Рассмотрен широкий круг вопросов, связанных со стойкостью бетона и железобетона в различных условиях и способами их защиты от агрессивного действия окружающей среды. На основании обобщения данных литературы и результатов экспериментальных исследований авторов книги приведены представления о механизме коррозионных процессов в бетоне и железобетоне в природных и производственных агрессивных средах. Данные о скорости коррозионных процессов положены в основу методов прогноза сроков службы бетона, подвергающегося коррозионному воздействию. Рассмотрены процессы коррозии арматуры, особенности защитного действия по отношению к ней бетона и способы защиты бетона и арматуры при их совместной работе в железобетонных конструкциях, эксплуатируемых в агрессивных средах. Предназначена для специалистов научно-исследовательских и проектных организаций, работающих в области исследования, проектирования, возведения и эксплуатации зданий и сооружений из бетона и железобетона, подвергающихся агрессивным воздействиям внешней среды.

Предисловие

Глава 1. Краткий исторический очерк и современное состояние исследований коррозии бетона и железобетона

Глава 2. Виды агрессивных внешних воздействий и классификация коррозионных процессов
2.1. Общие условия взаимодействия агрессивной внешней среды и бетонных и железобетонных конструкций
2.2. Агрессивность внешних воздействий
2.3. Общая характеристика жидких агрессивных сред
2.3.1. Природные поверхностные и грунтовые воды
2.3.2. Промышленные жидкие агрессивные среды
2.4. Газовые агрессивные среды
2.5. Твердые агрессивные среды
2.6. Классификация коррозионных процессов и агрессивных сред

Глава 3. Материалы для бетона и железобетона и их влияние на его стойкость в агрессивных средах
3.1. Цементы
3.2. Заполнители
3.3. Вода для затворения бетона
3.4. Арматурные стали

Глава 4. Структура батонов
4.1. Понятие структуры бетона
4.2. Структура порового пространства бетонов
4.2.1. Влияние воды в поровом пространстве цементного камня на характеристики его структуры
4.2.2. Характеристики структуры порового пространства цементного камня и цементного раствора и влияние на нее различных факторов    
4.3. Особенности формирования структуры бетона

Глава 5. Проницаемость бетона и его коррозионная стойкость
5.1. Проницаемость — понятия и показатели
5.2. Определение предельно допустимых коэффициентов фильтрации бетона
5.3. Проницаемость бетонов различной структуры
5.4. Закономерности диффузионного проникания агрессивной среды в цементные материалы

Глава 6. Коррозия I вида
6.1. Растворимость цементного камня и равновесие в системе продукты гидратации — вода
6.2. Интенсивность процессов коррозии
6.3. Влияние состава цемента на стойкость бетона к коррозии
6.4. Влияние технологических факторов на стойкость бетона к коррозии
6.5. Коррозия I вида в бетоне различных сооружений и меры борьбы с ней

Глава 7. Коррозия II вида
7.1. Теоретические основы углекислотной коррозии
7.2. Действие углекислых вод на цементный камень и бетон
7.2.1. Сравнительная стойкость различных цементов при действии углекислоты
7.2.2. Степень агрессивности растворов H₂CO₃
7.3. Действие кислот на цементный камень и влияние скорости обмена агрессивной среды на скорость коррозии
7.3.1. Сравнительная стойкость различных цементов
7.3.2. Сравнительная степень агрессивности растворов различных кислот
7.4. Разрушение бетонных и железобетонных сооружений при действии кислот и основные меры защиты бетона
7.5. Действие растворов магнезиальных солей
7.6. Действие растворов щелочей

Глава 8. Коррозия III вида
8.1. Сульфатная коррозия бетона
8.1.1. Условия возникновения и развития сульфатной коррозии
8.1.2. Влияние вида цемента на сульфатную коррозию бетона
8.1.3. Влияние концентрации и вида раствора на развитие в бетоне процессов коррозии
8.1.4. Деформации расширения при сульфатной коррозии бетона
8.1.5. Влияние щелочей цемента на коррозионную стойкость бетона
8.2. Коррозия бетона при кристаллизации солей в его порах
8.2.1. Частичное погружение конструкции в агрессивный раствор
8.2.2. Попеременное смачивание бетона растворами солей и высушивание
8.2.3. Действие едких щелочей
8.3. Коррозия бетона III вида в сооружениях и некоторые результаты испытаний бетонов
8.4. Коррозия бетона в результате взаимодействия щелочей цемента с кремнеземом заполнителя

Глава 9. Газовая коррозия бетона и стойкость железобетонных конструкций
9.1. Механизм действия на бетон различных кислых газов
9.1.1. Действие на бетон газов первой группы
9.1.2. Действие на бетон газов второй группы
9.1.3. Действие на бетон газов третьей группы
9.1.4. Совместное действие на бетон нескольких кислых газов
9.2. Кинетика газовой коррозии
9.3. Влияние характеристик бетона на скорость карбонизации
9.4. Влияние внешней среды на скорость карбонизации бетона

Глава 10. Основные формы развития коррозии арматуры в бетоне
10.1. Основные особенности коррозии арматуры
10.1.1. Коррозионное поведение ненапрягаемой арматуры
10.1.2. Влияние химического состава углеродистых и низколегированных сталей на их коррозионную стойкость
10.1.3. Влияние напряжений на коррозию стали
10.1.4. Изменение механических свойств высокопрочной арматуры при коррозии под напряжением
10.2. Коррозионное растрескивание арматуры
10.2.1. Стойкость высокопрочной стержневой арматуры к коррозионному растрескиванию
10.2.2. Критерии оценки опасности коррозионного растрескивания арматуры
10.2.3. Влияние основных параметров стержневой арматуры на ее стойкость против коррозионного растрескивания
10.2.4. Термически упрочненная арматура повышенной стойкости

Глава 11. Защитное действие бетона по отношению к арматуре
11.1. Электрохимическое поведение стали в бетоне (условия возникновения и нарушения пассивности)
11.2. Кинетика коррозии стали в бетоне и контролирующие ее факторы
11.3. Влияние вяжущего и добавок электролитов на защитное действие бетона
11.3.1. Влияние вида вяжущего на защитную способность бетона
11.3.2. Влияние добавок-электролитов на защитную способность бетона
11.4. Влияние трещин в бетоне защитного слоя на возникновение и развитие коррозии арматуры
11.5. Электрокоррозия арматуры, условия ее возникновения и предотвращения
11.6. Об условиях длительного сохранения пассивирующего действия бетона

Глава 12. Коррозия бетона и железобетона в морских гидротехнических сооружениях
12.1. Химический состав морской воды
12.2. Влияние климатических условий на стойкость бетона в морских гидротехнических сооружениях
12.3. О состоянии бетона и железобетона в морских гидротехнических сооружениях
12.4. Особенности процессов коррозии бетона в морской воде

Глава 13. Коррозионная стойкость железобетонных конструкций в напряженном состоянии
13.1. Влияние вида напряженного состояния железобетонных конструкций на их коррозионную стойкость
13.2. Влияние напряженного состояния бетона на его стойкость
13.3. Влияние режима действия агрессивной среды и ее состава на деформативные и прочностные свойства железобетонных конструкций
13.4. Влияние агрессивной среды на коррозионную стойкость предварительно-напряженных железобетонных конструкций
13.5. Возможность повышения стойкости железобетонных конструкций путем конструирования

Глава 14. Защита железобетонных конструкций
14.1. Подготовка поверхности бетонных и железобетонных конструкций
14.2. Гидрофобизация
14.3. Лакокрасочные покрытия
14.4. Рулонная оклеечная изоляция
14.5. Облицовки и футеровки

Глава 15. Нормирование агрессивности внешней среды для бетона
15.1. История вопроса
15.2. Построение и содержание норм
15.3. Расчет сроков службы сооружений в агрессивных условиях

Заключение
Список литературы

Предисловие

В выполнении принятого па XXV съезде КПСС плана развития народного хозяйства и в том числе строительства промышленных, гражданских, транспортных и других зданий и сооружений большую роль играют бетон и железобетон как основные строительные материалы. Общий объем применения бетона и железобетона к 1980 г. составил около 250 млн. м  в сборных и монолитных конструкциях различного вида и назначения.

