Korrosion von beton: typen, mechanismen, schutzmethoden
Was ist das - Korrosion von Beton und Stahlbeton? Warum treten in Stahlbetonkonstruktionen Korrosionsprozesse auf? Wie kann man ihre Entwicklung verhindern? In dem Artikel werden wir versuchen, diese Fragen zu beantworten.
Was ist das
Korrosion von Beton - der Prozess des Festigkeitsverlustes oder der Zerstörung von Beton- und Stahlbetonkonstruktionen im Zusammenhang mit aggressiver Umwelteinwirkung. Es scheint, dass der Leser nicht erklären muss, wie die Korrosion von Metallstrukturen verläuft. Im Allgemeinen passiert dasselbe mit Beton: Im Laufe der Zeit wird es teilweise in andere Materialien mit völlig anderen mechanischen Eigenschaften umgewandelt.
Lassen Sie uns klarstellen: Stahlbetonkonstruktionen leiden natürlich auch unter normalem Rost. In den meisten Fällen hat die Verstärkung keine hohe Korrosionsbeständigkeit.
Typen und Mechanismen
Помните пословицу «где тонко, там и рвется»? Она в полной мере относится к деградации любых конструкционных материалов.
Stahlbeton ist ein Verbund von verschiedenen Arten von Rohstoffen, die sich in der mechanischen Festigkeit und der Beständigkeit gegen verschiedene Arten von äußeren Einflüssen unterscheiden.
| Material | Eigenschaften |
| Sand | Quarzkristalle sind außergewöhnlich chemisch stabil und bauen sich im Laufe der Zeit nicht ab. |
| Schutt | Als Belag wird meist Kiesel verwendet, dessen chemische und mechanische Eigenschaften sich kaum von Quarzsand unterscheiden. Konzentrierte Alkalien und Säuren können die Festigkeit beeinträchtigen. |
| Armatur | Der Kontakt von Stahl in Wasser und Luft (und Beton ist, wie wir uns erinnern, ist dampfdurchlässig) ergibt immer ein sehr vorhersehbares Ergebnis. Selbst unter einer Schutzschicht aus Beton rosten die Armierungen allmählich. Die Freigabe der Verstärkung an der Oberfläche aufgrund der Zerstörung der Struktur beschleunigt den Prozess um ein Vielfaches. |
| Zementstein | Bindemittel - Zement - wird nach dem Abbinden zu einem relativ starken, jedoch nicht durch chemische Inertheit charakterisierten Zementstein. Eine seiner Hauptkomponenten - Kalkhydrat Ca (OH) 2 - wird leicht von Wasser gelöst und reagiert mit anderen Chemikalien. Mit der Zerstörung des Zementsteins beginnt normalerweise der Korrosionsprozess. |
Analysieren wir die Hauptarten der Korrosion und die Mechanismen ihres Auftretens.
Erosion
Trotz seiner hohen Dichte ist Beton ein poröses Material. Der Grund ist, dass das Abbinden des Zements und das anschließende Trocknen des Mörtels von einer erheblichen Verringerung seines Volumens begleitet werden.
Bitte beachten Sie: poröses Gas und Schaumbeton ist ein separates Gespräch. In diesem Fall werden die Poren gezielt erzeugt - durch Einbringen von Schaum oder gasbildenden Komponenten (in der Regel Aluminiumpulver) in die Lösung. Ziel ist es, dem Beton maximale Dämmeigenschaften zu verleihen.
Befeuchten des Betons mit anschließender ungleichmäßiger Verdampfung des Wassers führt zu einer allmählichen Bewegung des Wassers durch die Poren. Bei der Bewegung wird der gelöschte Kalk Ca (OH) 2 allmählich herausgelaugt; Nun, da das Bindemittel in der Dicke des Betons kleiner wird, nimmt seine Festigkeit ab.
Am deutlichsten wird der Auslaugungsprozess durch Ausblühungen - weiße Flecken und Wucherungen auf der Oberfläche des Betons, wo er oft nass wird. Ihre Anwesenheit deutet darauf hin, dass das Design schnell an Kraft verliert.
Säureabbau
Unter dem Einfluss von Säuren und ihren wässrigen Lösungen in Beton können viele zerstörerische Prozesse auftreten.
Lassen Sie uns die einfachsten analysieren.
