Прививка для железобетона

Коррозия арматурной стали в результате негативного воздействия хлоридов приводит к разрушению железобетонных изделий (ЖБИ). Этого можно избежать, добавляя ингибитор в состав бетонной смеси.

Процесс коррозии состоит из катодного полупревращения (вследствие которого кислород превращается в гидроксильные ионы) и анодного (вследствие чего происходит окисление иона металла в гидрат закиси железа). Гидрат закиси железа умеренно растворим в щелочной среде из-за составных ионов с гидроксидом и еще более растворим с хлоридами. Таким образом, он может продиффундировать (распространиться) на некоторое расстояние от стержня, перед тем как подвергнется дальнейшему окислению кислородом и выпадет в виде нерастворимого осадка гидрата окиси железа.
Гидрат окиси железа в различных формах может иметь молярный объем в два-четыре раза больший, чем объем металлического иона, подвергнувшегося действию коррозии. Поэтому развивающийся коррозийный процесс (то есть окисление) приведет к появлению трещин в бетонном покрытии и в конечном счете к разрушению.
Проникновение хлоридов в бетон с высокими эксплуатационными свойствами (например, мосты) может происходить под влиянием агрессивной морской среды.
Дорожный бетон также страдает от действия коррозии вследствие использования солей, предотвращающих обледенение.
Миссия ингибиторов коррозии заключается в том, чтобы либо отсрочить начало процесса коррозии, либо замедлить ее распространение, либо оказывать комбинированное воздействие по обоим направлениям. Провести сравнительный анализ действия различных добавок на свойства бетона и стальной арматуры специалистам помогают результаты специальных достаточно длительных испытаний. В частности, исследования по методу ускоренной электрической миграции (так называемый метод «леденца») показали, что нитрат кальция более эффективно, нежели нитрит кальция, замедляет процесс коррозии арматурной стали, вызванный хлоридами.
При том, что механизм действия нитрата и нитрита как ингибиторов коррозии в таких щелочных средах, как бетон, похожи, кинетика действия нитрата несколько медленнее, чем нитрита. Однако надо учитывать, что на практике процесс коррозии представляет собой довольно длительный процесс.
Поэтому гораздо важнее, что нитрат кальция обеспечивает больший резервный запас, чем нитрит кальция. Таким образом, нитрат кальция в количестве 2-4% от массы цемента надежно защищает арматурную сталь от коррозии, обусловленной хлоридами из окружающей среды или хлоридами из загрязненного заполнителя и т. д.
Предпочтительность использования в качестве ингибитора коррозии нитрата, а не нитрита кальция обосновывается и экономическими соображениями, так как он более дешевый, более безопасный и более доступный.

Мнение
Татьяна Иванова, генеральный директор ООО «ГидроМон»:
– Коррозия арматурных стержней, внедренных в бетон из портландцемента, которая вызвана хлоридами, потребовала разработки и внедрения новых ускоряющих добавок, не содержащих хлориды, как альтернативы широко используемому ускорителю – хлориду кальция.
Научные исследования подтвердили, что нитрат кальция (например, норвежская добавка NITCAL при дозировке 2-4 процента) препятствует коррозии арматуры, вызванной повышенным содержанием хлоридов. Также эта добавка (в дозировке 0,2-1,2 процента от массы цемента) действует как ускоритель сроков схватывания при 20 градусах Цельсия и, таким образом, повышает прочность бетона на ранней стадии (например, через 6-8 часов).
При небольших дозах (1-2 процента) добавка вводится для долгосрочного повышения прочностных характеристик бетона. В дозировке 0,5-1 процент от массы цемента она обеспечивает наилучшую водонепроницаемость бетона, ускоряет набор прочности и повышает конечную прочность на 20-30 процентов.
Также NITCAL уплотняет бетон, что способствует его ускоренной самокальматации (самозакупориванию порового пространства карбонизирующейся на воздухе гидроокисью кальция) и предотвращает высолообразование на стадии эксплуатации. NITCAL может использоваться как добавка, снижающая риск трещинообразования из-за быстрой потери влаги в свежем бетоне.

Автор: Андрей Мельников (по данным компании «ГидроМон»)