Основная задача, которая решается за счет использования составов для грунтования – повышение прочности поверхностей, улучшение их адгезивных качеств (то есть сцепления с клеем, штукатуркой, краской), придание антисептических свойств и т.д. сегодня грунтовки производятся на разной химической основе – акриловой, алкидной, минеральной. Причем первые позволяют работать практически со всеми видами поверхностей, от стекловолокна до дерева и бетона (кроме металла).

Свойства

Главное отличие грунтовок глубокого проникновения от универсальных составов выражено в их названии. «Глубокий грунт», как его нередко называют, является очень мелкодисперсным, поэтому глубина пропитки обрабатываемой достигает 20 мм. После этого пористый и неровный материал (к примеру, кирпич, бетон, штукатурка) гораздо лучше удерживает на себе клеящие и красящие составы. В итоге повышается общее качество отделочных работ: лучше и ровнее ложатся обои и краска.

Еще один результат применения глубоких грунтовок – заметное уменьшение расхода отделочных материалов. Каждый, кто когда-либо клеил обои на оштукатуренную стену, знает, сколько времени надо потратить, чтобы как следует промазать осыпающуюся поверхность, куда клей уходит, как вода в песок. Однако если предварительно ее загрунтовать, то она, во-первых, станет крепче, во-вторых, уже не потребует такого количества краски или клея, так как пористая структура поверхности заполнена частицами грунтовки.

Глубокопроникающие составы для грунтования имеют еще один плюс – после их применения на стене уже не заведется плесень и гниль, поскольку микроорганизмам становится негде размножаться. А, значит, оклеенные обои не покроются серо-желтыми разводами, и воздух в помещении будет более здоровым.

Задел на будущее

Любой ремонт – довольно дорогое мероприятие, и естественным при его проведении является стремление сэкономить. Конечно, отделку можно провести и без загрунтовывания стен, однако при каких-либо последующих переменах в интерьере это чревато проблемами. Например, при снятии старых обоев вслед за ними может вывалиться кусок штукатурки, так что придется тратить финансы еще и на выравнивание стен. Если же использовать глубокую грунтовку сейчас, это позволит существенно облегчить и, в конечном счете, удешевить будущие переделки.

Еще один подводный камень ремонта – поиск самых низких цен. Безусловно, вряд ли стоит переплачивать, закупая товары на дорогих рынках, однако желание минимизировать расходы должно находить в подчинении у здравого смысла, чтобы потом работу не пришлось переделывать. Поэтому во главу угла следует ставить качество отделочных материалов и репутацию продавца.

Как избежать ошибки?

Первый шаг при выборе глубокой грунтовки — визуальное оценивание. Состав должен быть жидким и слегка мутноватым, так как представляет собой водную суспензию с крайне мелкими частицами основы (акриловых либо алкидных смол) и именно поэтому отличается столь хорошей способностью пропитывать пористые материалы. Если же раствор имеет молочно-белый оттенок, значит, перед нами обычная универсальная грунтовка.

Помимо этого, нужно оценить соотношение твердого вещества и воды — эта информация должна быть указана на фасовочной емкости. «Сухой остаток» должен быть примерно равен 12 %. Если эта цифра больше, то грунтовка не сумеет достаточно глубоко пропитать поверхность, а, значит, ее следует отнести к укрепляющим составам.

Еще один критерий – вид обработанной поверхности: как ни непривычно это звучит, но после пропитки глубокой грунтовкой покрытие внешне остается прежним. А вот если после высыхания образовалась пленка, значит, для грунтования был выбран не тот состав, который следовало применить.

Общие рекомендации

Несмотря на то, что есть разные по составу и назначению грунтовки, работа с ними подчиняется общим правилам: выбор раствора в соответствии с типом поверхности, тщательная очистка ее от пыли, при необходимости обезжиривание. Только после этого можно приступать к обработке. Выполнение этих правил в сочетании с качественными материалами позволит получить прочное и химически стойкое покрытие.

Система

Сокращение

Control

Обычные непокрытые арматурные стержни 9152.и Conv.2

Обычный ECR

ECR

Эпоксидные смолы с повышенной адгезией

Покрытие DuPont ™

ECR (DuPont)

Покрытие Valspar ^®

ECR (Valspar)

Конв. 2 (DCI)

Стержни без покрытия с Hycrete

Conv.2 (HY)

Стержни без покрытия с Rheocrete ³ 222 ^{8 (RH)}

ECR с нитритом кальция

ECR (DCI)

ECR с Hycrete ™

ECR (HY)

03

ECR (RH)

Грунтовка 3M ™, содержащая нитрит кальция

ECR (праймер / Ca (NO ₂ ) ₂

Предварительная обработка хроматом

ECR (Хромат) -D CI

Покрытие DuPont ™

ECR (DuPont) -DCI

Valspar ^® с покрытием

MC

16 (5)

231159

0,43

0,95

0,21

0,014

0,046

0,20

0,17

0,038

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

НЕТ

НЕТ

НЕТ

НЕТ

НЕТ

ECR

4 бара, 144 точки

307

175

244

0.10

ECR (хромат)

1 бар, 36 точек

241

175

213

1 бар, 36 точек

249

160

213

0,08

ECR 9 (Valspar) 9 (Valspar)

262

175

226

0. 11

ECR (праймер / Ca (NO ₂ ) ₂ )

4 бара, 126 точек

264

MC

1 бар, 36 точек

251

213

236

0394 мил
^a Стержни были длиной 6,1 м (20 футов); От 15 до 18 измерений были равномерно распределены вдоль каждой стороны испытательного стержня.

Испытания на катодное расслоение

Испытания на катодное отсоединение включают проникновение эпоксидного покрытия на испытуемый образец с помощью сверла диаметром 3 мм (0,12 дюйма). Затем образец погружают на 168 часов в раствор электролита (3% хлорида натрия) при температуре 24 ± 2 ° C (75 ± 3,6 ° F) и выдерживают при разности потенциалов -1,5 В с анодом, измеренной относительно насыщенного каломельный электрод (SCE).Схема испытаний, описанная в ASTM A775, показана на рисунке 1. ⁽¹³⁾

Рисунок 1. Иллюстрация. Установка для испытания катодного отслаивания (после ссылки 13).

Обследование проводится сразу по окончании испытания. По окончании периода испытаний зону испытания ополаскивают теплой водопроводной водой. Образец сразу вытирают насухо и визуально исследуют всю площадь покрытия по краю умышленного дефекта. Новый дефект, который может служить ориентиром, просверливается в части покрытой области, которая не была погружена.Два радиальных разреза под углом 90 градусов друг к другу и под углом 45 градусов относительно продольной оси стержня выполняются через покрытие, пересекая центр обоих намеренных дефектов, с помощью острого ножа с тонким лезвием. Затем делается попытка поднять покрытие острием ножа как на эталонном дефекте, так и на затопленном дефекте. Связка на эталонном дефекте затем используется для оценки качества связи при затопленном отпуске. Наконец, измеряются и регистрируются увеличение радиальной площади и общей площади отслоившегося покрытия на затопленном дефекте.

В этом исследовании было проведено три цикла испытаний на катодное отслоение, по одному образцу на цикл для каждого из шести типов ЭЦР. Испытания также проводились на обычных стержнях с эпоксидным покрытием, которые использовались в предыдущем исследовании. В соответствии со стандартом ASTM A775 были проведены четыре радиальных измерения области отслоения под углом 0, 90, 180 и 270 градусов по отношению к продольной оси стержня, и значения были усреднены. ⁽¹³⁾ Испытания на катодное отслоение регистрировали как по площади отслоившегося покрытия (в соответствии с ASTM G8), так и по среднему радиусу отслоения покрытия (четыре измерения). ⁽¹⁴⁾ Результаты приведены в таблице 4. Площадь отслоившегося покрытия и радиус не включают первоначальное проникновение через покрытие. Как показано в таблице 4, средний радиус отслоения покрытия был выше 4 мм (0,16 дюйма), максимально разрешенный в приложении A1 к ASTM A775, для обычных стержней ECR и ECR (Valspar), что указывает на то, что эти стержни не соответствовали требованиям к отслоению покрытия. . Арматурные стержни MC, ECR (DuPont), ECR (Chromate) и ECR (грунтовка / Na (NO ₂ ) ₂ ) соответствовали требованиям по отсоединению покрытия.Таблица 4 также показывает, что обычный ЭЦР показал самую высокую площадь отслоившегося покрытия со средним значением 178 мм ² (0,271 дюйм ² ). Прутки Valspar ^® с высокой адгезией имели площадь отслоившегося покрытия 151 мм ² (0,230 дюйма, ² ), за которым следовала ЭЦР с грунтовкой из нитрита кальция на 67 мм ² (0,102 дюйма ² ) и планки DuPont ™ с высокой адгезией на длине 65 мм ² (0,099 дюйма ² ). Прутки MC и ECR (Хромат) имели наименьшие участки отслоившегося покрытия со средними значениями 27 и 20 мм ² (0.041 и 0,030 в ² ) соответственно. Как и обычный ECR, использованный в этом исследовании, обычный ECR из предыдущего исследования также показал средний радиус отслоения 5,5 мм (0,21 дюйма), который превышает 4 мм (0,16 дюйма), разрешенный ASTM A775; площадь отслоения составила 168 мм ² (0,256 дюйма ² ).

Таблица 4. Результаты катодного отслоения

279

65

909Ca 2 )

Тип стержня	Номер теста	Толщина ()	Радиус отслоения покрытия a (мм)					Площадь отслоения покрытия	902 902 902 902 902 )
			0 o	90 o	180 o	270 o	270 o		1	НМ	6.5	6,5	6	5,5	6,1	183
2				3,5	4	4,8	133
3	249	6. 5	6,5	7,5	6,5	6,8	219
3															c	1	300	5,5	6,5	5,5	5	5	6	170
2	274	5,5	4,5	4,5	4,5	4,5
3	241	6,5	5,5	5,5	5.5	5,8	174
Среднее значение						5,5	168
	0,5	1	0	0	0,4	6
				. 5	2	2,5	1,5	35
	3	279	279		1,5	1,0	19
	Среднее значение						1,0	20
4	3	3.5	3,5	3,5	93
2	NM	1,5	1,5	1,5	1,5	1,3	19
3	224	3,5	4	3.5	4	3,8	83
Среднее значение						2,8	65	НМ	4,5	4	4,5	4	4,3	133		133	60	4. 5	5,5	4,5	5,1	167
3	269	269	269		4,5	5,3	154
Среднее значение						4,9	151
1	NM	1.5	2	2	2	1,9	58
2		2		4,5	2,5	3,3	77
3	203	3	3	3 5	2,5	2,5	2,6	67
Среднее						2,6		3		НМ	2,5	1,5	1	1	1. 5	22
2	НМ	2	1,5	1,5	1,5	2,0
3	284	0,5	2,5	1,5	1,5	1.5	25
Среднее значение						1,7	27

1 м = 0,0394 мил
1 мм = 0,0392 0,00152 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902
NM = Не измерено
^a Радиус отслоения покрытия, измеренный от края отверстия диаметром 3 мм (0,12 дюйма).
^b Площадь отслоившегося покрытия — это общая площадь после отслоения за вычетом исходной площади 3 мм (0.Отверстие диаметром 12 дюймов).
^c Обычный ECR из предыдущего исследования.

Критерии в приложении A1 к ASTM A775 являются квалификационными требованиями для самого эпоксидного покрытия и не предназначены для применения к производственным стержням, таким как те, которые использовались в этом исследовании. Таким образом, хотя не все стержни соответствуют квалификационным критериям, они считаются репрезентативными для стержней, используемых на практике. Кроме того, как наблюдалось в более ранних испытаниях Макдональда и др., Характеристики стержней в испытаниях на катодное отслоение не оказались предиктором их характеристик в испытаниях на коррозию в этом исследовании. ⁽¹⁶⁾

ПРОЦЕДУРЫ ИСПЫТАНИЙ НА КОРРОЗИЮ

Системы защиты от коррозии в этом исследовании были оценены с использованием комбинации лабораторных и полевых испытаний. Производительность каждой системы сравнивалась с характеристиками обычной арматуры из углеродистой стали без покрытия и без покрытия. Тесты включали экспресс-тесты макроячеек, стендовые тесты, линейное сопротивление поляризации и полевые тесты.

Экспресс-тесты макроячеек

Краткое описание метода

Реакция нескольких систем защиты от коррозии была сначала оценена с помощью быстрого теста макроэлементов, первоначально разработанного в Канзасском университете в рамках программы стратегических исследований автомобильных дорог и с тех пор обновленного. (См. Ссылки с 17 по 26). Цель испытания — получить реалистичную оценку эффективности систем защиты от коррозии за короткий период времени. Базовый образец для испытаний состоит либо из арматурного стержня без покрытия, либо из стержня, облицованного строительным раствором (обернутого строительным раствором), как показано на рисунках 2–4. Процедуры, используемые для стержней без покрытия, включены в приложение A2 к стандарту ASTM A955. ⁽²⁷⁾ Поверхность контакта между раствором и стержнем имитирует контакт, полученный между бетоном и арматурными стержнями в конструкциях, за счет использования реалистичных соотношений вода-цемент и песок-цемент.

Рисунок 2. Иллюстрация. Макроэлементный тест с образцами без покрытия.

Рисунок 3. Иллюстрация. Макроэлементный тест с образцами, покрытыми строительным раствором.

Рисунок 4. Иллюстрация. Обернутый строительным раствором образец, содержащий обычный арматурный стержень.

Тесты макроячейки, показанные на рисунках 2 и 3, требуют двух контейнеров.Образец для испытаний, брусок № 16 (№ 5) без покрытия или обернутый ступкой, помещают в контейнер объемом 1,5 л (1,6 кварты) вместе с имитирующим поровым раствором, содержащим предварительно выбранную концентрацию хлорида натрия (1,6 или 6,04). моль / кг (0,73 или 2,74 моль / фунт) концентрации иона растворителя (4,68 или 15 процентов)). Два образца помещают во второй контейнер и погружают в раствор с имитацией пор без добавления хлоридов. Для образцов, обернутых строительным раствором, в контейнеры добавляется измельченный раствор для более точного моделирования среды бетона.Глубина раствора дает 76 мм (3,0 дюйма) стержня (включая 13-мм (0,5 дюйма) пластмассовый колпачок, используемый для защиты конца стержней с эпоксидным покрытием) ниже уровня раствора. Два контейнера соединены солевым мостиком, и испытуемый образец в поровом растворе, содержащем хлорид натрия (анод), электрически соединен через единственный резистор сопротивлением 10 Ом с двумя образцами в имитирующем поровом растворе (катод). Резисторы устанавливаются между клеммами в клеммной коробке для закрепления проводов образца.Воздух (очищенный для удаления углекислого газа) барботируется в жидкость, окружающую катод, чтобы обеспечить достаточный приток кислорода. Пластиковые крышки помещают непосредственно над поверхностью раствора, чтобы удерживать образцы на месте и уменьшить испарение раствора. В крышках прорезаются отверстия для введения образцов, соляного мостика и подачи воздуха. Воздух вызывает некоторое испарение, которому противодействуют добавление в контейнер деионизированной воды для поддержания постоянного объема раствора. Растворы в обоих контейнерах меняют раз в 5 недель для дополнительной защиты от углекислого газа. ^[2] Ток коррозии и скорость коррозии определяются путем измерения падения напряжения на резисторе. Потенциалы коррозии разомкнутой цепи катода и анода также измеряются по отношению к SCE после того, как цепь была разомкнута в течение 2 часов для стабилизации потенциалов. Смоделированный поровый раствор, состоящий из гидроксида натрия и гидроксида калия, совпадает с полученным при анализе порового раствора. ^(28,29) Сталь с эпоксидным покрытием оценивается с использованием образцов, на которых покрытие повреждено на четыре 3.Отверстия диаметром 2 мм (0,13 дюйма) для имитации дефектов эпоксидного покрытия (поврежденная площадь составляет 1,0% от общей открытой площади в растворе). В экспресс-тесте на макроячейку голые обычные стержни показывают начало коррозии в течение первых 24 часов, а обычные стержни, отлитые в строительный раствор, демонстрируют коррозию в течение первой недели. Испытания длятся 15 недель.

Скорость коррозии и потери от коррозии

Скорость коррозии арматурной стали (измеренная в лабораторных и полевых испытаниях, а также в экспресс-тестах с использованием микроячеек) показывает, насколько быстро арматурная сталь окисляется.Его можно выразить как плотность тока в микроампер на квадратный сантиметр (А / см ² ), которая получается путем измерения скорости потока электронов от анодов к катодам. Основываясь на законе Фарадея, плотность тока можно преобразовать в другое выражение для скорости коррозии — скорость потери металла с поверхности стали в м / год. ⁽³⁰⁾ Уравнение на рисунке 5 показывает это преобразование для железа.