- Löschkalk bildet bei Einwirkung von Säuren mit atmosphärischem Kohlendioxid unlösliches Salz und Wasser.. Die Formel, die die Reaktion beschreibt, lautet Ca (OH) 2 + CO2 = CaCO3 + H2O.
Es scheint - warum trauern, wenn die lösliche Calciumverbindung durch eine stabilere ersetzt wird? Schließlich sollte der Auslaugungsprozess in diesem Fall vollständig aufhören. Nicht hier war es: CaCO3-Kristalle füllen nicht nur die Poren - sie wollen sich ausdehnen, sie knacken; Infolgedessen beginnt der Beton zu reißen.
- Bei einem Überschuss an Wasser (vereinfacht ausgedrückt in nassem Beton) liegt die weitere Umwandlung von Mineralien in der Form CaCO3 + CO2 + H2O = Ca (HCO3) 2 vor. Полученный бикарбонат кальция снова растворим для воды; более того - слишком растворим: он стремительно вымывается, оставляя после себя поры и… падение конструкционной прочности.
- In Gegenwart einer Salzsäurelösung wird gelöschter Kalk in Calciumchlorid umgewandelt: Ca (OH) 2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O. Und dieses Salz ist in Wasser extrem löslich; Das Ergebnis ist durchaus vorhersehbar - wiederum die Schwächung der Struktur.
Sulfatzerfall
Unter den Bedingungen der chemischen Industrie (insbesondere bei der Herstellung von Düngemitteln) ist die sogenannte Sulfatkorrosion von Beton ziemlich üblich.
Durch die Wechselwirkung mit gelöschten Kalksulfaten und Aluminaten, die im Zement vorhanden sind, wird insbesondere Ettringit-Hydrosulfoaluminat (3CaO • Al2O3 • 3CaSO4 • 32H2O) gebildet. Die Kristalle verursachen beim Wachstum erhebliche Spannungen, die die Festigkeitseigenschaften des Zementsteins deutlich übertreffen.
Verrostende Verstärkung
Здесь все просто и понятно: контакт низкоуглеродистых сталей с водой и воздухом приводит к образованию малопрочного Fe2O3 и более сложных окислов и солей. Армирование должно воспринимать нагрузки на растяжение; при падении прочности арматуры существенные нагрузки на изгиб приводят к появлению трещин и… ускоренному падению прочности уцелевшего армирования вследствие прямого контакта с водой и воздухом (см.также статью «Подпорные стены из бетона: технология возведения от профессионалов»).
Bioabbau
Die Folgen hoher Luftfeuchtigkeit bei Temperaturen über Null sind allgemein bekannt: Strukturen aus Ziegeln, Stein und Beton werden mit Moos und Schimmelpilzen besiedelt.
Infolgedessen erfolgt die Zerstörung auf zwei Arten:
- Der berüchtigte Kalk und seine Verbindungen dienen als Nahrung für den Pilz.
- Die Anhäufung von Stoffwechselprodukten in den Poren führt zu einer Erhöhung der inneren Spannungen.
Frostige Zerstörung
Stellen Sie sich vor, was passiert mit einer nassen Betonstelle, wenn die Temperatur unter null fällt.
- Das Wasser in seinen Poren beginnt zu kristallisieren.
- Eis, das ein größeres Volumen als Wasser hat, neigt dazu, die Poren auszudehnen. Mikrorisse erscheinen in der Struktur; Wenn sie sich ausdehnen, ist die Korrosion der Bewehrung mit der Zerstörung von Stahlbeton verbunden.
Wege zum Schutz
Also haben wir die Mechanismen der Zerstörung untersucht. Kann man Beton und Stahlbetonkonstruktionen vor Korrosion schützen? Können geeignete Maßnahmen zu Hause mit eigenen Händen ergriffen werden?
Strategie
Finden Sie zuerst heraus, welche Wege wir gehen müssen.
| Der Komplex von Maßnahmen | Erklärungen |
| Ventilschutz | Eine Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit des Bewehrungskorbs verhindert, dass er im Beton und beim Erreichen der Oberfläche rosten kann. |
| Chemische Zusätze verschließen | In der Regel reduzieren sie die Anzahl der Poren oder machen die Poren geschlossen. Infolgedessen nimmt die Permeabilität des Materials für Wasser und Luft ab, weniger häufig wird instabiler gelöschter Kalk durch chemisch beständigere Verbindungen ersetzt. |
| Die Poren füllen | Die fertige Betonstruktur kann durch Eindringen von Imprägnierungen modifiziert werden, die durch in sie gebohrte Löcher injiziert werden oder einfach auf der Oberfläche abgelagert werden. |
| Oberflächenschutz | Dazu gehören alle möglichen Abdichtungsmaßnahmen (Walzen und Beschichten). In diese Kategorie fällt das Lackieren mit Lacken. |
| Bioprotektion | Antiseptische Imprägnierungen heben den biologischen Abbau auf, töten die Form selbst und ihre Sporen ab und verhindern deren Wiederauftreten. |
Taktiken
Nun wollen wir die Liste der möglichen Maßnahmen etwas konkreter machen, nachdem wir einige davon beschrieben haben.
