовной поверхности.

Самыми популярными являются:

• Твердый битум: БН-3, БН-4, БН-5;
• Разжиженный битум: БН-3, БП-5, DH-1V;
• Мастика Грида МГХ-Г:
• Пенетрон;
• Гидроизоляционная битумно-каучуковая мастика;
• Мастичная битумно-полимерная гидроизоляция.

Наиболее эффективны смеси, обладающие гидрофобными свойствами. После обработки с течением времени смесь проходит на десять сантиметров в глубину, наполняя каналы, и становится плотней водяных частиц, при этом доступ кислорода остается. Чтобы сохранить конструкцию из бетона от воздействия влаги, в обязательном порядке методы защиты рекомендуется применять в совокупности.

Средства для защиты бетона от коррозии

Бетон, обладающий минимальным водопоглощением и минимальной водопроницаемостью, соответственно минимально страдает от перепадов температуры и сезонных циклов «замораживания и оттаивания». Добавки для уплотнения бетона: Sika Paver HC-1, Комплекс К-7, Хидетал – С-3 и другие.

Технический смысл вторичной защиты бетонных и железобетонных конструкций от коррозии заключается в нанесение на поверхность застывшего бетона всевозможных покрытий являющихся надежным барьером для воды, агрессивных жидкостей и газов, биологических факторов. Основные виды защиты бетонных конструкций от коррозии ГОСТ 31384-2017:

• Лакокрасочное и толстослойное мастичное покрытие: Эмаль по бетону АК-11, Темафлор 3000, Бетолакс Аква и др.
• Оклеивание поверхности гидроизоляционными материалами: Биполь, Аквазоль, Техноэласт и др.
• Обмазка штукатурными растворами.
• Отделка керамической плиткой, керамическим гранитом, искусственным и натуральным камнем, клинкерным кирпичом и т.п.
• Установка вентилируемых фасадов.
• Обработка уплотняющими пропитками глубокого проникновения: ULTRALIT HARD ECO, PoliFlo SEALER, Биозащитное средство Triora и др.
• Обработка гидрофобизирующими составами: ПЕНТА®-811, Софэксил 60-70У, ГКЖ 136-41.

Вторичная антикоррозийная защита бетонных конструкций характеризуются значительными дополнительными финансовыми затратами и необходимостью регулярного возобновления. Поэтому применяется в случаях неэффективности первичной защите.

Специальная защита бетона подразумевает эффективный комплекс работ связанных со снижением концентрации агрессивных газов и жидкостей, понижением уровня грунтовых вод, электрохимической и протекторной защитой, а также выносом вредных производственных мощностей в изолированные цеха.

Заключение

Увеличение срока службы строительных конструкций и оборудования достигается путем правильного выбора материала с учетом его стойкости к агрессивным средам, действующим в производственных условиях. Кроме того, необходимо принимать меры профилактического характера.

К таким мерам относятся герметизация производственной аппаратуры и трубопроводов, хорошая вентиляция помещения, улавливание газообразных и пылевидных продуктов, выделяющихся в процессе производства; правильная эксплуатация различных сливных устройств, исключающая возможность проникновения в почву агрессивных веществ; применение гидроизолирующих устройств и др.

Источник