Міністерство транспорту та зв’язку України
Дніпропетровський національний університет
залізничного транспорту ім. ак. В.А. Лазаряна
Кафедра: «Хімії та інженерної екології»
Реферат
На тему:
«Корозія залізобетону»
Віконав : студент 655 гр
Иванов Д.А.
Перевiрів : Ковтун Ю.В.
Дніпропетровськ 2005
Бетоны на основе неорганических вяжущих веществ представляют собой искусственные строительные конгломераты, получаемые в результате твердения рациональной по составу, тщательно перемешанной и уплотненной бетонной смеси из вяжущего вещества, воды и заполнителей. Кроме основных компонентов в состав бетонной смеси могут вводиться дополнительные вещества специального назначения. Среди других ИСК бетоны относятся к самым массовым по применению в строительстве вследствие их высокой прочности, надежности и долговечности при работе в конструкциях зданий и сооружений. Кроме высокой прочности, у бетонов на основе неорганических вяжущих веществ имеется много и других достоинств: легкая формуемость бетонной смеси с получением практически любых наперед заданных форм и размеров изделий и конструкций, доступность высокой механизации технологических операций и т. п. Большая экономичность изделий из бетона состоит в том, что для их производства применяют свыше 80% объема местного сырья — песка, щебня, гравия, побочных продуктов промышленности в виде шлака, золы и др. По некоторым зарубежным данным, количество энергии, требующейся для производства бетонных материалов, является минимальным по сравнению с энергией (приведенной к единому эквиваленту), необходимой для изготовления стали, алюминия, стекла, кирпича, пластмасс. Для затворения порошкообразных вяжущих в тестообразное состояние и получения бетонной смеси используют обычную воду — питьевую из водопровода или речную, озерную и др. Расход воды также ниже, чем при производстве стали. После твердения тесто образует камень, например цементный камень (микроконгломерат), а уплотненная бетонная смесь — бетон (конгломерат). Часть объемов в бетоне, заполнителе и камне занимают поры и капилляры разного размера и в различном количестве.
Для бетонов применяются почти все разновидности неорганических вяжущих, соответственно чему бетоны разделяются на цементные, гипсовые, силикатные, шлаковые, специальные (на фосфатных, магнезиальных и других вяжущих). Для них применяются также все разновидности заполнителей, соответственно чему бетоны разделяют на плотные, пористые, специальные. При объединении вяжущих и заполнителей в принятых по составу количествах получают множество технических решений при производстве искусственных строительных конгломератов различного назначения. Если этих двух компонентов окажется недостаточно, тогда вводят дополнительные вещества (добавки). Еще более сильным фактором, которым пользуются при получении бетонов с заданными свойствами, является технология с ее многообразными операциями (переделами), режимами (тепловыми, механическими и пр.) и характеристиками оборудования.
К одному из показателей заданных свойств относится средняя плотность бетона. Величина средней плотности бетона зависит от разновидности заполнителя, а отчасти обусловлена пористостью цементного камня. Особо тяжелые со средней плотностью свыше 2500 получают при заполнителях в виде железной руды, барита, чугунного скрапа, обрезков стали или чугуна. Тяжелые— средней плотности 2200... 2500 получают применением в них в качестве заполнителя щебня из плотных горных пород гранитов, диабаза, песчаника и др.; облегченные — со средней плотностью 1800... 2200. В легких бетонах со средней плотностью 500 ...2000 кг/м3 используется легкий заполнитель, природный или лскусственный, в том числе пемза, туфы, керамзит, аглопорит, вакулит, а также в них нередко отсутствует песчаная фракция, вследствие чего возникают пустоты между щебнем, а сам бетон именуется крупнопористым легким бетоном. Особо легкие бетоны (теплоизоляционные) со средней плотностью менее 500 кг/м3 характеризуются тем, что функции своеобразного заполнителя в них переданы воздушным или газовым ячейкам.
При наибольшей крупности заполнителя до 10 мм — бетоны мелкозернистые, более 10 мм — крупнозернистые.
