KOROZJA BETONU
KOROZJA BETONU
Co to jest korozja?
Niezamierzone procesy, których skutkiem jest pogorszenie
właściwości lub zniszczenie materiału.
F
M
Ch/B
II
III
S>R
S~R
I
S<R
F
M
Ch/B
II
III
S>R
S~R
I
S<R
P.Łukowski, 2
Ogólna klasyfikacja czynników korozyjnych
Czynniki chemiczne
≡ substancje wchodzące w reakcje
chemiczne ze składnikami materiału, powodujące korozję
tego materiału.
Czynniki fizyczne
≡ oddziaływania powodujące korozję
materiału bez udziału reakcji chemicznych, a jedynie przez
procesy fizyczne lub fizykochemiczne.
Czynniki biologiczne
≡ organizmy żywe, których aktywność
powoduje korozję materiału.
P.Łukowski, 3
Korozja betonu
CHEMICZNA
FIZYCZNA
BIOLOGICZNA
TYPU II
REAKCJE CHEMICZNE
PROWADZĄCE DO
POWSTANIA ZWIĄZKÓW
ŁATWO
ROZPUSZCZALNYCH
kwasy, CO
2
, związki
magnezu, amoniak,
alkaliczna reakcja kruszywa
TYPU III
REAKCJE CHEMICZNE
PROWADZĄCE DO
POWSTANIA ZWIĄZKÓW
TRUDNO
ROZPUSZCZALNYCH
siarczany, chlorki
TYPU I
ŁUGOWANIE
wody miękkie
P.Łukowski, 4
ŁUGOWANIE SPOIWA
Wody miękkie mają niedobór soli
⇒ uzupełniają go
wymywając z betonu związki rozpuszczalne, przede
wszystkim Ca(OH)
2
Ca(OH)
2
→ Ca
2+
+ 2OH
–
H
2
O
P.Łukowski, 5
KOROZJA KWASOWA
Ca(OH)
2
+ 2H
+
→ Ca
2+
+ 2H
2
O
CaCO
3
+ 2H
+
→ Ca
2+
+ H
2
O + CO
2
↑
3CaO
⋅SiO
2
+ 6H
+
→ 3Ca
2+
+ H
2
SiO
3
+ 2H
2
O
3CaO
⋅Al
2
O
3
+ 12H
+
→ 3Ca
2+
+ 2Al
3+
+ 6H
2
O
KOROZJA WĘGLANOWA
Ca(OH)
2
+ CO
2
→ CaCO
3
+ H
2
O
CaCO
3
+ CO
2
+ H
2
O
→ Ca(HCO
3
)
2
P.Łukowski, 6
KOROZJA KWASOWA
P.Łukowski, 7
KOROZJA MAGNEZOWA
Ca
2+
↔ Mg
2+
(diadochia izowalentna)
Ca(OH)
2
+ Mg
2+
⇔ Ca
2+
+ Mg(OH)
2
KOROZJA AMONOWA
Ca
2+
↔ NH
4
+
(diadochia heterowalentna)
Ca(OH)
2
+ 2NH
4
+
⇔ Ca
2+
+ 2NH
4
OH
→ Ca
2+
+ 2NH
3
↑ + 2H
2
O
P.Łukowski, 8
ALKALICZNA REAKCJA KRUSZYWA
(KOROZJA WEWNĘTRZNA)
SiO
2
+ Na
2
O + nH
2
O
→ Na
2
SiO
3
⋅nH
2
O
CaMg(CO
3
)
2
+ 2NaOH
→ Mg(OH)
2
+ CaCO
3
+ Na
2
CO
3
Na
2
CO
3
+ Ca(OH)
2
→ CaCO
3
+ 2NaOH
Korozja wewnętrzna jest spowodowana wyłącznie
czynnikami wewnętrznymi – źle dobranym składem
betonu (alkaliczny cement + reaktywne kruszywo).
P.Łukowski, 9
ALKALICZNA REAKCJA KRUSZYWA
P.Łukowski, 10
ALKALICZNA REAKCJA KRUSZYWA
P.Łukowski, 11
(
)
−
−
+
⋅
→
+
+
OH
O
H
CaSO
O
H
SO
OH
Ca
2
2
2
2
4
2
2
4
2
KOROZJA SIARCZANOWA
1. etap – powstawanie gipsu
P.Łukowski, 12
(
)
→
+
⋅
+
⋅
⋅
O
H
20
O
H
2
CaSO
3
O
H
6
O
Al
CaO
3
2
2
4
2
3
2
O
H
32
CaSO
3
O
Al
CaO
3
2
4
3
2
⋅
⋅
⋅
→
KOROZJA SIARCZANOWA
2. etap – powstawanie etryngitu
P.Łukowski, 13
Kwaśne deszcze
P.Łukowski, 14
O
2
3CaO
⋅⋅⋅⋅Al
2
O
3
⋅⋅⋅⋅3CaSO
4
⋅⋅⋅⋅32H
2
O
SO
2
SO
3
H
2
O
H
2
SO
4
Ca(OH)
2
CaSO
4
⋅⋅⋅⋅2H
2
O
3CaO
⋅⋅⋅⋅Al
2
O
3
⋅⋅⋅⋅6H
2
O
KOROZJA CHLORKOWA
Dawniej sądzono, że za korozję chlorkową odpowiedzialna
jest wyłącznie sól Friedla 3CaO
⋅Al
2
O
3
⋅CaCl
2
⋅10H
2
O.
Obecnie za główną przyczynę korozji chlorkowej uważa się
chlorki zasadowe, np. zasadowy chlorek magnezu Mg(OH)Cl.
P.Łukowski, 15
Korozja fizyczna – mechaniczna (przeciążenie)
P.Łukowski, 16
Korozja fizyczna – destrukcja mrozowa
P.Łukowski, 17
Korozja fizyczna – skurcz wysychania
P.Łukowski, 18
Korozja biologiczna
P.Łukowski, 19
Ochrona przed korozją
- ochrona konstrukcyjna – w czasie projektowania konstrukcji:
takie projektowanie konstrukcji, żeby była jak najmniej narażona
na działanie czynników korozyjnych (np. odpowiednia lokalizacja,
kształt powierzchni, itp.)
- ochrona materiałowo-strukturalna – w czasie wznoszenia
konstrukcji:
taki dobór materiałów, żeby były możliwie najbardziej odporne na
działanie czynników korozyjnych (np. właściwe zaprojektowanie
składu betonu)
- ochrona powierzchniowa – w czasie użytkowania konstrukcji:
ograniczenie lub odcięcie dostępu czynników korozyjnych do
powierzchni materiału (np. impregnacja betonu lub nałożenie
powłoki ochronnej)
P.Łukowski, 20
Ochrona powierzchniowa
Impregnacja
hydrofobizująca
P.Łukowski, 21
Powłoki
ochronne