Διάβρωση των σιδηρών οπλισμών. Ενανθράκωση του μπετόν

Διάβρωση των σιδηρών οπλισμών. Ενανθράκωση του μπετόν

Το φαινόμενο της ενανθράκωσης οφείλει την ονομασία του στη μετατροπή του περιεχομένου στο σκυρόδεμα υδροξειδίου του ασβεστίου – Ca(OH)2– σε ανθρακικό ασβέστιο: CaCO3.

Η αντίδραση περιγράφεται ως εξής:

Ca(OH)2 + CO2 + H2O → CaCO3 + 2H2O.

Η ύπαρξη του Ca(OH)2 μαζί με αυτή άλλων υδροξειδίων που υπάρχουν σε μικρότερες ποσότητες εξασφαλίζουν στους οπλισμούς ένα προστατευτικό, έντονα αλκαλικό περιβάλλον (pH ≥ 12,5).

Σ’ αυτό το περιβάλλον ένα λεπτό φιλμ οξειδίων και υπεροξειδίων προστατεύει το χάλυβα από τη διάβρωση.

Το φιλμ αυτό δε σταματά τη διάβρωση, αλλά περιορίζει σημαντικά τους ρυθμούς εξέλιξής της.

Η μετατροπή όμως του Ca(OH)2 σε ασβεστόλιθο με τη βοήθεια του ανθρακικού οξέος που προκύπτει από την ένωση του CaO με H2O:

CaO + H2O → H2CO3 μειώνει σταδιακά την αλκαλικότητα στο περιβάλλον του οπλισμού μπετόν έως ότου τη ρίξει σε επίπεδα που η παθητική προστασία που παρέχει το επικαλυπτικό φιλμ αναιρείται.

Το pH που σηματοδοτεί αυτή τη μετάβαση είναι γύρω στο 9, ενώ ένα πλήρως ενανθρακωμένο μπετόν έχει pH ≤ 8.

Η ενανθράκωση δεν αποτελεί πρόβλημα για το σκυρόδεμα καθεαυτό. Κάθε άλλο!

Η μετατροπή του υδροξειδίου του ασβεστίου σε ασβεστόλιθο δίνει ένα πιο πυκνό υλικό, χαμηλό πορώδες, με μεγαλύτερη θλιπτική αντοχή.

Το πρόβλημα είναι σε σχέση με την προστασία του σιδηρού οπλισμού.

Η ενανθράκωση αποτελεί την κερκόπορτα για τη διάβρωση των οπλισμών.

Μπορούμε να την κατατάξουμε στις χημικές διεργασίες φθοράς και απαξίωσης του οπλισμού σκυροδέματος σε αντιδιαστολή με άλλες π.χ. μηχανικές, φυσικές, βιολογικές κλπ.

Στις αστικές και βιομηχανικές περιοχές που έχουν υψηλά ποσοστά CO2 η ενανθράκωση αποτελεί τον κυρίαρχο μηχανισμό απαξίωσης του οπλισμένου σκυροδέματος.

Εκεί όπου υπάρχουν και χλωριούχες ενώσεις όπως π.χ.:

– Σε παραθαλάσσιες περιοχές.

– Σε περιοχές όπου χρησιμοποιείται αλάτι για την αποπαγοποίηση των δρόμων

…η συνεργιστική δράση ενανθράκωσης και χλωριόντων μπορεί να είναι καταιγιστική.

Η ενανθράκωση είναι το φαινόμενο εκείνο που περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο μας έκανε να συνειδητοποιήσουμε ότι το οπλισμένο μπετόν γερνάει και απαξιώνεται.

Τα ποσά που ήδη δαπανώνται για τη δομική αποκατάσταση μεγάλων τεχνικών έργων – όπως π.χ. γέφυρες – προκαλούν δέος.

Στο άμεσο μέλλον θα εκτοξευτούν σε δυσθεώρητα ύψη για πολλά χρόνια.

Η τάση αυτή θα κοπάσει όταν αρχίζουν να αποδίδουν τα μέτρα που μόλις τώρα αρχίζουν να λαμβάνονται για την καλύτερη προστασία των κατασκευών από οπλισμένο σκυρόδεμα.