При строительстве резервуаров для хранения вод, железобетон самый распространенный материал. Но и он, несмотря на его долговечность, подвержен коррозии. Исследование коррозийных процессов привело ко множеству решений, одним из лидирующих в настоящее время является гидроизоляция проникающего действия.
Ключевые слова: железобетон, коррозия, долговечность, первичная защита, вторичная защита, строительные конструкции, сооружения, резервуары, проникающая гидроизоляция.
Одним из самых распространенных материалов при строительстве резервуаров для хранения промышленных и питьевых вод является железобетон. Конструкции из данного материала имеют ряд преимуществ: долговечность и прочность, возможность возводить конструкции любой формы, экологичность (что очень важно при сооружении резервуаров для хранения вод), доступная стоимость. Но и они в процессе длительной эксплуатации разрушаются под воздействием разнообразных нагрузок, температурно-влажностных деформаций, агрессивной среды, а также других внешних и внутренних факторов.
Можно выделить следующие виды коррозии бетона, возникающие при эксплуатации зданий и сооружений [1]:
- Карбонизация
– Агрессивный фактор: углекислый газ (СО2);
Коррозионный процесс: нейтрализация гидроокиси кальция, потеря бетоном защитных свойств;
- Выщелачивание
– Агрессивный фактор: растворяющая способность воды;
Коррозионный процесс: растворение гидрата окиси кальция и гидролиз гидросиликатов и других минералов цементного камня;
- Растворение, усиленное химическими реакциями (взаимодействие цементного камня с кислотами и кислыми солями)
– Агрессивный фактор: содержание ионов водорода;
Коррозионный процесс: Растворение минералов цементного камня, усиленное воздействие кислот;
– Агрессивный фактор: содержание солей;
Коррозионный процесс: растворение минералов цементного камня, сопровождающееся обменными реакциями с солями;
- Образование в структуре бетона новых веществ с увеличением объема (коррозия кристаллизации);
– Агрессивный фактор: содержание сульфатов;
Коррозионный процесс: образование гидросульфоалюмината кальция со значительным увеличением объема;
– Агрессивный фактор: содержание сульфатов при одновременном содержании хлоридов;
Коррозионный процесс: образование водного гипса со значительным увеличением объема;
– Агрессивный фактор: высокое содержание солей при наличии испаряющейся поверхности;
Коррозионный процесс: накопление в порах бетона солей, способных переходить в другие кристаллогидратные формы с изменением объема;
– Агрессивный фактор: содержание щелочи;
Коррозионный процесс: нарушение контакта заполнителя с цементным камнем.
Скорость коррозии бетона зависит от следующих факторов:
– от природы и химического состава агрессивной среды;
– агрегатного состояния (твердое, жидкое, газообразное);
– химической концентрации и состава агрессивных веществ;
– температуры и значений влажности окружающей среды;
– скорости притока к поверхности изделий агрессивных веществ и
– устранения продуктов коррозии;
– особенностей проектного состава бетона (проницаемости, теплопроводности и др.);
– характера изделий и внутренней структуры материала (толщина защитного слоя, форма, наличие трещин, густота армирования и т. д.);
– вида физического или термического воздействия на железобетон (замораживание, нагрев, механические нагрузки и пр.).