Рисунок 5. Уравнение. Скорость коррозии железа.

Где:

R = Скорость коррозии, выраженная как скорость потери металла, м / год.

i = Скорость коррозии, выраженная как плотность тока, А / см ² .

k = Коэффициент пересчета = 31,5 ’10 ⁴ ампер ∙ м с / А см ∙ год. ⁽³⁰⁾

a = Атомный вес металла = 55,8 г / моль для железа.

n = Количество перенесенных электронов = 2 для железа.

F = постоянная Фарадея = 96 500 кулонов / эквивалент.

= Плотность металла, г / см ³ = 7,87 г / см ³ для железа.

Например, при расчете потерь от коррозии для обычного стержня без покрытия, падение напряжения 0,70 мВ на резисторе 10 Ом представляет собой общий ток 70,0 А. Для стержня № 16 (№ 5) и глубины раствора 76 мм (3,0 дюйма) (значения, использованные в испытании), общая площадь поверхности, контактирующей с раствором (исходя из номинального диаметра стержня, включая конец стержня), составляет 4021 мм ² (6.233 в ² ), что дает плотность тока i 1,74 А / см ² (11,2 А / дюйм ² ). Применение уравнения на рисунке 5 приводит к уравнению на рисунке 6.

Рисунок 6. Уравнение. Пример скорости коррозии железа.

Для цинка, первого слоя покрытия стержней MC, уравнение на рисунке 5 становится уравнением на рисунке 7.

Рисунок 7. Уравнение. Скорость коррозии цинка.

Где:

a = Атомный вес металла = 65,38 г / моль для цинка.

n = Число перенесенных электронов = 2 для цинка.

= Плотность металла, г / см ³ = 7,14 г / см ³ для цинка.

Для железобетонных мостовых настилов измерение тока макроячейки, как правило, невозможно, поскольку верхний и нижний маты из арматурной стали обычно соединяются стальными проволочными стяжками и опорами стержней в бетонной плите.Однако в лабораторных испытаниях, имитирующих коррозию стали в настилах мостов, стяжки и стержневые опоры не используются, а ток макроячейки можно определить путем измерения падения напряжения на резисторе, который электрически соединяет анод и катод через внешнюю цепь. , как показано в уравнении на рисунке 8.

Рисунок 8. Уравнение. Плотность тока коррозии.

Где:

i = Плотность тока коррозии, мА / см ² .

В = Падение напряжения на резисторе, мВ.

R = Сопротивление резистора, кОм.

A = Площадь оголенного металла на стержне анода, см ² .

На измеренную плотность тока макроячейки и рассчитанную скорость коррозии могут существенно повлиять методы испытаний и детали конфигурации испытания, такие как соотношение площадей анода и катода и размер резистора, соединяющего анод и катод. ^(31,16) Таким образом, скорость коррозии, рассчитанная на основе измеренного тока макроячейки, следует использовать только для сравнения относительных характеристик систем защиты от коррозии в тех же условиях испытаний.

Коррозионные потери представляют собой совокупные потери металла, выраженные в микрометрах, и рассчитываются путем численного интегрирования скорости коррозии.

Образцы для испытаний

Образцы в экспресс-тесте макроячеек состоят из 127-мм (5-дюймовой) длины No.16 (№ 5) арматурных стержней, голые или залитые в строительный раствор, как показано на рисунке 9 для стержней с эпоксидным покрытием.

Рисунок 9. Иллюстрация. Открытые бруски и образцы быстрых макроячеек, обернутые строительным раствором, с крышкой для защиты открытого конца брусков с эпоксидным покрытием.

Для изготовления образцов используется следующая процедура:

1. Подготовка арматурных стержней: В одном конце стержня просверливают отверстия и нарезают резьбу 13 мм (0. 5 дюймов) для установки крепежного винта № 10-24. Острые кромки на концах прутка удаляются шлифовкой. Бруски без покрытия очищают ацетоном для удаления жира и грязи с поверхности. Стержни ECR очищаются водой с мылом. Эпоксидное покрытие пронизано четырьмя отверстиями диаметром 3,2 мм (0,13 дюйма) для имитации дефектов покрытия. Отверстия проделываются на глубину 0,5 мм (0,02 дюйма) с помощью концевой фрезы с четырьмя канавками диаметром 3,2 мм (0,13 дюйма). Два отверстия расположены посередине стержней, а два других — примерно 32 мм (1.3 дюйма) от незадействованного конца, погруженного в раствор. Погруженный конец защищен пластиковой крышкой, заполненной ремонтной эпоксидной смолой. Четыре отверстия представляют собой 1 процентное повреждение оцененной площади стержней с эпоксидным покрытием. При использовании образца, обернутого строительным раствором, подготовленный брусок без покрытия симметрично заделывают в цилиндр для раствора длиной 154 мм (6 дюймов). Цилиндр имеет диаметр 30 мм (1,2 дюйма) и обеспечивает 7-миллиметровое (0,28 дюйма) покрытие из раствора над арматурным стержнем. Прутки, обернутые строительным раствором, отливают в форму, состоящую из труб и фитингов из поливинилхлорида (ПВХ). ^(24-26)
2. Отливка: Раствор помещают в цилиндрическую форму из ПВХ в четыре слоя. Каждый слой проделывают 25 раз стержнем диаметром 2 мм (0,08 дюйма) с последующей вибрацией в течение 30 с на вибростоле с амплитудой 0,15 мм (0,006 дюйма) и частотой 60 Гц.
3. Отверждение: Образцы выдерживают в формах в течение 1 дня при комнатной температуре, затем извлекают из форм и сушат в насыщенной известковой воде (pH ≈ 12.4) в течение 13 дней для перехода в пассивное состояние. По истечении этого периода образцы сушат сжатым воздухом, а затем сушат в вакууме в течение 1 дня.
4. Электромонтаж и покрытие: Для стержней, покрытых оболочкой и обернутых строительным раствором, медный электрический провод 16 калибра присоединяется к резьбовому концу каждого образца с диаметром 10-24 футов 1/2 (13 мм (0,5 дюйма)). -длинный) винт. Затем электрическое соединение покрывается двумя слоями эпоксидной смолы Herberts-O’Brien для оголенных стержней или двумя слоями эпоксидной смолы Ceilgard 615 ™ для образцов, покрытых строительным раствором.

Испытательные материалы

В быстрых тестах макроячеек используются следующие материалы:

• Смоделированный раствор пор бетона: На катоде используется имитационный раствор пор бетона. Один литр раствора содержит 974,8 г (34,39 унции) дистиллированной воды, 18,81 г (0,6635 унции) гидроксида калия и 17,87 г (0,6303 унции) гидроксида натрия, на основе анализа порового раствора, проведенного Farzammehr et al. ^(28,29)
• Смоделированный раствор пор бетона с хлоридом натрия: раствор был использован на аноде и готовится добавлением 45.6 или 172,1 г (1,61 или 6,07 унций) хлорида натрия на 1 л (0,3 галлона) искусственного бетона. поровый раствор для получения раствора с концентрацией ионов 1,6 или 6,04, равной до 0,8 или 3,02 моль раствора хлорида натрия.
• Соляные мостики : Солевые мостики обеспечивают ионный путь между катод и анод. Он состоит из пластиковой трубы длиной 0,45 м (1,5 фута). заполнены проводящим гелем. Чтобы приготовить соль мостик, 4,5 г (0,16 унции) агара, 30 г (1.1 унция) хлорида калия и 100 г (3,53 унции) дистиллированной воды смешивают, а затем нагревают на горячем пластину, пока раствор не начнет загустевать. Нагретой смеси достаточно, чтобы производят четыре соляных мостика, разливают в пластиковые пробирки с помощью воронки. В затем поместите пробирки в кипящую воду на 1 час для уплотнения геля, удерживая концы трубки над поверхностью воды. Гель в солевых мостиках должен быть сплошным, без прерывания воздушными пузырьками.
• Раствор: Раствор имеет водоцементное (в / ц) отношение 0.5 с соотношением песка и цемента 2,0 по весу, изготовлен из портландцемента типа I / II. цемент (ASTM C150), дистиллированная вода, и песок Оттава, классифицированный по ASTM C778. ^(32,33) Пропорции смеси представляют собой раствор, составляющий бетон. Раствор замешивают в соответствии с с процедурами, изложенными в ASTM C305. ⁽³⁴⁾
• Заливка строительного раствора : Заливка строительного раствора помещается в емкости с образцы в ступке. Заливка состоит той же смеси, которая использовалась в испытательных образцах.Заливка отлита из металла. противень на глубину около 25 мм (1 дюйм). Раствор в листе отверждается на воздухе при комнатной температуре в течение 15 дней и разбивается на части толщиной от 25 до 50 мм (от 1 до 2 дюйма) перед использованием.

Сбор данных

Вольтметр с разрешением 0,001 мВ используется для измерения коррозии. потенциал анода и катода и падение напряжения на резисторе 10 Ом. В типичном тесте падение напряжения имеет тенденцию колебаться между -0.003 и 0,003 мВ при коррозии ток близок к нулю. Только значения падения напряжения за пределами этого региона являются используется для оценки эффективности систем защиты от коррозии. Ценности от -0,003 до 0,003 мВ считается нулем.

Стендовые испытания

В течение последних двух десятилетий такие стендовые испытания, как южный воздействие, треснувший луч и испытания ASTM G109 часто используются для оценки коррозионных характеристик арматуры. стали. ^(31,35,36) Из этих испытаний южная экспозиция и трещины Испытания на пучке доказали, что дают полезные данные за относительно короткий период времени. Все В этом исследовании использовались три метода испытаний, но только результаты для первого два сообщаются, потому что они дали полезные данные. В тесте ASTM G109 используются только 3-процентный раствор хлорида натрия и обеспечивает гораздо более мягкую степень воздействие на образцы. Он не дал полезной информации за 4 года период, вдвое больший, чем для южной экспозиции и треснувшей балки тесты.

Южный тест экспозиции

Образец, использованный в испытании на южную экспозицию, состоит из небольшая плита с двумя матами из арматурной стали (см. рисунок 10). ⁽³⁷⁾

Рис. 10. Иллюстрация. Образец для испытаний на южную экспозицию.

Бетон отверждается влажным способом в течение 3 дней, а затем выдерживается на воздухе до тест начинается в 28 дней. Верхний коврик состоит из двух стержней № 16 (№ 5), а нижний коврик состоит из четырех No.16 (№ 5) стержней. Коврики связаны электрически через резистор 10 Ом, по краю верхняя поверхность (отлита как единое целое с образцом) и боковые стороны бетона заделаны эпоксидной смолой. 15-процентный (6,04 моль иона) раствор хлорида натрия помещается внутри дамбы, позволяя хлоридам проникать в бетон. В плиты подвергаются 7-дневному чередующемуся режиму выдержки и сушки с выдержкой при 23 ± 2 ° C (73 ± 3 ° F) в течение 4 дней и сушкой при 38 ° C (100 ° F). (отсюда и название южная экспозиция) на 3 дня.Перед сушкой раствор удаляется с верхней поверхности промышленным пылесосом. Пруд и режим сушки продолжался 12 недель. Затем образцы были подвергались непрерывному пруду в течение 12 недель при 23 ± 2 ° C (73 ± 3 ° F) после после чего снова начинается чередующийся режим затопления и сушки. Два режима продолжалось 96 недель. Ток коррозии и соответствующая скорость коррозии определяются путем измерения падения напряжения на резисторе.Коррозия измеряются потенциалы верхнего и нижнего стержней. ^[3] Коррозионные характеристики также оцениваются с использованием ежемесячной линейной поляризации. показания сопротивления на выбранных образцах. Испытание обеспечивает сильную коррозию. окружающая среда, которая обычно имитирует 15-20 лет воздействия на морские сооружения в тропических условиях и 30-40 лет воздействия на мосты в течение 48 недель. ⁽³⁸⁾

При возникновении коррозии и по завершении испытаний, Образцы южной экспозиции отбираются на содержание хлоридов с использованием процедур описано в разделе, посвященном анализу хлоридов, далее в этой главе.

Испытание балки с трещинами

Образец балки с трещиной используется для моделирования коррозии арматурной стали, в которой трещины непосредственно подвергните сталь воздействию химикатов для борьбы с обледенением (см. рисунок 11). Образец вдвое меньше ширина образца южной экспозиции, с одной полосой сверху и двумя полосами на дно.

Рисунок 11. Иллюстрация. Испытательный образец с трещинами на балке.

Трещина моделируется параллельно и выше вершины арматурный стержень путем вставки 0.3 ‑ мм (12 ‑ мил) при изготовлении образца прокладку из нержавеющей стали. Прокладка снята в течение 12 часов после заливки, оставляя прямой путь для хлоридов к арматуре сталь и моделирование эффекта трещины оседания на стержне. An интегральная плотина используется аналогично тому, что использовалось для образца южной экспозиции вокруг верхнего поверхность образца. Как и образец южной экспозиции, образец балки с трещинами подвергается циклам смачивания и сушки при 15 ° C. процентный раствор натрия хлорида, продолжающийся до 96 недель.

Изготовление образцов

Следующий процесс для изготовления образцов южной экспозиции и треснувшей балки:

1. Подготовка арматурного стержня: шт. арматурный стержень отрезается до длины 305 мм (12 дюймов). Оба концы стержня просверливаются и нарезаются резьбой 13 мм (0,5 дюйма) для размещения прутка No. 10-24 крепежный винт. Острые края на концах планки удаляются с помощью болгарка. Бруски без покрытия очищают ацетоном для удаления жира и грязи с поверхность.Стержни ECR очищаются водой с мылом. Эпоксидное покрытие затем через четыре или десять отверстий диаметром 3,2 мм (0,125 дюйма) для имитации дефекты покрытия. Отверстия проделываются на глубину 0,4 мм (16 мил) с использованием Концевая фреза с четырьмя канавками диаметром 3,2 мм (0,125 дюйма). Две или пять лунок равномерно по длине с каждой стороны брусков. На барах MC, образцы оцениваются с обоими пропитанными слоями и только с эпоксидной смолой. проник. Эпоксидная смола проникает без повреждения цинка с помощью пайки. пистолет настроен на температуру 205 ° C (400 ° F), что выше температуры плавления эпоксидной смолы, но ниже температуры плавления цинка.Прожженные участки эпоксидной смолы очищают ацетоном. Четыре отверстия представляют 0,21% повреждений, а 10 отверстий представляют 0,52% повреждений открытая поверхность стержня с эпоксидным покрытием.
2. Сборка формы: Опалубка предназначена для отливки образца в перевернутое положение. В данном исследовании формы состоят из нескольких частей 19-мм Фанера толщиной 0,75 дюйма, включая четыре стороны и дно. Внутри формы меньшая скошенная деревянная деталь прикручивается ко дну, чтобы создать единое целое. бетонная плотина после заливки.Для балок с трещинами используется длина 152 мм (6 дюймов), В центре скошенной древесины сделана продольная прорезь шириной 0,3 мм (0,012 дюйма) для установки толщины 0,3 мм (0,012 дюйма). регулировочная шайба из нержавеющей стали. Прокладка выступает на 25 мм (1 дюйм) из паза и просто касается тестовой полосы. После демонтажа, прокладка снимается с бетона, чтобы образовалась трещина. Все части формы крепятся уголками и хомутами. В внутренние углы заклеены пластилином. Штанги поддерживаются 10-24×1 (25-мм (1.0 дюймов) -длинные) винты через Отверстия диаметром 4,8 мм (0,19 дюйма) в двух боковых частях формы. Когда Испытывают стержни с эпоксидным покрытием, два отверстия в покрытии обращены вверх, а два других — лицом вниз.
3. Отливка: Бетон смешивается в соответствии с требованиями ASTM C192 для механического перемешивания. ⁽³⁹⁾ Бетонная смесь пропорции приведены в таблице 5. Водосодержание бетонов составляет 0,45 или 0,35 и номинальное содержание воздуха 6 процентов.Образцы отлиты по два слои. Каждый слой колеблется 30 с на вибростоле с амплитудой 0,15 мм (0,006 дюйма) и частотой 60 Гц. Бетонная поверхность закончил деревянной теркой.

   Таблица 5. Бетонные смеси.

