Коррозия бетона в агрессивных жидких средах: сульфатная коррозия бетона, химическая, газовая. Коррозия бетона и железобетона.

Содержание

Бетон | Snip_8 | Коррозия бетона

Виды коррозии бетона

Свойства агрессивных сред и условия их воздействия на строительные конструкции весьма разнообразны. Не менее разнообразны свойства бетона и железобетонных конструкций. Поэтому нет возможности перечислить все коррозионные процессы, которые могут протекать при взаимодействии внешней среды с бетоном и железобетоном. Для оценки характера коррозионного процесса и степени агрессивного действия различных веществ, содержащихся во внешней среде на бетоны необходима классификация таких воздействий по общим признакам.

Коррозионную стойкость бетонов на портландцементе начали изучать одновременно с изучением процессов твердения этого вяжущего. По мере улучшения качества цемента, углубления знаний о процессах, происходящих в системе цемент — вода, появилась необходимость изучить коррозионные процессы и устойчивость соединений цементного камня к различным воздействиям.

В бывшем СССР такие исследования проводились НИИЖБ, МАДИ, НИИПромстрой, Харьковский ВНИИВодгео, Донецкий и Ростовский (на Дону) Промстройниипроектами и другими научно-исследовательскими организациями и вузами.

Анализ большого экспериментального материала и результатов исследований сооружений, подвергавшихся действию различных агрессивных сред, позволил В.М. Москвину выделить три основных вида коррозии бетона. Первый вид коррозии включает процессы, возникающие в бетоне при действии жидких сред, способных растворять компоненты цементного камня. Составные части цементного камня растворяются и выносятся из структуры бетона. Особенно интенсивно эти процессы происходят при фильтрации воды через толщу бетона.

Второй вид коррозии включает процессы, при которых происходят химические взаимодействия — обменные реакции — между компонентами цементного камня и агрессивной среды, образующиеся продукты реакции или легко растворимы и выносятся из структуры в результате диффузии влаги, или отлагаются в виде аморфной массы.

Третий вид коррозии включает процессы, при развитии которых происходит накопление и кристаллизация малорастворимых продуктов реакции с увеличением объема твердой фазы в порах бетона. Кристаллизация этих продуктов создает внутренние напряжения, которые приводят к повреждению структуры бетона.

Электрокоррозия

Кроме перечисленных видов коррозии, возникающих преимущественно при действии на бетон жидких агрессивных сред, многими авторами отдельно выделяются электро- и биокоррозия. Электрокоррозия включает процессы растворения металлического анода, образование гидратных соединений железа, объем которых в несколько раз превышает объем исходного металла, и развитие в результате этого значительных давлений, вызывающих деструкцию бетона.

Электрокоррозия железобетона вызывает разрушение подземных и надземных конструкций и сооружений коммунального хозяйства, железнодорожного транспорта, объектов энергетики, промышленных предприятий, потребляющих постоянный электрический ток. Результат воздействия блуждающих токов на железобетон — коррозия металлической арматуры и бетона, вызывающая образование трещин и в дальнейшем разрушение всей конструкции.

Его разрушающему действию подвергаются железобетонные конструкции как относящиеся непосредственно к числу устройств, связанных с электрическими установками (фундаменты, опоры контактной сети, железобетонные подрельсовые основания), так и находящиеся в поле блуждающих токов (трубопроводы, фундаменты сооружений). Блуждающие токи представляют собой токи утечки электрических установок, протекающие по земле, подземным и надземным железобетонным конструкциям. Источниками этих токов могут быть трамваи, электрифицированные железные дороги, внутризаводской электрический рельсовый транспорт, метрополитен, линии электропередач, системы провод — земля, токонесущие части агрегатов, т. е. электрические установки постоянного тока. Наиболее распространенный и мощный источник блуждающих токов — электрифицированный рельсовый транспорт.

Блуждающие токи от разных видов транспорта формируются одинаково, но обладают специфическими чертами, обусловленными видом и числом подвижных единиц, организацией электроснабжения.

