Korozija armature

Cementna pasta u fazi hidratacije, kao visoko alkalna sredina ( Ph =12,5-13,5), pruža čeliku efikasnu zaštitu od korozije, pošto se smatra da pri vrednosti Ph >=9 zaštitni pasivizacioni film gama ferooksida ok čeličnih šipki efikasno sprečava korozioni proces. Snižavanjem Ph vrednosti na nivo ispod 9, usled procesa karbonatizacije cementne paste, međutim, otpočinje tzv proces depasivizacije , zaštita čelika nestaje i korozioni proces započinje. Jasno je da ukoliko je beton kompaktniji, a zaštitni sloj veće debljine, procesu karbonatizacije potrebno je duže vreme da dopre do nivoa šipki armature i izazove njihovu depasivizaciju, pa se u praksi zaštita čelika protiv korozije osigurava pre svega uslovljenim kvalitetom betona i propisanom minimalnom debljinom zaštitnog sloja betona.

 

Depasivizacija može biti izazvana i u prisustvu hlor-jona u nivou šipki armature, koji mogu da se nalaze u betonu ako su uneti preko komponenata betona, ili da prodiru kroz pore betona, ako je armiranobetonska konstrukcija izložena sredini kao što je morska voda ili vazduh u blizini mora. Potrebno je napomenuti da depasivizaciju mogu da izazovu samo slobodni hloridi, tj hloridi koji nisu vezani ili absorbovani produktima hidratacije. Kritična vrednost ukupnog sadržaja hlorida u betonu, potrebna da izazove depasivizaciju čelika, zavisi od Ph vrednosti pornog prostora, sadržaja cementa u betonu, kao i od nekih dodatnih faktora i teško se može tačno odrediti. Ipak, generalno se smatra da, za beton koji nije karbonatizovan, ova kritična vrednost iznosi 0.4% u odnosu na masu upotrebljenog cementa, smanjujući se sve do nule, sa smanjenjem ph vrednosti, tj sa sniženjem alkalnosti porne vode. U literaturi se, međutim, u vezi sa kritičnim sadržajem hlor-jona mogu naći i drugačija mišljenja. Kako je za difuziju hlorida neophodna voda u porama cementne paste, to su u primorskim područjima, gde je vlažnost vazduha veća, a sama sredina sadrži veliku količinu hlor jona korozija armature i propadanje armirano betonskih konstrukcija veoma intezivni.

Zabrinjavajući intezitet propadanja betonskih konstrukcija usled korozije armature u blizini toplih mora, koji je mnogo veći nego u drugim klimatskim uslovima, posledica je sledećih okolnosti:

-znatno većeg sadržaja hlorida u morskoj vodi, u tlu i atmosferi,

-osetno viših temperatura i temperaturnih varijacija, što zajedno sa značajnim varijacijama vlažnosti, ubrzava proces propadanja betonskih konstrukcija kod kojih je inicirana korozija armature.

Bilo kakav nedostatak u projektovanju i izvođenju armiranobetonskih kostrukcija u ovakvoj sredini može da izazove ozbiljna oštećenja već za nekoliko godina, što često zbunjuje projektante, izvođače i vlasnike objekata. Ispitivanja konstrukcija zahvaćenih brzom dezintegracijom pokazala su da je često u pitanju bio beton dobrog sastava, dobro zbijen i negovan, bez znakova alkalno-silikatne reakcije ili sulfatne korozije. Problem je, dakle, identifikovan kao tipična hloridna korozija armature, sa brzim razvojem ekspanzivnih produkata korozije, pucanjem i odvaljivanjem zaštitnog sloja.

Mehanizam korozije izazvane hlor-jonima intezivno se proučava poslednjih dvadesetak godina, što doprinosi iznalaženju metoda za redukciju i eventualno eliminisanje korozije ovog tipa.

Poslednjih godina se, zbog ozbiljnosti problema korozije armature, ponekad projektom predviđa i zaštita armature putem galvanizacije ili epoksidnim premazima, odnosno zaštitnim premazima spoljnih betonskih površina. Kako je, međutim, ovakav vid zaštite izuzetno skup, i kako prema nekim istraživanjima ne pruža trajnu zaštitu betonskog čelika, to rešenja za adekvatnu zaštitu armature u betonu, a time i za značajno produženje veka trajanja armiranobetonskih konstrukcija, treba tražiti pre svega u poboljšanju kvaliteta betona i povećanju veličine zaštitnog sloja.

U smislu poboljšanja kvaliteta betona, što niža poroznost i što veća kompaktnost betona od najveće su važnosti za dobijanje veće trajnosti konstrukcija. Beton spravljen sa što nižim vodocementnim faktorom imaće visoku kompaktnost, usporiće prodor hlorida do armature, kao i proces karbonitizacije. Pritom i veličina zaštitnog sloja ne bi smela ni u kom slučaju da bude niža od 50 mm.

Drugi vrlo važan faktor je da beton bude zamešan i ugrađen sa što nižom temperaturom, a zatim da se odgovarajućom negom i zaštitom od sunčevog zračenja omogući pravilan hidratacioni proces. Za dobijanje niže poroznosti, odnosnofinijeg pornog sistema, pa time i veće vodonepropustljivosti betona, osim obezbeđenja što nižeg vodocementnog faktora, niže temperature hidratacije i dovoljne količine vlage, preporučuju se i mešavine sa silikatnom prašinom, sa cementima visokog sadržaja zgure, za koje mnogi istraživači smatraju da obezbeđuju znažajnu redukciju difuzije hlor-jona.