Коррозия строительных материалов

Коррозия материаловКОРРОЗИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, распад и связанное с ним разрушение под влиянием факторов химического и физического выветривания, а также агрессивных растворов и веществ. К факторам химического выветривания относятся атмосферные агенты, морские, речные, грунтовые воды, а к факторам физического выветривания - колебания температуры, действие осадков, мороза и т. п. К агрессивным растворам и веществам принадлежат растворы кислот, щелочей, солей, жиры и пр. На степень сопротивляемости действию коррозии оказывают влияние химический состав, физические свойства строительных материалов, характер структуры их, величина прочности, уплотненность или пористость их. Коррозия отдельных групп строительных материалов характеризуется ниже.

Естественные каменные строительные материалы, представляющие различные горные породы, за сравнительно небольшим исключением подвергаются весьма незначительному и чрезвычайно медленному разрушению. Химическое выветривание горных пород сводится или к их прямому растворению или же к последующему химическому изменению. Прямому растворению и разъеданию под действием вод, содержащих растворенные газы (углекислота, кислород, сернистый газ), относительно быстро подвергаются наименее стойкие из пород, например, известняки, мергеля, мраморы, известковые песчаники, доломиты.

Химическому изменению подвергаются те из пород, которые содержат минералы, легко вступающие во взаимодействие с химическими реагентами. Так, в полевошпатовых породах под влиянием атмосферных агентов (осадки, углекислота, кислород, сернистый газ) наступает, хотя и чрезвычайно медленно, процесс каолинизации, или переход в раствор карбонатов щелочей и кальция с выделением нерастворимых каолина и кремнезема. Некоторые из пород могут дать при выветривании такие продукты, которые в свою очередь явятся новыми сильно действующими агентами и приведут быстрее к разрушению их. Такой способностью обладают включения колчеданов, пиритов и других, которые, окисляясь под действием кислорода и влаги, дают сульфаты и растворы серной кислоты, являющиеся сильно действующими факторами разъедания. Наиболее стойкими породами в отношении химического воздействия являются те из них, которые заключают кристаллический кремнезем. Факторы физического выветривания, а именно колебания температуры, действие мороза, размягчаемость пород, играют большую роль в разъедании и разрушении пород. Колебания температуры, вызывая постоянные расширения и сжатия пород, способствуют образованию трещин, выкрашиванию и распаду их на куски и осколки. Этому медленному разрушению помогает напитывание влагой атмосферных осадков и действие мороза на застрявшую в трещинах влагу. Характер структуры, степень и род пористости, влагоемкость определенным образом влияют на устойчивость против действия указанных физических факторов. Материалы с однородным строением, плотные и невлагоемкие наиболее стойки в этом отношении и наоборот. Путем искусственного расплавления и отливки некоторых горных пород (базальты, диабазы и др.) возможно превратить их в плотные изделия и придать им большую устойчивость против коррозии. Весьма медленному истиранию поверхности подвергаются естественные строительные материалы под действием ударов частиц, песчинок, осколков пород, переносимых ветрами, ураганами (истирание древних сооружений под действием песчаных бурь).

Искусственные строительные каменные материалы, получаемые обжигом (изделия грубой керамики), приближаются к наиболее стойким представителям естественных каменных стройматериалов, т. к. для них факторы химического и физического выветривания играют ту же роль и с аналогичными последствиями (например, стены кирпичных древних сооружений со следами коррозии). Обыкновенный и огнеупорный кирпичи в различных печах подвергаются действию высокой температуры и при наличии золы топлива и летучей ее части могут быстро разрушиться. Действие грунтовых минерализованных вод может привести к отслаиванию и разъеданию изделий грубой керамики. Из всех керамических материалов наиболее устойчивы против коррозии изделия со сплавленным, т. е. непроницаемым, черепком (клинкерные изделия).