   с / с	Цемент, кг / м 3	Вода, кг / м 3	Мелкий заполнитель, кг / м 3	Крупный заполнитель, кг / м 3	Воздухововлекающий агент, мл / м 3	DCI, л / м 3	Hycrete ™, кг / м 3	Rheocrete ® , л / м 3	SP, л / м 3
   0. 45	355	160	851	880	90	–	–	–	–
   	355	147,4	851	880	140	15	–	–	–
   	355	154.0	851	880	35	–	8,0	–	–
   	355	155,7	851	880	300	–	–	5	–
   0.35	438	153	764	861	355	–	–	–	2,12
   	438	140,4	764	861	740	15	–	–	2. 12
   	438	145,6	764	861	330	–	9,9	–	2,25
   	438	148,7	764	861	1,480	–	–	5	2.25

   1 кг / м ³ = 1,69 фунта / ярд ³
   1 мл / м ³ = 0,026 жидких унций / ярд ³
   1 л / м ³ = 0,202 галлона / ярд ³
   SP = суперпластификатор (Rheobuild ^® 1000 от BASF Admixtures, Inc.)
   — Не используется.

4. Отверждение: Образцы выдерживают в форме в течение 24 часов в помещении. температуры, за исключением образцов балок с трещинами, которые обычно требуют более раннего извлечение из формы (8-12 ч) для облегчения удаления регулировочной шайбы. После удаления из плесени образцы выдерживают при комнатной температуре в полиэтиленовом пакете с водой до 72 ч после заброса. Затем образцы вынимают из пакета и сушат на воздухе. на 25 дней. Тестирование начинается через 28 дней после литья.
5. Электромонтаж и покрытие: За два дня до начала испытаний, калибр 16 медный электрический провод прикреплен к одному концу каждой шины, встроенной в образцы с длиной 10-24’1 / 2 (13 мм (0,5 дюйма)) винт. Другой конец планки закручивается таким же винтом.Все четыре стороны образцов, включая электрические соединения, затем покрываются с двумя слоями эпоксидной смолы, например Ceilgard 615 ™ или ThoRoc ^® SewerGuard ^® HBS. Эпоксидную смолу смешивают и наносят в соответствии с рекомендациями производителя.

Испытательные материалы

Свойства материалов были следующим образом:

• Цемент: Портландцемент типа I / II.
• Крупный заполнитель: Щебень известняковый с максимальным размером = 19 мм (0.75 дюймов), насыпной удельный вес (SSD) = 2,58, абсорбция (в сухом состоянии) = 2,27 процентов, удельный вес = 1536 кг / м ³ (2589 фунтов / ярд ³ ).
• Мелкий заполнитель: Песок Канзас-Ривер с насыпью плотность (SSD) = 2,62, абсорбция (в сухом состоянии) = 0,78%, модуль дисперсности = 3,18.
• Воздухововлекающий агент: Daravair ^® 1400 от Grace Construction Продукты.

15-процентный раствор хлорида натрия (6.04 моль ион концентрация) использовалась для пруда испытуемых образцов: 600 мл (20,3 жидких унций) в пруд один образец для южной экспозиции и 300 мл (10,1 жидких унций) для пруда одной треснувшей балки образец.

Сбор данных

Тот же вольтметр и правила преобразования данных описаны для быстрых тестов макроячеек использовались для стендовых испытаний.

Испытание пучком инициирования коррозии используется для определения критический порог хлоридной коррозии антикоррозийной защиты система.Хотя эти данные также получены на образцах с южной экспозицией, испытания на начало коррозии заканчиваются в начало коррозии, что позволяет подвергнуть большее количество образцов собраны. Этот тест использовался в этом исследовании для оценки обычного армирования. стальное литье в бетоне, содержащем ингибиторы коррозии. Образец идентичен образцу балки с трещинами, за исключением того, что нет намеренной трещины. размещается над арматурой. Показан образец пучка инициирования коррозии. на рисунке 12.

Рис. 12. Иллюстрация. Образец для испытаний пучком инициирования коррозии.

Материалы, изготовление и процедуры испытаний, используемые в испытания на начало коррозии идентичны испытаниям, используемым для южных испытания на экспозицию и балку с трещиной, за исключением продолжительности испытания. Туалет коэффициент составляет 0,45.

Для обычной арматурной стали учитывается начало коррозии. возникать при коррозии макроэлементов скорость сначала достигает значения больше или равного 0.3 м / год (0,01 млн / год) или при коррозии потенциал верхнего мата из стали сначала смещается к значению более отрицательному, чем –0,350 V по отношению к CSE. Для оцинкованной стали инициация коррозии основана на при скорости коррозии 0,3 м / год (0,01 мил / год) или при резком наблюдается изменение потенциала коррозии, причем первый служит основное руководство.

Как только возникает коррозия, испытания останавливаются и бетон отбираются пробы для анализа хлоридов.Всего отобрано 20 проб из каждый инициирующий луч, по 10 с каждой стороны луча, начиная с 40 мм (1,5 дюйма) от края и с интервалом в 25 мм (1 дюйм), как показано на виде сбоку образца на рис.13. Для каждого образца просверленные отверстия располагаются так, чтобы верх отверстий и верхняя поверхность арматуры бар находятся на одном уровне. Для этого актуальный уровень топа арматурный стержень в каждом образце. Отбор проб бетона и хлоридов анализ выполняется, как описано далее в этой главе.

Рис. 13. Иллюстрация. Места отбора проб для испытаний инициирующим пучком.

Тест на сопротивление линейной поляризации

Измерение обоих микроэлементов а коррозия макроэлементов может быть получена с помощью теста на сопротивление поляризации, в котором используется некорродирующий счетчик. электрод и электрод сравнения, чтобы установить кривую поляризации путем наложение на металл диапазона потенциалов и измерение соответствующей коррозии токи с помощью потенциостата.Были получены измерения сопротивления поляризации. от выбранных лабораторных образцов на протяжении всего периода испытаний.

тестов на сопротивление поляризации, чтобы получить общую скорость коррозии для лабораторных образцы. В тестах текущие показания снимаются во время короткой медленной развертки. барного потенциала. Развертка обычно находится в диапазоне от -20 до +20 мВ относительно к потенциалу холостого хода E _oc . В этом диапазоне кривая зависимости тока от напряжения примерно равна линейный.Наклон линейной области пропорционален сопротивлению металла. Полная плотность тока коррозии получается с использованием соотношение показано на рисунке 14.

Рисунок 14. Уравнение. Плотность тока коррозии.

Где:

i = Ток коррозии плотность (А / см ² ).

B = Константа Штерна-Гири (обычно принимается равным 26 мВ как для арматурной стали, так и для цинка в бетоне).

R _p = Наклон определяется по поляризации кривая (килом · см ² ).

Общая скорость коррозии в м / год рассчитывается с использованием уравнения на рисунках 5 и 7 для железа и цинка соответственно. В этом исследования, испытания проводятся с использованием потенциостата PC4 / 750 и DC105. система измерения от Gamry Instruments.

Испытания стендовых образцов проводились каждые 4 недель, чтобы получить общую скорость коррозии верхних матов с нижними матами отключен.При испытаниях верхний мат из арматурной стали используется в качестве рабочий электрод, на поверхность образца помещается ГЭП, погруженный в солевой раствор. используется в качестве электрода сравнения, а платиновая полоска, погруженная в соль раствор используется в качестве противоэлектрода.

Файл данных из тест поляризационного сопротивления анализируется с помощью пакета анализа данных поставляется с DC105. Это программное обеспечение для анализа может читать файл данных и построить график на основе данных в файле.Когда новый график создается в В этом пакете пользователь выбирает диапазон напряжения на графике, а программное обеспечение автоматически использует линейную аппроксимацию данных в выбранном диапазоне для расчета сопротивление поляризации. Плотность тока коррозии и скорость коррозии затем можно определить, используя сопротивление поляризации.

Поле Тесты

Использование образцов для испытаний бетонных плит, хранящихся на открытом воздухе, в полевых условиях. Испытание предназначено для определения эффективности защиты от коррозии. системы в реальных условиях воздействия.Подобно лабораторным образцам, некоторые образцы для полевых испытаний не имеют трещин, а некоторые имеют прямую имитацию трещин выше и параллельно выбранным арматурным стержням. Плотина из уплотнителя прикрепляется к верхней бетонной поверхности, чтобы удерживать солевой раствор, который разводили образцы каждые 4 недели. Получены измерения скорости коррозии. минимум 250 недель.

Образцы для полевых испытаний состояла из бетонных плит размером 1219 x 1219 x 165 мм (48 x 48 x 6,5 дюйма) с двумя маты No.16 (№ 5) арматурных стержней (см. Рисунки с 15 по 18). Каждый мат содержит семь стержней как в продольном, так и в поперечном направлениях с прозрачные бетонные покрытия 25 мм (1 дюйм) сверху и снизу и 76 мм (3 дюйма) от концов. Выбран топ и соответствующие нижние планки электрически соединены через 10-омный резистор, чтобы сформировать одну контрольную точку.

Рисунок 15. Иллюстрация. Образцы для полевых испытаний, верхняя плита без трещин.

Рисунок 16.Иллюстрация. Образцы для полевых испытаний, верхняя плита с трещинами.

Рисунок 17. Иллюстрация. Образцы для полевых испытаний, нижняя плита.

Рисунок 18. Иллюстрация. Образцы для полевых испытаний, вид спереди и сбоку.

Образцы для испытаний перемещены в кампус Адамса Университет Канзаса за 7 дней до тестирования. Расстояние между образцами 0,914 м (3 футов) друг от друга и размещены на высоте 203 мм (8 дюймов) над землей, используя размер 203 x 203 x 406 мм. (8 x 8 x 16 дюймов) бетонные блоки.

Плотина из уплотнительной ленты толщиной 9,5 мм (0,375 дюйма) прикреплен к верхней бетонной поверхности по краям и герметизирован силиконом герметик, чтобы предотвратить утечку. Образцы заполнены 3,3 л (0,87 галлона) 10 раствор каменной соли, содержащий 0,30 кг (0,66 фунта) каменной соли, каждые 4 недели. Иногда зимой используют только каменную соль.

Программа воздействия соли была основана на использовании соли Канзаса. история с 1998 по 2002 год, как показано в таблице 6. ⁽⁴⁰⁾ Средняя норма внесения основана на общей длине все полосы движения протяженностью 33 742 км (20 967 миль) со средней шириной полосы 3,7 м (12 футов). Среднегодовая норма внесения соли составила 0,66 кг / м3 ² (0,13 фунт / фут ² ).

Таблица 6. История использования соли Министерством транспорта Канзаса (KDOT). ⁽⁴⁰⁾

Техническое обслуживание KDOT В руководстве приведены общие рекомендации по внесению соли в снежный сезон. ⁽⁴¹⁾ По данным персонала КДОТ, мост настилы получают в четыре-пять раз больше соли, нанесенной на прилегающее покрытие, чтобы учесть более низкие температуры на мостовых настилах. Чтобы соответствовать приблизительному количеству соли, нанесенной на настилы мостов, в четыре раза превышающие норму применения соли на тротуарах в Канзасе, что составляет 2,64 кг / м ² (0,52 фунт / фут ² ), применяется в поле образцы для испытаний. Это соответствует 3,92 кг (8,32 фунта) на образец в год или 0.30 кг (0,66 фунта) каменной соли каждые 4 недели, значение, используемое в тестах, как описано выше.

Медные провода калибра 16 от верхних планок мата соединены к красным клеммам, а провода от нижних стержней коврика подключаются к парные черные переплетные столбы. К красной обвязке был подключен выключатель. через резистор 10 Ом. Переключатели включаются и выключаются для управления электрические схемы. Связующие столбики нескольких экземпляров центрируются вместе. в клеммной коробке для удобства тестирования.

В испытуемые образцы помещают 3,3 л (0,87 галлона) 10 процентный раствор каменной соли в первые сутки. Через две недели измеряются падения напряжения на резисторах сопротивлением 10 Ом. с помощью вольтметра. Затем цепи размыкаются и мат на мат сопротивления регистрируют с помощью омметра. Потенциалы коррозии равны измеряется примерно через 2 часа после размыкания цепей. Коррозия как анода, так и катода потенциалы измеряются относительно CSE. Цепи закрываются после все показания сняты.Для достижения согласованных измерений образцы поливают перед снятием показаний, обычно примерно за час до падения напряжения.

Потенциал коррозии варьируется с температурой, и температуры колеблются в поле. ⁽⁴²⁾ Следовательно, необходимо применять поправочный коэффициент для преобразования потенциала измерения, сделанные в полевых условиях, до значения, соответствующего 22 ° C (72 ° F). За CSE, поправка показана на рисунках 19 и 20.

Рисунок 19.Уравнение. Температурная поправка в градусах Цельсия.

Рисунок 20. Уравнение. Температурная поправка в градусах Фаренгейта.

Где:

T = Температура, ° C или ° F.

E _o = Не исправлено Показание потенциала коррозии, мВ.

E = Показание потенциала коррозии с поправкой на температуру, мВ.

Цикл проверки повторяется каждые 4 недели. Образцы помещаются в воду при одновременном снятии показаний. взятый.После того, как образцы достигают примерно 96 недель, показания снимаются каждые 8 ​​недель. но цикл прудирования поддерживается на уровне 4 недель.

Потенциалы коррозии измеряются в фиксированных точках сетки на верхняя поверхность образца, как показано на рисунках с 21 по 23.

Рисунок 21. Иллюстрация. Возможные контрольные точки для обычные стальные образцы.

Рисунок 22. Иллюстрация. Возможные контрольные точки для образцов стержней с эпоксидным покрытием с четырьмя тестовые бары.

Рисунок 23. Иллюстрация. Возможные контрольные точки для образцов стержней с эпоксидным покрытием с двумя тестовые бары.

Изготовление образцов

Следующий процесс использованы для изготовления образцов для полевых испытаний:

1. Подготовка арматурного стержня: Арматура прутки обрезаются до 1067 мм (42 дюйма), а острые края на концах сглаживаются шлифовальной машиной.Один конец стержня просверливается и нарезается резьба на глубину 13 мм (0,5 дюйма), чтобы приспособить для этого болт с резьбой из нержавеющей стали 10-24. Обычные бары очищаются ацетоном, а бруски с эпоксидным покрытием очищаются мылом и теплом воды и оставил сушиться на воздухе. Покрытия на стержнях с эпоксидным покрытием и MC пронизаны 16 диаметром 3,2 мм (0,125 дюйма). дыры. Отверстия просверливаются на глубину 0,4 мм (16 мил) от эпоксидное покрытие поверхности с помощью четырехзубого сверла диаметром 3,2 мм (0,125 дюйма) установлен на фрезерный станок. 8 отверстия равномерно распределены с каждой стороны планки по длине. Для стержней MC и эпоксидный, и цинковый слои являются проник.

   Длина 914 мм (36 дюймов), калибр 14 электрический медный провод подсоединяется к концевому отводу испытательных стержней с 10-миллиметровым (0,375 дюйма) Болт с резьбой 10-24 из нержавеющей стали. Связь и все прочее открытые концы стержней с эпоксидным покрытием и стержней MC покрыты эпоксидной смолой 3M ™ Rebar Patch. После высыхания эпоксидной смолы используют термоусаживаемую трубку длиной 76 мм (3 дюйма). защитить и направить медную проволоку из образца.Потому что 76 мм (3 дюйма) прутка покрыта трубкой, отверстия в эпоксидной смоле составляют 0,26 процента открытой поверхности стержня. Интерфейс между термоусадочной трубкой а нарезанный конец заделан эпоксидной смолой. Как показано на рисунках с 15 по 18, стержни с номерами 1, 3, 5 и 7 соединены поперек Резисторы на 10 Ом. В некоторых ранних тестовых образцах только столбцы 3 и 5 были связанный.

2. Форма в сборе: формы, используемые для полевых испытаний образцов, изготовлены из 19-мм (0.75 дюймов) -толщина фанеры и удерживается на месте шурупами и зажимами. Все углы заклеен пластилином изнутри, чтобы избежать протечек. Внутри форма покрыта минеральным маслом после очистка от пыли. Передняя и задняя части формы предварительно просверлены, а две Отверстия диаметром 25 мм (1 дюйм) центрируются на расстоянии 229 мм (9 дюймов) от стороны образца. Две трубы из ПВХ длиной 1,4 м (4,5 фута) проложены через отверстия, перпендикулярные испытательным стержням, как показано на рисунке 18.Два обычных, длиной 1,8 м (6 футов) № 16 (№ 5) стержни вставляются в трубы из ПВХ для облегчения подъема образцов.

   Пластик стулья высотой 25 мм (1 дюйм) используются для поддержки нижних брусьев коврика, а высота 108 мм. (4,25 дюйма) — высокие пластиковые стулья используются для поддерживайте верхние планки мата для обеспечения 25-мм (1 ‑ дюйма) прозрачные бетонные покрытия. Пластиковые, а не металлические стулья используются, чтобы избежать незапланированные электрические подключения между верхней и нижней планками. Сталь внутри каждого мата соединена с помощью обычная проволочная связка для обычных стали и связующей проволоки с пластиковым покрытием для сталей с эпоксидным покрытием.

