από τη Διάβρωση

Γ. Μπατής, Ε. Ρακαντά, Τομέας Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών, Σχολή Χημικών Μηχανικών Ε.Μ.Π.

1. Η διάβρωση του οπλισμού στο σκυρόδεμα

Στην γενική περίπτωση το σκυρόδεμα αποτελεί ένα προστατευτικό περιβάλλον του σιδηροπλισμού για δύο λόγους:
Το υδατικό διάλυμα των πόρων του σκυροδέματος είναι έντονα αλκαλικό εξαιτίας της υδρασβέστου, προϊόν της αντίδρασης σκλήρυνσης του τσιμέντου, με pH μεταξύ 12,5 και 13,9. Κάτω από αυτές τις συνθήκες ο χάλυβας καλύπτεται επιφανειακά από ένα παθητικό στρώμα οξειδίων σιδήρου που παρεμποδίζει την διάβρωσή του. Η διάβρωση του χάλυβα περιορίζεται στην συντήρηση του παθητικού αυτού στρώματος, δράση εξαιρετικά αργή, που πρακτικά μπορεί να αγνοηθεί.
Το σκυρόδεμα αποτελεί ένα φυσικό εμπόδιο στην επαφή του οπλισμού με τα διάφορα διαβρωτικά συστατικά του περιβάλλοντος (όπως οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του θείου κ.λ.π.) και άλλες ουσίες που βοηθούν την διάβρωση (όπως χλωριόντα).
Με την πάροδο του χρόνου το σκυρόδεμα μπορεί να χάσει την προστατευτική του ικανότητα π.χ. λόγω ενανθράκωσης δηλ. αντίδρασης του διοξειδίου του άνθρακα με το υδροξείδιο του ασβεστίου, το pH μπορεί να αποκτήσει τιμές χαμηλότερες του 9,0 οπότε ο χάλυβας μεταπηδά από την παθητική στην ενεργή κατάσταση και η διάβρωση του οπλισμού αρχίζει. Ένας άλλος λόγος για την διάβρωση του οπλισμού είναι η παρουσία των χλωριόντων. Τα χλωριόντα διαπερνούν το παθητικό στρώμα των οξειδίων και προκαλούν διάβρωση με βελονισμούς. Για να αρχίσει η διαβρωτική δράση των χλωριόντων αυτά πρέπει να υπερβούν μία ορισμένη τιμή, η οποία συνήθως εκφράζεται σε γραμμάρια χλωριόντων ανά 100 γραμμάρια τσιμέντου.
Η διάβρωση του οπλισμού στο σκυρόδεμα είναι μία ηλεκτροχημική δράση, που λαμβάνει χώρα κάτω από ορισμένες προϋποθέσεις. Η ηλεκτροχημική δράση απαιτεί την ύπαρξη ανόδου, καθόδου και ηλεκτρολύτου μέσω του οποίου διακινούνται τα ιόντα. Η διεξαγωγή των ηλεκτροχημικών δράσεων πραγματοποιείται στην διεπιφάνεια μετάλλου-ηλεκτρολύτη και ακολουθεί η μετακίνηση των ιόντων μέσω του ηλεκτρολύτη.
Η ανοδική δράση στην περίπτωση της διάβρωσης του οπλισμού στο σκυρόδεμα είναι η ανοδική διάλυση του σιδήρου. Η δράση αυτή είναι οξειδωτική και συνοδεύεται με απόδοση ηλεκτρονίων κατά το σχήμα:
Fe ®  Fe2+ +2e-
H ταχύτητα της δράσης αυτής εξαρτάται από τις συνθήκες του περιβάλλοντος. Στην περίπτωση της ύπαρξης του παθητικού στρώματος είναι μικρή. Όταν όμως η τιμή του pH γίνει μικρότερη από 9,0 η ταχύτητα αυξάνει σημαντικά. Το ίδιο συμβαίνει όταν το παθητικό στρώμα καταστραφεί από την ύπαρξη ικανής ποσότητας χλωριόντων.

Επιστροφή στα Τεύχη