Baza wiedzy

Czy beton też może korodować, podobnie jak stal?

To, że każda stal, która nie jest nierdzewna, może korodować, wiedzą wszyscy. Często bowiem spotyka się rdzę, pokrywającą „gołe”, czyli niczym niezabezpieczone elementy stalowe lub ich fragmenty rudawym (rdzawym) nalotem albo – przy większym zaawansowaniu korozji – grubymi, nieregularnymi płatkami. Znacznie rzadziej podejrzewamy, że ofiarą korozji może paść beton.

Tymczasem beton też może ulegać korozji, a jej niszczące skutki mogą być dla wykonanych z niego elementów – zwłaszcza zbrojonych, czyli żelbetowych – niekiedy nawet bardzo groźne. Może się to wydawać dziwne, bo jawi się on nam jako niezmiernie mocny, trwały i niezniszczalny materiał budowlany.

To, że beton w agresywnym środowisku może zacząć korodować, nie zmienia jednak faktu, że jest on jednym z najtrwalszych materiałów używanych we wszystkich rodzajach budownictwa – od budynków mieszkalnych, użyteczności publicznej i przemysłowych, przez drogi, mosty, wiadukty i tunele, po zapory wodne, wieże telewizyjne, kopalnie itp.
Pod warunkiem oczywiście, że bez żadnego zabezpieczenia nie wystawimy wykonanych z niego konstrukcji na kilkunastoletnie oddziaływanie zmiennych warunków atmosferycznych (Fot. 1). Należy jednak podkreślić w tym miejscu, że takiej próby nie zniesie żaden materiał, użyty do budowy domu.

Fot. 1 – Żelbetowy balkon skoroduje, jeśli przez kilkanaście lat bez żadnych zabezpieczeń będzie wystawiony na deszcz, śnieg, mróz i słońce, ale to samo stanie się w takich warunkach z innymi materiałami budowlanymi

RODZAJE KOROZJI BETONU
Na stopień korozji betonu największy wpływ ma środowisko, w którym stoi wykonany z niego obiekt budowlany. Im bardziej jest ono skażone, tym oczywiście dla betonu gorzej. Szczególnie dotyczy to sytuacji, gdy elementy z betonu mają kontakt z wodą o małej zawartości wapnia i magnezu oraz o kwaśnym odczynie. W takich warunkach korozja betonu postępuje najszybciej, a niszczenie jego struktury przyspieszają przecież jeszcze wahania temperatury, czyli naprzemienne zamarzanie wody w porach, a następnie jej odmarzanie. Dotyczy to oczywiście nie tylko elementów betonowych stykających się z wodą, ale też z wilgotnym powietrzem lub wilgocią gruntową.

Są różne rodzaje korozji betonu: ługująca, kwasowa, węglanowa, siarczanowa i chlorkowa. Niszczenie przez nie elementów betonowych, żelbetowych i sprężonych może być – upraszczając – dwojakie.

Sprawcą mechanicznej destrukcji wykonanych z betonu elementów (łuszczenia, kruszenia itp.) są – powstałe w wyniku korozji – nowe związki chemiczne, które z powodu znacznego zwiększania swojej objętości, rozsadzają jego strukturę. Zjawisku temu mogą towarzyszyć przebarwienia i wykwity, pojawiające się na powierzchni elementów z betonu.

Inny rodzaj destrukcji betonu spowodowanej korozją związany jest ze spadkiem jego zasadowości. Świeży beton ma odczyn zasadowy – na ilościowej skali kwasowości i zasadowości wodnych roztworów związków chemicznych jego pH wynosi około 13. W takim stanie beton bardzo dobrze zabezpiecza pręty zbrojeniowe przed korozją, pokrywając je warstwą pasywnych tlenków. Wystarczy jednak, jeśli jego odczyn pH spadnie do 9 (czysta chemicznie woda ma pH równe 7, a sok cytrynowy – 2,4), by przestał on chronić stal zbrojeniową i ta zaczęła korodować. Powstała w wyniku tego procesu rdza, której objętościowo jest wielokrotnie więcej niż skorodowanej stali, powoduje rozsadzanie betonu, co w pierwszej kolejności prowadzi do odpadania otuliny. To z kolei przyspiesza postęp korozji prętów zbrojeniowych lub sprężających i w krótkim lub dłuższym czasie może – z powodu zmniejszania się ich przekroju – doprowadzić nawet do poważnych awarii elementów konstrukcyjnych.

