Koroze betonu: jak chránit beton. Příčiny a druhy koroze

Koroze betonu je destrukce jeho struktury pod vlivem vnějších faktorů. Na zhoršení vlastností materiálu mají vliv agresivní chemikálie, mikroorganismy, plyny, voda, teplotní výkyvy. Betonové konstrukce jsou neustále v kontaktu s okolím – jsou vystaveny splaškovým a spodním vodám, dešti a sněhu, slunečnímu záření, zamrzají při nízkých teplotách a zahřívají se při vysokých teplotách. Z tohoto důvodu dochází v cementovém kameni k reakcím, které ničí strukturu kamene.

Kvůli korozi ztrácí konstrukce pevnost a výkon, což vede k velkým nákladům na materiál na opravy a někdy k nouzovým situacím. Pro zachování kvality železobetonových výrobků a konstrukcí je nutné je chránit, to znamená snížit vliv destruktivních faktorů. Jak to udělat nejúčinněji, vám prozradíme v našem článku.

Příčiny koroze betonu a železobetonu

Chemikálie. Reakce, které probíhají mezi složkami materiálu a agresivním chemickým prostředím, vedou k vyplavování sloučenin, které jsou zničeny. V důsledku toho vznikají trhliny, materiál se místy uvolňuje a v pórech se hromadí soli, které ničí strukturu materiálu.

Když se například do roztoku přidá sádra, reagují s ní složky cementu a vzniká hydrosulfoaluminát vápenatý, minerál, který vede ke vzniku mikrotrhlin. Aby se zabránilo této reakci, přidávají se do cementu během přípravy pucolánové přísady s oxidem křemičitým v aktivní formě.

Fyzikálně-chemické. Pokud jsou betonové konstrukce ve vodě, vyplavuje se hydroxid vápenatý, který je součástí materiálu. To se děje různými rychlostmi – masivní struktury jsou schopny déle odolávat destrukci.

Při teplotách pod nulou kapalina, která je v tělese betonu, zamrzne a vyvíjí tlak na stěny pórů. Po rozmrazení se v betonu objevují trhliny, odlupuje se výztuž a na povrchu se objevují třísky. Abyste tomu zabránili, musíte zvolit správnou značku mrazuvzdornosti.

Při vystavení ohni ztratí beton až 90 % své pevnosti, ale při teplotách pod 500 °C je během jednoho roku obnoven. Při zahřátí klesají elasticko-plastické vlastnosti betonu a zvyšuje se riziko plastické deformace při zatížení. Možnost dalšího využití železobetonových konstrukcí je stanovena po inženýrsko-technickém přezkoumání.

Biologický. Taková destrukce se vyvíjí ve vlhkém prostředí v důsledku pronikání mikroorganismů hluboko do materiálu a jejich rozvoje na povrchu. Plísně, bakterie, mechy a lišejníky nejen snižují užitné vlastnosti betonu, ale mohou způsobit zdravotní problémy.

Bakteriální koroze je nejnebezpečnější, protože bakterie se rychle množí a jsou schopny odolat podmínkám, kdy jiné živé bytosti umírají. Například thionové bakterie oxidují cementové minerály na kyselinu sírovou, která reaguje s hydroxidem vápenatým a vytváří dihydrát sádry, který způsobuje intenzivní destrukci cementového kamene.

Záření. Pokud jsou betonové konstrukce vystaveny ionizujícímu záření, voda v betonu se odpařuje a kámen se deformuje. Čím vyšší je záření, tím silnější je destrukce, ke které dochází v důsledku deformace krystalové mřížky minerálů, což vede ke vzniku trhlin.

3 druhy koroze betonu

Během provozu dochází v betonovém tělese a na povrchu k chemickým reakcím, při kterých se uvolňují látky, které na něj působí destruktivně. Liší se podle prostředí, ve kterém se betonová konstrukce používá a dělí se do 3 skupin – kyselá, síranová a alkalická koroze.

1 druh koroze betonu

Kyselá koroze vzniká v důsledku reakce betonových složek s kyselinami. Při spojení s oxidem uhličitým, který je ve vodě, vzniká ve vodě nerozpustný uhličitan vápenatý. Hromadí se v mikrotrhlinách, zvětšuje objem cementového kamene a vede k praskání. Při další interakci s vodou a oxidem uhličitým vzniká hydrogenuhličitan vápenatý, který se za vlhka snadno z materiálu vymyje. Čím více kyselin je v kapalině, tím intenzivnější je destrukce.