Биологическая коррозия

Бетоны и строительные растворы зданий и сооружений мясной, сахарной, молочной, кондитерской и других отраслей промышленности могут подвергаться биологической коррозии. Бактерии, грибы и некоторые водоросли способны развиваться на конструкциях из бетона и проникать в капиллярно-пористую структуру материала. Продукты их метаболизма (органические кислоты и щелочи) разрушают, особенно в условиях высокой влажности, компоненты цементного камня.

В естественных условиях редко встречается коррозия только одного вида, но всегда можно выделить преобладающее действие какого-либо вида, а затем проследить и учесть роль вторичных для данного случая коррозии факторов. Для каждого вида могут быть установлены общие закономерности, а в соответствии с этим и общие меры борьбы с разрушением цементных бетонов и растворов и возможность обеспечения необходимой долговечности сооружений.

Следует отметить и еще один важный аспект во взаимодействии биоорганизмов и строительных неорганических материалов — в процессе эксплуатации сооружений могут быть созданы условия, при которых развитие на поверхности конструкций обрастаний из растительных и животных организмов, например на морских сооружениях, оказывается благоприятным и служит одним из способов защиты от вредных воздействий окружающей среды, препятствуя доступу к поверхности бетона агрессивных компонентов морской воды и снижая степень температурных воздействий на бетон. Аналогичные воздействия оказывают, например, морские желуди, откладывающие на поверхности бетона пленку карбоната кальция, защищающую цементный камень более глубоких слоев от выщелачивания.

Методы защиты бетона от коррозии

Инъекция растворов в конструкции с целью повышения их плотности и прочности может быть осуществлена цементицией, силикатизацией ( нагнетание жидкого стекла ), битумизацией и смолизацией.

Цементизация

Цементизация — нагнетание цементного раствора через пробуренные в конструкции отверстия, что увеличивает ее плотность и водонепроницаемость, а тем самым и коррозионную стойкость. Для цементации применяют раствор 1:10 ( цемент-вода ). Чтобы ускорить его схватывание в него вводят добавку хлористого кальция — не более 7% к массе цемента. Этот способ недостаточно эффективен, это объясняется грубодисперсным составом цементов.

Силикатизация

Силикатизация — состоит в нагнетании через пробуренные в конструкциях отверстия жидкого стекла, которое, проникая в пустоты и поры, заполняет их. Вводимый вслед за этим раствор хлористого кальция, реагируя с жидким стеклом, образует уплотняющий осадок из плохо растворимого гидросиликата кальция и нерастворимого геля кремнезема. Твердение гидросиликата и кремнезема осуществляется в течение четырех суток.

Битумизация

Битумизация представляет собой нагнетание в конструкцию битума и является одним из лучших способов придания им водонепроницаемости и коррозионной стойкости.

При битумизации рекомендуется применять битум марки III. Он, проникая на большую глубину, лучше, чем битумы других марок, поглащается бетоном. Битумизация не может быть проведена на влажном бетоне, так как при высокой температуре битума (200-220 град. С) вода превратится в пар, заполняя поры и препятствуя проникновению в них битума.

Смолизация

Смолизация предусматривает предварительное нагнетание в бетон 4% раствора щавелевой или кремнийфтористоводородной кислоты и последующее введение раствора карбамидной смолы с отверждающей добавкой. Cмолизация рекомендуется для повышения плотности и водонепроницаемости конструкции с мелкими порами и при отсутствии фильтрации воды.

вернуться к выбору статей как сделать ремонт своими руками

При использовании материалов ссылка на

Snip8.narod.ru обязательна

Коррозия каменных и бетонных строительных конструкций

1. КОРРОЗИЯ КАМЕННЫХ И БЕТОННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

2.

