Corrosion du béton: types, mécanismes, méthodes de
De quoi s'agit-il - de la corrosion du béton et du béton armé? Pourquoi les processus de corrosion se produisent-ils dans les structures en béton armé? Quels moyens peuvent empêcher leur développement? Dans l'article, nous allons essayer de répondre à ces questions.
C'est quoi
Corrosion du béton - processus de perte de résistance ou de destruction de béton et de structures en béton armé associé à une exposition environnementale agressive. Il semble que le lecteur n'ait pas besoin d'expliquer comment se déroule la corrosion des structures métalliques. En général, le béton a le même sens: au fil du temps, il est partiellement transformé en d'autres matériaux aux propriétés mécaniques complètement différentes.
Précisons: les structures en béton armé souffrent bien sûr également de rouille ordinaire. Dans la plupart des cas, le renforcement n'a pas une résistance élevée à la corrosion.
Types et mécanismes
Помните пословицу «где тонко, там и рвется»? Она в полной мере относится к деградации любых конструкционных материалов.
Le béton armé est un composite de plusieurs types de matières premières qui se différencient par leur résistance mécanique et leur résistance aux différents types d'influences externes.
| Matériel | Propriétés |
| Le sable | Les cristaux de quartz sont exceptionnellement stables chimiquement, ne se dégradent pas avec le temps. |
| Décombres | On utilise habituellement du gravier, dont les propriétés chimiques et mécaniques diffèrent peu de celles du sable de quartz. Les alcalis et les acides concentrés peuvent affecter sa force. |
| Armature | Le contact de l'acier dans l'eau et dans l'air (et le béton, comme on s'en souvient, est perméable à la vapeur) donne toujours un résultat très prévisible. Même sous une couche protectrice de béton, l'armature rouillera progressivement. La libération de renforcement à la surface en raison de la destruction de la structure accélérera le processus à plusieurs reprises. |
| Pierre de ciment | Liant - ciment - après la prise se transforme en une pierre de ciment relativement forte, mais pas caractérisée par l'inertie chimique. L'un de ses composants principaux - la chaux hydratée Ca (OH) 2 - se dissout facilement dans l'eau et réagit avec d'autres produits chimiques. C'est avec la destruction de la pierre de ciment que commence généralement le processus de corrosion. |
Analysons les principaux types de corrosion et les mécanismes de leur apparition.
érosion
Malgré sa densité élevée, le béton est un matériau poreux. La raison en est que la prise du ciment et le séchage ultérieur du mortier s'accompagnent d'une diminution significative de son volume.
Faites attention: le gaz poreux et le béton cellulaire sont une conversation à part. Dans leur cas, les pores sont créés intentionnellement - en introduisant dans la solution de la mousse ou des composants générateurs de gaz (généralement de la poudre d’aluminium). L'objectif est de donner des qualités d'isolation maximales concrètes.
L'humidification du béton, suivie d'une évaporation inégale de l'eau, entraînera un mouvement progressif de l'eau à travers les pores. En se déplaçant, cette même chaux éteinte, Ca (OH) 2, sera progressivement lessivée; Eh bien, puisque le liant dans l’épaisseur du béton devient plus petit, sa résistance diminue.
Le processus de lessivage se manifeste le plus clairement par l'efflorescence - taches blanches et excroissances à la surface du béton, restant là où il est souvent mouillé. Leur présence suggère que le design est en train de perdre de la force.
Décomposition acide
Sous l'influence des acides et de leurs solutions aqueuses dans le béton, de nombreux processus destructeurs peuvent se produire.
Laissez-nous analyser le plus simple.
- Lorsqu'elle est exposée à des acides, la chaux éteinte se combine au dioxyde de carbone atmosphérique pour former du sel insoluble et de l'eau.. La formule décrivant la réaction est Ca (OH) 2 + CO2 = CaCO3 + H2O.
Il semblerait - pourquoi s’attrister si le composé de calcium soluble est remplacé par un composé plus stable? Après tout, le processus de lixiviation dans ce cas devrait être complètement arrêté. Ce n’était pas le cas ici: les cristaux de CaCO3 ne font pas que remplir les pores; ils cherchent à s’étendre, à se fissurer; en conséquence, le béton commence à se fissurer.
- Avec un excès d’eau (en termes simples, dans du béton humide), la transformation ultérieure des minéraux se présente sous la forme CaCO3 + CO2 + H2O = Ca (HCO3) 2. Полученный бикарбонат кальция снова растворим для воды; более того - слишком растворим: он стремительно вымывается, оставляя после себя поры и… падение конструкционной прочности.
- En présence d'une solution d'acide chlorhydrique, la chaux éteinte est convertie en chlorure de calcium: Ca (OH) 2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O. Et ce sel est extrêmement soluble dans l'eau; le résultat est assez prévisible - encore une fois, l'affaiblissement de la structure.
Décomposition du sulfate
Dans les conditions de l'industrie chimique (en particulier celle de la production d'engrais), la corrosion dite au sulfate du béton est assez courante.
En raison de l'interaction avec les sulfates et les aluminates de chaux éteinte présents dans le ciment, il se forme notamment de l'hydrosulfoaluminate d'ettringite (3CaO • Al2O3 • 3CaSO4 • 32H2O). Les cristaux en cours de croissance provoquent des contraintes importantes, dépassant largement les caractéristiques de résistance de la pierre de ciment.
Renforcement de la rouille
Здесь все просто и понятно: контакт низкоуглеродистых сталей с водой и воздухом приводит к образованию малопрочного Fe2O3 и более сложных окислов и солей. Армирование должно воспринимать нагрузки на растяжение; при падении прочности арматуры существенные нагрузки на изгиб приводят к появлению трещин и… ускоренному падению прочности уцелевшего армирования вследствие прямого контакта с водой и воздухом (см.также статью «Подпорные стены из бетона: технология возведения от профессионалов»).
