В соответствии с законами термодинамики железо, не будучи благо - родным металлом, склонно корродировать при определенных условиях среды. Коррозия стали в бетоне является электрохимическим процессом, при котором на аноде железо переходит в раствор и превращается в ржавчину. Необходимые дня этого гндроксил-ионы образуются па като - до ііч кислорода, поды и освобождающими па аноде /чек іропон. Процес сы, протекающие при коррозии сіалн н Гіеіопе, дсіалміо описаны ныше.
Стальная арматура, как известно, в некарбоннэиронанном и не содержащем хлоридов в бетоне длительно защищена. и корроти. Это пыша по щелочное 11. К) пороноіі плані; значення pll ее нлчндн ієн и пределах 12,5 13,5 н зависимости от вида и количества лемеша, а іакже вида и количества добавок. При гидратации имеющихся и цементом' клинкере соединений C3S и C2S помимо прочего образусіеи Са(ОН)., который ввиду малой растворимости переходит в раствор лишь в малом количестве, тогда как преобладающа и часть ос гас і ся ь кріїеіал. іичеекои ірорме. Имеющиеся в небольшом количестве в цементном клинкере натриевые и калиевые соли превращаются в легкорастпоримые NaOH и КОП. Величина рН поровой влаги при этом попытается и становится выше pll насыщенного раствора Са(ОН)2, которым при 25°С ранен 12,6. Таким образом, высокая щелочность бетона вызвана наличием Са(ОП)2 и гидроксидов щелочных металлов (NaOH, КОП). При еюль высоком pll в присутствии кислорода образуется микроскопически тонкий слой оксида железа на поверхности стали, который предохраняет сталь от анодного растворения. Этот так называемый пассивный слой сам представлен продуктами коррозии, но скорость потери металла исчезающе мала и не имеет практического значения. В случае, если кислород отсутствует, например в подводных сооружениях, то, согласно [8.4], хотя пассивный слой не образуется ввиду отсутствия подвода кислорода, гидроксил-ионы не образуются и продукты коррозии не появляются, т. е. не происходит растворение железа. Если же кислород поступает, то образуется пассивный слой, при этом вновь исключается коррозия. Таким образом, стальная арматура в бетоне в прнпцине защищена от коррозии.
Возможность коррозии стали в бетоне определяется величиной рН поровой влаги в бетоне, электрохимическим потенциалом поверхности сіалн, температурой и имеющимися хлоридами. Электрохимический потенциал является показателем сопротивления переходу электрического заряда со стали в поровую влагу бетона, т. е. свойством контактной зоны сталь бетон и зависит, помимо вида стальной арматуры и состава бетона, от влажности и подвода кислорода к поверхности стали.
Пурбэ [8.12] исследовал термодинамическое состояние железа в растворах с различными значениями рН и при различных электрохимических потенциалах для температуры 25°Г. Результаты в упрощенном виде даны на рис. 8.1.
Можно различить три области:
Область пассивации с образованием защищающего от растворения пассивного слоя;
Область иммунитета при низких потенциалах, в которой невозможна коррозия, что используется, например, при катодной защите;
Область коррозии, в которой возможно анодное растворение железа.
В соответствии с этим коррозия стали возможна только при рН ниже 9[7] и определенных электромеханических потенциалах.
Понижение значения рН норовой влаги до крніичсскои области рН, в которой пассивный слой оказывается нестабильным и сталь в бетоне
вследствие так называемой депассивации начинает активно корродировать, становится возможным вследствие карбонизации бетона железобетонной конструкции до поверхности стали. Кроме того, при содержании хлоридов выше критического количества на стальной поверхности может наступить местная депассивации.
Депассивация поверхности стали необязательно вызывает повреждения вследствие коррозии арматуры, т. е. для развития коррозионного прогресса должны быть выполнены еще некоторые условии. Например, в очень сухой среде, несмотря на депассиванию стальной поверхности вследствие карбонизации, коррозия арматуры исключена ввиду высокого электрического сопротивления бетона. Так же мало развивается коррозия в полностью насыщенном бетоне, несмотря на депассивацию арматуры, так как необходимый для образования гидроксил-иопов кислород не может поступать к поверхности стали в достаточном количестве. Кроме того, часто после депассивации может развиваться лишь местная коррозия, если имеется различная локальная влажность и аэрация.
Оставить комментарий