   Для образцов с моделированными трещинами от верхней поверхности, толщина 0,3 мм (12 мил), длина 305 мм (12 дюймов) Прокладки из нержавеющей стали размещаются непосредственно над испытательными стержнями и параллельно им. Толщина трещины рассчитывается на основе исследований трещин настила моста. ⁽⁴³⁾ Держатель регулировочной шайбы используется для позиционирования нержавеющей стали. стальные прокладки на месте. Он изготовлен из фанеры и имеет структуру, показанную на рисунках с 24 по 26. Нержавеющая сталь шайбы прикреплены к верхней части держателя шайб, и держатель крепится к форме с помощью шурупов по дереву.

   Рис. 24. Иллюстрация. Держатель прокладки для поля экземпляры, вид сверху.

   Рисунок 25. Иллюстрация. Прокладка для полевых образцов, вид спереди.

   Рисунок 26. Иллюстрация. Прокладка для полевых образцов, вид сбоку.

3. Отливка образца: Бетон заказывается на местном рынке готовым завод смешивания.Пропорции смеси такие же, как указанные в таблице 5 для стендовые образцы, с соотношение воды и воздуха 0,45.

   Бетон уплотняется во время литье с использованием внутреннего электрического вибратора диаметром 33 мм (1,375 дюйма) голова. Верхняя поверхность отделывается стяжкой, затем булочкой. За треснутые экземпляры, вместо поплавка используется деревянная поплавок. Нержавеющая стальные прокладки удаляются из бетона примерно через 12 ч после заливки.

   При заливке бетонная просадка, температура, удельный вес и содержание воздуха измеряются в соответствии с ASTM. стандарты. Для каждой партии изготавливаются испытательные цилиндры, которые хранятся вместе с образцами в камере для отверждения и в резервуаре для отверждения. содержащие воду, насыщенную известью. Цилиндры испытываются через 28 дней до определить прочность на сжатие. Информация о партии бетона и свойства пластичного и затвердевшего бетона приведены в таблице 7.Как показано в стол, бетон в образцах, содержащих Rheocrete ^® и Hycrete ™ показали пониженную прочность на сжатие по сравнению с другими образцами, независимыми соотношение воды и тепла. Снижение сильных сторон можно частично объяснить анализом поровые растворы в цементных пастах O’Reilly et al., которые наблюдали заметное увеличение содержания сульфата через 7 дней для паст, содержащих Rheocrete ^® , и через 1 и 7 дней для цементных паст, содержащих Hycrete ™. ⁽⁴⁴⁾ Это увеличение содержания сульфатов может также объяснить различия в критических порог хлоридной коррозии для бетонов, содержащих ингибиторы коррозии, как обсуждается в главе 3.

   Таблица 7. Свойства бетонных партий для натурных испытаний.

   Партия	Сталь Обозначение a (Кол-во образцов)	с / с	Осадка, мм	Темп. Бетона., ° С	Масса агрегата, кг / м 3	Содержание воздуха,%	Средняя прочность на сжатие б , МПа
   							Резервуар для полимеризации	Камера отверждения	с образцами
   1	Конв. (2), ECR (2), ECR (Вальшпар) (2)	0. 39	100	19	2,219	6,25	–	28,4	30,6
   2	ECR (DuPont) (2), ECR (Хромат) (2), MC (2)	0,43	100	19	2,319	5.00	–	35,7	37,4
   3	ECR (праймер / Ca (NO 2 ) 2 ) (2), Конв. (2), ECR (2)	0,41	50	28	2 307	4,00	–	34.4	36,9
   4	ECR (Вальспар) (2), ECR (DuPont) (2), ECR (Хромат) (2)	0,42	125	25	2,296	5,75	–	32,5	32. 9
   5	МС (2), ECR (праймер / Ca (NO 2 ) 2 ) (2)	0,44	110	23	2,291	5,25	32,8	32,6	33,2
   6	ECR (DCI) (4)	0.48	210	22	2,255	7,25	35,3	30,9	29,6
   7	ECR (DCI) (2)	0,40	25 в	21	–	5.50	36,8	35,9	–
   8	ECR (правый) (4)	0,44	165	23	2,295	5,50	29,1	28,5	28. 1
   9	ECR (HY) (4)	0,41	185	16	2,216	5,65	15,0	13,5	13,1

   1 мм = 0,039 дюйма
   ° F = 1.8 ° С + 32
   1 кг / м ³ = 1,69 фунт / ярд ³
   1 МПа = 145 фунтов на кв. Дюйм
   — Не используется.
   ^a Определения сокращений см. В таблице 1; Прутки MC содержат как цинк и слои эпоксидной смолы проникли; все стержни с эпоксидным покрытием пронизаны 16 поверхностные отверстия.
   ^b Среднее из трех цилиндров.
   ^c Осадка 150 мм (6 дюймов) была измерена на заводе по производству товарных смесей. перед транспортировкой в ​​бетонную лабораторию.

4. Отверждение: Образцы покрыты с пропитанной мешковиной и пластиковой пленкой в ​​лаборатории в течение 7 дней, период отверждения требуется по стандарту Kansas Стандартные технические условия для строительства государственных дорог и мостов на момент изготовления образцов. ⁽⁴⁵⁾ Через 7 дней образцы демонтируются, перемещаются на улицу и отверждаются в воздух за 3 месяца до начала испытаний.

Анализ хлоридов

Процедуры отбора проб и испытаний для определения хлорид-иона концентрации в лабораторных образцах и образцах начала коррозии были такими принят Ji et al. ⁽²⁶⁾ Образцы порошкообразного бетона получены просверливание отверстий диаметром 6,4 мм (0,25 дюйма) сбоку образца с помощью дрель ударно-роторного типа. Перед отбором проб просверленная бетонная поверхность промыли три раза, сначала водой с мылом, затем водой из-под крана и наконец, используя деионизированную воду. Затем поверхность сушат бумажными полотенцами. Позиции сверления измерены и отмечен. Длина 152 мм (6 дюймов), диаметр 6,4 мм (0,25 дюйма) сверло устанавливается на сверхмощную дрель.Образец просверлен перпендикулярно арматурной стали, параллельно верхней поверхности образец. Образец, полученный с первой глубины 13 мм (0,5 дюйма), содержит эпоксидное покрытие с внешней стороны образца и выбрасывается. Бурение продолжается до глубины 63,5 мм (2,5 дюйма), чтобы получить приблизительно 4 г (0,15 унции) порошка. Проба измельченного бетона собирается из каждого отверстия. используя два куска копировальной бумаги и перенесенные в маркированные полиэтиленовые пакеты.В буровое долото очищают перед каждой пробой и между пробами, чтобы избежать загрязнения. А Во время процедуры используется заводской вакуум, предназначенный для сверления.

Четыре ядра взяты из большинства образцы для полевых испытаний в конце срока службы с использованием сердечника диаметром 89 мм (3,5 дюйма) сверло и корончатое сверло для определения концентрации хлорид-ионов. Ядра берутся по углам образца, 230 мм (9 дюймов) от краев. Сердечники, включающие арматуру, не проанализированы, чтобы избежать измерения эффекта скопления хлоридов на стержнях.После отбора керна керны хранятся при -18 ^○ ° C (0 ^○ ° F), чтобы минимизировать миграцию хлорид-ионов перед отбором проб. Бетонный порошок для отбора проб получают из кернов на фрезерном станке. и кольцевую пилу с алмазным зерном 32 мм (1,25 дюйма). Жилы смонтированы на поворотный стол и кольцевая пила смещены от центра корончатой ​​коронки, так что что при вращении поворотного стола кольцевая пила вырезает в сердечнике круг диаметром 44 мм (2,5 дюйма). Этот Путь позволяет избежать отбора проб с края керна, где вода из корончатого сверла может повлиять на содержание хлоридов.Образцы берутся с разной глубины. так что можно определить глубинный профиль содержания хлоридов. Порошок полученные от верхних 4 мм (0,15 дюйма) сердечника выбрасываются из-за возможное загрязнение водой из колонкового бурения. Образцы собраны от 4-8 мм (0,15-0,30 дюйма), 8-13 мм (0,3-0,5 дюйма), 13-19 мм (0,5-0,75 дюйма), 19-25 мм (0,75-1,0 дюйма) дюймов), 25-29 мм (1-1,125 дюйма), 29-32 мм (1,125-1,25 дюйма) и 38-41 мм (1,5-1,625 дюйма) с помощь вакуума система сбора фильтров.

Бетонные образцы анализировали на содержание водорастворимых хлоридов с использованием процедуры A из AASHTO T 260-94. ⁽⁴⁶⁾ Образцы варят в деионизированная вода для удаления всех водорастворимых хлоридов. Раствор фильтруют, подкисляют азотной кислотой и титруют нитратом серебра. Потенциал хлорид-ионоселективного электрод контролируется на протяжении всего титрования. Изменение потенциала с по объему нитрата серебра составляет рассчитывается, причем конечная точка указывается точкой перегиба кривой потенциального объема — точкой, в которой наибольшее изменение потенциала для данного добавочного добавления серебра нитрата не наблюдалось.Эта процедура дает концентрацию хлорид-иона в в процентах хлорида к массе бетона. В этом исследовании значениями представлены в кг / м ³ (фунт / ярд ³ ) путем умножения на единицу вес бетона, принятый как 2246 кг / м ³ (3786 фунтов / ярд ³ ).

Средняя скорость коррозии, основанная на потерях после начала коррозии

Системы защиты от коррозии обычно сравниваются на основе средние потери металла с поверхности (выраженные в м) с течением времени для данный метод испытаний. Эти потери зависят как от времени до коррозии. начало и скорость коррозии после начала. Общие сравнения не обязательно требуют, чтобы время возникновение коррозии должно быть точно идентифицировано. Разработать оценку коррозионные характеристики системы в конструкции, такой как настил моста, однако требуется отдельная оценка времени до коррозии. инициирование и последующая скорость коррозии. Так как скорость коррозии колеблется, и каждый образец уникален, используя комбинированные средние потери в зависимости от времени занижают как среднее время до инициирование (кажется, что потери возрастают не раньше время начала) и средней скорости коррозии (потери начинаются медленно, потому что не все образцы корродируют).Чтобы исправить это, настольные и полевые образцы в этом исследовании анализируются индивидуально, и результаты объединены для определения средней скорости коррозии для каждой системы и образца тип.

Для иллюстрации процесса приведены графики коррозии макроэлементов. потери в зависимости от времени для отдельных стержней в двух образцах для полевых испытаний с обычные стальные стержни в бетоне без трещин, содержащие Rheocrete ^® , ECR (RH) -U-1 и ECR (RH) -U-2, показаны на рисунке 27.Для определения средней скорости коррозии для каждого бар, точка, в которой потери от коррозии начинают неуклонно увеличиваться, равна определены и отмечены, как показано красными стрелками на рисунке. Среднее скорость коррозии стержня — это наклон линии, соединяющей его с точка, представляющая потери от коррозии в конце испытания (см. рисунок 28). Отдельные средние значения объединяются для получения среднего значения для системы. Бары которые не показывают увеличения потерь от коррозии, такие как ECR (RH) -U-2 (3), исключаются от среднего.

1 м = 0,0394 мил

Рисунок 27. График. Индивидуальные потери от коррозии на основе общая площадь верхних планок для образцов для полевых испытаний, содержащих Rheocrete ^® без трещин конкретный, с отмеченным началом коррозии.

1 м = 0,0394 мил

Рисунок 28. График. Индивидуальные потери от коррозии на основе общая площадь верхних планок для образцов для полевых испытаний, содержащих Rheocrete ^® без трещин конкретный, с линиями, соединяющими потери от коррозии в начале с потерей от коррозии при 250 недели.

Как показано на рисунке 29 для трех образцы южной экспозиции, содержащие стержни с эпоксидным покрытием (с четырьмя отверстиями через эпоксидную смолу), залитый в бетон с соотношением вода / цемент 0,45, содержащий ингибитор коррозии DCI, некоторые образцы проявлять потери от коррозии (результат коротких периодов измерения коррозии) и длительные периоды без коррозии без измеримого скорость коррозии с течением времени. На рисунке 29 скорость коррозии после коррозии инициирование можно измерить только для одного из трех образцов (ECR-DCI-4h-45-2).

1 м = 0,0394 мил

Рисунок 29. График. Индивидуальные потери от коррозии на основе открытой площади верхних стержней для южной экспозиции образцы, содержащие стержни с эпоксидным покрытием, отлитые из бетона, содержащего DCI, с линии, соединяющие потери от коррозии в начале и потери от коррозии через 96 недель.

ТЕСТОВАЯ ПРОГРАММА

Тест программа, обобщенная в таблице 8, сравнила коррозионные характеристики 11 несколько систем защиты от коррозии с традиционным армированием стали и обычных ECR и сравнили эффективность коррозии ингибиторы при использовании с обычной арматурной сталью.Как показано в таблице, быстрые макроячейки и стендовые испытания были использованы для всех множественных антикоррозионных защит систем, но не для каждой системы использовались все версии тестов. В целом, Работа включала 126 испытаний макроэлементов, 117 испытаний южной экспозиции, 93 испытания с трещинами. балочные испытания, 30 балок инициирования коррозии, 42 полевых испытания и 32 бетона с потерей коррозии до трещин тесты.

Таблица 8. Количество образцов для испытаний в программе испытаний.

SE = южная экспозиция; CB = треснувший луч; FTS = образец для полевых испытаний
— Никаких тестов.
Вт / ц = 0,5. Образцы с четырьмя отверстиями диаметром 3,2 мм (0,125 дюйма) в покрытие.
^b w / c = 0,45. Системы ECR протестированы с использованием 3, 6 или 12 образцов с четыре отверстия диаметром 3,2 мм (0,125 дюйма) в покрытии и три образца с 10 отверстиями диаметром 3,2 мм. Отверстия в покрытии диаметром 0,125 дюйма.
^c w / c = 0,45. Системы ECR протестированы с 16 диаметром 3,2 мм (0,125 дюйма) дыры в покрытии.
^d Испытано также шесть или 12 образцов для начала коррозии.
^e Двенадцать образцов с w / c = 0,45 и три образца с w / c = 0,35.
^f Половина без и половина с трещинами поверх испытательных стержней.
^г Включает три дополнительных образца с w / c = 0,35 и 10 3,2 мм Отверстия в покрытии диаметром 0,125 дюйма.
^h Три образца с четырьмя отверстиями диаметром 3,2 мм (0,125 дюйма) в покрытие.

Rapid Тестовая программа Macrocell

Как показано в таблице 8, экспресс-тест макроячейки с обернутые минометом образцы использовались для всех множественных систем защиты, в то время как Тест макроячейки с голыми стержнями не использовался для оценки эффектов ингибиторов коррозии. Макроячейка испытания образцов без покрытия и обернутых раствором для системы MC включены стержни с проходками через оба слоя, а также стержни, в которых проник только внешний слой эпоксидной смолы. Покрытие на каждой планке в быстрые тесты макроэлементов проникли четыре отверстия диаметром 3,2 мм (0,125 дюйма), представляющие повреждение 1,0 процента площади стержня, подверженной воздействию растворов в этих тесты. Для каждой системы использовалось шесть образцов.

Настольные весы и программы испытаний на начало коррозии

Южная экспозиция, треснувшая балка и начало коррозии были проведены испытания для сравнения характеристик литых систем защиты от коррозии. в бетоне.Во всех случаях использовалось водно-солевое соотношение 0,45. Кроме того, бетон с отношением в / ц 0,35 использовался для оценки эффективности коррозии. ингибиторы (а также контрольные образцы), потому что защита от коррозии обеспечивается нитритом кальция по сравнению с другими ингибиторами коррозии. наблюдается улучшение по мере уменьшения водосодержания и проницаемости бетона. ⁽⁴⁷⁾ Покрытия на стержнях при стендовых испытаниях пробивали 4 или 10 отверстия диаметром 3.2 мм (0,125 дюйма), что соответствует повреждению 0,21 или 0,52 процента поверхности стержня соответственно.

Программа испытаний сопротивления линейной поляризации

Измерения сопротивления линейной поляризации проводились на один образец южной экспозиции и образец балки с трещинами для каждой конфигурации и система защиты от коррозии в исследовании (см. таблицу 8). Результаты были использованы в сочетании с показаниями макроячейки, лабораторных весов и полевые испытания для определения характеристик защиты от коррозии системы.

Программа полевых испытаний

образцов для полевых испытаний были использованы для сравнения традиционных армирующая сталь и обычная сталь ECR для стержней с эпоксидным покрытием с повышенная адгезия, стержни с эпоксидным покрытием с ингибиторами коррозии и стержни MC с проникающими в них обоими слоями. Четыре образцы были включены в каждую категорию, за исключением шести Образцы брусков с эпоксидным покрытием и нитритом кальция. Половина образцов смоделировала трещины над верхними арматурными стержнями. ECR был брошен с 16 3.Диаметр 2 мм (0,125 дюйма) отверстия в покрытии, составляющие 0,24% поверхности стержня.

После экспресс-макроячейки, лабораторных и полевых испытаний, образцы были сфотографированы, чтобы зафиксировать видимые продукты растрескивания и коррозии. на внешней стороне бетона или раствора, а также на арматурной стали и окружающей среде вяжущие материалы после снятия бетона или раствора. По стендовой шкале и полевые испытания, покрытия были оценены на отслоение, и образцы бетона были взяты для анализа на содержание хлоридов.

Праймер для углеродного волокна для усиления FRP

Horse HM-180 Видео по нанесению грунтовки из углеродного волокна

Видео по усилению углеродного волокна (щелкните)

>> Обработка бетонной поверхности
Косметический слой, масло, грязь и т. Д. Отшлифовать, а затем стереть поверхностный слой толщиной 1-2 мм с помощью угловой шлифовальной машины

, бетонные детали следует обрабатывать путем снятия фаски на углу, пыль сдувается сжатым воздухом после завершения полировки

и, наконец, поверхность протирали хлопчатобумажной тканью, смоченной ацетоном, и оставляли сухой для использования.Если бетон

необходимо для укрепления существующих трещин, сначала выберите перфузионный клей HM-120M или HM-120L для заливки трещин в соответствии с размером трещины
, а затем укрепите.

>> Строительный грунт
При строительстве два компонента грунтовки HM-180 были взвешены в соответствии с предусмотренной пропорцией приготовления клея, и

вылили в чистую емкость и перемешали до однородности (при перемешивании лучше всего перемешать в том же направлении, чтобы воздух не образовывал

пузырьков воздуха.) Кисть или роликовая щетка использовалась для равномерного нанесения кистью на бетонную поверхность, после высыхания поверхностного слоя клея его следует очистить щеткой

несколько раз в зависимости от конкретных обстоятельств, но толщина покрытия не должна превышать 0,4 мм, и она должна быть
нельзя пропустить чистку щеткой, или иметь течь или пузыри, ожидая отверждения клея (время отверждения зависело от температуры участка,

это было уместно, когда палец был сухим на ощупь, обычно не менее 2 часов), затем был следующий процесс продолжился. Приготовленный клей

каждый раз следует использовать один раз в течение всего срока действия клея.

>> Выравнивающая конструкция
Поры и дефекты на бетонной поверхности были заполнены выравнивающим клеем HM-180CE. При наличии углублений подготовленный выравнивающий клей

использовался для ремонта и заполнения посредством заделки и соскабливания скребка. , то место, где возникает разница высот, такая как стык шаблонов

, должен быть заполнен выравнивающим клеем, который пытается минимизировать разницу в высоте.Обработка угла заключалась в том, что

отремонтирован для сглаживания дуги с помощью выравнивающего клея, его радиус не более 20мм. После отверждения выравнивающего клея (время отверждения
зависело от температуры участка, это было целесообразно, когда палец казался сухим, обычно не менее 2 часов), следует продолжить следующий процесс

.

>> Паста из углеродного волокна обертка

Клей HM-180C3P, пропитанный углеродным волокном, был нанесен на приклеиваемую поверхность равномерно, угловой участок был более смазан соответствующим образом. Нанесите

после перетягивания углеродного волокна плотно и ровно, используйте пластиковый скребок или валик (малярный валик, с которого была удалена ворсинка), чтобы прокатить

несколько раз в том же направлении, пока не начнет выделяться клеевой состав. Затем равномерно нанесите пропитанный клей на внешнюю поверхность

обертки из углеродного волокна и прокатите несколько раз, чтобы пропитанный клей мог погружать пленку из углеродного волокна двумя способами,

, если это мульти-паста, до тех пор, пока ваши пальцы не высохнут, следующий слой пасты может быть новичком.Если пленка из углеродного волокна требует нахлеста

>> Отверждение и консервация
Не допускайте дождя или влаги через 24 часа после завершения строительства и обратите внимание на защиту от твердого Предмета

, ударившего о поверхность конструкции. При средней температуре воздуха 20, 25 ℃ время отверждения составляет не менее 3 дней; при

средняя температура воздуха 10 ℃, время отверждения составляет не менее 7 дней.

Грунтовка для глубокого проникновения.Технические характеристики, типы, назначение

Если вы столкнулись с проблемой отделки рыхлой и пористой основы, то вам понадобится грунтовка глубокого проникновения. Технические характеристики, состав и назначение этих видов отделочных решений — вот о чем пойдет речь.

Использование по назначению раствора для глубокого проникновения

С помощью растворов для глубокого проникновения этого типа можно качественно соединить и укрепить даже самые капризные поверхности.Акриловый полимер, входящий в состав механической смеси, надежно склеивает материал и делает его очень прочным. Основной компонент состоит из мелких частиц, которые выполняют основную функцию, проникая на самую глубину основы, обеспечивая 100% сцепление и сцепление. К тому же после обработки поверхности раствором глубокого проникновения можно сэкономить на краске и штукатурке.

Грунтовка глубокого проникновения, технические характеристики которой просто поражают, отличается антисептическими качествами. К тому же она успешно борется с проявлением грибка. После нанесения на стену он превращается в прозрачную пленку, которая является так называемым барьером и защитой от повышенной влажности. Раствор для глубокого проникновения подходит для поверхностей из бетона, дерева, гипсокартона, кирпича и штукатурки. Состав можно использовать как для внутренних, так и для наружных работ.

Характеристики раствора глубокого проникновения

Защита основания, укрепление, влагостойкость — все это грунтовка глубокого проникновения.Технические характеристики определяются его внешним видом. Например, композиция характеризуется размерами частиц акрилового полимера или уровнем водородного индекса (ph). Однако есть особенности, сочетающие в себе все виды глубокопроникающего отделочного материала:

• Позволяет воздуху свободно циркулировать в помещении, так как не закупоривает поры.
• Делает поверхность более прочной и устойчивой к износу.
• Акриловый полимер делает состав полностью безопасным и нетоксичным.
• Материал на поверхности образует тонкую пленку, благодаря которой основание впитывает в себя меньше облицовочных материалов (краски, штукатурки).
• Материал антисептический.
• Минимизирует вероятность появления трещин или усадки на обрабатываемой поверхности.
• Раствор влагостойкий.

Раствор для глубокого проникновения «Боларс»

Подготовка поверхности, укрепление, сцепление — все это грунтовка для глубокого проникновения «Боларс». Такие отделочные материалы идеально подходят для подготовки основания под укладку цемента, гипса, полимера, плитки или обоев.Материал подходит для работы с бетоном, газосиликатом, кирпичом, штукатуркой и др. Кроме того, состав отлично подходит для обработки старых деревянных досок, покрытых воском. С его помощью можно выполнять внешние и внутренние работы. Он прочно склеивает поверхности и укрепляет их. Смесь состоит из акрилового полимера, мелкие частицы которого впитываются в основу на глубине около 6 мм. Это решение отличается высокой прочностью и износостойкостью. Еще одно преимущество — экономия отделочных материалов.

Технические данные раствора Болар:

• Прозрачная жидкость.
• Водородный индекс от 6 до 9.
• Высыхает за 60 минут.
• Температурный показатель для работы от + 6º до + 35º.
• Температура использования грунтовки от -38º до + 58º.
• Не имеет морозостойкости.
• Расход — 85 г / м².
• Предельный размер частиц 0,06 мкм.

Смесь хранить в плотно закрытой емкости при температуре от + 6º до + 28º в темном месте.

Раствор глубокого проникновения «Ceresite ST 17»

Грунтовка «Ceresite CT 17» — грунтовка глубокого проникновения, укрепляющая и защищающая основания.

Этот глубокий состав отличается высокими пропитывающими качествами и полностью повторяет форму основы. Смесь защищает поверхность от проникновения влаги и сводит к минимуму использование отделочных материалов. «Церезит» практически не имеет запаха и не содержит токсичных веществ.

Механический раствор подходит для работы с гипсом, цементом, деревом, бетоном, гипсокартоном, керамикой и кирпичом.С его помощью подготовьте пол и стены перед укладкой паркета, плитки, обоев и т. Д.

Технические данные композиции «Церезит»:

• Механическая смесь на основе синтетической смолы.
• Жидкость желтого цвета.
• Плотность вещества 1 кг / м³.
• Температурные показатели для работы и последующего использования от + 6º до + 40º.
• Высыхает за 4 часа.
• Расход — около 0,3 л / м².

Состав следует хранить в плотно закрытой таре в прохладном помещении без доступа солнечных лучей.

Акриловый раствор глубокого проникновения

Акриловый грунт глубокого проникновения — это интерьерная смесь с адгезионными функциями.

Акриловый состав защищает основание от впитывания влаги, сохраняет воду в отделках (штукатурка, штукатурка, клеевой раствор). Делает рыхлые основы более прочными, быстро сохнет, не имеет запаха. К тому же акриловая смесь со временем не желтеет и не мешает нормальному газообмену.

Раствор подходит для работы с гипсом, цементом, керамикой, деревом, гипсокартоном и т. Д.Применяется для подготовки поверхности перед укладкой плитки, паркета и перед оклейкой стен обоями. Укрепляет основания, обладает высокими износостойкими и адгезионными качествами, не пропускает влагу. Акриловый состав применяется как для внутренних, так и для наружных работ.

Технические данные акриловой грунтовки:

• Механическая смесь на основе синтетической смолы.
• Белая жидкость.
• Расход — 90-190 г / м².
• Высыхает за 2 часа.
• Температурные индикаторы для использования от + 6º до + 40º.
• Не горюч.

Хранить состав в закрытой таре в темном прохладном месте при температуре от + 4º до + 38º.

Универсальный раствор глубокого проникновения

Универсальный грунт глубокого проникновения — это механический раствор, созданный на основе синтетических смол. Его частички проникают в основание и прочно сцепляют поверхность с отделочными материалами.

Универсальная смесь достаточно пористая и быстро впитывает жидкие отделочные материалы.Для надежного склеивания бетонных и цементных оснований грунтовку необходимо аккуратно втереть в поверхность до появления белой пены. Таким образом, можно качественно совместить бетон и цемент и очистить поверхности от пыли и мелких зерен.

Универсальное решение, подходящее для работы с любым материалом. Состав идеален для работы на улице и в помещении.

Кроме того, универсальная грунтовка обладает высокой устойчивостью к влаге и механическим воздействиям.Раствор не мешает нормальному газообмену в помещении и экологически безопасен.

Качественная адгезия, защита стен, долговечность и безопасность для здоровья — все это грунтовка глубокого проникновения. Технические характеристики всевозможных растворов глубокого проникновения убеждают в надежности и высоком качестве отделочных материалов.

Влияние волокон на долговечность бетона: практический обзор

Abstract

В этой статье приводится обзор литературы, относящейся к характеристикам фибробетона (FRC) в контексте долговечности бетонных инфраструктур.Долговечность бетонной инфраструктуры определяется ее способностью поддерживать надежные уровни эксплуатационной пригодности и структурной целостности в условиях воздействия окружающей среды, которое может быть суровым без какой-либо серьезной потребности в ремонте на протяжении всего расчетного срока службы. Обычный бетон имеет относительно низкую прочность на растяжение и пластичность, поэтому он подвержен растрескиванию. Трещины считаются путями проникновения газов, жидкостей и вредных растворенных веществ в бетон, что приводит к раннему началу процессов разрушения бетона или арматурной стали.Водный раствор хлоридов может быстро достигнуть заделанной стали после того, как области с трещинами подвергаются воздействию соли или брызг против обледенения в прибрежных регионах, что деструктурирует защитную пленку, в результате чего начало коррозии происходит на десятилетия раньше, чем когда хлориды должны были бы постепенно проникать в бетонное покрытие без трещин. сталь при отсутствии трещин. Было доказано, что соответствующее включение стальных или неметаллических волокон увеличивает как прочность на растяжение, так и пластичность FRC. Многие исследователи исследовали увеличение долговечности с помощью FRC.В этой статье рассматриваются существенные доказательства того, что улучшенные характеристики растяжения FRC, используемые для строительства инфраструктуры, улучшают ее долговечность, главным образом, за счет соединения волокон и контроля трещин. Доказательства основаны как на сообщенных лабораторных исследованиях в контролируемых условиях, так и на контролируемых характеристиках фактической инфраструктуры, построенной из FRC. Этот документ призван помочь инженерам-проектировщикам рассмотреть возможность использования FRC в реальных бетонных инфраструктурах надлежащим образом и более уверенно.

Ключевые слова: фибробетон (FRC), долговечность, применение FRC, тематические исследования

1. Введение

Бетонная конструкция может подвергаться воздействию различных условий окружающей среды на протяжении всего срока службы. Следовательно, долговечность бетонной конструкции определяется ее способностью противостоять этим условиям воздействия без капитального ремонта или реабилитации. Долгое время считалось, что бетон — это прочный материал, который может прослужить многие десятилетия или даже столетия без какого-либо ухода или с очень незначительным уходом.Однако относительно низкая прочность на растяжение и (квази) хрупкость при растяжении требуют использования арматуры (обычно стальной арматуры или волокон) в большинстве конструкций. Хотя стальная арматура по-прежнему применяется преимущественно, использование волокон значительно расширилось за последние десятилетия. В качестве вторичного армирования в бетоне используются различные типы микро- и макроволокон.

Фибробетон (FRC) — это особый класс бетона, в состав которого входят волокна для повышения его сопротивления (растягивающим) нагрузкам.Были разработаны различные классы FRC с различными преимуществами. Использовались волокна разного поперечного сечения (плоские, круглые, прямоугольные и др.). Традиционно волокна классифицируются по материалам: обычно используются металлические, стеклянные, синтетические и натуральные волокна. Дальнейшее различие может быть проведено на основе размера волокна: мы различаем микроволокна (короче 20 мм с эквивалентным диаметром 5–200 мкм) и макроволокна (обычно длиной 20–80 мм с отношением длины к диаметру 40–2). 120).Физические свойства обычно используемых типов волокон суммированы в.

Таблица 1

Физические свойства обычно используемых типов волокон в FRC.

Непрерывное развитие волокон привело к появлению многих классов передовых FRC. Спроектированные цементирующие материалы с деформационным упрочнением (ECC / SHCC) [1,2,3] характеризуются высокой пластичностью при растяжении и множественными мелкими трещинами, которые контролируются за счет образования перемычек между волокнами. С другой стороны, сверхвысокая прочность на растяжение и сжатие являются основными характеристиками сверхвысококачественного фибробетона (UHPFRC) [4,5].Поведение FRC зависит от многих факторов, таких как соотношение сторон волокна (длина / диаметр), модуль упругости, объемный процент, включенный в композит, ориентация волокон, удобоукладываемость бетона через его влияние на дисперсию и ориентацию волокон, а также размер крупных агрегатов. . Таким образом, чтобы получить максимальную пользу от использования волокон, все эти факторы должны быть учтены и тщательно учтены при проектировании материала и конструкции бетона. Некоторые преимущества использования различных типов FRC описаны в [6,7,8,9].По сравнению с обычным бетоном (NC) и FRC, замечательные свойства материала UHPFRC приводят к высоким показателям деформации при растяжении и прочности, а также к развитию псевдопластической фазы (деформационное упрочнение) перед размягчением бетона, что отвечает за высокое поглощение энергии ( вязкость) до разрушения [10]. Энергия разрушения UHPFRC также может быть значительно выше (примерно в пять раз), чем FRC [10].

Преимущество использования фибры в бетоне ( a ) сравнение различных типов бетона по растягивающим напряжениям и деформации, ( b ) трещинам в SHCC, ( c ) раскрытие устья трещины в балке с надрезом для различного объема стальные фибровые волокна и ( d ) FRC повреждены в испытании на расщепление [6,7,8,9].

Оптимальное содержание волокна в FRC зависит от класса FRC, а также от типа волокна и соотношения сторон. Для микроволокон, таких как поливиниловый спирт (ПВС) и полиэтилен (ПЭ), было обнаружено, что оптимальное содержание в SHCC находится в диапазоне 1-2% [11,12]. В случае стальной фибры этот диапазон составляет от 1,5 до 2,5% в HPFRC [13,14,15]. Различия в оптимальном уровне между исследованиями можно объяснить разным соотношением сторон используемых волокон. Аналогичным образом, для макроволокон из полипропилена (длиной до 70 мм) этот оптимум оказался между 0.От 5 до 1% для деформационного разупрочнения FRC [16,17], в то время как до 0,5% стального макроволокна типично для традиционных плит FRC с грунтовкой [18].

