КОРРОЗИЯ АРМАТУРЫ В БАЛКАХ МАРКО - ЭТО ПЛЮС ИЛИ МИНУС?

Стальная арматура подвержена коррозии как и любой черный металлопрокат. Завод-производитель отгружает арматуру потребителям в открытых вагонах. Время движения такого вагона от завода до склада продавца одна-две недели. В результате при поступлении на склад продавца арматура уже покрыта налетом ржавчины.

Необходимо учитывать и то, что арматура одного диаметра прокатывается на заводе не чаще 1-2 раза в месяц. В результате торговая компания вынуждена формировать у себя складские запасы, позволяющие обеспечивать ритмичную ежедневную отгрузку арматуры потребителям. Как следствие “свежая”, поступившая сегодня на склад, арматура имеет лучший товарный вид, чем такая же “лежалая” арматура из предыдущей поставки месячной давности.

Добавьте к этому сезонность строительных работ, время необходимое для переработки арматуры в арматурные изделия, атмосферные осадки и станут очевидными сложности, с которыми сталкиваются строители желающие любой ценой сохранить товарный вид арматурного изделия.

К счастью товарный вид арматуры и ее характеристики в составе железобетонного изделия не связаны. Вернее почти не связаны. Почему так – попробуем разобраться в этой статье.

РЖАВЧИНА НА АРМАТУРЕ И ЕЕ ПОВЕДЕНИЕ В БЕТОНЕ

Ржавчина на арматуре появилась вместе с арматурой более 150 лет назад и сопровождает арматуру до настоящего времени. Дружбы между арматурой и ржавчиной нет, но и особой вражды тоже не наблюдается. Это стало возможным благодаря цементу, химический состав которого способен растворять ржавчину. Уже в обычном портландцементе содержится 2-4% окислов железа, в цементах на основе доменных шлаков – до 10%. В процессе бетонирования железобетонных конструкций цемент в бетоне и ржавчина на арматуре вступают в протекающие при схватывании бетона химические реакции. При этом образуются сложные алюминаты и силикаты железа, которые отлично “склеиваются” с железом арматуры.

При этом необходимо отметить, что процесс склеивания затруднен, если арматура покрыта остатками смазки, которая используется на заводах для снижения износа профилирующего оборудования. “Свежая”, покрытая заводской смазкой арматура, имеет прекрасный товарный вид, но абсолютно не дружит с бетоном. Здесь уместно вспомнить поговорку – не все то золото, что блестит.

НАУЧНОЕ ОСМЫСЛЕНИЕ ФЕНОМЕНА РЖАВЧИНЫ НА АРМАТУРЕ

Железобетонная наука не могла остаться в стороне от изучения вопросов, связанных с особенностями взаимодействия ржавчины и бетона. По результатам комплексного изучения этого взаимодействия в 2004 году появился документ под названием «Рекомендации по применению в железобетонных конструкциях арматуры, покрытой ржавчиной».

Автор документа – заведующий лабораторией арматуры Научно-исследовательского, проектно-конструкторского и технологического института бетона и железобетона им. А.А. Гвоздева (НИИЖБ), доктор технических наук, профессор Сергей Ашотович Мадатян — доктор технических наук, профессор, заслуженный строитель России, лауреат премии Правительства России.

Рекомендации различают четыре степени коррозии арматуры:

Лёгкий налёт ржавчины, не влияющий на цвет стали и не меняющий вес заготовок и их свойства. Допустимо использование арматурного проката в любых монолитных работах без дополнительной обработки стали.
Плотная ржавчина на поверхности стержней, которую удаётся удалить ветошью или металлической щёткой, и почти полностью исчезает при вибрировании бетона. После удаления изменения сечения арматуры не происходит.
Ржавчина локально поверхностная, образовавшаяся, как правило, попаданием на её поверхность воды. Легко удаляется с поверхности тряпкой либо металлической щёткой.
Наличие ржавого покрытия, вызванного значительной коррозией металла. После очистки остаются следы язвенной коррозии, и уменьшается диаметр арматурного прутка.

ВЫВОДЫ ИЗ РЕКОМЕНДАЦИЙ НИИЖБ И ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ

Главный вывод допускается применять арматурную сталь без предварительной очистки при наличии ржавчины первых трёх категорий (видов).

Наличие на арматуре четвертой категории ржавчины требует повышенного внимания, а именно цитирую Рекомендации НИИЖБ: “Арматурная сталь, имеющая на поверхности ржавчину четвертого вида, обязательно должна проверяться на наличие язвенной коррозии и возможность применения каждой данной партии такой арматуры в железобетоне должна проверяться специалистами по коррозии.

