Ενανθράκωσης του μπετόν και διάβρωση οπλισμών

Όταν το μέτωπο της ενανθράκωσης φθάσει στην περιοχή του οπλισμού, η συνεπαγόμενη μείωση της αλκαλικότητας αδρανοποιεί την παθητική προστασία που προσφέρουν στους οπλισμούς τα επιφανειακά, σταθερά φιλμ από τα υδροξείδια του σιδήρου και του ασβεστίου.

Πλέον ο δρόμος είναι ανοικτός για την έναρξη της διαδικασίας διάβρωσης.

Η διάβρωση του σιδήρου είναι μια ηλεκτροχημική διαδικασία, γιατί εμπεριέχει ροή ηλεκτρονίων και ιόντων.

Το ρόλο της ανόδου και της καθόδου μπορούν να παίξουν ξεχωριστές περιοχές του ίδιου οπλισμού που έχουν διαφορετικά ενεργειακά επίπεδα για να εξασφαλίζεται και η απαραίτητη διαφορά δυναμικού.

Το ρόλο του ηλεκτρολύτη παίζει το περιβάλλον υγρό μπετόν.

Ο ηλεκτρολύτης μεταφέρει στην κάθοδο τα κατιόντα που παράγονται στην άνοδο.

Η διάβρωση επιταχύνεται όταν οι πόροι του μπετόν δεν περιέχουν μόνο καθαρό νερό αλλά και άλατα, κυρίως χλωριούχα.

Το ρόλο της μεταλλικής σύνδεσης που μεταφέρει τα ηλεκτρόνια παίζει ο ίδιος οπλισμός.

Οι διαδικασίες της διάβρωσης είναι πολύπλοκες όπως και τα παραγόμενα προϊόντα!

Μια τυπική εξέλιξη όμως είναι η εξής:

Στην άνοδο υπάρχει οξείδωση του σιδήρου κατά την αντίδραση:
2Fe → 2Fe2+ + 4e-

Πρόκειται στην ουσία για «διάλυση» του μετάλλου στο νερό.

Κατιόντα σιδήρου φεύγουν από το μεταλλικό ιστό αφήνοντας πίσω τους ελεύθερα ηλεκτρόνια.

Τα ηλεκτρόνια που μένουν στη ράβδο κινούνται προς περιοχές που παίζουν το ρόλο της καθόδου.

Εκεί ανάγουν το διαλυμένο στο νερό οξυγόνο κατά την αντίδραση:
2H2O + O2 + 4e- → 4OH-

Τα προϊόντα που παρήχθησαν από τις παραπάνω αντιδράσεις αντιδρούν μεταξύ τους.

Τα κατιόντα σιδήρου μέσω του ηλεκτρολύτη μεταφέρονται στην κάθοδο όπου αντιδρούν με τα υδροξύλια και παράγουν υδροξείδια του σιδήρου δηλ. σκουριά.

Η σκουριά εναποτίθεται στη ράβδο στις περιοχές των καθόδων και επειδή είναι διαπερατή τόσο από το νερό όσο και από τα αέρια, η διαδικασία οξείδωσης συνεχίζεται.

Νέα προϊόντα σκουριάς παράγονται με περαιτέρω αντιδράσεις με το διαλυμένο οξυγόνο.

Ο όγκος των παραγόμενων προϊόντων σκουριάς διαρκώς αυξάνει κι οι συνοδευτικές αυξανόμενες εσωτερικές τάσεις προκαλούν ρηγματώσεις, αποτινάξεις και αποκολλήσεις ολόκληρων κομματιών από μπετόν.

Οι διαδικασίες αυτές όπως προαναφέραμε μπορούν να επιταχυνθούν από την παρουσία χλωριούχων αλάτων.

Αυτά τα άλατα βρίσκονται εύκολα σε παραθαλάσσιες περιοχές ή όπου χρησιμοποιούνται για την αποπαγοποίηση των δρόμων.

Η διάβρωση λόγω ενανθράκωσης είναι μέρος της καθημερινής πραγματικότητας του μηχανικού και πρέπει να μάθει να ζει μ’ αυτή.

Διαφημίσεις