Благодаря своим многочисленным преимуществам — хорошей прочности на разрыв, пластичности, сопротивлению усталости — FRC использовались в широком диапазоне применений, включая тротуары, промышленные полы, облицовку туннелей, стабилизацию откосов и ударопрочные конструкции, среди прочего [19] . Соответствующее использование FRC может увеличить долговечность и срок службы структурного элемента, тем самым также снизив общее воздействие элемента на окружающую среду на протяжении всего его жизненного цикла.Поскольку FRC имеет высокую ударную вязкость и устойчивость к ударам, его использование может быть выгодным в производстве сборных железобетонных изделий из-за снижения подверженности повреждениям во время транспортировки и погрузочно-разгрузочных работ. Кроме того, было показано, что использование стальной фибры приводит к более высокому сопротивлению разрушению при сдвиге железобетонных балок, тем самым снижая потребность в хомутах [20,21,22]. В сжатых элементах обычную арматуру (например, арматуру) можно заменить армированием волокном [23]. В балочных элементах бетон, армированный фиброй, также использовался в гибридных бетонных конструкциях в качестве поверхностного слоя для контроля ширины трещин [24,25].Фибробетоны различных типов успешно использовались в качестве ремонтных материалов в нескольких реальных проектах, включая мостовые настилы, бетонные плотины, туннели, соединительные балки в высотных зданиях в США, Японии и Германии [26,27].

FRC также используется для усиления конструкций, чувствительных к землетрясениям [28]. Более высокая пластичность и характеристики разрушения FRC также могут снизить риск повреждения конструкции RC из-за сейсмической нагрузки. Благодаря своим лучшим механическим характеристикам и долговечности, FRC также стали популярными для подземных сооружений в сейсмически активных районах [29].Несколько исследований также были сосредоточены на анализе чувствительности реакции конструкции во время сейсмической нагрузки по отношению к изменению механических параметров [30,31].

Для практического использования фибробетона важно понимать его долговечность в различных условиях окружающей среды. По сравнению с обычным бетоном, область применения фибробетона менее развита. Следовательно, в последние годы были предприняты значительные усилия по исследованию, чтобы лучше понять долговечность FRC.Эта статья направлена ​​на обзор существующей литературы, относящейся к долговечности FRC с точки зрения различных механизмов разрушения, включая коррозию, вызванную хлоридом и карбонизацией, циклы замораживания / оттаивания и щелочно-кремнеземную реакцию. Также обсуждаются некоторые практические применения. Этот обзор может стать основой для практического использования FRC в инфраструктурах, а также предоставить исследователям базовую информацию перед тем, как приступить к исследованиям в области долговечности FRC.

2. Процессы износа, влияющие на бетон, армированный волокном

В общем, ухудшение состояния бетона может быть вызвано множеством физических, химических или механических процессов, которые обычно действуют в сочетании [32].Одним из наиболее распространенных механизмов разрушения железобетонных инфраструктур является коррозия стальной арматуры. Коррозия — это электрохимический процесс, при котором заряд (электроны и ионы) перетекает от анода к катоду. Как правило, пассивная пленка самопроизвольно образуется на стальной поверхности в щелочной среде гидратирующего бетона [33], защищая ее от коррозии. Однако эта пассивная пленка может разрушиться из-за попадания хлоридов [34,35] или карбонизации [36,37], что приведет к активной коррозии [38,39,40].Кроме того, в бетоне на процесс коррозии (как начало [41], так и период распространения [42]) сильно влияет наличие трещин. Поскольку процесс растрескивания в FRC фундаментально отличается от обычного бетона, разумно ожидать, что процессы разрушения также будут другими. Краткий обзор существующей литературы, относящейся к влиянию волокон на коррозию стальной арматуры в бетоне с трещинами, дается в, а подробности обсуждаются в следующих разделах.

Таблица 2

Общий обзор влияния трещин в FRC на коррозию арматурной стали. Обратите внимание, что W _{cr, ave} — это средняя ширина трещины, а W _{cr, total} — общая ширина трещины.

2.1. Бетон, армированный волокном, подверженный воздействию хлоридов

Как описано, ионы хлора могут вызывать коррозию арматурной стали в бетоне.Хотя иногда они присутствуют в бетонной смеси — как часть загрязненного заполнителя или использовались в прошлом в качестве ускорителей схватывания — обычно хлориды из окружающей среды проникают через бетонное покрытие и медленно достигают стали. Основное последствие попадания хлоридов — коррозия арматуры. Точечная коррозия — это типичная форма коррозии, вызванной хлоридом [39]. Поскольку для инициирования коррозии необходимо определенное количество хлоридов на уровне арматуры, период, необходимый для возникновения коррозии, в значительной степени зависит от целостности бетонного покрытия.Кроме того, хлориды могут присутствовать в бетоне в виде свободных или связанных хлоридов, и только свободные хлориды способствуют коррозии арматуры. Связывание хлоридов с цементным матриксом — сложный процесс, зависящий от многих факторов [48]. Присутствие химических соединений цемента, таких как трикальцийалюминат (C ₃ A) и феррит тетракальциевого оксида алюминия (C ₄ AF), вместе со связанными хлорид-ионами образуют соль Фриделя, которая имеет менее пористую структуру и замедляет вниз транспорт хлорид-ионов [49].В целом, хлоридсвязывающая способность бетона зависит от C ₃ A, C ₄ AF, силиката кальция (C ₃ S), отношения вода / цемент, из которых C ₃ A имеет наиболее доминирующее значение. эффект [50]. Следовательно, связывание хлоридов в FRC будет зависеть в основном от компонентов матрицы.

Как уже упоминалось, проблемы, связанные с проникновением хлоридов, могут быть еще более заметными при наличии трещин. Поэтому в этом разделе основное внимание уделяется исследованиям, связанным с характеристиками FRC при одновременном воздействии растрескивания и проникновения хлоридов.

Хлоридостойкость образцов FRC и RC из стальной фибры без трещин была исследована Аббасом и др. [51] с помощью быстрого теста на миграцию хлоридов (RCPT) в соответствии с рекомендациями ASTM C1202-10. Коэффициент диффузии хлоридов также был рассчитан с использованием второго закона Фика. Было обнаружено, что коэффициент диффузии хлоридов и заряд, прошедший через образцы FRC, были ниже, чем у RC. Это было связано со способностью FRC задерживать микротрещины на волокнах (смесь стали и полипропилена) во время отверждения и обработки [52].В общем, начало растрескивания, вызванного коррозией арматуры, задерживается армированием волокном [53,54,55]. В этом процессе интерфейс волокно-матрица может играть важную роль в FRC без трещин. Как правило, улучшенная поверхность раздела волокон с матрицей снижает расширение продуктов коррозии в стальных стержнях. Считается, что граница раздела волокно-матрица более плотная и однородная из-за богатого гидроксида кальция, чем граница раздела между обычной стальной арматурой и матрицей, что предотвращает попадание вредных растворенных веществ в FRC [56,57].Высокое содержание гидроксида кальция, присутствующего на границе раздела волокно-матрица, может увеличивать связывание хлоридов [58]. Тем не менее, чрезмерное повреждение границы раздела волокно-матрица приведет к постепенному и локализованному уменьшению поперечного сечения волокна из-за коррозии.

Превосходная способность перекрывать трещины и образование множественных мелких трещин в SHCC приводит к хорошей стойкости к проникновению хлоридов, что может замедлить процесс инициирования коррозии в железобетоне [12,44].показывает проникновение как общего, так и свободного хлорида в образцы с множественными трещинами SHCC (средняя ширина трещины менее 50 мкм) с 2% ПВС-волокнами при испытании на ускоренную коррозию, вызванную хлоридом [59,60]. Обратите внимание, что пунктирная линия на рисунке показывает критическое содержание хлоридов для бетона (минимальная прочность на сжатие 17 МПа) без каких-либо волокон, подверженных воздействию влаги, но не внешних источников хлоридов, как рекомендовано Строительными нормами ACI 318 [61]. На рисунке глубина проникновения хлоридов (без трещин) строительного раствора и образцов SHCC (2% ПВС-волокон) показана после теста на быструю миграцию хлоридов (NT Build 492).В неповрежденном состоянии в образцах SHCC было обнаружено несколько меньшее проникновение хлоридов по сравнению с образцами строительного раствора.

Проникновение хлоридов на разную глубину в образцы SHCC с множественными трещинами (средняя ширина трещины менее 50 мкм) с 2% ПВС-волокнами. Черные ромбы и красные квадраты относятся к общему и свободному хлоридам соответственно.

Глубина проникновения хлоридов в раствор ( a ) и образцы SHCC ( b ) после теста быстрой миграции хлоридов (примечание: стрелки указывают направление проникновения хлоридов).

Стойкость к коррозии стали в высокоэффективном цементирующем композите, армированном волокном (HPFRCC), сделанном с 1,5% объемных ПЭ-волокон с трещинами изгиба, была исследована Миядзато и Хираиши [45]. В их исследовании образцы, армированные сталью, изготовленные с использованием как HPFRCC, так и стандартного раствора, сначала подвергались изгибу при постоянной нагрузке 20 кН для образования трещин. Затем потрескавшиеся поверхности образцов подвергали еженедельным циклам смачивания / сушки 3% -ным раствором NaCl в течение 28 дней (2 дня смачивания, 5 дней сушки).Сопротивление линейной поляризации использовалось для измерения скорости коррозии стальных стержней. Глубину проникновения хлоридов измеряли путем распыления на поверхность образца после его продольного разрушения. Глубина проникновения хлоридов в образце с трещинами HPFRCC была на 25% ниже, чем в эталонном образце раствора. Аналогичным образом, скорость коррозии в HPFRCC также была на 10% ниже, чем в образце строительного раствора [45]. Был сделан вывод, что долговечность FRC с трещинами зависит не только от ширины трещины, но и от структуры трещин, которая контролирует коррозию макро- и микроячеек.Как правило, большее расстояние между трещинами приводит к образованию ячеек макрокоррозии между анодной и катодной областями, и, таким образом, могут происходить более высокие скорости коррозии и потеря массы стали [42]. С другой стороны, при меньшем расстоянии между трещинами движение ионов или заряда происходит медленно, что приводит к образованию микроячеек между анодной и катодной областями, что приводит к меньшей коррозии или потере массы стальных стержней. Эта гипотеза была подтверждена Полом и ван Зейлом для образцов SHCC [62].

Коррозионная стойкость HPFRCC в качестве материала для ремонта заплат и поверхностного покрытия была исследована Kobayashi et al.[63]. Полиэтиленовые (PE) волокна в дозировках 0,75%, 1% и 1,5% по объему использовали для приготовления HPFRCC. Три типа железобетонных (ЖБИ) балок: монолитная балка из обычного бетона, балка с HPFRCC в качестве покрытия поверхности (в этом случае стальные стержни находились внутри нормальной RC-балки) и балка с HPFRCC в качестве материала заплаты (здесь использовались стальные стержни. внедренные в HPFRCC) были подготовлены и испытаны на коррозию, вызванную хлоридом. Трещины возникли во всех образцах путем вытягивания стальных стержней с помощью гидравлических домкратов с обоих концов балок.В балке RC максимальная ширина трещины составляла от 0,36 мм до 0,65 мм. С другой стороны, в образцах HPFRCC с поверхностным покрытием и заплатами образовывались множественные трещины, а максимальная ширина составляла от 0,01 мм до 0,12 мм. Затем все образцы подвергались воздействию 3% раствора NaCl в течение 60 дней путем распыления на поверхность с трещинами образцов в течение 5 минут каждые 6 часов. Затем измеряли проникновение хлоридов и площадь коррозии стальных стержней. Никакой коррозии не наблюдалось в балках с HPFRCC в качестве материала заплаты даже при меньшем объеме волокна (0.75%). Кроме того, проникновение хлоридов было ниже, чем в других случаях. Балки с HPFRCC в качестве материала покрытия также показали улучшение по сравнению с балками RC. Множественные мелкие трещины, которые образовались в этих образцах HPFRCC, привели к значительному улучшению как коррозионной стойкости, так и сопротивления проникновению хлоридов по сравнению с образцами RC. Shaikh et al. [64] показали, что устойчивость HPFRCC к коррозии, вызванной хлоридом, может быть дополнительно улучшена при использовании гибридной смеси волокон металлокорда и волокон PE.В этом случае коррозионная потеря массы и продольное растрескивание, вызванное коррозией, были ниже, чем в образцах HPFRCC, содержащих только волокна PE. Следует также отметить, что накопленные хлориды в трещинах из-за циклов «влажный-сухой», испарения и ограниченного вымывания увеличивают концентрацию хлоридов внутри трещины. Это может привести к аналогичным концентрациям хлоридов внутри берегов трещины по сравнению с внешними открытыми поверхностями, т. Е. Грани трещины действуют как свободные поверхности [65].

С точки зрения практического применения, в настоящее время нет согласия относительно допустимого порога ширины трещины для ограничения хлорид-индуцированной коррозии в FRC.Бернерд [66] пришел к выводу, что ширина трещин более 0,10 мм приводит к более быстрому началу коррозии, чем ухудшение состояния без трещин. Аналогичный вывод был сделан в исследовании Granju и Balouch [67], поскольку они не обнаружили признаков коррозии для образцов с шириной трещин менее 0,1 мм даже после одного года воздействия морской среды. Самозаживление трещин может иметь значение, поскольку известно, что небольшие трещины обладают способностью к самовосстановлению за счет так называемого аутогенного самовосстановления (т.е., без какого-либо внешнего вмешательства или специальных добавок) [68,69,70]. С другой стороны, Mangat & Gurusamy [71] пришли к выводу, что допустимая ширина трещины в FRC составляет 0,20 мм. По мере увеличения ширины трещины в FRC наблюдалась тенденция к более высокой коррозионной активности. Однако Berrocal et al. [72] сообщили, что начало коррозии несколько задерживается для FRC, сделанного как из стали, так и из ПВС-волокон, по сравнению с железобетоном с такой же шириной поверхностной трещины. Напротив, удельное электрическое сопротивление бетона было снижено как для стали, так и для волокна ПВС FRC по сравнению с RC.Это, конечно, серьезная проблема, поскольку более низкое электрическое сопротивление может в конечном итоге привести к более высокой скорости коррозии [39]. Следовательно, необходимы дальнейшие исследования для решения этой проблемы.

Следует отметить, что процесс разрушения (проникновение хлоридов и коррозия) в FRC в значительной степени зависит от типа волокна. Некоторые авторы предполагают, что, хотя сами стальные волокна, безусловно, подвержены коррозии, они обладают более высокой коррозионной стойкостью из-за наличия на поверхности окалины [73].Прочность FRC со сталью и макросинтетическими волокнами была исследована на образцах с предварительным растрескиванием, подвергшихся воздействию прибрежных и внутренних сред в течение продолжительности от 7 до 24 месяцев [66]. Было обнаружено, что синтетические волокна сами по себе обладают отличной износостойкостью как в прибрежных водах, так и на суше. В образцах с шириной трещины 0,20 мм стальные волокна были значительно повреждены коррозией. Образование ямок в области перекрытия трещин в стальных волокнах и деформированных областях приводит к значительному уменьшению поперечного сечения волокна и вызывает заметное снижение остаточной прочности на растяжение.Некоторые исследования также показали, что стальные волокна с ингибитором, таким как триэтаноламин, могут быть использованы для решения проблемы коррозии стального волокна, связанной с FRC [74]. Кроме того, в морской среде образцы FRC, изготовленные из стальных волокон с шириной трещин менее 0,1 мм, были менее уязвимы к коррозии [67]. В другом исследовании коррозионные характеристики FRC были исследованы для трех различных типов волокон: экстракта расплава (изготовленного из нержавеющей стали), коррозионно-стойкой и низкоуглеродистой стали [75].После одного года воздействия на море FRC с экстрактом расплава и коррозионно-стойкими волокнами не показал признаков коррозии, в то время как значительная коррозия была замечена в FRC из низкоуглеродистой стали. Причиной лучшей коррозионной стойкости экстракта расплава и коррозионно-стойкого волокна может быть также их оцинкованная поверхность. Коррозия стальных волокон в FRC также может увеличивать шероховатость волокон, что также может увеличивать фрикционную связь в матрице волокна, тем самым улучшая остаточную прочность на разрыв FRC [67].

