S6302973

•    ■■I

12.2. Korozja stali sprężającej

Jak wiadomo, korozja stall polega na niszczeniu powodowanym chemicznym lub elektrochemicznym działaniem otoczenia. Druty lub sploty w cięgnach sprężających, podobnie jak pręty zbrojeniowe, zagrożone są głównie korozją elektrochemiczną zachodzącą wtedy, gdy powierzchnia metalu styka się z wodnym roztworem, będącym elektrolitem. Wówczas na powierzchni powstają lokalne mikroogniwa, których różnice potencjałów wynikają z niejednorodności struktury metalu, zanieczyszczeń l defektów. naprężeń wewnętrznych, uszkodzeń powierzchni, a nawet także z kontaktu różnych gatunków stall. Woda (wilgoć) w reakcji z gazami zwykłej lub przemysłowej atmosfery (C0₂, S0₂, H,S) oraz ze związkami wypłukiwanymi z betonu (np. CaCI,) wytwarza kwaśny elektrolit (pH < 7). niebezpieczny dla stall. Elektrolity zasadowe, z wyjątkiem silnych ługów (pH > 13). nie powodują korozji stali. W dalszym ciągu omawia się głównie te objawy korozji stali, które mają znaczenie w konstrukcjach sprężonych.

Korozja ogólna jest to powierzchniowe zjawisko równomiernego działania czynnika korozyjnego, zachodzące na ogół wolno. Na ten rodzaj korozji narażone są cięgna zewnętrzne. nieosłonięte, na których zachodzi kondensacja pary wodnej. Widoczne zazwyczaj oznaki zagrożenia, zwłaszcza równomierny przyrost przemieszczeń konstrukcji spowodowany redukcją przekrojów cięgien, sprawiają że korozja ogólna jest stosunkowo łatwa do wczesnego wykrycia, co zwykle umożliwia skuteczne podjęcie prac zabezpieczających.

Korozja wżerowa, znacznie bardziej niebezpieczna i trudna do wczesnego wykrycia, ma charakter lokalny i zachodzi w miejscach swobodnego dostępu tlenu i wilgoci

atmosferycznej, najczęściej w miejscu zarysowania betonu otaczającego stal lub w nieszczelnych stykach. Atak korozji postępuje w głąb. co nie znajduje odbicia na przykład w przyroście ugięć, lecz prowadzi do nagłego zerwania drutu mb pręta, bez zjawisk ostrzegawczych. Źródłem koroz|i wżerowej mogą być również uszkodzenia powierzchni stali.

Korozja międzykrystaliczna (strukturalna), w objawach podobnie groźna jak wżerową zachodzi w wyniku różnic składu kryształów stan i sięga w głąb wzdłuż siatki wiązań międzykrystallcznych. Stwierdzono jej większe nasilenie w stalach wysokowęglowych oraz w obecności niektórych jonów. np. NO,. Szczególnym rodzajem tej korozji jest tzw. kruchość wodorowa, czyli kruche pękanie drutów oez uprzednich zjawisk ostrzegawczych w obecności atomów wodoru, z reguły w środowisku H,S.

Korozja naprężeniowa w rozumieniu technicznym oznacza przyspieszenie działania mediów korozyjnych w warunkach silonych naprężeń rozciągających lub wewnętrznych naprężeń od obróbki plastycznej.

W stall sprężającej niebezpieczeństwo tej korozji jest szczególnie duże. Wrażliwe na ten typ korozji są także grube pręty ze stali stopowych, których wytrzymałość na rozciąganie jest podnoszona za pomocą intensywnych zabiegów termicznych - hartowania i odpuszczania [31].

Oceniając ogólnie naturalną odporność korozyjną stall w konstrukcjach sprężonych, za najodporniejsze można uznać stale stopowe, z ograniczonymi zabiegami ich ulepszania. Stale wysokowęglowe są bardziej podatne, ale stopień tej podatności silnie zależy od szczegółów procesu obróbki.

12.3. Korozja betonu

Destrukcja betonu wskutek korozji zachodzi przez chemiczny rozkład spoiwa lub rozsadzenie struktury betonu w wyniku tworzenia się związków o zwiększone) objętości

W silnie niejednorodnym materiale jakim jest beton, poszczególne składniki wykazują różną odporność na korozję. Kruszywa kwar-cytcwe, bazaltowe i granitowe są bardziej odporne, zwłaszcza na agresję kwasową. Znacznie mniei odporne są kruszywa wapienne. Kruszywa sztuczne spiekane zawierają więcej substancji szkodliwych, ale nie odbiegaią istotnie od kruszyw naturalnych pod względem odporności korozyjnej.

Zaczyn cementowy ma ograniczoną odporność korozyjną. Spośród związków krzemu, glinu, wapnia i magnezu, najmniej odporne są związki wapnia, zwłaszcza wodorotlenek wapniowy, łatwo rozpuszczalny w wodzie. W środowisku bardziej agresywnym rozkładowi chemicznemu ulegają następnie związki glinu i magnezu, a całkowite zniszczenie spoiwa wywołuje rozkład krzemianów.

Cementy portlandzkie -wykazują na ogół dobrą odporność korozyjną w przeciętnych warunkach atmosferycznych. Stosowane w warunkach szczególnych cementy hutnicze lub siarczanowe są mało przydatne do konstrukcji sprężonych, wskutek niższei wytrzymałości i ubocznego działania na stal.

Koroz|a betonu rozpoczyna się na powierzchni styku z atmosferą, a więc także w rysach i porach materiału. Gładkość powierzchni . szczelność struktur/ betonu mają więc duże znaczenie dla jego trwałości.

w obiektach przemysłowych i budowlach hydrotechnicznych szczególnie zagrożone są strefy betonu, poddane naprzemiennemu działaniu nawet mało agresywnej cieczy i powietrza.

Z punktu widzenia działania środowiska agresywnego polska norma PN-86/6-01802 [N10] wyróżnia następujące rodzaje korozji:

•    korozja ługowania, powodowana rozpuszczaniem i wymywaniem z betonu ;ego rozpuszczalnych składników,

•    korozja kwasowa powodowana reakcją składników betonu z kwaśnym środowiskiem agresywnym,

•    korozja węglanowa wywołana reakcją składników betonu z dwutlenkiem węgla.

•    korozja magnezowa, wywołana reakcją składników betonu z jonami Mg²*,

•    korozja amonowa, wywołana reakcja składników betonu z jonami NH*

•    korozja siarczanowa, wywołana reakcją składników betonu z jonami S0^2-.

•    korozja zasadowa, wywołana reakcją składników betonu z zewnętrznym środowiskiem alkalicznym.

Szczególny typ korozji w betonie stanowi wewnętrzna korozja, będąca wynikiem reakcji alkalicznego spoiwa cementowego z wadliwie dobranym kruszywem.