Определение коррозии каменных строительных материалов Коррозия каменных, бетонных и других неметаллических
строительных конструкций заключается в разрушении
природного, искусственного (цементного или бетонного) изделия
в результате действия физических или химических факторов.
Каменные строительные материалы (природные или
искусственные: гипсовые, известковые, глинистые, мраморные,
цементные и др.) при эксплуатации подвергаются воздействию
факторов окружающей среды. На строительные каменные изделия
и конструкции воздействуют атмосферные осадки, газы и пыль,
содержащиеся в воздухе, резкие перепады температуры и
влажности (попеременное увлажнение и высыхание), морозы,
солнечная радиация, космические и световые излучения,
значительная ветровая нагрузка. Все эти факторы значительно
сокращают сроки службы каменных строительных материалов,
ухудшают их эстетический вид, декоративные свойства.
Особенно интенсивно подвергаются коррозионному
разрушению пористые каменные материалы,
применяемые для наружных работ: пиленые
известняки, ракушечник, песчаники, туф и пр.
Естественный камень испытывает коррозионное
воздействие агрессивных газов в незначительной
степени (за исключением кладки из песчаника на
известковом вяжущем).

4. Причины и факторы коррозии каменных строительных материалов и изделий

Все причины коррозии строительных камней можно разделить
на две большие группы:
I. Внешние причины и факторы коррозии.
II. Внутренние причины коррозии и разрушения.
I. К внешним причинам относятся:
1. Изменения температуры (сезонные и дневные колебания).
2. Процессы увлажнения и высыхания, осадки.
3. Механические воздействия (выветривание, удары волн в
гидротехнических сооружениях, истирание, динамические
нагрузки).
4. Химическое воздействие внешней среды (газовый состав
воздушной среды, водные растворы электролитов, влага,
органические соединения).

5. К внешним причинам также относятся:

Воздействие газов и жидкостей: газовая и жидкостная коррозия
в каменных строительных материалах протекает под
воздействием жидких и газообразных агрессивных сред,
содержащих следующие основные катионы и анионы:
при газовой коррозии: CO2, h3S, Nh5+ и др. ;
при жидкостной коррозии: Mg2+; Na+; Al3+; H+; Cu2+;
Fe2+; Fe3+; OH–; SO42–; CO32–; HCO3–.
5. Воздействие биофактора: биологическая коррозия (коррозия
под воздействием бактерий, микроорганизмов, плесневых
грибов и других биологических разрушителей).

6. II. Внутренние причины коррозии обусловлены химическим строением материала, его природой и составом.

К ним относятся:
1. Водопроницаемость материалов строительных изделий и
конструкций.
2. Взаимодействие щелочей цемента с кремнеземом
заполнителя в бетонах и цементных камнях.
3. Внутренние напряжения (структурная коррозия).
4. Изменения объема из-за различия температурного
расширения цемента и наполнителя.
5. Коррозия за счет наличия в составе бетонов ПАВ,
пластифицирующих добавок и пр.

7. Факторы, влияющие на коррозионные процессы

Факторы, влияющие на коррозионные процессы, можно
разделить на две группы: физические и химические.
I. Физические факторы:
1. Температурные колебания среды.
2. Влажностные колебания среды.
3. Кристаллизация солей в порах и капиллярах.
4. Подсос агрессивной среды внутрь бетона за счет
осмотического давления.
II. К химическим факторам коррозии каменных и бетонных
материалов относятся:
1. Химическое воздействие агрессивных сред: водной,
газообразной, органических веществ.
2. Химическая природа составляющих бетонов.

8. Классификация коррозионных процессов каменных материалов

По механизму протекания различают физическую, химическую и
биологическую коррозию. Вид коррозийных процессов зависит от
местоположения конструкции и характера среды. Так, подземные
конструкции могут подвергаться всем видам коррозии, надземные
– преимущественно физической, реже – химической.
Наибольшее влияние на износ конструкций оказывает водная
среда. Поскольку большинство конструкций зданий (фундаменты,
стены, перегородки, перекрытия и элементы крыш) выполнены из
искусственных материалов с пористо-капиллярной структурой,
при контакте с водой они интенсивно увлажняются.
Аэротенки, преаэраторы,
илосгустители,
распределительные каналы
подвержены разрушению под
воздействием потоков воды,
насыщенной агрессивными
компонентами.