В целом, улучшенные характеристики FRC можно приписать образованию более равномерной диффузии хлоридов в армированных сталью элементах и ​​структурах с множественными трещинами и более равномерному формированию реакции анод / катод меньшего размера по сравнению с обычным RC [76 ]. Однако большие количественные различия в результатах исследований прочности FRC, о которых сообщают разные авторы, можно объяснить различным содержанием волокон, шириной трещин, условиями и продолжительностью воздействия, свойствами волокон, качеством бетона и т. Д.которые могут быть сокращены за счет систематических сравнительных исследований. Влияние размера волокна на коррозию неясно, поскольку было высказано предположение, что влиянием длины проволоки в диапазоне от 0 до 160 мм можно пренебречь [77]. Более того, контроль ширины трещины как в NC, так и в FRC имеет решающее значение для задержки начала коррозии [78].

2.2. Бетон, армированный волокном, подвергнутый карбонизации

Карбонизация вызывает химико-механические изменения в бетоне, в частности, изменения прочности, проницаемости, распределения пор по размерам и химического состава.Кроме того, хорошо известно, что карбонизация может вызвать усадку и, как следствие, возможное растрескивание бетона [36]. Это также один из основных факторов износа, который приводит к коррозии стали в железобетонных конструкциях [39]. В этом разделе рассматриваются имеющиеся данные исследований эффективности FRC при карбонизации.

Из литературы очевидно, что соответствующее количество волокон может замедлить скорость карбонизации в FRC по сравнению с бетоном без волокон. Поскольку карбонизация связана с пористостью матрицы, структурой пор и проницаемостью, оптимальное содержание волокон играет важную роль в карбонизации.Роль различных процентных соотношений стальных волокон (0,0, 0,5, 1,0, 1,5 и 2%) на глубину карбонизации FRC без трещин была исследована Wang et al. [79]. Они сообщили, что содержание волокна до 1,5% может снизить скорость карбонизации, в то время как более быстрая карбонизация сообщается при содержании волокна 2%. В другом исследовании также было обнаружено, что 2% содержания стальной фибры приводит к более высокой пористости и проницаемости FRC [80]. Следует также отметить, что более высокая пористость не всегда приводит к более высокой проницаемости.Взаимосвязь пор более важна [36,81]. Однако независимо от содержания волокна в FRC увеличиваются как коэффициент водопроницаемости, так и коэффициент газопроницаемости [80].

Характеристики образцов FRC без трещин, изготовленных из стальных волокон, подвергнутых карбонизации, были признаны хорошими, но в некоторых исследованиях также сообщалось о серьезных коррозионных повреждениях волокна в области мостиковых трещин, что привело к значительному снижению остаточной прочности на разрыв FRC [82,83] . В взломанном FRC, содержащем 0.5% полипропиленовое волокно, самозаживление более мелких трещин в течение периода испытаний также привело к снижению проникновения CO ₂ . Хотя не было обнаружено никакой связи между шириной трещины и временем начала коррозии, было обнаружено положительное влияние добавления волокна на скорость коррозии, вызванной карбонизацией [84]. Аналогичным образом, в другом исследовании FRC с трещинами с низким объемом стального волокна (0,6%) и полиэфирных волокон (POL) (0,9%) было обнаружено, что глубина карбонизации на 24–36% ниже, чем у контрольных балок, которые были растресканы при том же уровне. уровень приложенной нагрузки [43].Обратите внимание, что, как и ожидалось, ширина трещин в контрольных балках и балках из FRC была разной (0,24 мм для контроля и 0,10 мм для FRC), что подтверждает роль волокон в уменьшении ширины трещин и тем самым снижении глубины карбонизации в FRC. Устойчивость к карбонизации образцов HPFRCC, изготовленных из 1,5% полиэтиленового волокна и двух различных водоцементных соотношений (в / ц) (0,30 и 0,60), также была исследована и сравнена с образцами нормальных строительных растворов в треснувшем и без трещин [45]. Все образцы подвергались воздействию 5% CO ₂ и относительной влажности 60% в течение 4 дней, а затем последующей влажной среде в течение 10 дней с относительной влажностью 90% для завершения одного цикла.Таким образом, перед измерением глубины карбонизации для образцов было выполнено в общей сложности 6,5 циклов (около 91 дня). При более низком значении w / c (0,30) глубина карбонизации как в образцах HPFRCC без трещин, так и в образцах нормальных строительных растворов была почти одинаковой (почти нулевой). Однако при более высоком значении w / c (0,6) карбонизация в образцах HPFRCC была более чем вдвое выше, чем в образцах из строительного раствора. Противоположная тенденция была отмечена для образцов с трещинами. При этом глубина проникновения в образцы раствора оказалась в три раза выше, чем в образцах HPFRCC.Следует отметить, что остаточная ширина трещины в образцах раствора составляла 0,3–0,4 мм, тогда как в образцах HPFRCC она составляла 0,10 мм и менее. Кроме того, в образцах строительного раствора образовалась только одна трещина, в отличие от образцов HPFRCC, где образовывались множественные трещины. Следовательно, более высокая глубина карбонизации образцов строительных растворов может быть объяснена наличием более глубоких и широких трещин по сравнению с образцами HPFRCC. Обычно карбонизация развивается быстрее в области трещин, а коррозия стальной арматуры в областях с трещинами выше [26].Кроме того, в отличие от коррозии микроэлементов при коррозии, вызванной хлоридом, заметная коррозия макроэлементов преобладала при коррозии, вызванной карбонизацией [59]. Локальная коррозия обычно бывает быстрой при коррозии макроячеек, в то время как при коррозии микроэлементов эта скорость коррозии мала [85]. Тем не менее, опубликованные данные о коррозии, вызванной карбонизацией, в FRC ограничены.

Плотная и однородная поверхность раздела волокно-матрица FRC без трещин создает однородное покрытие, окружающее волокна, которое может ограничивать доступ кислорода и, таким образом, отделять электролит стальной арматуры (ограничивая диффузию ионов на поверхности арматурного стержня).Это может в конечном итоге задержать процесс карбонизации на границе раздела стали и бетона [86]. В случае FRC с трещинами граница раздела волокно-матрица может разорваться, позволяя переносить кислород и ионы к поверхности стали. В этом случае стальные волокна, перекрывающие трещину (трещины), действуют как аноды, а встроенные стальные стержни действуют как катод из-за градиента pH в области трещины [87]. На поверхности трещины pH ниже, так как это обеспечивает доступ воды. Если ширина трещины ниже порогового уровня, может произойти самовосстановление, что препятствует переносу кислорода и ионов.Трещины могут залечивать из-за негидратированных частиц цемента или блокироваться продуктами коррозии и т. Д. В области трещины, что дополнительно ограничивает диффузию кислорода и CO ₂ . Кроме того, если цементирующая матрица богата Ca (OH) ₂ , это может ограничить снижение pH и репассивацию анодной области [61].

2.3. Бетон, армированный волокном, подвергается щелочно-кремнеземной реакции (ASR)

Щелочно-кремнеземная реакция (ASR) — это реакция набухания, происходящая между сильно щелочным цементным тестом и аморфным кремнеземом, который может присутствовать в заполнителях [88].Для ASR достаточное количество влаги (более 80%) может также присутствовать в некоторых типах заполнителей [89]. Обычно ASR производит гель (также называемый гелем ASR), который является мягким, вязким и расширяющимся по своей природе, полученный из силиката натрия [90]. Гель ASR расширяется в присутствии воды, вызывая давление внутри и вокруг кремнистого заполнителя, что может привести к растрескиванию и растрескиванию, вызывая ухудшение жесткости и прочности бетона [91,92]. Встроенные волокна обладают способностью перекрывать трещины в бетоне, что побудило нескольких исследователей изучить поведение ASR в FRC.В этом разделе обсуждается литература, относящаяся к ASR в FRC.

Несколько исследователей исследовали влияние включения волокон в борьбе с растрескиванием бетона, вызванным ASR [93,94,95]. Большинство отчетов согласны с тем, что расширение ASR в FRC ниже, чем у обычного бетона без волокон (см.). Было обнаружено, что расширение уменьшается с увеличением содержания волокна [93,96]. В строительных смесях из FRC использовались микростальные волокна в количестве 0, 1, 3, 5 и 7% об. цемента, соответственно, и расширение измеряли каждые 24 часа в течение 30 дней в соответствии с ASTM C-1260 [96].После 30 дней испытаний было обнаружено, что расширение (%) составляет от 0,80 до 0,70, 0,55, 0,30 и 0,19 для содержания волокна 0%, 1%, 3%, 5% и 7% соответственно (см.). Уменьшение расширения было еще более выраженным при увеличении времени отверждения, что объясняется тем фактом, что прочность связи между волокнами и матрицей увеличивалась. Никакого влияния продолжительности отверждения на характеристики контрольного образца не наблюдалось. Более высокая прочность на разрыв и небольшое раскрытие трещин в волокнах из микростали, содержащих FRC, не только ограничивают расширение продукта ASR, но также ограничивают миграцию геля ASR от места реакции [97].Аналогичный вывод о лучшем расширении FRC с увеличенным периодом отверждения и микроволокон был также сделан в исследовании Andic et al. [93]. Кроме того, распространение трещин ASR в FRC зависит от типа волокна, содержания и возраста образцов, как показано на. Пунктирной линией показан максимальный предел расширения заполнителей при одногодичном испытании бетонной призмой, как рекомендовано ASTM C 1293 [98]. Выше этого расширения считается, что агрегаты очень реакционноспособны по своей природе.

Расширение ASR в FRC, измеренное в разные дни для разных типов волокон и их содержания (примечание: SF, CF и PVA означают стальное волокно, углеродное волокно и волокна PVA) [88,93,95,96].

Об эффективном контроле ASR в FRC также сообщалось при низком объемном содержании стальной фибры (1-2%) [88]. После погружения образцов на 120 дней в раствор NaOH при 80 ° C, было обнаружено, что для 1% и 2% микростальной фибры FRC расширение примерно на 12% и 35% ниже, соответственно, по сравнению с эталонными образцами бетона. Сканирующая электронная микроскопия (SEM) использовалась для выявления продуктов ASR (диоксид кремния, кальций и богатая щелочь) и их морфологии (полуорганизованный, волокнистый, розеточный и т.д.) в трещинах FRC, как показано в [88].Энергодисперсионный рентгеновский анализ (EDX) показал, что отношение кальция к силикату (Ca / Si) и отношение натрия к силикату (Na / Si) в этих продуктах было выше, что определяет прочность цементного теста. Это уменьшило внутренний износ растрескавшихся стальных волокон в FRC, пораженном ASR. Кроме того, микроволокна также эффективны в ограничении ухудшения механических свойств, вызванного ASR. В целом использование FRC выгодно для продления срока службы конструкций из-за его способности сохранять остаточные механические свойства и способность контролировать трещины, даже если имеют место процессы значительного повреждения [99,100,101].

СЭМ-изображение ( a ) продукта ASR, ( b ) полуорганизованных продуктов, заполняющих поры в цементном тесте, ( c ) продуктов с трещинами, имеющих волокнистую морфологию и ( d ) розеточного типа морфология (адаптировано из [88]).

2.4. Бетон, армированный волокном, подвергающийся воздействию высоких температур

В целом бетон относительно хорошо реагирует на высокие температуры из-за его негорючести и низкой температуропроводности [102]. Однако высокие температуры в бетоне действительно изменяют его физические и химические свойства и влияют на остаточную прочность и механизм переноса жидкости [103,104].При высокой температуре (более 1000 ° C) физико-химические изменения бетона могут вызвать расширение заполнителя, разрушение их кристаллической микроструктуры и даже плавление [102]. Однако ухудшение свойств бетона напрямую связано с факторами, связанными с материалом и окружающей средой, такими как типы заполнителя и цемента, соотношение воды и цемента, наличие волокна, время воздействия, скорость нагрева и т. Д. [102,105]. При высоких температурах (выше 400 ° C) гидроксид кальция и карбонат кальция начинают распадаться.Точно так же гидраты силиката кальция также разлагаются после 500 ° C и образуют поры в микроструктурах [106,107].

Прочность на сжатие FRC со стальной фиброй постепенно увеличивается при нагревании материала до 200–300 ° C, но начинает уменьшаться при дальнейшем повышении температуры [108]. Это объясняется улучшенной гидратацией негидратированных зерен цемента из-за условий внутреннего автоклавирования и испарения воды при высокой температуре [109]. Образцы FRC с 2% ПВС подвергались воздействию различных уровней температуры (20, 100, 200, 300, 400 и 600 ° C) в течение 2 и 6 часов соответственно, прежде чем они были испытаны на прочность при растяжении и сжатии после охлаждения. до комнатной температуры [110].Выявлено, что в образцах FRC не происходит выкрашивания даже после 6 часов постоянной выдержки при 600 ° C (хотя их пластичность значительно снизилась). В контрольных образцах (образцы раствора без волокон), подвергшихся воздействию той же среды, сильное растрескивание произошло через 35–70 мин. Лучшие характеристики FRC объясняются его более высокой прочностью на растяжение, а также увеличением пористости из-за плавления волокон. Образование микротрещин было подтверждено на микроструктуре с помощью СЭМ.Относительно низкая температура плавления синтетических волокон (ПП, ПВС, ПЭ) может играть важную роль в повторном отверждении после воздействия высокой температуры. Волокна создают микроканалы в бетоне, которые могут увеличивать скорость диффузии воды в процессе повторного отверждения водой [111]. Однако стальные волокна имеют высокую температуру плавления и могут влиять на механические свойства FRC после нагрева. Положительный эффект стальной фибры, замеченный сразу после охлаждения от высокой температуры, повторное отверждение FRC на воздухе может ограничивать образование новых трещин и расширение Ca (OH) ₂ [111].В зависимости от типа волокна, механические свойства FRC увеличиваются с повышением температуры до определенного предела (например, стальная фибра 200–300 ° C) из-за того, что волокна препятствуют росту трещин в бетоне при повышенной температуре. Оптимальный предел температуры варьируется в зависимости от типа волокна и состава смеси. Комбинация стального и полипропиленового волокна (75% + 25%) также показала лучшие характеристики, чем другие комбинации (50% + 50%) и (25% + 75%) [112].

В другом исследовании FRC был изготовлен из трех различных типов волокна (сталь, полипропилен и полиэтилен) при 0.5 и 1,0 об.% [113]. Перед испытанием на изгиб образцы подвергали воздействию высоких температур 400, 600 и 800 ° C в печи в соответствии с ASTM E119-98. До 400 ° C все образцы показали повышенную прочность на изгиб и вязкость. Для образцов из синтетических или пластиковых волокон (ПП и ПЭ) при 800 ° C была отмечена значительная разница по сравнению с образцами из стального волокна. Плотность FRC, измеренная с помощью скорости ультразвукового импульса (UPV), также показала, что потеря массы в образцах стальных волокон ниже, чем в образцах волокон из полипропилена и полиэтилена [113].Хаддад и др. Также сообщили о значительном ухудшении качества образцов FRC, изготовленных из стальной фибры, подвергшихся воздействию температуры свыше 600 ° C. [114]. При высокой температуре FRC со стальной фиброй также может изменить свое поведение с хрупкого на псевдовязкое и, таким образом, образовать множественные трещины в конструкции до того, как произойдет разрушение [115].

2,5. Бетон, армированный волокном, подверженный циклам замораживания / оттаивания

В этом разделе обсуждается влияние добавления волокна в бетон на снижение деградации при замерзании-оттаивании в FRC.Допустимая потеря массы образцов бетона (размером 150 × 140 × 50 мм) в испытании CDF (капиллярное всасывание химикатов для борьбы с обледенением и испытание на замораживание-оттаивание) после 28 циклов замораживания-оттаивания составляет <1500 г / м ² , как рекомендовано Комитет RILEM TC 117-FDC45 [116]. Аналогичным образом, для испытания, включающего 56 циклов замораживания-оттаивания в кубах размером 100 мм, критерий приемлемости составляет <3% от веса материала с накипью, как рекомендовано в [117]. Несколько исследователей изучали процент потери веса образцов FRC с различным содержанием стальной фибры и растворов (вода и NaCl) под воздействием замораживания-оттаивания (см.).Потеря веса образцов FRC была уменьшена по мере увеличения содержания стальной фибры (см. А). Было также обнаружено, что в / к влияет на потерю веса образцов [118,119]. Было обнаружено, что окончательные циклы замораживания-оттаивания (т. Е. Образцы растрескались и были извлечены из камеры замораживания-оттаивания) в образцах FRC с более низким значением w / c (0,26) составили 1900, в то время как образцы с w / c 0,32 и 0,44 выдержали (до того, как они были удалены из испытательной камеры) всего 780 и 260 циклов соответственно. Даже потеря массы была значительно ниже при низкой в ​​/ ц по сравнению с более высокой в ​​/ ц.Снижение динамического модуля упругости в образцах FRC происходило медленнее, чем в контрольном образце. Это объясняется способностью FRC задерживать трещины. Повреждение образцов бетона зависит от их способности размещать увеличенный объем застывшего раствора в порах. Типы волокон также играют важную роль, как показано на b. Для полипропилена и стекловолокна (GF) оптимальный предел содержания волокна составляет менее 2%.