OCHRONA BETONU PRZED KOROZJĄ
Najmniej podatne na korozję są betony o dużej szczelności, wykonane z pewnego cementu, wyprodukowanego w cementowni. Gdy do przygotowania mieszanki betonowej użyjemy produktu, będącego mieszaniną cementu z dużą ilością popiołów, pochodzących z niepewnego źródła i o niekontrolowanym składzie, to korozja betonu może postępować stosunkowo szybko nawet w niezbyt skażonym otoczeniu. Podobne skutki może mieć użycie do produkcji betonu zanieczyszczonego kruszywa lub wody.

Nawet jednak konstrukcje wykonane z właściwie przygotowanej mieszanki betonowej, odpowiednio zagęszczonej i pielęgnowanej w pierwszym okresie jej twardnienia, powinniśmy chronić przed bezpośrednim kontaktem z otoczeniem, jeśli wiemy, że może ono oddziaływać agresywnie na beton. Służą do tego różnego rodzaju powłoki, zabezpieczające beton przed korozją, wywołaną szkodliwym oddziaływaniem środowiska zewnętrznego.

KONSTRUKCJE Z BETONU W DOMU JEDNORODZINNYM
Elementy betonowe i żelbetowe, stanowiące konstrukcję domu jednorodzinnego, są przeważnie dobrze chronione przed korozją, jeśli tylko jest on wybudowany zgodnie ze sztuką budowlaną.

Najbardziej narażone na korozję są betonowe ławy i ściany fundamentowe, gdyż mogą mieć one bezpośredni kontakt z zawilgoconym – na przykład po długotrwałych deszczach – gruntem. Występujące w ziemi roślinnej kwasy humusowe (organiczne) mogą wtedy docierać do fundamentów, powodując korozję betonu.

Uwaga! Podobny skutek może mieć użycie do wykonania fundamentów betonu, który – zamiast z pewnego cementu z cementowni – został zrobiony z mieszanki cementowo-popiołowej o niepewnej jakości. W takich pseudocementach bardzo często znajdują się kawałki niespalonego węgla, które jak wiadomo są pochodzenia organicznego. Ich obecność w betonie może więc być tak samo szkodliwa dla fundamentów, jak oddziaływanie na nie kwasów humusowych.

Nie powinniśmy się jednak obawiać o ściany fundamentowe domy jednorodzinnego, gdyż przed wodą gruntową chroni je pionowa izolacja przeciwwilgociowa (Fot. 2), wykonywana na nich od strony zewnętrznej.

Duże znaczenie ma też to, że ściany fundamentowe izoluje się teraz termicznie płytami z polistyrenu ekstrudowanego lub twardego styropianu (Fot. 3). Głównym zadaniem tego ocieplenia jest zmniejszenie start ciepła przez fundamenty i przez to ograniczenie kosztów ogrzewania domu. Korzystają jednak z tego także ściany fundamentowe, gdyż beton, z którego są wykonane, ma mniej więcej stałą temperaturę, a przede wszystkim nie jest poddawany postępującym po sobie procesom zamarzania i odmarzania, które po pewnym czasie mogłyby zniszczyć jego strukturę.

W jeszcze lepszej sytuacji są żelbetowe elementy naziemnej konstrukcji budynku – słupy, ściany i stropy (Fot. 4). Wszystkie one – dzięki elewacjom i dachowi (Fot. 5) są chronione przed destrukcyjnym oddziaływaniem na beton środowiska zewnętrznego. Nie dotyczy to jedynie balkonów, ale one – z różnych powodów – są zazwyczaj bardzo dobrze zaizolowane nie tylko przeciwwilgociowo, ale także termicznie.

Fot. 4 – Dobrze zaprojektowana i wykonana żelbetowa konstrukcja domu to nie tylko gwarancja jego długowieczności, ale też najlepszy sposób na nadanie całemu budynkowi dużej sztywności i odporności na odkształcenia gruntu

Fot. 5 – Dzięki elewacjom, pokryciu dachu i ociepleniu całego domu od strony zewnętrznej, beton, z którego zrobiono jego konstrukcję jest bardzo dobrze chroniony przed negatywnym wpływem czynników atmosferycznych

Reasumując: użyty do budowy domu jednorodzinnego beton, jeśli tylko zrobiono go z pewnego cementu, jest z pewnością materiałem bardzo trwałym, wytrzymałym i bezpiecznym. Wykonane z niego elementy konstrukcyjne wymagają zabezpieczeń przed korozją jedynie w tych miejsca, w których mają kontakt z powietrzem zewnętrznym lub gruntem.

ZOBACZ TAKŻE:
Dlaczego na budowie domu warto używać tylko prawdziwego cementu?
Dlaczego beton powinno się robić ze żwiru i piasku?
Dlaczego mieszankę betonową po ułożeniu w formie trzeba starannie zagęścić?
Jak w niskiej temperaturze betonować elementy konstrukcyjne domu?
Jak w wysokiej temperaturze betonować elementy konstrukcyjne domu?