2 druh koroze betonu

K sulfátové korozi betonu dochází v důsledku chemické reakce se sírany, pokud jsou obsaženy ve vodě. Síranové ionty tvoří s vápenatými ionty dihydrát sádry, které jsou součástí mnoha betonů. Sádra reaguje s vysoce zásaditými hlinitany. Výsledkem reakce jsou hydrosulfoalumináty vápenaté, které zvětšují objem materiálu. Deformace se projevují ve formě praskání a delaminace betonu.

3 druh koroze betonu

Alkalická koroze je výsledkem interakce portlandského cementu s reaktivním křemičitým kamenivem, které se nachází ve štěrku a písku. Chlorid draselný a sodný mohou být přítomny ve slaných půdách, mořské vodě a činidlech používaných k boji proti ledu. Nadbytek alkálie způsobuje, že se v pórech, vnitřních vrstvách betonu a na povrchu objevují usazeniny hydrosilikátu vápníku. Pak se objevují praskliny, které se časem zvětšují a plochy povrchu se odlupují a bobtnají.

Způsoby ochrany betonu

Volba antikorozní ochrany betonu by měla záviset na chemické reakci, která vede k destrukci. Mezi způsoby ochrany se rozlišují metody primární, sekundární a speciální.

Primární ochrana spočívá ve výběru maltových složek a konstrukčních řešení betonových konstrukcí. Sada aktivit zahrnuje:

• úprava složení pro vytvoření materiálu s vysokou hustotou, pevností a odolností proti vodě;
• použití speciálních přísad, které mají adstringentní, vodu zadržující, plastifikační a stabilizační vlastnosti;
• výběr výztuže, která odpovídá podmínkám použití z hlediska korozních charakteristik, jakož i její ochrany při výrobě a montáži prefabrikovaných železobetonových konstrukcí.

Při výběru přísad je třeba vzít v úvahu podmínky použití betonových konstrukcí. Například při výrobě roztoku s plnidly ORS a portlandským cementem s obsahem alkálií vyšším než 0,6% se doporučuje použít alespoň 10% aktivních přísad – baňka, křemelina, tripoli. Přísady snižující propustnost betonu zabraňují biologické korozi betonu, která může začít v důsledku činnosti mikroorganismů.

Sekundární ochrana má zabránit kontaktu povrchů betonových konstrukcí s agresivními látkami. Zahrnuje:

• ošetření povrchů impregnačními nátěrovými a lakovacími kompozicemi, které zvyšují voděodolnost povrchu, nátěry hydroizolačních materiálů na bázi různých pryskyřic;
• vytváření izolace z deskových a fóliových materiálů;
• obklady kusovými nebo blokovými výrobky z keramiky, struskového skla, skla, lití kamene, přírodního kamene;
• použití biocidních přísad k ochraně proti mikroorganismům na bázi sloučenin uhlíku, fenolů, solí a oxidů mědi, chrómu a arsenu.

Speciální ochrana zahrnuje soubor metod, které snižují kondenzaci vlhkosti a koncentraci agresivních látek. Metody jsou zaměřeny na organizaci odpadních vod a odvodnění, odstranění průmyslových odvětví s emisemi agresivních látek do izolovaných místností.

V souladu s GOST 31384-2017 je nutné po porovnání různých možností vybrat nejvhodnější metody ochrany proti korozi, s přihlédnutím k předpokládané životnosti a nákladům na materiál na aktualizaci ochrany a opravy konstrukcí.

Ochrana výztuže proti korozi v betonu

Vlivem korozní destrukce kovu se na výztuži tvoří korozní produkty, které jsou objemově větší než samotná výztuž. Beton kvůli tomu praská a hroutí se. K ochraně betonu před destrukcí se do něj přidávají plastifikační přísady, které snižují pórovitost materiálu, a inhibitory koroze, které zpomalují jeho korozi. Aby se zabránilo tvorbě rzi na výztuži a zvýšila se životnost železobetonových konstrukcí, je nutné rychle identifikovat nové trhliny, sledovat vývoj stávajících a přijmout opatření na ochranu betonu před zničením na ulici.