Особенности коррозии каменных и бетонных конструкций

Различные структурные нарушения, происходящие в строительных материалах (эрозия, суффозия, биоповреждения), можно отнести к понятию «коррозия», хотя механизмы данных процессов различны. Это особенно характерно для каменных материалов.

По механизму протекания различают следующие виды коррозии материала каменных конструкций:

  • 1) физическую;
  • 2) химическую;
  • 3) биологическую.

Интенсивность распространения коррозии конструкций из искусственных каменных материалов зависит от структуры материала, степени и видов его увлажнения, а также от химического состава воздействующей водной среды.

Скорость и характер разрушений каменных конструкций, как уже отмечалось, зависят от структуры пор материала: кирпич сухого прессования, имея сеть капилляров и пор, сообщающихся между собой и открытых на поверхности, быстро насыщается влагой, ускоряющей его физическую коррозию. Кирпич пластического прессования имеет закрытые поры, которые медленнее насыщаются влагой. Значительно большие напряжения возникают в мелкопористых материалах, контактирующих с крупнопористыми при замерзании в них влаги.

В швах каменной кладки использован раствор более плотного состава, чем материал кладки, раствор в швах которой быстро разрушается и выветривается. Одновременно разрушается и кирпич по кромкам в месте примыкания к раствору, так как на нем скапливается влага, не успевающая мигрировать в раствор.

Причиной разрушения каменных конструкций является также наложение на наружные стены фасадов плотных штукатурок. Кирпичные стены, например, при нормальном режиме эксплуатации содержат 0,055—0,53 % влаги (по массе). Наличие плотной штукатурки приводит к скоплению влаги между штукатурным слоем и наружной гранью кирпичной кладки. Плотная цементная штукатурка создает значительные напряжения из-за разности линейных температурных расширений: линейные расширения кирпичной кладки примерно в два раза меньше, чем в цементном растворе.

Одной из причин возникновения физической коррозии каменных, бетонных и железобетонных конструкций является также растворение влагой и унос ею с собой некоторых веществ из тела конструкций. К этому виду относится коррозия выщелачивания. Фильтрующиеся через конструкцию воды могут растворять и уносить с собой находящийся в ее материале гидроксид кальция, снижая при этом прочность материала.

Следует отметить, что если наружные стены покрыты плотной штукатуркой из цементного раствора, то их воздухопроницаемость снижается в 20 раз. Коэффициент линейной усадки (набухания) материала штукатурки в 35 раз больше, чем кирпича. Кроме того, в этом случае создаются условия для интенсивного накопления влаги на границе «кирпичная кладка—цементная штукатурка».

Лучшими эксплуатационными параметрами обладают известково-песчаные растворы, у которых коэффициент воздухопроницаемости близок к коэффициенту воздухопроницаемости каменных кладок, а в некоторых случаях даже превышает его. Известковый раствор устойчив при знакопеременных температурах, так как коэффициенты его линейного расширения и кирпичной кладки почти совпадают.

Химическая коррозия. Накопление малорастворимых веществ у наружной поверхности кладки происходит в результате растворения и уменьшения их во внутренних слоях.

На поверхности конструктивного элемента появляются белые высолы, которые свидетельствуют о том, что в материале протекают процессы растворения и выноса извести наружу в сторону более низких температур.

Опасны для каменных и бетонных конструкций воды, содержащие химически активные вещества. Наиболее распространенной коррозией бетонных и железобетонных конструкций является кислотная коррозия. На бетон разрушительно действует угольная кислота.

Биологическая коррозия материала каменных конструкций. Каменные материалы сильно разрушаются под воздействием продуктов окисления микроорганизмов: грибы, водоросли, лишайники воздействуют продуктами метаболизма и ростом биомассы микроорганизмов, внедряются в поры и трещины. Трещины, образовавшиеся в результате выветривания, становятся очагом задержания пыли, заносимой ветром и птицами, служат дополнительным питанием микроорганизмам. Чем крупнее поры, тем больше они удерживают в себе влаги и органической пыли, создавая тем самым условия роста микроорганизмов для процесса биоповреждения каменного материала.

Бетонные конструкции активно взаимодействуют с органическими кислотами.

При большом содержании сульфатных ионов (S04 — 250— 1000 мг/л) коррозия переходит в сульфатно-гипсовую. Сульфоалюми- натная коррозия протекает при наличии в воде сульфатов кальция, натрия, магния. Полученное в результате реакции вещество увеличивает объем твердой фазы в 2,5 раза, что вызывает разрушение материала.

На бетон агрессивно действуют растворы хлорида кальция. Все хлориды, накапливающиеся в железобетонных конструкциях, ускоряют процесс коррозии арматуры и закладных деталей.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >