Korózne procesy v betóne
Pre koróziu betónu je dôležitým parametrom, ktorý môže mať vplyv na celé množstvo koróznych procesov, miera nasýtenia konštrukcie vodou. Za prítomnosti vody dochádza k väčšine koróznych procesov v betóne resp. železobetóne. Konštrukcie, ktoré sú súčasťou dopravnej infraštruktúry, ako sú mosty, tunely a ďalšie pomocné konštrukcie (zvodidlá, zábradlie, schodisko apod.), sú popri vode vystavené aj pôsobeniu chemických rozmrazovacích solí (CHRL), ktoré sú v zimnom období využívané. Takto ohrozené sú aj konštrukcie, ktoré nie sú priamo pomocou CHRL ošetrované, ale aj konštrukcie vzdialenejšie. Nie je nič neobvyklého, že dochádza k navezeniu snehu a snehovej brečky do konštrukcií garáží a garážových domov, alebo iných konštrukcií.
Pôsobenie vody je možné rozdeliť do niekoľkých skupín. Jedná sa o priame pôsobenie vody, kedy v závislosti na rýchlosti prietoku v bezprostrednej blízkosti konštrukcie dochádza k postupnej premene minerálov v cementovom tmely a k ich vymývaniu. V dôsledku toho dochádza k zväčšovaniu podielu pórového systému v konštrukcii a tým aj k znižovaniu fyzikálne mechanických vlastností betónu.
Druhým koróznym procesom, ktorý je v našich podmienkach frekventovaným, je poškodzovanie betónu v dôsledku cyklického pôsobenia mrazu. Voda pri zmene štruktúry na ľad zväčšuje svoj objem o cca 9 %. To vyvoláva pomerne veľké kryštalizačné tlaky, ktoré nie je schopný cementový tmel prenášať a dochádza k jeho postupnému poškodzovaniu. Najskôr dochádza k odhaľovaniu jemného kameniva od povrchu konštrukcie, ktoré ďalej postupuje od jadra konštrukcie s odhaľovaním hrubého kameniva a prípadnou tvorbou trhlín. U tenkovrstvých konštrukcií všeobecne dochádza k zmenšovaniu krycej vrstvy a „otváraniu” transportných ciest pre vodu a ďalšie korózne médiá. Takýto povrch sa aj ťažko opravuje.
Najčastejším koróznym procesom betónu resp. železobetónu je strata alkality cementového tmelu v dôsledku pôsobenia vzdušného CO2 (karbonácia). Oceľová výstuž je v betóne chránená vysokým pH cementového tmelu (čerstvý betón má pH > 12). Aj za prítomnosti vody a kyslíku nemôže dochádzať ku korózii oceľových výstužných vložiek. Postupným pôsobením oxidu uhličitého na cementový tmel dochádza k premene hydroxidu vápenatého na uhličitan vápenatý, ktorý má nižšie pH. So stratou pH cementového tmelu sa vytvárajú v bezprostrednom okolí výstuže podmienky na koróziu výstuže.
Pri vniknutí vody do konštrukcie môžu byť do betónu vnesené látky, ktoré priamo negatívne pôsobia na cementový tmel. Najčastejšie sa jedná o chloridové iónty, ktoré sú používané pri zimnej údržbe. Pri kontaminácii krycej vrstvy betónu nad výstužou chloridovými ióntami je vytvorené prostredie vhodné na elektrickú koróziu výstuže. A nepomôže ani dostatočná alkalita cementového tmelu.
Predchádzanie korózie železobetónu a sanácie
Na predĺženie životnosti železobetónových konštrukcií, alebo konštrukcií z predpätého betónu, je potrebné vykonať opatrenie už pri výrobe samotnej konštrukcie. Jedná sa hlavne o minimalizáciu možnosti vnikania vody a ďalších koróznych látok. Súčasťou tohto postupu je aj vhodne zvolený systém údržby. Pri existujúcich konštrukciách je potrebné použiť spôsob sanácie, ktorý eliminuje riziká korózie, alebo ich aspoň minimalizuje.
Existujúce sanačné materiály sú v dnešnej dobe na vysokej kvalitatívnej úrovni. Pri degradácii konštrukcie v dôsledku pôsobenia vzdušného CO2 je najobvyklejším spôsobom sanácie odstránenie zdegradovaných vrstiev a ich nahradenie novými reprofilačnými materiálmi (rad MONOCRETE – www.betosan.cz) s dostatočnou alkalitou, ktorá výstuž opäť ochráni. Alternatívou je elektrochemická realkalizácia povrchových partií betónu (krycie vrstvy). Jedná sa o pomerne zložitý proces, ktorý je vykonávaný v európskych podmienkach len v malej miere.
Používané malty MONOCRETE sú tiež mrazuvzdorné a obnovená krycia vrstva betónu je tak odolná voči pôsobeniu mrazu a chemických rozmrazovacích látok.
Inhibítory korózie
Na konštrukcie, ktoré sú degradované pôsobením karbonatácie, alebo pôsobením chloridových ióntov, je možné aplikovať migrujúce inhibítory korózie (ARMOGUARD N). Jedná sa o látky, ktoré sú schopné pohybovať sa smerom k výstuži a v jej bezprostrednom okolí vytvoriť chemickú bariéru. Tá bráni v prístupe chloridových ióntov k výstuži a eliminuje katodicko – anodické reakcie spôsobujúce koróziu výstuže.
Inhibítory korózie sú bežne aplikované v kvapalnej podobe na povrch konštrukcie (ARMOGUARD N – www.betosan.cz). Ďalšou možnosťou je použiť inhibítory korózie ako prísadu (ARMOGUARD – www.betosan.cz) do zámesovej vody reprofilačných mált.
Systém UNISAN s inhibítormi korózie
Najnovšie sú k dispozícii reprofilačné hmoty, ktoré obsahujú inhibítory korózie ako suchú prísadu (systém UNISAN). Pri oprave železobetónových konštrukcií sú tak prevedené dve operácie v jednom kroku. V čase, keď je cena ľudskej práce drahšia než materiály, sa jedná o podstatnú finančnú úsporu.
Systém UNISAN zahŕňa všetky druhy materiálov, ktoré sú používané na jednotlivé sanačné kroky. Jedná sa o adhézny mostík (UNISAN ADH 2K), reprofilačné malty na ručné nanášanie (UNISAN TH CRETE), malty na suchý (UNISAN S CRETE) resp. mokrý nástrek (UNISAN M CRETE). Na finalizáciu povrchu, alebo na tenkovrstvé úpravy je vhodná dvoj komponentná jemnozrnná malta (UNISAN SF 2K). Materiály systému UNISAN boli vyvinuté po dlhodobou testovaní v náročných podmienkach. Testovaním bola overená funkcia inhibítoru korózie a súčasne bol stanovený vhodný pomer medzi funkčnosťou a dávkou inhibítoru korózie tak, aby boli výrobky finančne konkurencieschopné vo vzťahu k reprofilačnej malte a kvapalnému inhibítoru korózie. Ďalším produktom výskumu bol vývoj metódy detekcie inhibítorov korózie, ktorou je možné overiť mieru penetrácie inhibítoru do konštrukcie.
Záver
Pri sanáciách inžinierskych stavieb, ktoré sú zaťažené vodou, je veľmi často pri stavebno-technickom prieskume zistené, že ich poškodenie vyžaduje špeciálny zásah, ktorým bude bránené progresii poškodenia konštrukcie ako celku. V takýchto prípadoch je veľmi často potrebné použiť materiály stavebnej chémie, ktoré sú pre daný účel vyvinuté a je u nich zaručená dlhšia životnosť opravy než pri bežných materiáloch. Jedná sa napr. o materiály s prísadou inhibítorov korózie, ktoré sú schopné zabezpečiť ochranu výstuže aj v konštrukciách, ktoré by boli v minulosti odsúdené k zbúraniu.
