KOROZE ŽB KONSTRUKCÍ BENEŠ Filip, 2.S V Praze 20. 9. 14
Karbonatace betonu= příčina koroze výztuže. Karbonatace betonu reakce mezi kyselými plyny v atmosféře a produkty hydratace cementu. Změna ph betonu. Průběh karbonatace: Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O Přičemž klesá hodnota ph z ph=12,5 na méně než ph=9 Zároveň dochází ke korozi výztuže 2Fe+1,5O2+H2O=2FeO(OH) Přičemž objem výztuže se ze 100 % zvyšuje na 250 %!
Druhy korozí betonu chemické vlivy působení plynů, vod roztoky kyselin a jejich solí působení ropných látek a olejů pevné látky fyzikální vlivy mechanické nízké a vysoké teploty hygrometrické vlivy biologické vlivy chemické fyzikální/ mechanické
DRUHY KOROZÍ
A) Chemické vlivy Ocel je v novém betonu pasivní, neboť zásoba volného hydroxidu vápenatého vytváří po průniku vody do betonu pórový roztok, který má ph 12,5 až 13,5 Tato alkalita zaručuje samovolnou pasivaci oceli a velmi malé korozní rychlosti. Oxidační schopnost pórového roztoku je dána: přístupem kyslíku. Korozní agresivita pórového roztoku v betonu je závislá především na :přístupu oxidu uhličitého, chloridů k výztuži
A) Chemické vlivy Závisí na: chemickém složení betonu i agresivní látky koncentraci agresivní látky teplotě vlhkosti rychlosti proudění změny intenzity působení mechanickém namáhání konstrukce
A) Chemické vlivy druhy vody Vliv vody na korozi betonu Přírodní atmosférické povrchové podzemní Odpadní splaškové průmyslové
A) Chemické vlivy druhy vody 1)přírodní přírodní atmosférické dešťová voda průmyslové oblasti přímořské oblasti přírodní povrchové vodní toky: soli 20 100 mg / litr ( Cl)(pitná voda do 20 mg) stojaté kyselé vody: nízké ph 3 5 mořská voda: 3,5 % roztoku solí (35 000mg/litr)
A) Chemické vlivy druhy vody přírodní podzemní -významný vliv horninového prostředí -sírany a chloridy -silikátové prostředí = větší množství CO2 -kyselost prostředí -ve vodě rozpustné sírany vznik H2SO4 2) odpadní splaškové a průmyslové kontaminace různými látkami vliv cukrů vliv chloridů vliv síranů vliv kyselin
A) Chemické vlivy- Plyny korodující beton korodující plyny SO2; SO3; CO2; NH3; H2S Další druhy korozí: -Uhličitá a síranová koroze betonu -Negativní vliv vzdušného CO2 na železobeton -Elektrochemická koroze vlivem Clˉ -Alkalická reakce kameniva ASR -Vápenaté rozpínání atd.
A) Chemické vlivy
A) Chemické vlivy Alkalická reakce kameniva ASR -chemická reakce v betonu, jsou-li v něm najednou přítomny tyto tři složky: alkálie voda amorfní křemík
A) Chemické vlivy Reaktivní kamenivo: křemičité břidlice, rhyolity, andezity, opál, chalcedon, christobalit vznik reaktivních gelů v okolí kameniva zvětšení objemu až 20 mm/m = vznik trhlin =rozpad betonu
Degradace betonu z hlinitanového cementu na rozdíl od portlandského cementu Al2O3 35 52 % CaO 35 45 % směs bauxitu a vápence [1:1] v Československu používán jako konstrukční v letech 1930 1960 použití v konstrukcích s požadavkem na rychlý nárůst pevnosti (zimní betonáž)
Degradace betonu z hlinitanového cementu vliv na degradaci teplota, vlhkost, CO2, nízká hutnost, v průběhu degradace se objevuje hydrát železa hnědé zbarvení
Degradace betonu z hlinitanového cementu Hlinitanový cement: pro konstrukční účely zakázán (ČR, EU) Nesmí se mísit s jinými cementy užívá se pro vyzdívky pecí nenosné konstrukce zrychlené tvrdnutí- po 1 dni 60 Mpa Největší tragédie v ČSSR se odehrála dne 23.11.1984 zřícením budovy v areálu fy MESIT Uherské Hradiště.
