Stal jest bardzo wytrzymałym i trwałym materiałem budowlanym. Jednak jej twarde właściwości i wytrzymałość nie chronią jej przed korozją. Fakt, że stal z czasem ulega korozji, oznacza znaczące pogorszenie jej wytrzymałości i trwałości. Jeśli stal ulega korozji, budynek lub konstrukcja, w której była używana, potencjalnie jest zagrożona i z czasem traci ogólną wytrzymałość. Dlatego należy upewnić się, że konstrukcje stalowe są regularnie sprawdzane pod kątem oznak korozji i odpowiednio zabezpieczone.
Czym jest korozja stali?
Inżynierowie budowlani często definiują korozję jako reakcję chemiczną lub elektrochemiczną między materiałem, zwykle metalem, a otoczeniem, która z czasem prowadzi do pogorszenia materiału i jego właściwości.
W przypadku stali zalanej betonem korozja prowadzi do powstawania tlenku, którego objętość jest 2–4 razy większa niż objętość pierwotnej stali, oraz do utraty optymalnych właściwości mechanicznych. Korozja powoduje również odspajanie i powstawanie pustek na powierzchni prętów zbrojeniowych, co zmniejsza ich wytrzymałość poprzez redukcję przekroju poprzecznego.
Dlaczego korozja stali jest problemem?
W betonie zbrojonym stal stosuje się w celu zapewnienia wytrzymałości na rozciąganie, niezbędnej dla betonu konstrukcyjnego. Dzięki temu unika się zniszczenia konstrukcji betonowych pod wpływem nacisku, momentów zginających, wiatru, obciążeń statycznych i cykli termicznych.
Jednak gdy zbrojenie koroduje, powstawanie rdzy powoduje utratę przyczepności między stalą a betonem, prowadząc do odspajania i pękania. Jeśli nie zostanie to zauważone, integralność konstrukcji może zostać naruszona. Zmniejszenie przekroju poprzecznego stali obniża jej wytrzymałość. Jest to szczególnie szkodliwe dla kabli o wysokiej wytrzymałości w betonie sprężonym.
Dlaczego stal niszczy beton?
Stal w połączeniu z betonem zwykle znajduje się w stanie pasywnym, odpornym na korozję. Jednak beton zbrojony stalą często eksploatowany jest w trudnych warunkach, np. w obecności wody morskiej lub soli do zwalczania oblodzenia. Gdy chlorki penetrują beton, niszczą pasywną warstwę ochronną stali, w wyniku czego stal rdzewieje i rozszerza się.
Karbonatyzacja betonu to kolejna przyczyna korozji stali. W takich warunkach stal nie pozostaje pasywna i rozpoczyna się szybka korozja. Szybkość korozji spowodowanej karbonatyzacją jest niższa niż w przypadku działania chlorków.
Czasami brak tlenu wokół pręta stalowego powoduje rozpuszczanie metalu, co prowadzi do obniżenia pH cieczy.
Jak zapobiegać korozji?
Inżynierowie budowlani na całym świecie wprowadzili rygorystyczne standardy jakości, aby zapewnić wysoką jakość stosowanych materiałów. Odpowiednia mieszanka materiałów to kolejny sposób na zwiększenie ich wytrzymałości i zachowanie trwałości przez dłuższy czas. Częścią odpowiedzialności władz lokalnych jest zapewnienie, aby budownictwo było prowadzone zgodnie z ustalonymi standardami, gwarantując bezpieczeństwo budynków dla obywateli.
Należy chronić beton przed uszkodzeniami spowodowanymi cyklami zamarzania i rozmrażania. Powietrze również zmniejsza wydzielanie wody i zwiększa przepuszczalność przez kanały kapilarne. Odspajanie powierzchni betonu może przyspieszyć uszkodzenia korozyjne prętów zbrojeniowych.
Doskonale rozwiązanie, które całkowicie eliminuje ryzyko korozji w konstrukcjach budowlanych, to zastosowanie zbrojenia z włókna szklanego (GFRP). Jest to alternatywny materiał stosowany zamiast stali w budownictwie. GFRP cechuje się brakiem korozji, niską wagą, długim okresem użytkowania i wytrzymałością porównywalną do stali.
_180x180_10c.jpg)