Значительная часть возведенных из бетона и железобетона зданий и сооружений подвергается в период эксплуатации действию агрессивных сред, могущих вызвать повреждение и даже выход из строя строительных конструкций, если при возведении сооружения не приняты или не выполнены мероприятия по предотвращению коррозии материала конструкции. Особенно это относится к промышленным сооружениям, где внешняя среда, жидкая и газообразная, соприкасающаяся со строительными конструкциями, загрязняется продуктами и отходами производства.

В цветной металлургии, химической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности от 20 до 70% общего числа сооружений подвергается действию различных агрессивных сред, вызывающих коррозию материалов конструкций, что требует специальных мер по борьбе с коррозией. К числу таких сооружений следует отнести и здания сельскохозяйственного производства, которые подвергаются действию агрессивных сред органического происхождения. Выбор противокоррозионных мероприятий в этих сооружениях осложняется тем, что многие из обычно применяемых для противокоррозионной защиты материалов токсичны и по этой причине не могут быть использованы.

Повреждение строительных конструкций в результате коррозии протекает тем быстрее и глубже, чем более агрессивна внешняя среда и чем менее учтены эти агрессивные воздействия при проектировании, возведении и эксплуатации сооружений. По ориентировочным подсчетам зарубежных специалистов потери от коррозии составляют около 1,25% национального дохода. В эти расходы входят не только стоимость материалов, расходуемых на ремонты и восстановление сооружений, и стоимость самих ремонтов, но и ущерб производству от не соответствующего требованиям эксплуатации состояния строительных конструкций и от нарушения нормального эксплуатационного режима в период ремонтов, часто связываемых с остановкой производства.

Все эти обстоятельства ведут к тому, что растут расходы на трудоемкие, часто ручные ремонтно-восстановительные работы. Значительные, все возрастающие средства отвлекаются от прямого их назначения — на капитальное строительство и развитие народного хозяйства. Снижение размера затрат на ремонтно-восстановительные работы — важнейшее средство повышения эффективности капиталовложений в народное хозяйство.

В июле 1978 г. опубликовано решение правительства об организации антикоррозионной службы в стране. Назначение такой службы — максимально снизить ущерб от коррозии.

Разработка мер борьбы с коррозией в строительстве ведется не только в СССР, но и в странах — членах СЭВ. В этих работах активное участие принимают научно-исследовательские институты Советского Союза. Разрабатываются и международные документы по оценке степени агрессивности среды в рамках ИСО. Все эти работы имеют общую цель: уменьшение ущерба для народного хозяйства от коррозии в строительстве путем повышения стойкости и долговечности конструкций в различных агрессивных средах и исключения необходимости делать частые ремонты строительных конструкций.

Чтобы решить эту задачу в достаточной степени технически и экономически обоснованно, необходимо знать сущность процессов коррозии бетона и арматуры при действии агрессивных сред, учитывать особенности работы и напряженное состояние железобетонной конструкции, а также номенклатуру и свойства средств противокоррозионной защиты.

Настоящая книга является развитием изданной в 1952 г. монографии В.М. Москвина «Коррозия бетона» (М., Стройиздат). Основная особенность ее состоит в том, что в ней процессы коррозии классифицированы в зависимости от действующих факторов по трем видам. Обоснование такой классификации и изложение сущности коррозии каждого вида было дано в упомянутой книге. Тогда в ней было доказано, что сущность и последовательность процессов коррозии, а также скорость их протекания различна для коррозии разных видов. В последующем исследования и практика борьбы с коррозией подтвердили правильность классификации и показали значение классификации для решения практических вопросов.

Коллектив Центральной лаборатории коррозии НИИЖБа создал серию нормативных документов, в которой была использована принятая классификация.

Книга «Коррозия бетона» переработана и дополнена под руководством д-ра техн. наук, проф. В.М. Москвина. Главы I—VIII, XII, XV переработаны д-ром техн. наук, проф. Ф.М. Ивановым, главы IX, X и XI написаны д-ром техн. наук, проф. С.Н. Алексеевым, главы XIII—XIV канд. техн. наук Е.А. Гузеевым.