Проблема коррозии модифицированных бетонов
Проблема коррозии и защиты бетона и железобетона в агрессивных средах остаётся одной из важнейших в бетоноведении и технологии бетонных и железобетонных конструкций. Основы науки о коррозии бетона заложены профессором В.М.Москвиным и развиты его сотрудниками С.Н.Алексеевым, Ф.М.Ивановым, научными работниками других организаций: В.Б.Ратиновым, А.Ф.Полаком и другими. Последняя крупная монография на указанную тему («Долговечность железобетона в агрессивных средах»: Совм. изд. СССР - ЧССР - ФРГ/С.Н. Алексеев, Ф.М.Иванов, С.Модры, П.Шиссль. -М.: Стройиздат, 1990) вышла в России более 15 лет назад. За прошедший период технология бетона существенно развита. Созданы новые модификаторы бетона и бетоны нового поколения с высокими технологическими и эксплуатационными свойствами. Однако их коррозионные свойства слабо освещены в отечественной технической литературе.
Вышедшая из печати монография Н.К.Розенталя «Коррозионная стойкость цементных бетонов низкой и особо низкой проницаемости» направлена на восполнение указанного пробела. Автор книги длительное время работал в лаборатории коррозии НИИЖБ под научным руководством С.Н.Алексеева и Ф.М.Иванова. Сфера научных интересов автора - коррозия бетона и стальной арматуры, химические добавки и модификаторы бетона. В выпущенной книге освещены основные вопросы коррозии современных высококачественных бетонов в наиболее распространённых газовых и жидких агрессивных средах. Использован физико-химических подход к изучению названных процессов, разработанный научной школой В.М.Москвина. Для этого подхода характерно тщательное изучение физических и химических процессов, происходящих в бетоне в агрессивных средах с выявлением контролирующего процесса, определение его кинетики и на этой основе прогнозирование сроков службы бетона.
Особый интерес представляют разделы, касающиеся выявления контролирующих факторов коррозионных процессов в бетонах особо низкой проницаемости. Показано, что основным процессом мас- сопереноса в таких бетонах является диффузия вещества, указано на существенную роль заряда поверхности. Рассмотрены методы определения коэффициента диффузии солей в бетоне и методы прогнозирования глубины разрушения бетона в агрессивных средах.
Предложена классификация кислых газов по механизму коррозии бетона. Показана роль технологических и климатических факторов в процессе карбонизации.
На основе лабораторных исследований и натурных испытаний железобетонных конструкций показано незначительное влияние на бетоны особо низкой проницаемости процессов коррозии первого вида.
Выполнены исследования коррозии второго вида, в том числе в магнезиальных и кислых средах. Показано, что в последних стойкость бетонов на портландцемен- тах в основном зависит от растворимости и увеличения объёма образующихся продуктов коррозии цементного камня. При образовании хорошо растворимых продуктов коррозии разрушение бетона развивается с большой скоростью. Наоборот, при образовании практически нерастворимых соединений, коррозия замедляется вплоть до полной остановки. На этом основаны методы защиты поверхности бетона (обработка соединениями фтора).
Исследована коррозионная стойкость в сульфатных средах современных бетонов с суперпластификатором С-3 и модификаторами на основе суперпластификатора и микрокремнезёма, а также на цементах низкой водопотребности. Показано, что понижение марки бетона по водонепроницаемости до W16-W20 резко повышает коррозионную стойкость бетонов во многих средах и, в первую очередь, в сульфатных. Введением в состав бетона модификаторов на основе суперпластификаторов и микрокремнезёма можно не только существенно снизить проницаемость бетона, но и изменить фазовый состав цементного камня, что ещё более повышает его сульфатостойкость. Изложенные в книге предложения по оценке агрессивности сульфатных сред для модифицированных бетонов показывают, что бетоны высокой сульфатостойкости могут изготавливаться на наиболее распространённых среднеалюминатных порт- ландцементах без использования сульфатостойкого цемента, что во многих случаях облегчает производство коррозионностойких конструкций и позволяет отказаться от мер вторичной защиты.
Исследована коррозия бетона в хлоридных и смешанных сульфатно-хлоридно-магнезиальных средах. Показана конкурирующая роль сульфатов и хлоридов в коррозионном процессе. Повышение стойкости при снижении проницаемости бетона.
С понижением пористости бетона капиллярный перенос агрессивных растворов в теле бетона заменяется диффузионным переносом. Стойкость бетона в условиях капиллярного всасывания растворов солей и испарения существенно возрастает.
В книге приведены результаты исследований защитных свойств бетона по отношению к стальной арматуре. Показано, что применение бетонов низкой проницаемости устраняет опасность карбонизации защитного слоя и существенно повышает защитное действие бетона по отношению к стальной арматуре в хлоридных средах. Это достигается за счёт весьма низкой диффузионной проницаемости модифицированных бетонов по отношению к хлоридам. Коэффициент диффузии таких бетонов достигает значений 109 см2/с и менее, т е. на порядок величин ниже, чем у бетонов нормальной проницаемости (107... 10-8 см2/с). Полученные результаты позволяют расширить область применения методов первичной защиты, реализуемой на стадии проектирования и изготовления бетона.
В книге обобщён опыт многолетних исследований. Результаты лабораторных испытаний, как правило, подтверждаются данными натурных обследований железобетонных конструкций, критически проанализирован и использован для обоснования рассматриваемых в книге положений большой объём (более 500 наименований) отечественной и зарубежной технической литературы.
Рецензент считает, что в настоящее время в технической литературе слабо отражены коррозионные свойства современных модифицированных бетонов. Настоящая книга восполняет этот пробел.
Следует иметь в виду, что существующие нормы СНиП 2.03.11- 85 «Защита строительных конструкций от коррозии» в значительной степени устарели. В них не отражены особенности бетонов нового поколения, изготавливаемых с современными модификаторами. Представленные в рецензируемой книге материалы должны быть включены в обновлённую редакцию СНиП.
В целом можно сделать вывод, что издана книга, которая будет полезна научным работникам, работникам проектных организаций и строителям.
К сожалению, книга выпущена малым тиражом, который, по-видимому, не обеспечит необходимой информацией многочисленные научные, проектные и строительные организации.
Бетон и железобетон, 2006 №6