Искусственные безобжиговые каменные строительные материалы, получаемые из строительных растворов и бетонов, по сравнению с рассмотренными выше двумя группами, значительно менее стойки и легко подвергаются коррозии, что связано с применением для их изготовления различных вяжущих веществ. Воздушные вяжущие вещества (воздушная известь, гипсовые вяжущие вещества и магнезиальные цементы) в различной мере разрушаются водой в силу ее растворяющего действия. Горячая вода, водяные пары оказывают разъедающее влияние на известково-песчаные массы и изделия из них (силикатный или известково-песчаный кирпич) из-за разрушения и растворения гидросиликата извести - продукта твердения этой массы. Портландцементы и растворы его (без гидравлических добавок) разрушаются под действием как неорганических кислот, даже самых слабых (например, углекислот), так и органических (например, гумусовых) из-за образования растворимых солей кальция этих кислот. Кроме того, на них разрушительно действуют водные растворы солей, в особенности сульфатов, например, морские, минерализованные и другие воды, причем благодаря образующимся водным сложным соединениям увеличивается объем массы цемента, что в свою очередь ведет к разрушению последнего. Растворы щелочей, растительные и животные жиры, растворы сахара и других органических веществ дают растворимые соединения с известью (продуктом гидратации цемента) и вызывают разрушение отвердевшего раствора. Высокая температура (600°С и выше) способствует разрушению отвердевших вяжущих веществ, их растворов и бетонов из-за распада образовавшихся при их отвердевании водных соединений. Наконец, под действием факторов химического и физического выветривания, рассматриваемые строительные материалы разрушаются во много раз быстрее рассмотренных двух первых групп.

Теплоизоляционные строительные материалы, изготовляемые на базе волокнизированных древесных отходов (стружки) и древесной шерсти с применением вяжущих веществ, а также на основе различных видов растительных отходов и строительного торфа без применения вяжущих веществ, подвергаются разрушению под действием многочисленных факторов. На них разрушительно и весьма быстро действуют все факторы химического и физического выветривания, а также повышенная температура, горячая вода, пары воды, грибки, вызывающие заболевание и загнивание древесных клеток и волокон.

Отделочные материалы, к которым относятся штукатурка, окраска, стекло и пр., также подвергаются коррозии и разрушению в зависимости от степени стойкости примененных для них веществ. Назначение их - предохранить наружные и внутренние поверхности зданий от разрушительного действия факторов химического и физического выветривания. Хотя под действием указанных факторов они в той или другой степени изменяются, разрушаются и с течением времени требуют замены, но назначение свое выполняют. Стекло под действием большинства факторов устойчиво, хотя при постоянном действии горячей воды, щелочей и кислот получает помутнение и разъедание.

Строительные материалы из дерева разрушаются под действием жизнедеятельности организмов (жуки, черви, грибки, бактерии), атмосферных агентов, ветра, непостоянной влажности и сухости и высокой температуры, а также сильных кислот, щелочей.

Строительные материалы из черного металла быстро разрушаются под действием кислорода воздуха в присутствии влаги, давая гидрат окиси железа - ржавчину (см. Железо), а также химических реактивов, растворов, высоких температур и т. п.

Изоляционные и гидроизоляционные материалы, изготовляемые на базе искусственных и естественных битумов, смол и т. п., устойчивые в отношении действия вод, растворов, кислот и пр., подвергаются деформации от действия высоких температур, старению под действием атмосферных агентов.

Меры предохранения от коррозии. 1) Для естественных каменных строительных материалов - шлифовка, полировка и покрытие непроницаемыми пленками антикорродирующих веществ. 2) Для искусственных обжиговых каменных строительных материалов - покрытие поверхности различными силикатами (глазури). 3) Для искусственных безобжиговых каменных строительных материалов - введение битуминозных веществ и создание предохранительных штукатурок, побелок, а для гидравлических вяжущих веществ - введение гидравлических добавок и применение пуццолановых цементов. 4) Для теплоизоляционных строительных материалов - создание предохранительных штукатурок и т. п. 5) Для отделочных материалов - применение наиболее стойких против коррозии веществ. 6) Для материалов из дерева - пропитка антисептическими растворами, окраска. 7) Для материалов из черного металла - окраска, покрытие металлами, мало корродирующими. 8) Для изоляционных и гидроизоляционных материалов не требуется принятия мер предохранения.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Доп. том - 1936 г.