Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века, №2, 2026, с. 69–74
Продолжительный срок службы железобетонных конструкций напрямую зависит от сохранности и защищенности арматуры от коррозии. Поровая жидкость бетона характеризуется высокой щелочностью, обеспечивающей в обычных условиях пассивность металла. Однако снижение pH среды в порах бетона из-за его карбонизации, проникновение в бетон извне химических реагентов (в первую очередь хлоридов), а также нарушение технологии бетонных работ могут привести к ранней активизации коррозии арматуры.
Практичным и надежным методом её решения является использование ингибиторов коррозии — соединений или их композиций, способных при введении в коррозионную среду тормозить коррозию, не изменяя при этом концентрации основных агрессивных веществ. Ингибиторы коррозии стальной арматуры в бетоне подразделяются на контактные и мигрирующие. Контактные ингибиторы вводятся в бетон с водой затворения и применяются на стадии изготовления железобетонных изделий. Мигрирующие ингибиторы коррозии (МИК) наносятся на поверхность уже готовых железобетонных конструкций, поступают в поры бетонного камня и по капиллярам, достигая арматуры, замедляют или полностью останавливают коррозию.
На поверхности стального стержня ингибитор образует пассивирующий слой за счет физической и химической адсорбции. Целесообразна обработка конструкций как при новом строительстве, так и при эксплуатации сооружений в дальнейшем, особенно при появлении первых признаков коррозии. Этот способ дает уникальную возможность защиты арматуры при проведении ремонтно-восстановительных работ.
Разработка ингибитора HAENYTEX® Protectoseal CI
Электрохимические исследования
В НИИЖБ им. А.А. Гвоздева выполнены электрохимические исследования на базе потенциодинамического метода, основанного на оценке пассивирующего действия бетона по отношению к стальной арматуре с получением зависимостей плотности электрического тока от электрического потенциала. Определение проводили в соответствии с ГОСТ 31383 «Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Методы испытаний».
Таблица 1. Результаты электрохимических испытаний образцов после 180 суток
| Показатели коррозионного состояния арматурной стали | Контрольный (серия 1) | С ингибитором (серия 2) | С ингибитором (серия 3) |
|---|---|---|---|
| Плотность тока при потенциале +300 мВ, мкА/см² | 76,95 | 0,65 | 1,79 |
| Потенциал через (60±5) с после отключения тока, мВ | < –1500 | +598 | +365 |
После 180 суток тестирования арматура в контрольных бетонных образцах (серия 1) находится в активном состоянии коррозии с поражением до 50% площади поверхности стержней. В образцах, обработанных ингибитором (серии 2 и 3), арматура находится в пассивном состоянии без следов коррозионных поражений.
Таблица 2. Результаты испытаний полностью карбонизированных бетонных образцов после 180 суток
| Показатели | Контрольный без ингибитора | С ингибитором (серия 3) |
|---|---|---|
| Плотность тока при +300 мВ, мкА/см² | 8,5 ПС | 3,5 ПС |
| Потенциал после отключения тока, мВ | –270 АС | +220 ПС |
Ингибитор доказал способность пассивировать арматуру в бетоне, содержащем хлориды в количестве 2,5% от массы цемента. При такой концентрации хлоридов арматурная сталь в бетоне, не обработанном ингибитором, подвергалась интенсивной язвенной коррозии. Проведенные исследования позволяют прогнозировать эффективную антикоррозионную защиту арматуры в железобетонных конструкциях, эксплуатируемых в условиях слабо-, средне- и сильноагрессивных сред в течение не менее 50 лет (в соответствии с требованиями СП 28.13330, ГОСТ 31383, ГОСТ 31384).
Ингибитор HAENYTEX® Protectoseal CI эффективно защищает стальную арматуру от коррозии в полностью карбонизированном бетоне, когда среда бетона уже не обеспечивает её надежную защиту в связи со снижением щелочности. Следов активных коррозионных процессов на стальных стержнях, извлеченных из образцов карбонизированного бетона с обработкой ингибитором, не выявлено.
