Koroze železobetonových konstrukcí a způsob jejich ochrany

Vlastní beton tvoří výbornou ochranu ocelové výztuže proti korozi. Je to dáno vysokou hodnotou pH. Hlavním činitelem, který způsobuje korozi nadzemních částí železobetonových konstrukcí, jsou plynné exhaláty obsažené v atmosféře – oxid uhličitý, oxidy síry a dusíku, amoniak, chlorovodík a další exhaláty, které působí v plynné formě nebo rozpuštěné v atmosférické vlhkosti. Nejvýznamnější je působení oxidu uhličitého a oxidů síry, a to z hlediska agresivity a vysokých koncentrací plynů v atmosféře.

Obr. 1 – Nechráněná železobetonová konstrukce

Karbonatace – úvod do problematiky
Působení oxidu uhličitého na povrch betonu je dostatečně znám – dochází k tzv. karbonataci betonu. To znamená, že oxid uhličitý reaguje se zásaditými složkami betonu za vzniku různých karbonátů. Nepříznivý proces je velmi pozvolný, přičemž jeho rychlost značně závisí na pórovitosti a výskytu trhlin v betonu. Při karbonataci klesá hodnota pH v povrchových vrstvách betonu. Pokles původních pH = 11 a vyšších (při kterých beton spolehlivě působí jako ochrana proti korozi ocelové výztuže) se vlivem karbonatace sníží na pH = 9 a nižší. Pokud karbonatace dosáhne až k ocelové výztuži, nastává rychlá koroze. Korozní zplodiny mají několikanásobně vyšší objem než původní ocel, což se projeví destrukcí povrchových částí betonu a obnažením výztuže, která následně snadno podléhá korozi. Tyto procesy se odehrávají především v oblastech výskytu trhlinek a u nekvalitních betonů s póry a kavernami. Korozi způsobují i další činitele. Nejvýznamnějšími jsou voda (v součinnosti s působením mrazu), oxid siřičitý a u silničních staveb pak především rozmrazovací soli.

Obr. 2 – Chráněná železobetonová konstrukce

Řešení
Jednou z možností dlouhodobé ochrany železobetonových konstrukcí jsou elastické nátěrové systémy na bázi speciálních akrylátových disperzí. Toto řešení je přijatelné jak z hlediska ekonomického a aplikačního, tak i z hlediska životnosti ochrany. Nátěrový systém funguje, je-li schopen se bez prasknutí protáhnout a vrátit do původní polohy při změně šířky trhlin. Pro formulaci elastických nátěrových hmot je nutné použít speciální disperze, které mají hodnotu Tg hluboko pod bodem mrazu (Tg -30 °C a nižší). To znamená, že nátěr vyrobený na tomto typu pojiva v zimě nezkřehne a nepopraská zároveň s podkladem. Překlenutí trhlin tedy souvisí se zamezením průniku agresivních látek do konstrukce a u železobetonových konstrukcí k výztuži. Ochranný nátěrový systém musí splňovat další požadavky, které jsou uvedeny např. v Technických kvalitativních podmínkách (kapitola 31 – Opravy betonových konstrukcí) vydaných Odborem pozemních komunikací Ministerstva dopravy a spojů ČR. Jde o:

• odolnost povlaku vlivu vody a chemických rozmrazovacích látek (NaCl),
• soudržnost s podkladem min. 0,8 MPa,
• schopnost přenosu cyklického pohybu konstrukčních a nekonstrukčních trhlin bez porušení do 0,2 mm při -20 °C,
• ...

Celý nezkrácený článek si můžete přečíst v časopise Silnice Železnice číslo 1/2006.

Autor

• Ing. Macháček Tomáš