Гальваническая коррозия внутри бетона

[gri11]

Прошу помочь в решении практической задачи.

 

Имеется железобетонный дом, с десятками тонн арматурной (чёрной) стали внутри.

К арматурному каркасу подцеплены(не сваркой, но контактно) нержавеющие шпильки и выпущены на поверхность дома. 

За эти шпильки должна быть закреплена нержавеющая уличная конструкция массой 1 тонна.

 

Будет ли здесь происходить гальваническая коррозия? Понятно, что бетон - не электролит, но какая-то влажность в нём всё равно имеется (пусть хоть он и гидроизолирован).

Если да, то арматурный каркас получается анодом (в бетоне), а нержавеющая уличная конструкция - катодом (в атмосфере). Площадь арматурного каркаса в десятки раз больше - вряд ли ему что либо угрожает. Но не может ли получиться так, что особое пагубное действие будет направлено именно на контакт нержавеющих шпилек и арматурного каркаса, в результате чего эта область и пострадает, контакта не станет, шпилька оторвётся от каркаса, конструкция упадёт?

Есть ли необходимость в использовании каких-нибудь прочных прокладок(фторопласт, капролон) между шайбой(которая будет под гайкой на шпильке) и нержавеющей конструкцией для её, скажем так, электроизоляции? Да, контакт нержавеющих шпилек и арматурного каркаса останется, но шпилек там, грубо говоря, на пару килограмм. То есть анод тем самым получится в тысячи раз больше по площади, чем катод.

 

Есть ли в этих размышлениях какой-то смысл?

Изменено 20 Сентября, 2022 в 08:39 пользователем gri11

[gri11]

Эх, терять нечего, позволю себе повторить этот вопрос. Может кто поможет 

[bacan]

В железобетонных конструкциях происходит контактная коррозия арматуры, но она протекает медленно, и активизируется только при трещинах в бетоне. Коррозия бетона возникает в результате проникания агрессивного вещества в его толщу; она особенно интенсивна при постоянной фильтрации такого вещества через трещины или поры бетона. К агрессивным воздействиям внешней среды чаще всего относят следующие: пресные и минерализованные воды, совместное действие воды и мороза, попеременное увлажнение и высушивание.
Нас интересует контакт железной арматуры с нержавеющей шпилькой. При контакте железа с нержавеющей сталью растет риск возникновения контактной коррозии. Анодом выступает материал арматуры так как потенциал железа более электроотрицателен. Катодом - металл шпильки из нержавейки с более положительным потенциалом. При возникновении контакта между арматурой и шпилькой возникает коррозия, разрушению будет подвергаться арматура (анод).
Для предотвращения (замедления) необходимо обеспечить между шпилькой и арматурой электрическую изоляцию. Этого легче всего достигнуть путем применения химического анкера (специальная клеевая масса), в котором такая изоляция получается сама собой. Однако в случае агрессивной окружающей среды необходимо убедится в коррозионной стойкости самого полимерного состава такого анкера. Я бы просто "покрыл" анкерной массой пространство между креплением арматуры и шпильки. 
Вы правы, есть необходимость в использовании каких-нибудь прочных прокладок (фторопласт, изоляция от электропроводов и т.д. и т.п.) между шайбой и конструкцией.

[gri11]

В 07.10.2022 в 21:57, bacan сказал:

В железобетонных конструкциях происходит контактная коррозия арматуры, но она протекает медленно, и активизируется только при трещинах в бетоне. Коррозия бетона возникает в результате проникания агрессивного вещества в его толщу; она особенно интенсивна при постоянной фильтрации такого вещества через трещины или поры бетона. К агрессивным воздействиям внешней среды чаще всего относят следующие: пресные и минерализованные воды, совместное действие воды и мороза, попеременное увлажнение и высушивание.
Нас интересует контакт железной арматуры с нержавеющей шпилькой. При контакте железа с нержавеющей сталью растет риск возникновения контактной коррозии. Анодом выступает материал арматуры так как потенциал железа более электроотрицателен. Катодом - металл шпильки из нержавейки с более положительным потенциалом. При возникновении контакта между арматурой и шпилькой возникает коррозия, разрушению будет подвергаться арматура (анод).
Для предотвращения (замедления) необходимо обеспечить между шпилькой и арматурой электрическую изоляцию. Этого легче всего достигнуть путем применения химического анкера (специальная клеевая масса), в котором такая изоляция получается сама собой. Однако в случае агрессивной окружающей среды необходимо убедится в коррозионной стойкости самого полимерного состава такого анкера. Я бы просто "покрыл" анкерной массой пространство между креплением арматуры и шпильки. 
Вы правы, есть необходимость в использовании каких-нибудь прочных прокладок (фторопласт, изоляция от электропроводов и т.д. и т.п.) между шайбой и конструкцией.

 

 

Большое спасибо за ответ. Да, я это примерно также и понимал, но в моём случае есть некоторый нюанс. Изображу на рисунке - думаю, так будет яснее.

То есть шпилька и арматура уже скреплены и они внутри залитого бетона - ничего с этим не сделать. Остаётся лишь вопрос, есть ли смысл в изоляции нержавеющей шпильки от нержавеющей конструкции

 

 

 

Я это к тому, что ведь есть нюанс в площадях анода и катода гальванической пары.  

 

http://vseokraskah.net/faq/chto-takoe-galvanicheskaya-bimetallicheskaya-korroziya.html

 

Цитата

Также на развитие процесса гальванической коррозии влияют площадь поверхности, расстояние между анодом и катодом и их геометрические параметры.  Когда поверхность более благородного металла или сплава (катода) больше в сравнении с площадью более активного члена пары (анода), мы получим наиболее неблагоприятные условия развития гальванической коррозии. И, наоборот, при большей площади анодной зоны (больше - активный член и меньше - более благородный) гальваническая коррозия развивается в меньшей степени.

 

Если всё так, то мы берём наши нержавеющие шпильки (катод; 10 кг), контактирующие с чёрной арматурой (анод; 10 тонн), и получаем, что вроде бы как конструкции ничего не угрожает — сначала бесконечно долго будут коррозировать 10 тонн чёрной стали и только потом будет риск критического повреждения  нержавеющих шпилек. Верно?

 

Если двигаться дальше и соединить эти нержавеющие шпильки(10 кг) с нержавеющей конструкцией(1 тонна), то как здесь будет работать вышеприведённое правило  о влиянии соотношения площадей анода/катода на скорость коррозии? Ведь  катод теперь стал уже куда масштабнее — 1 тонна; понятно, что он всё ещё в 10 раз меньше анода, но ускорится ли гальваническая коррозия от увеличения объёма нержавейки? 

 

Опять же есть ещё нюансы в виде того, что контакт находится в бетоне, а нержавеющая конструкция в атмосфере. То есть было бы это всё просто в двух колбах электролита, то пояснее всё выглядело бы, конечно...

Изменено 15 Октября, 2022 в 14:23 пользователем gri11

[bacan]

Можно покрыть конструкцию антикоррозионным средством (купить в хозяйственных магазинах), особенно тщательно места стыков шпилек и конструкции, если конструкцию нельзя красить. Защитный лак, краска или эмаль, если нет необходимости в красоте нержавеющей конструкции.

[gri11]

то есть всё таки неизолированная уличная конструкция будет влиять на шпильки, находящиеся в бетоне, - хорошо

 

красить места стыка - не очень надёжная изоляция, так как при должной затяжке гаек это место вполне вероятно поцарапается(шайба крутанётся) и будет прямой контакт - я думал использовать шайбы из стеклотекстолита - пожалуй, это прочный влагостойкий долговечный материал