Industrielle Bedingungen
Der Schutz von Stahlbetonkonstruktionen vor Korrosion erfolgt unter Bedingungen von Industrieunternehmen, Mehrfamilienhäusern usw. - Einfach ausgedrückt: Wann ist es möglich, komplexe Technologien einzusetzen, für die eine spezielle Ausrüstung erforderlich ist?
Wir erwähnen einige häufig verwendete Lösungen.
- Zementieren. Через пробуренные в толще конструкции отверстия под давлением нагнетается цементное молочко, приготовленное в пропорции 1:10 (цемент-вода), с небольшой (не более 7% от массы цемента) добавкой хлористого кальция. Die Poren füllen способствует увеличению плотности бетона и уменьшению количества открытых пор в нем.
- Silizierung reduziert sich auf die aufeinanderfolgende Injektion von flüssigem Natriumglas und Calciumchlorid. Bei der Verarbeitung werden die Poren mit einer Mischung aus schwerlöslichem Calciumsilicat und unlöslicher Kieselsäure gefüllt.
- Bitumenisierung - das Befüllen der Poren mit Bitumen bei einer Temperatur von 200-220 ° C. Das Verfahren ist äußerst effektiv, kann jedoch nur mit einem minimalen Feuchtigkeitsgehalt der Struktur durchgeführt werden.
Nützlich: Das Hauptproblem beim Bohren von Löchern zum Einspritzen von Lösungen besteht nicht darin, die inneren Spannungen in der Dicke der Struktur zu erhöhen. Unter diesem Gesichtspunkt ist das Diamantbohren in Betonbohrungen optimal: Es erzeugt keine Stoßbelastungen und verursacht kein Abplatzen der Lochkanten.
Für das Öffnen und Demontieren von Bauelementen wird das Schneiden von Stahlbeton mit Diamantkreisen verwendet: Sie haben im Vergleich zu Schleifkreisen für Stein eine viel größere Ressource und vor allem ist der Stabstahl perfekt geschnitten.
Häusliche Bedingungen
Natürlich ist der Schutz von Beton vor Korrosion ohne die Verwendung von High-Tech-Geräten möglich.
- Schutzlack - die einfachste und naheliegendste Lösung. Insbesondere können wir die sogenannten wasserdispergierten Gummifarben empfehlen: Sie versiegeln die Oberfläche des Betons mit minimalem Aufwand zuverlässig. Der Preis für ein Kilogramm Gummifarbe liegt bei etwa 130 Rubel.
- Die Verarbeitung mit Flüssigglas kann den Beton auch vor Zerstörung schützen. Die Gebrauchsanweisung ist äußerst einfach: Natrium-Flüssigglas wird mit Wasser 1: 1 verdünnt und mit einem Pinsel oder einer Rolle in 2-3 Schichten ohne Zwischentrocknung auf die Betonoberfläche aufgetragen.
- Die effektivste Lösung sind eindringende Imprägnierungen (Penetron und seine Analoga). Sie werden auf nassem Beton aufgetragen und dringen bis zu einem Meter tief ein. Penetron bewirkt die Kristallisation von Calciumverbindungen, die die Poren vollständig ausfüllen.
- Bei der Betonherstellung können verschiedene Verstärkungszusätze eingebracht werden. Hier sind die Namen verschiedener inländischer Drogen: Milonafta, SDB (Sulfithefe), NGL-94 (Silikonflüssigkeit).
Fazit
Разумеется, в рамках небольшой статьи нами затронуто лишь несколько из длинного перечня возможных решений (читайте также статью «Бетонные безнапорные трубы: нормативные документы, применение, альтернативы»).
Das Video in diesem Artikel bietet dem Leser weitere Informationen darüber, wie sich Betonkorrosion manifestiert und wie sie besiegt werden kann. Erfolge!