Защита стальной арматуры в бетоне - Пенетрон

Информация может быть не достоверна

Долговечность бетонных структур в значительной степени зависит от поддержания целостности в них стали. Бетонная промышленность упорно утверждает, что хорошо произведенный бетон в соответствии со стандартами гарантирует долговечность бетона. Разработчики не заинтересованы в долгосрочной службе бетонных структур, пока они возводятся в нужное время и по бюджету. Временной период, во время которого бетон ухудшается, долог, и даже если при строительстве используется бетон низкого качества, десятилетие или больше может пройти до того момента, как проявят себя серьезные структурные
проблемы. Сейчас минимально приемлемый срок службы бетонной структуры в большинстве развитых стран равен 50 годам, а значит должна быть обеспечена соответствующая защита бетона, чтобы гарантировать долговечность сооружения.

Сталь не будет подвержена коррозии, если электролит при контакте с ее поверхностью имеет достаточно высокий рН, чтобы пассивировать поверхность стали. Когда щелочные свойства на поверхности стали опускаются ниже рН8, она становится де-пассивированной, может начаться коррозия. Раствор портландцемента обычно имеет рН, колеблющийся от 12.2 до 12.5, и при изолировании их от воздействия внешней среды, это состояние может сохраняться длительное время, поддерживая стальную поверхность в пассивном состоянии. Три главных угрозы, вызывающие коррозию арматуры - хлориды, карбонаты и трещины.

Хлориды

Хлориды - главный фактор, ускоряющий коррозию в бетоне, поскольку их присутствие и концентрация поднимают уровень рН до того, на котором возникает коррозия. Таким образом, высокие концентрации хлоридов в контакте со сталью арматуры могут вызвать коррозию, даже когда щелочная среда бетона остается высокой. Установлено, что критический порог хлорида для необработанной стали равен 0.65 кг/м3 бетона. Хлориды могут входить в бетонную массу как добавка для ускорения лечения (практика, которая
теперь не находит поддержки), или проникать в бетонную массу с течением времени.

Независимое испытание установило, что содержание хлоридов в Пенетроне крайне низкое и относительно равно таковому бетона. Эти результаты испытаний указывают, что положительные эффекты от Пенетрона не связаны с хлоридами. Также доказано, что обработанный Пенетроном бетон приобретает устойчивость к кислотным и щелочным условиям, располагающимся между показателями рН от 3 до 11. Растворы, содержащие хлориды, не имеют какого-либо существенного воздействия на бетон, обработанный
Пенетроном.

Карбонаты

В действительности, окружающая среда медленно проникает внутрь бетонной поверхности. Этот процесс карбонизации значительно уменьшает рН раствора на области воздействия. В тех местах, где карбонизация проникает достаточно далеко внутрь бетонной поверхности и достигает арматуры, возникнет коррозия арматуры. Скорость, с которой карбонизация проходит в бетоне зависит от ряда факторов. Это:

- Условия эксплуатации
- Качество бетона /прочность
- Уплотнение и обработка
- Соотношение вода / цемент в бетонной смеси

Соотношение вода / цемент особенно важно. Увеличение этого соотношения от 0.45 до 0.60 увеличит скорость карбонизации вдвое из-за увеличенной пористости. В бетоне хорошего качества, скорость карбонизации может быть незначительной, в то время как для бетона низкого качества этот показатель может составить 1 мм в год.

Пенетрон уменьшает пористость бетона и сужает капиллярные тракты, таким образом снижая уровень карбонизации. Кроме того, Пенетрон защищает от карбонизации, увеличивая прочность бетона на сжатие приблизительно на 6 %.

Трещины

Растрескивание бетона - неизбежный результат процесса эксплуатации, оно не обязательно является критическим для дальнейшей эксплуатации и долговечности бетона. Величина трещины - важный фактор для возникновения коррозии. Микротрещины, или незначительные мелкие трещины не рассматриваются как повреждающие бетон, поскольку они зачастую исчезают через какое-то время (засоряются). Трещины, которые были идентифицированы как представляющие максимальную опасность коррозии для арматуры - параллельные боковые трещины, особенно идущие вдоль арматуры. Хотя присутствие трещин было идентифицировано как потенциальная опасность для долговечности бетона, не существовало общего согласия среди строителей и лиц, вовлеченных в кодификацию строительства, в определении пределов ширины трещин.

Некоторые ранние стандарты говорят о максимальной ширине около 0.2 - 0.3 мм для
бетона, подверженного воздействию морских солей. В условиях, где растрескивание бетона более допустимых пределов происходит вследствие чрезмерной усадки, существует существенная угроза долговечности бетона. В этом случае, должен быть осуществлен ремонт трещин после полной обработки бетона. Пенетрон герметизирует усадочные трещины до 0.4 мм. Более крупные трещины должны быть обработаны с помощью Пенекрита. Кроме того, Пенетрон является самовылечивающимся составом, то есть новые мелкие трещины будут отремонтированы через какое-то время благодаря росту кристаллов.

Идеальная защита

В настоящее время существует ряд способов защитить арматуру в бетоне:

Способ первый Обработка бетонной поверхности, чтобы придать ей непроницаемость по отношению к корродирующим агентам. Проблемы, связанные с мембранной защитой бетона не так просты, как это кажется на первый взгляд. Из-за динамической природы бетонной поверхности, используемые изделия должны не только обеспечивать непроницаемый барьер для корродирующих агентов типа хлоридов, но также И позволять бетону дышать. В этом случае используют Пенетрон.