Для понимания. Ржавчина четвертой категории удаляется даже проще чем ржавчина первых трех категорий – она легко отслаивается при обработке металлическими щетками. Практика свидетельствует, что даже в бетоне такая ржавчина легко отделяется от арматуры при виброуплотнении бетона, а также под воздействием щебеночного наполнителя и песка. Главная опасность ржавчины четвертого вида заключается в возможном уменьшении диаметра арматурного прутка и, как следствие, площади его поперечного сечения. За счет этого уменьшается и прочность прутка. Механические характеристики стали, из которой изготовлена арматура не меняются, меняется только геометрия сечения прутка.

Важный вывод – арматуру с ржавчиной четвертого типа можно без ограничений применять для изготовления не силовых элементов арматурных изделий.

Использование такой арматуры для изготовления силовых (рабочих) элементов арматурных изделий требует дополнительной оценки прочности. При значительных запасах прочности бетонной конструкции и здесь вполне допустимо использование арматуры с ржавчиной четвертой категории.

ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЖАВОЙ АРМАТУРЫ

Рекомендации НИИЖБ 2004 года стали основой “спокойного” отношения разработчиков стандартов к проблеме использования арматуры со ржавчиной. Базовый стандарт в этой части это ГОСТ 10922-2012 Арматурные и закладные изделия, их сварные, вязанные и механические соединения для железобетонных конструкций. Общие технические условия. Ржавчина в этом многостраничном документе упоминается только в двух пунктах:

5.6 На элементах арматурных и закладных изделий, а также сварных соединений не должно быть отслаивающейся ржавчины и окалины, следов масла и других загрязнений.

6.3 Тонкий слой слабопачкающей ржавчины не является причиной для браковки каркаса. Во время бетонирования конструкции эта ржавчина легко растворяется в щелочной среде бетонной

смеси.

Сильно пачкающая и отслаивающаяся ржавчина до приемки каркаса должна быть очищена с арматуры металлическими щетками и протерта ветошью или промыта сильной струей воды и продута сжатым воздухом.

СКОРОСТЬ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ

За год-два типовая сталь покрывается ржавчиной толщиной 0,2-0,3 мм. После этого скорость роста толщины коррозии ощутимо снижается – чтобы добраться до глубины 0,5-1 мм, потребуется 10 лет. По мере нарастания толщины ржавчины она сама по себе тормозит дальнейшее поступление кислорода и воды к поверхности активного металла, т. е. снижает скорость коррозии. В таблице приведена скорость коррозии распространенных марок сталей в различных по агрессивности эксплуатационных средах.

Скорость коррозии металла оказывается в разы ниже типовой указанной зависимости при использовании малолегированных сталей, более сухого климата или некоторой защиты стали от осадков.

Важно понимать – чем больше сечение арматуры, тем меньше ее конструкционным свойствам угрожает коррозия. Толстая арматура почти не потеряет потребительских свойств даже за десяток лет, а тонкая стальная проволока может быть полностью «съедена» коррозией за год.

Отметим, что при хранении на открытом воздухе быстрее ржавеют более новые марки стальной арматуры А400С (А500С), нежели традиционные марки AIII (сталь 35ГС, 25Г2С), но и та и другая группа имеет при хранении на открытом воздухе сравнительно небольшие потери прочности (на уровне до 1-3% в первый год). Для всех строительных конструкций и изделий ЖБИ это много меньше как допустимых отклонений.

В галерее ниже приведены характерные примеры из практики использования арматуры со ржавчиной.

С 2008 года мы используем в конструкции балок перекрытий МАРКО сварные треугольные арматурные каркасы ТРИГОН. Каркасы изготовлены из арматуры диаметром от 5 до 10 мм. Готовые балки доставляются заказчикам во все регионы России преимущественно автомобильным транспортом. На строительной площадке у покупателя не всегда есть возможность защитить балки от атмосферных осадков. В результате арматура балок покрывается ржавчиной.

Профессионалы строители не придают этому особого значения. У частных застройщиков, не имеющих опыта использования такой арматуры, наличие ржавчины вызывает массу вопросов. На картинке представлена основная номенклатура этих вопросов на основе статистики Яндекса за месяц. Считаю необходимым подчеркнуть, что большинство вопросов из таблицы не имеет под собой никаких оснований. Здесь действует стереотип – РЖАВЧИНА ЭТО ВСЕГДА ПЛОХО. Применительно к железобетонным изделиям ОКАЗЫВАЕТСЯ НЕ ВСЕГДА.