Влияние окружающей среды на материалы строительных конструкций
Изделия и конструкции, находясь в эксплуатационных условиях, в основном следуют трем этапам долговечности – упрочнению, стабилизации и деструкции. Деструкция чаще всего носит характер коррозии, поскольку соответствующие процессы ее в значительной мере протекают под влиянием химических реакций и физико-химических воздействий.
Сущность коррозионного воздействия различных агрессивных факторов выражается либо в растворении структурных компонентов цементного камня и последующего процесса вымывания растворов силой напора или под влиянием диффузии, либо в образовании новых химических соединений в цементном камне, способных растворяться в жидкой омывающей среде или образовывать тончайщие суспензии и выноситься под влиянием диффузии или фильтрации, либо в кристаллизации или набухании новообразований с явлениями последующего механического напряжения внутри цементного камня.
Строительные материалы подвергаются агрессивному, стабилизирующему и упрочняющему воздействию окружающей среды.
Агрессивные воздействия приводят к разрушению материала, которое может ускоряться при определенных сочетаниях и других факторов. Такие факторы – вещества или явления – называются стимуляторами коррозии.
Стабилизирующие воздействия способствуют сохранению эксплуатационных качеств конструкций и их долговечности. Вещества и явления, замедляющие или затрудняющие процессы коррозии, называются пассиваторами или ингибиторами коррозии.
Упрочняющие воздействия вызывают уплотнение и упрочнение материалов, за счет чего повышается стойкость конструкций и долговечность сооружения.
При взаимодействии среды и материала на его поверхности иногда возникают тонкие пленки новообразований, оказывающие пассивирующее действие, и чем большей плотностью и стойкостью они обладают, чем больше сцепление с поверхностью, тем выше их защитное действие.
Все среды по степени воздействия на строительные конструкции делятся на неагрессивные (Н), слабоагрессивные (Сл), среднеагрессивные (Ср) и сильноагрессивные (Си). В основу классификации положены относительное снижение прочности материала в зоне коррозии и внешние проявления признаков коррозии в результате эксплуатации конструкций в течение одного года (табл. 1).
Степень агрессивности среды можно определить по допустимой глубине разрушения бетона за 50-летний срок эксплуатации конструкций.
Агрессивные среды могут быть газовоздушными, жидкими и твердыми.
Табл. 1. Степень воздействия агрессивной среды
Показатели коррозии | Степень агрессивности среды | |||
Н | Сл | Ср | Си | |
Снижение прочности, % | нет | Менее 5 | 5…20 | Более 20 |
Внешние признаки | Нет | Слабое поверхностное разрушение материала | Повреждение углов или волосные трещины | Ярко выраженное разрушение материала (растрескивание) |
Степень агрессивности газовоздушных сред определяется растворимостью газов в воде, температурой и влажностью среды. Агрессивными газами являются: кислород, водные пары, углекислый газ, аммиак, сернистый ангидрид, сероводород, окислы азота, хлор, хлористый водород, фтористый водород. В зависимости от вида и концентрации газов газовоздушные среды условно делятся на четыре группы: А, В, С, D (табл. 2).