Biodégradation
Les conséquences d'une humidité élevée à des températures supérieures à zéro sont bien connues: des structures en brique, en pierre et en béton s'installent avec de la mousse et des moisissures.
En conséquence, la destruction se déroule de deux manières:
- La chaux notoire et ses composés servent de nourriture pour le champignon.
- L'accumulation de produits métaboliques dans les pores entraîne une augmentation des stress internes.
Destruction givrée
Imaginez ce qui arrive à un site de béton humide lorsque la température tombe en dessous de zéro.
- L'eau dans ses pores commence à se cristalliser.
- La glace, qui a un volume plus important que l’eau, tend à dilater les pores. Des microfissures apparaissent dans la structure; lorsqu’ils sont expansés, la corrosion des armatures est liée à la destruction du béton armé.
Façons de protéger
Donc, les mécanismes de destruction que nous avons étudiés. Est-il possible de protéger le béton et les structures en béton armé de la corrosion? Des mesures appropriées peuvent-elles être prises à la maison de leurs propres mains?
Stratégie
Tout d’abord, découvrez quelles sont les voies à suivre.
| L'ensemble des mesures | Des explications |
| Protection de la vanne | L'augmentation de la résistance à la corrosion de la cage d'armature l'empêchera de rouiller dans le béton et d'atteindre la surface. |
| Scellement des additifs chimiques | En règle générale, ils réduisent le nombre de pores ou les ferment. En conséquence, la perméabilité du matériau à l'eau et à l'air diminue. Moins fréquemment, la chaux éteinte instable est remplacée par des composés plus résistants aux produits chimiques. |
| Remplir les pores | La structure de béton finie peut être modifiée en pénétrant dans les imprégnations injectées à travers des trous forés ou simplement déposées à la surface. |
| Protection de surface | Cela inclut toutes sortes de mesures d'étanchéité (rouleau et revêtement). Peindre avec des matériaux de peinture tombe dans cette catégorie. |
| Bioprotection | Les imprégnations antiseptiques annulent la biodégradation en tuant la moisissure elle-même et ses spores et en empêchant leur réapparition. |
Tactiques
Et maintenant, concrétisons un peu plus la liste des mesures possibles, après en avoir décrit certaines.
Conditions industrielles
Comme la protection des structures en béton armé contre la corrosion est réalisée dans les conditions d'entreprises industrielles, de constructions multifamiliales, etc. - En termes simples, quand est-il possible d'utiliser des technologies complexes nécessitant un équipement spécial?
Nous mentionnons quelques solutions fréquemment utilisées.
- Cimentation. Через пробуренные в толще конструкции отверстия под давлением нагнетается цементное молочко, приготовленное в пропорции 1:10 (цемент-вода), с небольшой (не более 7% от массы цемента) добавкой хлористого кальция. Remplir les pores способствует увеличению плотности бетона и уменьшению количества открытых пор в нем.
- Silicisation est réduite à l'injection successive de verre de sodium liquide et de chlorure de calcium. Dans le processus de traitement, les pores sont remplis d'un mélange de silicate de calcium peu soluble et de silice insoluble.
- Bitume - le processus de remplissage des pores avec du bitume à une température de 200-220 ° C. La méthode est extrêmement efficace, mais ne peut être réalisée qu'avec une teneur minimale en humidité de la structure.
Utile: le principal problème des trous de forage pour l'injection de solutions est de ne pas provoquer d'augmentation des contraintes internes dans l'épaisseur de la structure. De ce point de vue, le forage au diamant dans des trous dans le béton est optimal: il ne crée pas de chocs et ne provoque pas d’écaillement des bords du trou.
Pour l’ouverture et le démantèlement des éléments de structure, on utilise du béton armé avec des cercles en diamant: ils ont une ressource beaucoup plus grande que les cercles abrasifs pour la pierre et, surtout, la barre est parfaitement coupée.
Conditions d'accueil
Bien entendu, la protection du béton contre la corrosion est possible sans l'utilisation d'équipements de haute technologie.
- Peinture protectrice - la solution la plus simple et la plus évidente. Nous pouvons en particulier recommander les colorants appelés caoutchoucs dispersés dans l'eau: ils imperméabilisent de manière fiable la surface du béton avec un minimum de temps et d'effort. Le prix d'un kilogramme de peinture à base de caoutchouc commence à environ 130 roubles.
- Le traitement avec du verre liquide protège également le béton de la destruction. Les instructions d'utilisation sont extrêmement simples: le verre de sodium liquide est dilué avec de l'eau 1: 1 et appliqué sur la surface en béton avec un pinceau ou un rouleau en 2-3 couches sans séchage intermédiaire.
- La solution la plus efficace est l'imprégnation pénétrante d'imperméabilisation (Penetron et ses analogues). Ils sont appliqués sur du béton humide et pénètrent à un mètre de profondeur. Penetron provoque la cristallisation de composés de calcium qui remplissent complètement les pores.
- Au stade de la préparation du béton, différents additifs de renforcement peuvent y être introduits. Voici les noms de plusieurs médicaments à usage domestique: Milonafta, SDB (infusion de levure au sulfite), NGL-94 (fluide silicone).
Conclusion
Разумеется, в рамках небольшой статьи нами затронуто лишь несколько из длинного перечня возможных решений (читайте также статью «Бетонные безнапорные трубы: нормативные документы, применение, альтернативы»).
La vidéo de cet article fournira au lecteur plus d'informations sur la manière dont la corrosion du béton se manifeste et sur la manière de la vaincre. Des succès!