9. Влияние влаги на коррозионные процессы

В зависимости от вида связи с материалом различают химически
связанную, адсорбционно-связанную, капиллярную и свободную
влагу. Последняя заполняет крупные пустоты и поры материала и
удерживается в них гидростатическими силами. Такая влага легко
удаляется из материала конструкции при высушивании.
В крупных порах и пустотах вода замерзает при температуре ниже
0°C, так как в ней растворены вещества, понижающие температуру
замерзания. Влияние влаги на процесс разрушения конструкций
неодинаковое. В одних случаях она как поверхностно-активное
вещество ускоряет разрушение, в других, являясь хорошим
растворителем, действует в качестве химически активной
агрессивной среды. Наличие на поверхности и в теле материалов
пор, пустот, капилляров и микротрещин способствует увеличению
площади их удельной поверхности, что повышает возможность
контакта конструкции со всеми видами влаги. Смачивание
материала сопровождается физическими процессами,
вызывающими напряжение.

10. Воздействие влаги на коррозионный процесс

Капиллярный подсос растворов солей и минеральных грунтовых
вод является одной из первостепенных причин накопления солей
в порах материалов, что приводит при определенных условиях к
образованию трещин и отслоений. Молекулы воды обладают
дипольными моментами, поэтому они ориентируются в зоне
действия силовых полей, образование которых связано с
развитием микротрещин или дефектов кристаллических структур.
Дипольная ориентация воды в адсорбционном слое повышает ее
плотность и вязкость. В результате она приобретает упругость,
близкую к упругости материала конструкции. По мере сужения
микротрещин упругость воды повышается, в результате чего
усиливается ее расклинивающее действие. Возрастание
внутренних напряжений, вызванных расклинивающим действием
влаги, приводит к значительному снижению прочности
смоченного материала. Эти напряжения способствуют снижению
давления жидкости в капиллярах и возникновению напряжений
сжатия и изгиба в материале стенок капилляра. В условиях
эксплуатации взаимодействие сил имеет более сложный характер,
так как капилляры связаны между собой.

11. Коррозия конструкций очистных сооружений

12. Совместное влияние температуры и влаги

Сильному разрушению материалов способствует одновременное
воздействие отрицательных температур и влаги. Замерзающая в
порах и капиллярах вода увеличивается в объеме, вызывая
значительные напряжения в материале конструкции. При
естественном увлажнении в условиях эксплуатации вода в крупных
порах и капиллярах поднимается на меньшую высоту, чем в
мелких. Кроме того, из крупных пор она отсасывается в смежные
мелкие, так как сила капиллярного отсоса в них большая. При
замерзании воды свободные крупные поры служат резервным
объемом для компенсации ее расширения в мелких порах и
капиллярах. В связи с этим крупнопористые материалы более
морозостойки. При замораживании материала, поры которого
полностью заполнены водой, могут возникнуть значительные
напряжения, во много раз превосходящие прочность наиболее
стойких материалов.

13. Влияние попеременного увлажнения и высыхания

На долговечность конструкций, кроме упомянутых факторов,
влияет также попеременное увлажнение и высыхание материала
даже при отсутствии отрицательных температур. При высыхании
влага из конструкции испаряется, сначала из крупных, а затем из
более мелких пор капилляров. В абсолютно сухом воздухе
свободная капиллярная и адсорбционно-связанная вода в течение
некоторого времени может полностью испариться из тела
конструкции. При этом на конструкцию перестают действовать
расклинивающие силы и, как следствие, в материале возникают
значительные напряжения усадки.
С увеличением относительной влажности окружающей воздушной
среды материал вновь увлажняется, трещины раскрываются.
Скорость разрушения каменных конструкций под действием
напряжений, усадки и набухания зависит от интенсивности
увлажнения и высыхания.