Защита арматуры с продуктами коррозии
Известно, что в соответствии с требованиями п. 5.4.14 СП 28.13330 при толщине слоя продуктов поверхностной коррозии от 150 до 300 мкм следует предусматривать их удаление. Проведенные испытания HAENYTEX Protectoseal CI позволяют рекомендовать его применение для защиты арматуры с толщиной слоя продуктов коррозии от 150 до 300 мкм без их удаления.
Глубина проникновения и метод контроля
Установлено, что и в лабораторных, и в реальных условиях ингибитор проникает в бетон не менее чем на 15 см. Для жестких модельных условий защитная концентрация создается на глубине не менее 5–8 см и зависит от расположения поверхности конструкции, плотности и прочности бетона, расхода состава в пределах 0,6–0,9 кг/м².
Разработан и внедрен метод определения глубины проникновения и глубины защиты стальной арматуры в бетоне, позволяющий как в лабораторных условиях, так и на строительной площадке определить наличие защитной концентрации МИК на любом участке и глубине конструкции (рис. 6).
Объекты применения
Мигрирующий ингибитор успешно применен при защите конструкций, эксплуатирующихся в условиях агрессивной среды, прежде всего транспортных сооружений:
- Разделительные блоки на Северном дублере Кутузовского проспекта в г. Москва
- Опоры моста через р. Москва на автомобильной дороге М-9 «Балтия»
- Опоры моста через р. Северка на автомобильной дороге М-5 «Урал»
- Конструкции искусственного дорожного сооружения Восточного обхода г. Симферополя
- Конструкции подземного перехода на дороге 67Н «Матрос Кошка»
- Облицовочные плиты монолитного оголовка в Республике Крым
- Конструкции подземного сооружения канала им. Москвы
- Конструкции с нарушенным защитным слоем жилого комплекса в г. Выборг
- Преднапряженные балки подъездной эстакады объекта «Индустриальный парк»
Экономическая эффективность
Выполненное технико-экономическое обоснование применения ингибитора коррозии Protectoseal CI в строительстве, основанное на сравнительной оценке сметных затрат на ремонт ЖБ конструкций с применением безусадочных ремонтных материалов и затрат при использовании МИК с последующим отказом от первого ремонта защитного слоя бетона, позволило оценить экономический эффект в размере 36 445 руб. на 1 м² ремонтируемой поверхности конструкции.
Заключение
Применение ингибитора Protectoseal CI позволяет решить долговременную эффективную защиту арматуры в железобетонных конструкциях, эксплуатируемых в условиях слабо-, средне- и сильноагрессивных сред, и продлить срок службы конструкций и сооружений, в которых существует опасность развития коррозии в результате карбонизации, действия хлоридов, противогололедных реагентов, различных агрессивных атмосферных и техногенных воздействий.
С учетом результатов комплексных исследований и имеющегося опыта можно рекомендовать применение ингибитора мигрирующего действия HAENYTEX® Protectoseal CI (ХАНИТЕКС Протектосил Си Ай) как для защиты арматуры во вновь возводимых железобетонных конструкциях, так и в эксплуатируемых, предназначенных для работы в агрессивных средах: мосты, путепроводы, сооружения гидротехнической и портовой инфраструктуры, сооружения топливно-энергетического комплекса, очистные сооружения, резервуары различного назначения, сооружения промышленного и гражданского назначения, паркинги, пандусы и эстакады, преднапряженные конструкции.
Имеющаяся нормативная база (ГОСТ 32016-2012, СП 28.13330.2021, СП 349.1325800.2017, ГОСТ 31383, ГОСТ 31384) позволяет обоснованно применять ингибиторы для защиты арматуры в железобетонных конструкциях как при реконструкции и капитальном ремонте существующих сооружений, так и при проектировании новых.