Cinkovanje betonskog čelika

U periodu 1970-1980, u mnogim razvijenim zemljama vršena su istraživanja što se tiče degradiranja betonskih struktura, prouzrokovana korodiranjem betonskog čelika iz armatura. Posledice ovog procesa bile su: potreba ocvršćavanja, što je dovelo do porasta troškova, drastično smanjenje životnog veka konstrukcija ili, u pojedinim situacijama, njihovo rušenje, pre nego što dostignu projektovan život. Na žalost, ovaj se proces i danas nastavlja u mnogim zemljama sveta među kojima je i Rumunija.

Zemlje sa snažnom ekonomijom su nakon 1980 godine prešle na razmatranje industrijskih standarda: SAD i Australija –(SABS 0100:1992 Code of Practice The Structural use of concrete) kao i kodeksa dobre prakse iz industrije betona.

O toplom cinkovanju betonskog čelika u Evropi više informacija ovde…

Mehanizam korozije ( kao princip)

Sve korozije prouzrokovane su elektrohemijskim reakcijama, kojima je da bi se ostvarile, potreban jedan anod, jedan katod i elektrolitska sredina.

Svi ovi elementi mogu se naći u armiranom ili prethodno komprimiranom betonu.

U većini slučajeva šipke za čeličnu armaturu nisu zaštićene protiv korozije.

Za razliku od klasične korozije, pod uticajem životne sredine, gde se površine pokrivaju otprilike ravnomerno, korozija armiranog čelika može biti krajnje lokalizirana i intenzivna na sažetu površinu koja, kroz depasiviranje, postaje anodična zona.

U prirodnom stanju, večina metala predstavlja se u obliku oksida stabilnih sa hemijske tačke gledišta. U dodiru sa kiseonikom ili drugim faktorima koji izazivaju oksidaciju, metali teže da se vrate u stabilno stanje oksida, stvarajući rđu. Energija korišćena u procesima proizvodnje obezbeđuje oslonac potreban fenomenu širenja korozije.

Korozija čelika u betonu sastoji se od prenosa električnih napona ( elektrona) iz jednog materijala u drugi, proces koji započinje samo u prisustvu dve reakcije:

– jedna reakcija generisanja jona – anodna reakcija, koja dovodi do oksidiranja Fe, to jest do formiranja jona Fe;

– jedna reakcija kroz koju se troše elektroni – katodna reakcija, reakcija smanjenje kiseonika radi stvaranja jona hidroksila OH-

Kada se ove dve reakcije ( žarišta korozije) pojave na odvojenim mestima, na velikim razdaljinama, zovu se makročelije, a kada se pojave susedno ili na istom mestu, zovu se mikročelije.

Vrsta reakcije ( anodna ili katodna ) data je od strane količine prisutnog kiseonika i od strane PH-a rastvora cementa iz blizine čelika.

Usled procesa korozije, dešava se porast metalne armature u zapremini otprilike 6 puta, prema priloženoj šemi. Porast zapremine metalne armature dovodi do pojave radijalnog pritiska, nakon čega se pojavljuju mikropukotine.

Drugi procesi koji dovode do pojave rđe:

– Pripajanje Cl u aditive betona kao ubrzivač kontakta dovodi do smanjenja PH-a čemu sledi korozija prema donjoj šemi.

10 razloga da bi toplo cinkovali armature od betonskog čelika.

(Razlozi degradiranja betona, što dovodi do korodiranja armatura)

