Коррозией называют самопроизвольное разрушение металлов. Она вызывается физико-химическим или химическим воздействием, возникающим из-за неустойчивости конструкционных материалов к воздействию веществ, которые находятся в контактирующей с ними среде. Подвергающейся коррозии материал называют корродирующим. Коррозионной средой считается среда, в которой происходит процесс коррозии. Коррозионной стойкостью материала называют его способность сопротивляться этому разрушительному процессу.
По механизму протекания коррозию принято подразделять на химическую и электрохимическую.
Химической коррозией называют химическую реакцию на взаимодействие поверхности металла с коррозионно активной средой, которое не сопровождается возникновением электрохимических процессов на границе.
Имеет место непосредственный контакт частиц;
- Химическое взаимодействие протекает по всему объему или площади;
- При взаимодействии веществ электрон проходит путь порядка ионного радиуса;
- Выделяется энергия тепла.
Один из примеров химической коррозии - это разрушение цилиндров двигателей внутреннего сгорания. Оно происходит из-за того, что топливо содержит примеси серы и ее соединений, которые в ходе сгорания становятся оксидами серы и проявляют коррозионную активность. Это нередко приводит к разрушениям деталей реактивных двигателей.
В случае с винтовыми сваями химическая коррозия возникает в той точке, где сплав или металл соприкасается с кислородом или жидкостью. Например, такой процесс может происходить в сильно обводненном грунте.
В таком случае срок эксплуатации свай напрямую зависит от уровня водородного показателя кислотности среды в грунте и от типа грунта на конкретном участке. Чем глубже закручена свая, тем медленнее развивается химическая коррозия, так как кислороду сложно проникать под толщу грунта.
Как электрохимическая коррозия воздействует на свайно-винтовой фундамент?
Для винтовых свай наиболее опасна почвенная и атмосферная электрохимическая коррозия.
Почвенной коррозией принято называть процесс разрушения сделанных из металла сооружений под воздействием почвенного электролита. На поверхности металла, который вступил в контакт с почвенным электролитом, возникают коррозионные элементы.
Важно помнить, что почвенный состав грунта разнообразен даже в пределах одного участка. На сравнительно небольшой территории могут соседствовать грунты с разной степенью коррозионной агрессивности. Исследования доказали, что быстрее всего коррозия протекает в тяжелых глинистых грунтах, которые долго удерживают влагу. Суглинки относятся к среднекоррозионным грунтам. Супеси и песчаные грунты инертны в отношении коррозии.
Исследования доказали, что остаточная толщина винтовых свай остается в пределах допустимых значений даже после нескольких десятилетий использования. Скорость коррозии в ненарушенных почвах не превышает 1 -2 мм до 100 лет. На интенсивность протекания почвенной коррозии влияет пористость грунта, его кислотность, влажность, электропроводность, неоднородность, минералогический состав. От изменения любого из названных выше параметров зависит ускорение или замедление коррозии.
О некоторых дополнительных факторах, оказывающих влияние на коррозию винтовых свай
Если анод и катод находится близко друг другу, а pH влаги в грунте больше 5, то коррозионные продукты могут образовать покрытие, которое защитит поверхность сваи. В результате коррозия будет протекать равномерно, а ее скорость со временем снизится.
Если анод и катод удалены друг от друга (например, стальной трубопровод), и это удаление составляет порядка 1-2 км, то образующиеся на аноде ионы металла будут мигрировать с током к катоду. Защитного покрытия не образуются, так как продукты коррозии осядут между анодом и катодом. Существует риск возрастания разрушительных процессов.
Исследователи отмечают, что оболочка сваи не повреждается до тех пор, пока она находится в соприкосновении с грунтом. Возможно, это связано с тем, что содержащийся в грунте кислород способствует возникновению ржавчины. В результате налет обеспечивает защиту от дальнейшего развития коррозии.
Если погружение свай происходит с полным вытеснением грунта, то его плотностью боковой поверхности увеличивается на 10% и более. Это значительно снижает скорость развития коррозии.