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