  1. Prevelika količina vode u betonu, a i kvalitet vode, mogu pospešiti degradiranje betona ili stvaranje pojedinih prilaznih ulaza za faktore koji korodiraju armature.
  2. Korišćenje pojedinih neodgovarajućih agregata (pesak, šljunak) koji takođe mogu povećati porozitet betona. Pukotine veće od 0,5 mm širine povećavaju probojnost što dovodi do korodiranja pripojenog čelika.
  3. Agresija prouzrokovana abrazijom ispoljava se uništenjem gornjeg sloja betona zbog prašine materijala tvrđih od betona, dospevši i do armatura.
  4. Agresija prouzrokovana erozijom, protokom vode koja sadrži materijale koje voda povlaći za sobom.
  5. Agresija prouzrokovana dodatnim teretima i impaktom.
  6. Hemijska agresija pretvaranja betona u karbonat koja se pojavljuje kod pogrešno doziranih  betona sa velikim odnosom voda/cement; otpornost na pretvaranje betona u karbonat niža je ukoliko je beton propustljiviji. CO2 prisutan u /vazduhu/ vodi reaguje sa alkaličnim sastojcima iz betona, stvarajući kalcijum karbonat. Fenomen pretvaranja u karbonat dovodi do smanjenja pH-a betona od 13 do 8,5-9, vrednosti koje su ispod stepena potrebnog radi obezbeđenja uslova pasivnosti armatura (otpornosti metala prema kiselinama). Kao logična posledica, čelik iz armature počinje da oksidira, stvara rđu koja postaje šupljikava i stvara tenzije superiorne otpornosti betona na lomljenje. Na taj način, sloj betona koji štiti armaturu odvaja se i izlaže je direktno koroziji kroz rđanje.
  7. Hemijska agresija soli hlora ili sumpora, koja dospevajući u unutrašnjosti, počevši od jedne određene  koncentracije, izaziva elektro –hemijsku koroziju čelika armature, što dovodi do proizvodnje oksid čelika i gvožđevitog hlorida.

U morskoj sredini, na glinenom zemljištu sa velikom količinom pirite ili u slučaju otpadnih voda, agresivnost je sumporne prirode. Korozivni napad na beton izazvan je kiselinskim supstancama sa smanjenim pH-om, sulfatima koji proizvode sumporni vodonik ili sumpornu kiselinu, što se ispoljava oštećenjem i ljuspanjem sloja betona.

8. Agresija ciklusa zamrzavanja / odmrzavanja. Voda se probija kroz pore betona u njegovu unutrašnjost i u prisustvu zamrzavanja, što izaziva korodiranje armatura.

9.Agresija izazvana požarima

U ovom slučaju, strukture su podvrgnute naporima koji ponekad mogu izazvati kolaps. Sloj betona koji pokriva i štiti armature može izdržati do temperature od + 6500 C. Armature mogu izdržati do temperatura od + 5000 C. Kod struktura od armiranog betona podvrgnutih požarima, pojavljuje se fenomen širenja čelika armature koji je veći od koeficijenta širenja betona i koji izaziva pukotine i uništavanje strukture što dovodi do prodiranja vode u oblasti armature.

10. Agresije izazvane kontrakcijama zbog promena relativne vlažnosti sredine, izazivaju pojavu pukotina koje dozvoljavaju vodi da dospe u armature.

Prednosti cinkovanja betonskog čelika.

–          Raste životni rok armature, dakle implicitno i životni rok konstrukcije.

–          Troškovi za cinkovanje betonskog čelika manji su od troškova za naknadnu popravku konstrukcije zbog degradiranja armatura korozijom.

–          Reakcija Zn (postavljenog na gredama) sa vlažnim betonom prestaje nakon stvrdnjavanja betona.

–          Pocinkovan čelik dozvoljava nivo hlorida u betonu od 2,5 puta manji nego u slučaju crnog čelika (necinkan čelik).

Bibliografija

Trajnost elemenata i struktura od prethodno komprimiranog betona, – INCERC Cluj, 2005

Brzina korozije sloja Zn u odnosu na sredinu u kojoj se nalazi

Čelik Cink    U spoljašnosti         U unutrašnjosti

slaba                      < 1,3                <0,1                   –                                               <60%

otprilike slaba       1,3-25             0,1-0,7            Slabo štetna atmosfera            Otvorena zgrada sa

suva klima                 privremenim kondezatom

prosečna                25-50            0,7-2,1          Gradska atmosfera, indus-     Sala sa otprilike visokom                                                                         trija sa prosečnom količinom          vlagom i slabo

                                                               SO2, ili mediteranska klima               štetan vazduh

snažna                    50-80           2,1-4,2          Industrijska atmosfera i        Hala za hemijsku proiz-

                                                               vlaga sa morskim vazduhom     vodnju, plivački bazeni

veoma snažna         80-200         4,2-8,4          Industrijska atmosfera i        Zgrada sa skoro stalnim

visoka vlaga                     kondezatom i visokom   štetnošću

About ETNOUS

Sprijinim creatia! Publicam carti in tiraje mici si mijlocii, prin www.edituraetnous.eu Realizam jucarii din lemn (www.lizuc.ro)
Acest articol a fost publicat în SERBIAN. Pune un semn de carte cu legătura permanentă.

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile despre tine sau dă clic pe un icon pentru autentificare:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s