14. Коррозия искусственных каменных материалов

Одной из причин разрушения увлажненного каменного материала
является осмотическое давление в порах конструкций. В различных
порах и капиллярах вода образует слабые растворы неодинаковой
концентрации. В материалах каменных конструкций всегда имеются
расположенные рядом поры с растворами разной концентрации,
разделенные стенками, проницаемыми для воды и непроницаемыми
для растворенного в ней вещества. Растворы в порах стремятся
выровнять концентрацию, для чего влага проходит через материал,
разделяющий поры, из раствора меньшей концентрации в раствор
большей концентрации. При этом, если раствор, имеющий большую
концентрацию, находится в замкнутом объеме, в нем может
возникнуть большое осмотическое давление.
В воде, присутствующей в порах и капиллярах каменных
конструкций, находятся в растворенном состоянии различные
вещества, составляющие материал конструкции. Наличие в ней
гидроксидов кальция, натрия, калия и других металлов
обусловливает ее высокую щелочность (рН =12–13).

15. Усиленный конденсат влаги образуется весной или осенью, когда температура наружного воздуха имеет знакопеременные значения.

Интенсивность коррозии каменных
конструкций зависит от структуры
материала, степени и вида его увлажнения,
а также от химического состава водной
среды. Так, дождевая вода смывает со стен
адсорбированные частицы и различные
агрессивные вещества; влага – конденсат –
вступает с такими веществами во
взаимодействие, образуя растворы кислот и
щелочей, которые способствуют
разрушению материала каменных
конструкций по типу химической коррозии.
Разница между температурой воздуха и
температурой ограждающих конструкций
называется температурным гистерезисом.
Контакт воздушной среды с участками
конструкций, имеющими более низкую
температуру по сравнению с температурой
наружного воздуха, приводит к выпадению
конденсата на этих участках, особенно в
углах зданий.

16. Большие напряжения возникают в мелкопористых материалах, контактирующих с крупнопористыми, при замерзании в них влаги.

При эксплуатации зданий следует обращать внимание на состояние
тех конструктивных элементов, которые выполнены из каменных,
бетонных или железобетонных материалов, имеющих разную
плотность. Так, в конструкциях из песчаника и известняка в месте их
контакта наблюдается ускоренное разрушение песчаника.
Объясняется это тем, что известняк как материал с более крупными
порами быстрее впитывает и отдает влагу плотному песчанику,
имеющему мелкие поры. При этом количества влаги на границе
контакта этих двух материалов достаточно для того, чтобы все поры
песчаника были полностью заполнены водой. Влага, поступающая из
пор известняка, содержит растворенные соли, которые при ее
испарении кристаллизуются и создают большие поровые
напряжения. Значительно большие напряжения возникают в
мелкопористых материалах, контактирующих с крупнопористыми,
при замерзании в них влаги.

17. Причиной разрушения каменных конструкций является также устройство на наружных стенах фасадов плотных штукатурок.

Кирпичные стены содержат 0,05-0,53 % влаги (по
массе). Ее перемещение в стенах происходит тем
интенсивнее, чем больше перепад температур, при
этом влага движется в сторону низких температур.
Наличие плотной штукатурки со стороны фасада
приводит к скоплению влаги между штукатурным
слоем и наружной гранью кирпичной кладки. При
отрицательных температурах она замерзает,
возникают напряжения, разрушающие штукатурку
и поверхностный слой каменной кладки. Кроме
того, плотная цементная штукатурка создает
значительные напряжения из-за разности
линейных температурных расширений: линейные
расширения кирпичной кладки примерно в два
раза меньше линейных расширений цементного
раствора; для кладки из шлакобетонных камней
эта разница еще больше. При этом надо иметь в
виду, что температура штукатурного слоя фасада
всегда выше температуры слоя кладки,
находящейся под штукатуркой.

18. Классификация коррозионных процессов цементных растворов и бетонов

Нет возможности перечислить все коррозионные процессы, которые могут
протекать при взаимодействии внешней среды с бетоном и железобетоном. Для
оценки характера коррозионного процесса и степени агрессивного действия
различных веществ, содержащихся во внешней среде, на бетоны существует
классификация таких воздействий по общим признакам.
Анализ большого экспериментального материала и результатов исследований
сооружений, подвергавшихся воздействию различных агрессивных сред,
позволил В.М. Москвину выделить три основных вида коррозии бетона.
Первый вид коррозии включает процессы, возникающие в бетоне при
действии жидких сред, способных растворять компоненты цементного камня.
Составные части цементного камня растворяются и выносятся из структуры
бетона. Особенно интенсивно эти процессы происходят при фильтрации воды
через толщу бетона.
Второй вид коррозии включает процессы, при которых происходят химические
взаимодействия, – обменные реакции между компонентами цементного камня и
агрессивной среды, образующиеся продукты реакции или легко растворимы и
выносятся из структуры в результате диффузии влаги, или отлагаются в виде
аморфной массы.
Третий вид коррозии включает процессы, при развитии которых происходит
накопление и кристаллизация малорастворимых продуктов реакции с
увеличением объема твердой фазы в порах бетона. Кристаллизация этих
продуктов создает внутренние напряжения, которые приводят к повреждению
структуры бетона.

19. Кроме перечисленных видов коррозии, возникающих преимущественно при действии на бетон жидких агрессивных сред, отдельно выделяются элект

Кроме перечисленных видов коррозии, возникающих
преимущественно при действии на бетон жидких агрессивных
сред, отдельно выделяются электро- и биокоррозия.
Электрокоррозия включает процессы растворения металлического анода,
образование гидратных соединений железа, объем которых в несколько раз
превышает объем исходного металла, и развитие в результате этого
значительных давлений, вызывающих деструкцию бетона. Электрокоррозия
железобетона вызывает разрушение подземных и надземных конструкций и
сооружений коммунального хозяйства, железнодорожного транспорта,
объектов энергетики, промышленных предприятий, потребляющих
постоянный электрический ток. Результат воздействия блуждающих токов
на железобетон – коррозия металлической арматуры и бетона,
вызывающая образование трещин и в дальнейшем разрушение всей
конструкции.
Биологической коррозии могут подвергаться бетоны и строительные
растворы зданий и сооружений мясной, сахарной, молочной, кондитерской
и других отраслей промышленности. Бактерии, грибы и некоторые
водоросли способны развиваться на конструкциях из бетона и проникать в
капиллярно-пористую структуру материала. Продукты их метаболизма
(органические кислоты и щелочи) разрушают, особенно в условиях высокой
влажности, компоненты
цементного камня.
Грибок на бетонной стене.

20. Коррозия первого вида

К первому виду могут быть отнесены все процессы коррозии,
которые возникают в бетоне при действии жидких сред (водных
растворов), способных растворять компоненты цементного
камня. Составные части цементного камня растворяются и
выносятся из структуры бетона. Если в воде содержатся соли,
не реагирующие непосредственно с составными частями
цементного камня, они могут повысить растворимость
гидратированных минералов цементного камня вследствие
повышения концентрации ионов.
Растворимость продуктов гидратации цемента в воде
обусловливает возможность коррозии цементного камня в
бетонах и растворах за счет растворения и выноса соединений,
определяющих прочность кристаллизационных контактов в
цементном камне. Так как наиболее растворимым компонентом
цементного камня на основе портландцемента является
гидроксид кальция, то коррозионный процесс определяется
обычно как процесс растворения извести. Растворимость
гидросиликатов, гидроалюминатов и других соединений кальция
значительно меньше. Поэтому при действии воды на цементный
камень вначале растворяется и уносится водой гидроксид
кальция, что сопровождается разрушением его структуры и
уменьшением плотности и прочности.