Защита от коррозии поверхностей бетонных и железобетонной конструкций предусматривается со стороны непосредственного воздействия агрессивной среды и осуществляется в соответствии с СП 72.13330 [2]:
– лакокрасочными покрытиями — при действии газовых и твердых сред (аэрозолей);
– лакокрасочными толстослойными (мастичными) покрытиями — при действии жидких сред и при непосредственном контакте покрытия с твердой агрессивной средой;
– оклеенными покрытиями — при действии жидких сред, в грунтах — в качестве непроницаемого подслоя в облицовочных покрытиях; облицовочными материалами и покрытиями, в том числе из полимербетонов,
– при действии жидких сред, в грунтах — в качестве защиты от механических повреждений оклеенного покрытия;
– обмазочными, футеровочными и штукатурными покрытиями на основе минеральных и полимерных вяжущих, жидкого стекла и битума — для повышения стойкости конструкций и оборудования к воздействию техногенных или иных агрессивных сред;
– пропиткой (уплотняющей) химически стойкими материалами — для повышения защитных и конструкционных свойств поверхностных слоев бетона при действии жидких сред, в грунтах;
– обработкой гидроизоляционными проникающими смесями — дня повышения водонепроницаемости бетонов и стойкости к воздействию техногенных или иных агрессивных сред;
– гидрофобизацией — при периодическом увлажнении водой или атмосферными осадками в отсутствии напора воды, в качестве подготовки поверхности перед нанесением грунтовочного слоя под лакокрасочные покрытия;
– биоцидными материалами — при воздействии бактерий, выделяющих кислоты, и грибов;
– тонкослойными полимерцементными защитными покрытиями — при действии газовых сред и периодическом воздействии жидких сред, при периодическом увлажнении водой и атмосферными осадками, при образовании конденсата;
– толстослойными полимерцементными покрытиями — при действии жидких сред;
– инъекцированием — для защиты арматуры от коррозии в зонах раскрытия трещин и/или наличия внутренних пустот в железобетонных конструкциях, а также для снижения скорости развития коррозионных процессов в бетоне вследствие проникания жидкой агрессивной среды.
Следует отметить, что структура бетона имеет пористый характер, что в условиях влажной среды приводит к увеличению скорости коррозии путем постоянной фильтрации воды через эти самые поры.
Мерами защиты железобетонных резервуаров в условиях агрессивной среды является снижение фильтрующей способности бетона введением специальных добавок, которые имеют ряд преимуществ:
– позволяет обеспечить долговечную гидроизоляцию — на весь срок службы бетонного сооружения, является наиболее эффективным и экономичным способом создания водонепроницаемости по сравнению с другими видами гидроизоляции;
– материалы нетоксичны, негорючи, невзрывоопасны, радиационно безопасны;
– материалы имеют длительный срок хранения — 18 месяцев от даты производства при условии ненарушенной герметичности заводской упаковки [3].
Данная разработка имеет разновидности, что позволяет внедрять ее как на стадии проекта в виде первичной защиты, так и использование ее при необходимости вторичной обработки.
Система материалов от Группы Компаний «Пенетрон-Россия» [4]:
«Пенетрон Адмикс» — гидроизоляционная добавка, предназначенная для значительного увеличения водонепроницаемости, прочности и морозостойкости. Материал для первичной защиты добавляется в бетонную смесь во время ее приготовления, что позволяет исключить дополнительную гидроизоляцию конструкции.
При вторичной защите конструкции, для того чтобы исключить фильтрацию воды через железобетон, достаточно уменьшить сечение капилляров. В таком случае применяется гидроизоляционный материал глубокого проникновения — «Пенетрон». После нанесения происходит гидроизоляция всей толщи железобетонных конструкций (на глубину до 60 см.).
При возведении резервуаров из железобетона неизбежны стыки, примыкания, швы и ввод коммуникаций. Для таких моментов разработали шовный гидроизоляционный материал «Пенебар».
Для остановки напорных фонтанирующих течей в конструкциях, выполненных из бетона, камня, кирпича существует водоостанавливающие материалы «Ветерплаг» (время действия 40 секунд) и «Пенеплаг» (время действия 3 минуты).
Использование материалов «Пенетрон» обеспечивает гидроизоляцию на весь срок службы конструкции, снижая воздействия коррозии на железобетонные сооружения. Линейка «Пенетрон» нетоксична и безопасна, что позволяет применять ее при возведении резервуаров для хранения питьевых и промышленных вод.
Литература:
1. ГОСТ 31384–2017. Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. — Взамен ГОСТ 31384–2008; введ. с 01.03.2018 г. — Москва: Стандартинформ, 2018. — 53 с.
2. СП 72.13330.2016 Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии. СНиП 3.04.03–85 (с Изменением N 1) Свод правил от 16.12.2016 N 72.13330.2016
3. Туркина, И. А. О повышении водонепроницаемости бетона / И. А. Туркина // Технологии бетонов. — 2014. — № 4(93). — С. 28–31. — EDN TAQJNH.
4. Система Пенетрон. — Текст: электронный // Penetron.ru: [сайт]. — URL: https://penetron.ru/sistema-penetron