В зависимости от производственного назначения бетоны разделяют на конструкционные, предназначенные для изготовления бетонных и железобетонных внутренних и наружных конструкций промышленных и гражданских зданий и инженерных сооружений (колонны, балки, плиты); гидротехнические — для строительства плотин, шлюзов, облицовки каналов и других гидротехнических сооружений; дорожные — для строительства дорожных и аэродромных оснований и покрытий; специальные — для использования при устройстве жароупорных покрытий, кислотоупорных изделий. Каждой разновидности бетона присущи свои особенности: гидротехнический должен быть предельно плотным, водонепроницаемым, морозостойким, стойким против коррозии, тогда как бетон для жилищного строительства, тем более ограждающих конструкций (стен, перекрытий), должен быть малотеплопроводным, поддерживать и сохранять хорошую звукоизоляцию и пр., а бетоны дорожные должны быть не только морозостойкими, но и устойчивыми к динамическим воздействиям транспортных нагрузок, к истираемости и износу под колесами автомобиля в сложных климатических условиях.
КОРРОЗИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА. Определение коррозии железобетона
Коррозией называют процесс медленного разрушения железобетона под воздействием различных агрессивных сред, следствием чего является постепенное снижение несущей способности конструкций и ухудшение эксплуатационных качеств сооружений и зданий в целом. Причины разрушения бетона и железобетона зависят от условий службы конструкций (на воздухе, под водой, в земле или в зоне переменного уровня воды) и вида агрессивной среды.
Под коррозией бетона принято считать ухудшение эксплуатационных характеристик этого строительного материала в результате воздействия различных агрессивных веществ. Правда, в этой статье пойдёт речь не о привычной коррозии бетона, а о коррозии, которая присуща стальным элементам, которые используются современными производителями для армирования цементного камня.
Стремясь снизить затраты на затвердевание бетона, производители нередко добавляют в материал различные модификаторы и пластификаторы. Воздействие подобных добавок может существенно улучшить эксплуатационные качества цементного камня, но при этом никто не даст гарантии, что модификаторы и пластификаторы не станут причиной возникновения коррозии армирующих элементов.
За примером далеко ходить не надо. В середине 1990-х годов по северным городам Российской Федерации прокатилась волна обвалов различных построек из армированного бетона. Причём обвалились тогда не только производственные и общественные постройки, но и жилые здания, которые были построены буквально за несколько лет до самой катастрофы.
Оказалось, что производители армированного бетона для быстрого затвердевания материала добавляли в него разнообразные хлористые добавки. В итоге бетон быстро твердел и набирал прочность, а его армирующие элементы разъедались токсичным для металла хлором. Со временем строительная конструкция утрачивала свою надёжность и попросту разваливалась.
Хотя с тех пор минуло больше десяти лет, сегодня Россия переживает настоящий строительный бум, и изделия из армированного бетона пользуются колоссальным спросом. Конечно, современные проверяющие органы тщательно следят за тем, чтобы бетон изготавливался с соблюдением всех установленных технологий, но за всем, как известно, не уследишь.
Стоит ли ожидать обвала зданий из армированного бетона в ближайшее время, пока неясно. Однако многие учёные уже говорят о том, что использование низкокачественного бетона сегодня может стать серьёзной проблемой для будущих поколений. Неизвестно, прислушиваются ли к ним застройщики, но домов из армированного бетона с каждым днём становится всё больше и больше…
Возникновение и развитие коррозии зависят от состава и свойств агрессивной среды, скорости обмена среды у поверхности материала, температуры среды, плотности и состава материала, его напряженного состояния, структуры, толщины и плотности защитного слоя и условий взаимодействия материала со средой.
Воздействия агрессивных сред на бетон весьма разнообразны. Не менее разнообразны и коррозионные процессы, поражающие бетон. Существуют следующие виды коррозии бетона:
· аммонийная коррозия бетона (коррозия бетона в результате его взаимодействия с растворами солей аммония);
· кислотная коррозия бетона (коррозия бетона в результате его взаимодействия с кислотами);
· магнезиальная коррозия бетона (коррозия бетона в результате взаимодействия цементного камня с растворами магнезиальных солей);
· радиационная коррозия бетона (изменение свойств бетона вследствие действия на него потоков ионизирующих излучений);
· сульфатная коррозия бетона (в результате взаимодействия цементного камня с сульфатами);
· углекислая коррозия бетона (в результате взаимодействия бетона с агрессивной углекислотой, содержащейся в воде);
· щелочная коррозия бетона (коррозия в результате взаимодействия бетона с щелочами);
· карбонизация бетона (процесс взаимодействия цементного камня с углекислым газом, приводящий к снижению щелочности жидкой фазы бетона);
· электрокоррозия (коррозия бетона под действием электрического тока в результате электрохимических и электроосмотических процессов, возникающих под действием постоянного или переменного тока);
· электрохимическая коррозия железобетона (коррозия, происходящая вследствие того, что арматурная сталь при погружении в раствор электролита начинает корродировать).