21. Коррозия первого вида или коррозия выщелачивания

Примером этого вида является коррозия выщелачивания.
Фильтрующиеся через конструкцию воды могут растворять
находящийся в ее материале гидроксид кальция, снижая прочность
материала.
Некоторые водные растворы солей и вода с малой жесткостью
способны растворять цементный камень, не вступая с ним в химическое
взаимодействие. Образующиеся растворенные компоненты цементного
камня (например, Са(ОН)2) выносятся во внешнюю среду, делая его
пористым и менее прочным.
Процесс гидролиза (взаимодействия с водой) в упрощенном виде:
2(3СаО∙Al2О3) + 6h3O →3СаО∙2 Al2О3∙ 3h3O + 3Са(ОН)2

22. Коррозия первого вида

Способность бетона сопротивляться коррозии этого вида
определяется гидролитической устойчивостью минералов
цементного камня. Интенсивность процесса коррозии прямо
пропорционально зависит от проницаемости (плотности) бетона
и от минералогического состава цементного камня: количества
свободного гидроксида кальция и содержания минералов,
выделяющихся при гидролизе ионов кальция.
Признаки коррозии первого вида можно часто наблюдать в
бетоне различных сооружений. Особенно заметной она
становится на участках высыхания воды, соприкасающейся с
цементным камнем. В этом случае растворенные в воде
соединения, и в первую очередь гидроксид кальция,
карбонизируясь и выпадая в осадок в виде карбоната кальция,
образуют на поверхности белый налет.
Коррозия первого вида довольно широко распространена в
гидротехнических и подземных сооружениях, конструкциях градирен и
других бетонных элементах, подвергающихся непрерывному или
попеременному воздействию пресных вод. На стойкость и
последовательность разрушения цементного камня в условиях развития
процессов коррозии первого вида оказывает влияние не только общее
количество оксида или гидроксида кальция в цементном камне, но и
минералогический состав цементного клинкера, вещественный состав
цемента, а также его микроструктура.
В цементах с ограниченным содержанием в клинкере алита (C3S) стойкость
цементного камня к коррозии первого вида повышается, особенно
значительно у цементного камня из белитовых клинкеров. Кроме того,
стойкость бетона против коррозии первого вида повышается при
использовании пуццолановых и других смешанных цементов, содержащих
добавки, способные связывать гидроксид кальция.
Повышение стойкости бетона к процессам коррозии первого вида имеет
большое значение еще и потому, что оказывает заметное влияние на
развитие процессов коррозии других видов. В частности, снижение
стойкости бетона к выщелачиванию оказывает позитивное влияние на
способность бетона сопротивляться деструктивным процессам, связанным с
протеканием обменных реакций, т. е. процессам коррозии второго вида.

24. Коррозия второго вида

Процессы коррозионного разрушения второго вида связаны с
химическим взаимодействием цементного камня и агрессивных
компонентов.
В результате происходит образование легко растворимых
продуктов, выносимых из бетона во внешнюю среду, или
аморфных веществ, не обладающих вяжущими свойствами и не
способных препятствовать дальнейшему развитию коррозии.
Ко второму виду коррозии относят процессы, при которых
происходят химические взаимодействия – обменные реакции
между компонентами цементного камня и раствора, в том числе
обмен катионами. Образующиеся продукты реакции либо
легкорастворимы и выносятся из структуры в результате
диффузии или фильтрационным потоком, либо отлагаются в
виде аморфной массы, не обладающей вяжущими свойствами.

25. Особенности химического взаимодействия

Химические свойства материалов характеризуются способностью к
химическим превращениям под влиянием вещества, с которым
данный материал находится в контакте. Стойкость неорганических
материалов в кислых и щелочных средах характеризуется модулем
основности, который определяется из выражения:
Мσ = [СаО + MgO + Na2O (К2О)]/(SiO2 + Al2О3), где СаО, MgO, Na2O,
К2О, SiO2, Аl2О3 – содержание оксидов металлов в составе данного
материала, %.
Если преобладает диоксид кремния (кремнезем), то материал стоек
по отношению к кислотам, но взаимодействует с основными
оксидами; если преобладают основные оксиды, то конструкция из
данного вида материала не стойка к действию кислых агрессивных
сред, но в щелочных средах не разрушается.

