Добавлено 11.06.2015

Воздействию хлоридов на железобетонные конструкции и их защите посвящено множество работ и нормативных документов. Это, безусловно, объясняется тем огромным ущербом, который наносится строительным конструкциям солями-антиобледенителями и морской водой.

Хлориды, находящиеся в бетоне, или химически связаны в гидратированном цементном тесте, или являются свободными. Количество связанных хлоридов в бетоне может достигать 0,45 % массы цемента. Однако в карбонизированном бетоне это количество падает почти до нуля, и хлориды могут переходить в свободное состояние. Свободные хлориды в составе порового раствора бетона могут проникать к арматуре и, проходя через пассивирующий слой, вызывать коррозию.

Между областями водородного показателя не затронутого карбонизацией бетона (pH 13) и водородного показателя карбонизированного бетона (pH 9) обязательно имеется область с наличием коррозии и, поскольку разность потенциалов является непредсказуемой, приходится предполагать, что может происходить коррозия металла. При высоких значениях потенциала существует опасность питтинговой коррозии, даже в некарбонизированном бетоне.

В соответствии с критерием Хаусмана пассивация арматуры нарушается, если соотношение хлориды/гидроксиды в поровой воде цементного камня у поверхности арматуры превышает 0,6. По другим данным, максимальное значение СГ/ОН-, которое возможно без разрушения пассивной пленки, составляет 0,29 при водородном показателе 12,6 и 0,30 при водородном показателе 13,3.
Существует значительное количество мнений о качественном и количественном воздействии хлоридов на арматуру в бетоне. Если хлориды время от времени вымываются, то это не так опасно. Если бетон постоянно находится под водой, то это тоже не так опасно из-за отсутствия кислорода, необходимого для коррозии.

В уязвимых местах может происходить активная коррозия металла и, начавшись, она продолжается способом автокатализа, сама себя постоянно подпитывая. Ионы хлора и двухвалентного железа вступают в реакцию с образованием растворимых солей, которые диффундируют по направлению от анодного участка. Когда они достигают области высокого водородного показателя, происходит их распад. В осадке остается нерастворимый гидроксид железа, и высвобождаются хлориды, которые продолжают разрушать металл арматурного каркаса. Кроме того, поскольку область локального разрушения пассивной пленки становится анодной, к данному участку арматуры притягивается больше ионов хлора, чем к окружающему катодному участку, и поэтому локальная концентрация ионов хлора в месте коррозии возрастает.

Еще один фактор процесса коррозии, который часто упускают из виду, — это возрастание кислотности в области анодных участков (до pH 5), которое может привести к локальному растворению цементного камня.

Положительно заряженные аноды притягивают ионы хлора. Анодные реакции, кроме того, высвобождают ионы водорода. Поэтому в раковине арматуры возникает среда высокой коррозионной активности. Она сильно отличается от среды примыкающих катодных зон. Диффузия хлоридов может активно происходить и в бездефектном бетоне, проникая внутрь через структуру капиллярных пор в цементном камне. Следовательно, трещины в бетоне не являются необходимой предпосылкой для перемещения хлоридов к арматурной стали. Однако они способствуют быстрому развитию коррозии. Скорость диффузии хлоридов зависит от целого ряда факторов, в том числе и от водоцементного отношения, типа цемента, от конкретного катиона, связанного с данным хлоридом, от температуры и от степени зрелости бетона.. Например, чем выше водородный показатель, тем большее количество хлоридов может выдержать арматура в этом бетоне без изъязвления.

Влажность бетона, полученная из окружающей среды, при наличии хлоридов оказывает серьезное влияние на процесс коррозии арматурного каркаса, так как снижается электрическое удельное сопротивление.

Если содержать строительные конструкции в сравнительно сухом состоянии, коррозию стали под воздействием хлоридов можно минимизировать. Так, по данным К. Тутти, если бетон, содержащий 2 % хлорида кальция, будет иметь влажность 50 — 60 %, замоноличенная в него арматура либо не будет корродировать вообще, либо степень коррозии будет незначительной.