Влияние карбонизации бетона на коррозию арматуры

Эта реакция обычно начинается и происходит в том случае, если в бетоне имеется определенное количество воды. Малое количество влаги препятствует диффузии углекислого газа, а большое количество влаги приостанавливает его проникновение в бетон. Обычно карбонизация происходит при относительной влажности воздуха — 50 — 70 %. Фронт карбонизации распространяется в зависимости от диффузионной способности бетона, количества веществ в бетоне, способных вступать в реакцию, и времени.

Содержание СО2 в воздухе можно принять за константу, составляющую 0,03 % по массе или 0,6 г/м3 воздуха в нормальных условиях внешней среды. Две другие величины в большой степени зависят от качества бетона. На стойкость к воздействию СО2 оказывает влияние тип цемента, который использован для приготовления бетона. Она больше всего у бетона на портландцементе и меньше всего у бетона на шлаковом цементе. Глубина карбонизации, если учитывается одинаковое время выдерживания, возрастает в следующем порядке: портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент, шлаковый цемент. Глубина карбонизации бетона на шлаковом цементе примерно на 60 % больше, чем бетона на портландцементе, при одинаковом водоцементном отношении. Естественно, когда образцы бетона на шлаковом цементе подвергаются выдерживанию во влажном режиме в течение длительного времени, глубина карбонизации имеет тот же порядок величины, что и для образцов на обычном портландцементе. В значительной степени глубина карбонизации зависит от структуры бетона, то есть от его пористости и трещиноватости. Основное влияние при этом оказывает увеличение В/Ц. Если глубина карбонизации бетона с водоцементным отношением 0,42 равна единице, то при водоцементном отношении 0,80 она увеличивается в три раза. Если бетон при укладке не прошел надлежащего выдерживания, поверхностный слой остается очень пористым, а коэффициент диффузии СО2 — высоким. Глубина карбонизации также в большой степени зависит от содержания влаги. Коэффициент диффузии СО2 составляет около 1,5-10-8 м2/с в воздухе и от 0,8 до 5-10-12 м2/с в воде. Если бетон увлажняется и высыхает, в течение времени водонасыщения карбонизация отсутствует. В результате испытаний образцов бетона на карбонизацию наблюдается четкое различие между сухими и влажными условиями воздействия внешней среды. В сухих климатических условиях (относительная влажность 50 — 75 %) карбонизация прогрессирует быстрее, чем при влажных условиях внешней среды. То есть в условиях транспортных тоннелей и тоннелей инженерных коммуникаций, расположенных вблизи дорог, где имеется значительное количество углекислого газа, карбонизация будет протекать активно, а в гидротехнических или в канализационных тоннелях она будет отсутствовать.

Практически глубину карбонизации бетона устанавливают несколькими способами. Самый распространенный способ — смачивание свежего скола раствором фенолфталеина. По характерному окрашиванию бетона устанавливают фактическую глубину карбонизации.

Если карбонизированный бетон имеет водородный показатель порового раствора менее 9 и пассивации арматуры не происходит, то она может подвергаться коррозии, однако для этого должно быть выполнено и другое условие: наличие электролита и кислорода.