B) Fyzikální vlivy 1) Mechanické poškození betonu Obrus povrchu Přetížení konstrukcí Poškození nárazem Poškození výbuchem
B) Fyzikální jevy 2) Poškození betonu v důsledku požáru
C) Biokoroze = přímé i nepřímé působení rostlin a organismů na stavební materiály, které je příčinou jejich degradace a následné ztráty jejich původní funkce. Organismy se vyskytují v závislosti na chemických a fyzikálních podmínkách. bakterie řasy houby lišejníky mechy vyšší rostliny živočichové
C) Biokoroze Bakterie povrchové poškození materiálů vznik pór, snížení pevnosti, ztráta soudržnosti produkty bakterií vytvářejí podmínky pro život vyšších rostlin Řasy Podmínkou přítomnost souvislého vodního filmu Působení mechanické i chemické Produkce organických kyselin rozpouštění materiálu Vysoká produkce CO2 přeměna -CO3 na -HCO3
C) Biokoroze Houby Žijí na organickém podkladu Poškozují anorganické povrchy v blízkosti organických Působení mechanické i chemické Lišejníky Poškození zejména chemické organické kyseliny Růst i degradační působení je dlouhodobý proces
C) Biokoroze Mechy Negativní působení spočívá zejména v zadržování vody a tím i ve vytváření prostředí pro běžné" fyzikální a chemické působení Vyšší rostliny Trávy, keře, stromy Zejména mechanické působení: Přímé -vnikání kořenového systému do pór, trhlin a dutin Nepřímé-změna pohybu a množství vody v okolí konstrukce krycí funkce proti působení větru a dalších povětrnostních vlivů
SANACE 1) Provedení průzkumu, definování příčiny degradace 2) Na základě provedeného průzkumu se provede návrh sanačních opatření. -vliv na stat. funkci, rozsah poškození, příp. dovyztužení části betonu, výztuž zbavit veškerých korozních zplodin 3) příprava podkladu-odstranění degradované a (dle ČSN EN ISO 8501-1) 4) sanace
SANACE
SANACE-materiály -dle ČSN EN 1504 -nelze užít běžné betony ani malty -rozdělujeme dle funkce: A) materiály pro ochranu výztuže a adhezní můstky B) správkové malty a betony C) systémy pro povrchovou ochranu betonu
SANACE-výztuž -bariérové nátěry na bázi reaktivních polymerů -zabraňují přístup vody a kyslíku -nátěry s aktivními pigmenty -modifikovaných cementových suspenzí -pomáhají re-alkalizovat beton okolo výztuže
SANACE-beton Adhezivní můstek -propojuje starý beton s novým -reaktivní polymery nebo polymer-cementové Opravné malty -nosné, nenosné -druhy malt: (CC) cementový beton (PCC) polymercem. beton (PC) polymer. beton
SANACE-povrchová úprava -omezení nasákavosti, snížení průniku CO2 -materiály na akryl. bázi
ZÁVĚR Nesmíme nikdy podcenit složení ŽB konstrukcí a jejich okolní prostředí související s provozem. Jakákoliv nepromyšlená chyba v technologii či změny užívání může investora později stát velké náklady, jde-li ještě odstranit. Měli bychom zvážit, vyplatí-li se v některých případech sanovat nebo demolice s nahrazením novou konstrukcí.
Zdroje: http://tpm.fsv.cvut.cz/student/documents/files/dsm/dsm_4. pdf http://pavlat-znalec.com/investing/praxe/karbon/karbon.html http://en.wikipedia.org/wiki/concrete_degradation http://www.svcement.cz/includes/dokumenty/pdf/sd2007- prednaska-hs-ts-portlandske-a-hlinitanove-cementy.pdf http://www.zateplovani.cz/sanace-betonovych-konstrukci.html