Новости

Химическая коррозия материалов

В процессе эксплуатации строительные материалы и изделия подвергаются коррозии и разрушаются. Особенно опасен этот процесс для несущих конструкций: фундаментов, колонн, перекрытий, покрытий, обеспечивающих устойчивость всего здания. Технический термин «коррозия» предопределяет потерю прочности и целостности материалов под влиянием внешних факторов. Разрушение материала, следовательно конструкции, может быть вызвано действием агрессивных жидких, газообразных и контактирующих  (химическая коррозия), влиянием микроорганизмов (биологическая коррозия) и физическими воздействиями: электрического тока, радиационного излучения, огня и знакопеременных температур (физическая коррозия).

Как защитить металлические конструкции от химической коррозии?

При наличии агрессивных соединений в грунтовых водах  технологических проливах на промышленных предприятиях, а также при контакте конструкций с газообразными и твердыми агрессивными средами при условии повышенной влажности воздуха (> 60%) и наличия на поверхности материала тончайшего слоя воды материал конструкций: бетон, железобетон, металл - разрушается. При увеличении концентрации, повышении влажности и температуры коррозионные процессы ускоряются. Причиной разрушения железобетонных конструкций при действии кислых и сульфатных сред является низкая коррозионная стойкость бетона и арматуры или только арматуры при наличии хлорсодержащих соединений. В последнем случае накопление объемных продуктов коррозии металла в контактном слое вызывает нарушение сцепления арматуры с бетоном, его отслоение, что приводит к разрушению конструкции в целом. Проектируемую долговечность конструкций обеспечивают за счет применения первичной или вторичной защиты.

Первичная - предусматривает подбор используемых материалов, стойких в жестких условиях эксплуатации. При наличии кислых сред с рН менее 7 используют кислотостойкий цемент на жидком стекле, заполнитель из кислотостойких горных пород (кварцевый песок, андезит, диабаз) и стеклопластиковую арматуру. При сульфатной коррозии (наличие ионов SO/-) необходимо вводить в бетонную смесь добавки-ингибиторы коррозии стали (нитриты и хроматы), применять по мере усиления агрессии пуццолановый или шлакопортландцемент для подземных и подводных сооружений, сульфатостойкие портландцемент и шлакопортландцемент, при сильной агрессии - специальный глиноземистый цемент. Присутствие хлорсодержащих соединений требует дополнительного введения добавок - ингибиторов коррозии стали в бетонную смесь, защиты арматуры антикоррозионными лакокрасочными составами и замены стальной арматуры на стеклопластиковую.

Химически стойкие балки, колонны, плиты перекрытия, эксплуатируемые в цехах химических производств, делают из полимербетона, в котором связующим является высокомолекулярная смола: эпоксидная, фурановая. При бетонировании крупногабаритных фундаментов под технологическое оборудование, эксплуатация которых связана с возможными технологическими проливами агрессивных сред, эффективно внутреннюю часть - ядро, выполнять из обычного бетона, а внешний слой из полимерного или полимерсиликатного бетона.

При средней и сильной агрессии необходимо использовать вторичную защиту: окраску, обмазку, оклейку, облицовку химически стойкими материалами. Выбор антикоррозионной защиты в каждом конкретном случае определяется материалом конструкции, температурно-влажностными условиями эксплуатации, концентрацией, температурой и давлением агрессивной среды, наличием механических нагрузок. При защите используют химически стойкие материалы барьерного типа, изолирующие защищаемую поверхность от проникновения агрессивных растворов. Эффект действия зависит от непроницаемости и стойкости самого антикоррозионного покрытия и качества подготовки поверхности защищаемой конструкции, определяющего прочность сцепления и надежность совместной работы.

В зависимости от условий эксплуатации все железобетонные и бетонные конструкции можно разделить на две группы. Первая - фундаменты зданий, полы, фундаменты под технологическое оборудование, на которые действуют жидкие агрессивные среды. В этом случае для вторичной защиты рационально применять штучные, листовые, мастичные, штукатурные, оклеечные рулонные материалы, а также химически стойкие полимерсиликатные и полимерные растворы. Вторая группа - стены, колонны, перекрытия. На них агрессивные среды действуют, как правило, в виде газообразных и пылевидных продуктов, поэтому в качестве антикоррозионных  чаще применяют лакокрасочные покрытия.

Окрасочная защита более эффективна для металлических и менее для бетонных поверхностей вследствие пористости и влажности бетона. Вода, скапливаясь под пленочным покрытием, ослабляет адгезию и вызывает его отслоение. Кроме этого, пористая структура поверхности требует большего расхода красочного состава.

В зависимости от вида агрессивной среды для антикоррозионной защиты используют следующие лакокрасочные материалы: атмосферостойкие, водостойкие, химически стойкие, маслобензостойкие, термостойкие, электроизоляционные и т.д. К органическим красочным составам, в которых используют растворители, относят полиуретановые, эпоксидные, каучуковые и другие. Для повышения механической прочности и износостойкости лакокрасочные покрытия армируют стеклотканью, стеклосеткой, полипропиленовой и угольной тканью. Армированные покрытия применяют для усиления защиты мест сопряжения горизонтальных и вертикальных строительных конструкций, а также железобетонных емкостных сооружений.