Коррозия

Урок №4

Вопрос 1. Общие сведения.



По механизму протекания различают физическую, химическую и биологическую коррозии каменных конструкций. Вид коррозии зависит от места расположения конструкции и среды вокруг нее. Так, подземные конструкции подвергаются всем видам коррозии, надземные – больше физической, реже – химической.

Наибольшее влияние на коррозию оказывает водная среда. Т.к. большинство конструкций (примеры) выполнены из искусственного камня и имеют пористо капиллярное строение – процесс их увлажнения происходит быстро. 

В зависимости от вида связи воды с материалом различают:

 - химически связанную;

 - абсорбированную;

 - капиллярную;

 - свободную влагу.

Свободная влага заполняет крупные пустоты и поры и удерживается в конструкции. Она легко удаляется при высушивании.



Вопрос 2. Физическая коррозия.



Влияние влаги на процесс разрушения неодинаков. 

Разрушение



Поверхностное

Поверхностно активное вещество ускоряет процесс разрушения поверхности (физич)

Химически агрессивное

Вода растворяет примеси и создает агрессивные среды (химич)

Наличие в материале пустот пор, микротрещин приводит к увеличению площади их удельной поверхности, что так же увеличивает площадь контакта с водой.

Дипольная ориентация воды в адсорбционном слое повышает ее плотность и вязкость. В результате этого вода приобретает упругость, близкую к упругости материала. По мере сужения трещин упругость воды повышается, в следствии чего усиливается ее расклинивающее действие. Возрастание внутренних напряжений, вызванное таким действием приводит к резкому снижению целостности и прочности материала.

Разрушение каменных С.К. связано с одновременным действием отрицательных температур и влаги. При естественном увлажнении вода в мелких капиллярах подымается выше, чем в крупных, а так же переходит из крупных в мелкие. Поэтому крупные поры служат резервом места для замерзшей влаги – пористые материалы более морозостойки. При полном увлажнении конструкции замерзшая вода вызывает напряжения. На много превосходящие прочность любого материала и наступает разрушение.

Так же материал увлажняется при повышении влажности воздуха, что приводит к раскрытию трещин. Скорость разрушения в таких случаях будет зависеть от интенсивности увлажнения и высыхания (усадка и набухание, напряжения внутренние).

Одна из причин – осмотическое давление воды. Вода в порах образует растворы неодинаковой концентрации. Такие растворы находятся в порах, огражденные водопроницаемыми стенками, но непроницаемыми для растворенных в ней частиц. Стремясь к равновесию, вода переходит из ненасыщенного раствора в насыщенный и разрушает стенки.

Причиной разрушения конструкций из искусственного камня является содержание продуктов коррозии закладных деталей и арматуры.



Интенсивность коррозии камня зависит от структуры, степени и вида его увлажнения, от химического состава водной среды (примеси).

Одним из видов физической коррозии каменных конструкций является растворение и унос водой некоторых составляющих материала из его толщи. К этому виду относится коррозия выщелачивания. Вода растворяет и уносит гидроксид кальция из камня, снижая его прочность.



Вопрос 3. Химическая коррозия.



Химическая коррозия. Рассмотренные выше виды воздействия представляют опасность при знакопеременных температурах и интенсивной фильтрации воды сквозь поры материала. Если скорость фильтрации совпадает со скоростью испарения, на поверхности материала образуется карбоновый слой в виде полной оболочки. Накопление таких слоев показывает уменьшение минералов во внутренних слоях. Первых два слоя образуются при адсорбции солей и их диффузии. 

Начало разрушения показывают белые высолы на поверхности конструкции. Они свидетельствуют о растворении в материале солей и переносе их наружу. 

Во многих случаях карбоновая оболочка является самозащитой материала. По этому не следует проводить очистку материала до обследования ее внутреннего состояния. Такая очистка может ускорить процесс разрушения. 

Опасны для бетонных конструкций воды, содержащие агрессивные вещества. Наиболее распространена кислотная коррозия при воздействии раствора угольной кислоты.

Конструкции активно взаимодействуют с органическими кислотами (уксусная, олеиновая, молочная). Действие олеиновой кислоты проходит во взаимодействии ее с гидроксидом кальция в бетоне. Так же действуют все жирные кислоты и глицерин.

Сульфоаллюминиевая коррозия протекает при нахождении водного раствора сульфата алюминия (250 – 1000мг/л). При большем содержании – сульфато гипсовую. Образуется твердое вещество, что разрушает материал. 

Чисто магнезиальная коррозия – действие солей магния.