Потеря массы ( a ) образцов FRC из стального волокна и ( b ) раствора образцов полипропилена (PP) и стекловолокна (GF) при различных циклах замораживания-оттаивания (адаптировано из [120,121,122,123,124]).

Об отличной устойчивости FRC с синтетическими волокнами к замораживанию и оттаиванию также сообщалось во многих исследованиях [3]. Инь и др. [125] сообщили, что FRC с волокнами ПВС не имеет заметной потери массы даже после 500 циклов замораживания-оттаивания. Однако прочность на изгиб FRC действительно уменьшалась с количеством циклов. Анализ микроструктуры с помощью SEM показал, что, хотя игольчатые кристаллы эттрингита можно найти в образцах FRC до циклов замораживания-оттаивания, они постепенно исчезли, и внутренняя структура FRC стала более компактной при воздействии замораживания-оттаивания.Однако внутренняя структура была повреждена из-за атаки замораживания-оттаивания, и постепенно образовались микротрещины, что привело к снижению прочности на изгиб по мере увеличения количества циклов замораживания-оттаивания [93]. Способность микроволоконных образцов FRC перекрывать трещины также может минимизировать количество соединительных пор в матрице и, таким образом, остановить образование льда в порах, что приведет к меньшему повреждению образцов. В целом циклы замораживания-оттаивания ухудшают и ослабляют поверхность раздела волокно-матрица в FRC [126]. Лучшее сопротивление FRC с низким объемом (0.1%) ПП по сравнению с контрольной смесью также обнаружили Ван и Чен [127]. Что касается стальных волокон, потеря массы в синтетических образцах FRC из-за циклов замораживания / оттаивания также была снижена по мере увеличения содержания волокна [122]. показывает сравнение характеристик SHCC с 2% ПВС и образцов строительного раствора после 28 циклов замораживания-оттаивания. Значительно более высокая потеря массы была измерена в строительном растворе (прочность на сжатие за 28 дней 62 МПа) по сравнению с SHCC со значительно более низкой прочностью на сжатие (прочность на сжатие 30 МПа).

Повреждение поверхности ( a ) FRC с ПВС волокном и ( b ) образца высокопрочного раствора после 28 циклов замораживания-оттаивания.

По сравнению с синтетическими, стальные волокна оказались более эффективными в плане сопротивления замораживанию-оттаиванию. Кроме того, прямые короткие волокна показали лучшую эффективность, чем волокна с более длинными крючковатыми концами [120]. Это можно объяснить количеством волокон в единице объема материалов и в поверхностном слое. Как правило, количество более длинных волокон с загнутыми концами на объем меньше по сравнению с прямыми волокнами.Следовательно, правильный выбор типа, размера и содержания волокна может сыграть важную роль в повреждении бетона из-за воздействия мороза.

3. Оставшийся срок службы инфраструктуры FRC

В этом разделе обсуждаются существующие модели, которые имеют дело с FRC, особенно в области коррозии. В исследовании Wang et al. [128], время до начала коррозии FRC оценивалось с использованием второго закона Фика, как показано на рис. Авторы отмечают, что, хотя второй закон Фика не может физически представить различные механизмы, которые приводят к проникновению хлоридов в бетон (например,g., капиллярное всасывание, действие фитиля, циклы смачивания и сушки и т. д.), это наиболее широко используемый подход в научной литературе и инженерной практике из-за своей простоты [41]. Было обнаружено, что преимущество FRC перед RC в условиях разгрузки неочевидно, так как разница в результатах была незначительной. Однако при тех же условиях нагружения (изгибающей нагрузки) время до начала коррозии в FRC было увеличено примерно в 2,2–3,6 раза; варьируется в зависимости от содержания волокна и толщины покрытия (см.).В исследовании Dhinakaran et al. [129] было выполнено сравнение стоимости жизненного цикла армированного стекловолокном полимера (GFRP) и обычных RC-балок. Сделан вывод, что балка, изготовленная из стеклопластика, примерно на 40% экономичнее, а также имеет в два раза больший срок службы по сравнению с балкой RC. Улучшенные характеристики FRC можно отнести к его перекрытию трещин и множественному растрескиванию, которые контролируют макро- и микрокоррозию.

Прогнозируемое начало коррозии FRC и простого бетона при различной глубине покрытия (адаптировано из [128]).

Ожидаемый срок службы образцов FRC, изготовленных из различных процентных соотношений волокон мягкой древесины (0,1, 0,3 и 0,5%) с и без приложенного напряжения сжатия, был спрогнозирован для коэффициентов диффузии хлоридов, как показано в [130]. Коэффициент диффузии был оценен с помощью эмпирического соотношения [131], а затем использован для оценки срока службы. Наконец, коэффициент долговечности D для данного бетона был определен как отношение его ожидаемого срока службы к аналогичному обычному бетону при нулевом напряжении.Фактор долговечности оказался наивысшим при уровне сжимающего напряжения, равном 0,3 от предела прочности на сжатие (0,3 f _u ). В другом исследовании [132] срок службы SHCC был предсказан на основе испытаний на ускоренную коррозию потери массы для различной глубины покрытия (15, 25 и 35 мм). Здесь коррозионная потеря массы стальной арматуры определялась путем приложения различных напряжений (10, 20 и 30 В) до определенного периода времени, пока образцы подвергались воздействию хлоридного раствора. Коррозионная потеря массы была преобразована в фактическую потерю сопротивления для оценки срока службы путем определения распределения потери массы.Коэффициенты ускорения, которые определяют время разрушения образцов SHCC для разной глубины покрытия, затем были определены из соотношения типа Аррениуса.

Влияние содержания волокна и уровня напряжений на коэффициент долговечности простых и FRC образцов. Здесь f _u представляют предел прочности бетона на сжатие (адаптировано из [130]).

Исследования были также посвящены разработке моделей срока службы FRC для температур и замораживания-оттаивания, и в обоих случаях было обнаружено увеличение срока службы FRC по сравнению с обычным бетоном [133,134].При тех же условиях испытаний на замораживание-оттаивание, срок службы образцов FRC (с 1% волокна) был на 11 лет дольше, чем у обычного бетона [133]. Предложенные модели могут быть полезны при проектировании таких конструкций, как резервуары для воды, настилы мостов и морские сооружения [130]. Тем не менее, недостатком всех прогнозов срока службы является то, что они основаны на лабораторных испытаниях, а реальные условия разрушения могут сильно отличаться. Следовательно, для калибровки коэффициентов ускорения, определенных на более ранней стадии, требуется мониторинг долговременного износа в естественных условиях [135].Кроме того, модели прогнозирования срока службы могут быть обновлены путем получения большего количества полевых данных с использованием датчиков или исследований коррозии на месте, которые вводятся в модели вероятностного прогнозирования, а не на основе лабораторных экспериментов [136].

4. Долговечность существующей инфраструктуры FRC

В традиционных приложениях FRC наблюдается различие между использованием микроволоконных и макроволоконных FRC. FRC из микроволокна широко используются для контроля пластической усадки [137,138], ударопрочности [139,140,141,142] и огнестойкости [143,144].FRC из макроволокна применялись в конструкционных материалах, таких как плиты на грунте в качестве промышленных полов и дорожных покрытий [145], в меньшей степени в подвесных плитах [146,147] и футеровке туннелей [148,149]. Недавняя разработка усовершенствованных классов FRC также привела к использованию коротких тонких микроволокон в конструкционных приложениях. В этом разделе сообщается о долговечности различных инфраструктур FRC, сначала в обычных приложениях, а затем при модернизации / восстановлении инфраструктуры с использованием расширенных классов FRC.

4.1. Характеристики традиционных инфраструктур FRC — грунтовые и подвесные плиты

Сообщалось, что преобладающим традиционным применением FRC были плиты на уровне земли или так называемые грунтовые плиты в виде промышленных полов и дорожных покрытий [150], которые составляли около 60% Приложения FRC. Волокна в основном используются для контроля трещин в качестве вторичного армирования [145], что может привести к значительной экономии затрат в течение жизненного цикла за счет снижения затрат на техническое обслуживание и ремонт из-за ударов колес и выкрашивания стыков полов и тротуаров или усадочных трещин в бесшовных плитах.Эти типы приложений также эволюционировали в руководящие принципы проектирования, например, Технический отчет 34 Общества бетона [151], Код модели fib [152], ACI 360 [153], хотя стандартизованный дизайн еще не включен в нормы Еврокода или ACI для бетона. .

В подвесных плитах волокна способствуют уменьшению ширины трещин и контролю расстояния между ними, что улучшает удобство эксплуатации и долговечность [152]. Однако использование волокон в качестве единственной арматуры (то есть без обычной стальной арматуры) в подвесных плитах было ограничено.Общее мнение состоит в том, что для надежного поведения конструкции требуется комбинация традиционной стальной арматуры и волокон, и недавно было высказано предположение, что соответствующая комбинация арматурных стержней и волокон может дать самый низкий общий коэффициент армирования [154]. Тем не менее, подвесные плиты, армированные только волокнами, были построены в ряде коммерческих и жилых зданий в странах Балтии, континентальной Европы и Великобритании, включая пятиэтажное офисное здание и шестнадцатиэтажную офисную башню [146,147].Тонкие плиты простираются на 5–8 м и содержат стальную фибру в объемном процентном соотношении в диапазоне 0,6–1,2% (45–100 кг / м ³ ). Тем не менее, стальная арматура была встроена в полосы, проходящие между колоннами, чтобы снизить риск прогрессирующего обрушения. На момент публикации отчетов о характеристиках этих плит от авторов не поступало. Однако сообщалось об успешном и регулярном использовании подвесных плит FRC (только) с более коротким пролетом (3-5 м) в течение 15 лет [146].Считается, что в помещениях основным механизмом разрушения плит FRC является карбонизация и коррозия, вызванная карбонизацией, из-за воздействия на людей или промышленных источников CO ₂ . Как сообщалось в разделе 2.2, оптимальная конструкция смеси FRC может снизить скорость, с которой фронт карбонизации углубляется в бетон. Однако сообщений о таком ухудшении, связанном с практическим применением FRC, не поступало.

4.2. Характеристики традиционной инфраструктуры FRC — облицовка туннелей

Хотя облицовка туннелей из FRC была представлена ​​в 1980-х годах [155], первым руководством по проектированию футеровки туннелей из FRC является ACI 544.7R [153] от 2016 г. Используются все футеровки туннелей из торкрет-бетона, сборные железобетонные или монолитные из FRC. Сообщается, что процессы износа футеровки туннелей включают коррозию, вызванную хлоридом и карбонизацией, сульфатное и кислотное воздействие, замораживание-оттаивание, ASR и коррозию в железнодорожных туннелях от паразитных токов [156, 157]. Дискретные стальные волокна в FRC менее подвержены паразитной коррозии, чем RC, в основном из-за прерывистой природы диспергированных волокон [142]. Эксплуатационные характеристики футеровок из FRC, подверженных усталостным нагрузкам из-за повторяющихся нагрузок за счет давления воздуха и всасывания от проходящих поездов, зависят от предотвращения образования трещин.При отсутствии трещин усталостная долговечность футеровки из FRC выше, чем у простого бетона, но в случаях, когда ограниченная усадка действительно приводит к образованию трещин, циклическое нагружение может вызвать широкие трещины с высоким риском снижения усталостной долговечности [158]. Вызванная хлоридом коррозия самих стальных волокон, как сообщается в разделе 2.1, менее значительна для стальных FRC с трещинами, чем для стальных стержней, при отсутствии или незначительной коррозии волокон, перекрывающих трещины шириной менее 0,1 мм, и легкой коррозии без потерь в поперечном сечении. сечение волокон шире (0.5 мм) трещины [67].

4.3. Инфраструктура, модифицированная с помощью FRC

Старение инфраструктуры, повреждение землетрясениями и преждевременная коррозия арматуры в прибрежных районах и регионах, где используются противообледенительные соли, привели к использованию FRC для укрепления и модернизации дорожной инфраструктуры. Здесь сообщается о характеристиках модифицированной инфраструктуры для повышения устойчивости к проникновению воды и вредных веществ за счет использования FRC высокой плотности, а также там, где были обеспечены более высокая деформируемость и пластичность.

Сверхвысокая прочность (прочность на сжатие 180–200 МПа и растяжение 7–15 МПа) UHPFRC с низкой водопроницаемостью применяется при частичной замене изношенных настилов и плит некоторых дорожных и железнодорожных инфраструктур и зданий с 2004 г. [159]. Высокая прочность и низкая проницаемость этих материалов сочетают в себе функции упрочнения и устойчивости к проникновению вредных веществ, тем самым нарушая процессы разрушения [5]. Как правило, после удаления разрушенного бетона наносятся клееные перекрытия из UHPFRC, содержащие высокопрочные стальные волокна или волокна HMPE.Тонкие накладки восстанавливали или увеличивали сопротивление надстроек без значительного увеличения веса и необходимости усиления подконструкций. Вмешательства заключались в разрушении инфраструктуры в возрасте 50–70 лет, с восстановлением ожидаемого срока службы до 100 лет, типичных для такой инфраструктуры.

Для повышения сейсмостойкости и снижения требований к техническому обслуживанию деформационных швов на автомобильных мостах была разработана система соединения плит [160,161]. Концепция проиллюстрирована в.Для соединительной плиты был использован высокопластичный SHCC с номинальной прочностью на сжатие 30 МПа и модулем упругости 15–20 ГПа. Пластичность была разработана для образования множественных трещин в соединительной плите, которые могут возникнуть из-за усадки или землетрясения, в результате чего компенсируется относительное движение между двумя балками. Поверх соединительной плиты кладут гидроизоляцию и асфальт для обеспечения геометрической непрерывности. Это означает, что состояние соединительной плиты R / SHCC невозможно проверить визуально.Однако он выглядит в хорошем состоянии из-за отсутствия видимых трещин или выбоин на асфальте с момента его установки в 2011 году.

Схема соединительной плиты настила моста (адаптировано из [160]).

В рамках еще одной модификации для повышения надежности инфраструктуры с помощью FRC, Ishikawa et al. [162] разработали соединение упор-плита, проиллюстрированное на. Значительная утечка и связанная с ней коррозия железобетона в опоре и плитах под традиционными швами на автомобильных мостах послужили причиной этого вмешательства.Ishikawa et al. [162] сообщили о выполнении 85 замен суставов с использованием этого подхода. Кроме того, этот подход позволяет непрерывно укладывать гидроизоляцию и асфальт на стык FRC. При осмотре в трех случаях было обнаружено расслоение, которое привело к утечке, но, помимо значительного уменьшения утечки, это бесшарнирное соединение также снижает удар колес транспортного средства по сравнению с традиционными соединениями. Таким образом, помимо повышения долговечности, вмешательство привело к повышению комфорта вождения и увеличению усталостной долговечности этих мостов.

Схема соединения ( a ) FRC абатмент-плита для предотвращения утечки и коррозии в инфраструктуре шоссе, и ( b ) отливка FRC [162].

иллюстрирует третье мероприятие по повышению долговечности автомобильных мостов путем модернизации FRC, так называемую концепцию перемычек [163,164]. Традиционные деформационные швы, допускающие утечку воды и противообледенительных солей и связанные с этим коррозионные повреждения основания или палубы, заменяются высокопластичными, армированными сталью SHCC.Замены традиционных деформационных шарниров производились каждые три года. Однако, согласно сообщениям, соединительная плита, построенная в 2005 году, все еще находится в рабочем состоянии и функционирует нормально. Множественные трещины видны на поверхности соединительной плиты на регулярном расстоянии, но контролируются армированием волокном, чтобы предотвратить локализацию в широких трещинах и связанное с этим ускоренное разрушение.

Схема соединительной плиты, заменяющей проблемный деформационный шов в многопролетных автодорожных мостах, подверженных разложению противообледенительной соли (адаптировано из [163]).

Грунтовка глубокопроникающая | Жидкие фасадные краски и покрытия | Продукция

Описание товара

Fescon Deeply Penetrating Primer — водорастворимая, не содержащая растворителей, почти без запаха, бесцветная грунтовка со связующим из акриловой полимерной смолы для внутреннего и наружного применения.Может использоваться как грунтовка под различные краски и штукатурки.

• Молочный, после высыхания бесцветный
• Хорошая глубина проникновения
• Усиливает базу
• Без растворителей
• Щелочно-стойкий
• Проникает в водяной пар
• Высокая диффузия

Приложения

• Для ограничения / выравнивания впитывания впитывающих оснований.
• Кладка стен
• Оштукатуренные поверхности
• Бетон
• Краска дисперсионная
• Впитывающие и прочные старые окрашенные поверхности