Способ второй Обработка арматуры защитным покрытием: гальванизация, покрытие эпоксидным порошком, промышленные красочные покрытия, цинковые силикатные красочные покрытия. Горячая гальванизация арматуры к настоящему моменту доказала, что может быть использована как эффективный метод повышения долговечности бетона. Однако, дополнительные затраты при гальванизации арматуры по стоимости подобны применению системы кристаллического роста для бетонной поверхности.

Способ третий Использование альтернативных укрепляющих материалов: нержавеющая сталь, полимеры, сложные материалы

Способ четвертый Катодные системы защиты пока сложны, и долгосрочное использование неметаллических укрепляющих изделий, относительно других факторов долговечности исключающих коррозию, не было должным образом определено для их безопасного использования, мы в подавляющем большинстве случаев обращаемся к обработке бетонной поверхности или поверхности арматуры.

Если принять во внимание защиту от корродирующих агентов, эффективную глубокую гидроизоляцию, защиту от химического воздействия (рН 3-11) и тот факт, что Пенетрон становится неотъемлемой частью бетона, которая защищает его на протяжении всего срока жизни конструкции, любой придет к выводу, что лучшим выбором является Пенетрон. Кроме того, что Пенетрон во многом изолирует арматуру от воздействия
внешней среды, он создает щелочную среду с рН около 11 и, таким образом, предотвращает коррозию стали.

ПОМОЖЕТ ЛИ ПРИМЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ ПЕНЕТРОН ЗАЩИТИТЬ СТАЛЬНУЮ АРМАТУРУ ОТ КОРРОЗИИ?

Антиобледеняющие (удаляющие лёд) соли, содержащиеся в растворе, позволяют хлоридам двигаться сквозь бетонные конструкции, что вызывает быстрое ржавление стальной арматуры. Аналогичная ситуация существует в морской среде с морской водой и переносимыми в воздухе хлоридами для подвергающихся этому воздействию областей железобетона.

Предотвращение проникновения

Нанесение кристаллической гидроизоляции Пенетрон на бетон предотвращает проникновение воды, соляных растворов и многих агрессивных химических элементов. Как профилактическая мера, Пенетрон также обеспечивает лечебную обработку, нейтрализуя деятельность хлорида и останавливая дальнейшую коррозию уже атакованной стали. Это позволяет бетону выдыхать существующие влажные пары, в то
время как дальнейшее проникновение исключается.

Постоянная защита

Пенетрон формирует кристаллы в порах и капиллярных трактах бетона, предотвращая проникновение воды. Эта кристаллическая гидроизоляция действует постоянно на протяжении жизни структуры. Она устойчива к сильному гидростатическому давлению и циклам замерзания/таяния бетона. Поверхность
структуры защищена против растрескивания и цветения.

Воздействие соли

Использование соли на бетоне, как известно, формирует растворы, способные проникать в структуру и вызывать ржавление стальной арматуры. Это может происходить на участке непосредственного контакта с солью, например на поверхности моста, или косвенного контакта, например, попадание при движении на смежные бетонные структуры. Хлорид натрия (обычная соль) в сухом виде стабилен и бездействует. Присутствие воды, которая образует раствор, приводит к электролитической коррозии стали. Значительное окисление стальной арматуры приводит к ослаблению бетонной структуры и к появлению видимых трещин, выходящих на внешнюю поверхность.

Ионная решетка

Ионы - электрически заряженные атомы. Кристалл хлорида натрия состоит из равных положительных ионов натрия и отрицательных ионов хлорида. Эти ионы сохраняются в устойчивой ионной решетке, пока соль находится в нормальном сухом состоянии. Для того чтобы сломать решетку, необходима энергия, это обеспечивается молекулами воды, притягиваются к ионам. В процессе растворения соли в воде образуется раствор, который удаляет ионы от решетки. Фактически, соль растворима, когда вода притягивает ионы больше, чем ионы притягивают друг друга.

Электролитическая коррозия стали

Ионы хлорида (отрицательные) в соляных растворах легко двигаются сквозь бетон и формируют электролит, который в контакте со сталью создают электрическую ячейку. Арматура ржавеет, когда становится анодом (положительным) относительно ячейки, в которой окисляется сталь. Этот процесс связан сокращением кислорода на катоде (появившегося от комплексных ионов хлорида) и образованием ионов гидроксила, так что первичным продуктом коррозии становится гидроксид железа. Дифференциальные ячейки концентрации, сформированные ионами хлорида с различным уровнем кислорода, обеспечивают неравный баланс, который быстро развивает анодные стальной арматуры.

Сокращение щелочной защиты

Обычно высокая щелочная среда бетонных структур создает защиту для стальной арматуры. Эта защита уменьшается действием ионов хлорида из соляного раствора, которые понижают высокий уровень рН. Даже в высоко щелочной среде значительная концентрация ионов хлорида может вызвать коррозию. Если такое условие существует, местное сокращение ионов ускоряет движение соляных растворов к этой области.
Поэтому, электрическая проводимость бетона увеличивается, способствуя увеличению и ускорению процесса коррозии.

РЕЗЮМЕ

При нанесении на бетон материалы Пенетрон вызывают каталитическую реакцию, которая при контакте с влагой формирует кристаллы в естественных пустотах и капиллярных трактатах структуры. Эта нерастворимая кристаллическая структура настолько мала, что вода не может пройти через нее.