26. Химические свойства каменных материалов

Минеральные материалы можно условно разделить на три группы в
зависимости от поведения в агрессивных средах.
К первой группе относятся бетон и железобетон на портландцементе и его
производных, растворы для кладки и штукатурки, асбестоцементные
изделия, силикатный кирпич, блоки, а также природный известняк и
доломит. Эти материалы содержат гидраты или карбонаты кальция и
магния, имеют модуль основности больше единицы, обладают высокой
щелоче- и низкой кислотостойкостью.
Ко второй группе относятся бетоны на жидком стекле с кремнефтористым
натрием, а также кислые природные каменные материалы, состоящие
npеимущественно из кремнезема, различных солей кремниевых и
поликремниевых кислот, алюмосиликатов и др. Модуль основности этих
материалов меньше единицы, и они имеют высокую кислото- и низкую
щелочестойкость. Плотные и прочные кислые изверженные породы (кварц,
гранит, диабаз, бaзaльт и др. ) обладают высокой стойкостью не только к
кислотам, но и к щелочным агрессивным средам (за счет высокой плотности
материала) при нормальной температуре.
К третьей группе относятся изделия из обожженной глины (кирпич,
керамические плитки, трубы и т. п.), которые имеют очень высокую
кислотостойкость.

27. Коррозия второго вида

Такой вид коррозии включает процессы, возникающие при
действии на бетон растворов кислот и некоторых солей.
Коррозия второго вида связана с развитием обменных реакций
между кислотами или солями окружающей среды, с одной
стороны, и составными частями цементного камня – с другой. Чем
интенсивнее протекает реакция взаимодействия и чем выше
растворимость новообразований, тем скорее и полнее
разрушается цементный камень.
Последовательность разрушения бетона при коррозии первого
вида, заключавшаяся в постепенном растворении продуктов
гидролиза цемента, иная при коррозии второго вида. Разрушение
цементного камня идет в поверхностных слоях бетона,
соприкасающихся с агрессивной средой, и процесс разрушения
этих слоев может достичь полного развития при сохранении в
прилегающих слоях бетона почти без изменения всех элементов
цементного камня.

28. Углекислотная коррозия

Одной из наиболее часто встречающихся в природных условиях коррозии
бетона второго вида является коррозия при действии углекислых вод.
Углекислота в большем или меньшем количестве присутствует почти во
всех природных водах. Лишь при рН > 8,5 ее количество в воде становится
незначительным и практически неощутимым. Источником появления СО2 в
природных водах являются в основном биохимические процессы,
протекающие как в самой воде, так и в почвах, с которыми вода
контактирует. В частности, с выделением СО2 связаны микробиологические
процессы при гниении растительных остатков, протекающие на разной
глубине. Выделяется СО2 и в результате процессов взаимодействия
осадочных карбонатных пород с грунтовыми водами.

29. Углекислотная коррозия

В воде, не содержащей солей, при температуре 15°С растворяется 0,59 мг/л
углекислоты, что придает ей слабокислые свойства (рН = 5,7). В большинстве
случаев содержание оксида углерода (IV) в природных водах значительно
выше, и поэтому процесс его поглощения из атмосферы обычно не играет
существенной роли. Лишь в поверхностных слоях больших водоемов, например
в поверхностных слоях морской воды, количество СО2 в летние дни бывает
настолько низким (вследствие фотосинтеза и поглощения СО2 растениями, и в
частности планктоном), что поглощение углекислоты из атмосферы может
иметь практическое значение. В застойных местах на побережье моря, где
преобладают растительные обрастания, зафиксировано увеличение рН до 8,6,
что соответствует незначительному содержанию СО2.
При действии воды на цементный камень вначале происходит реакция между
Са(ОН)2 цемента и углекислотой с образованием малорастворимого карбоната
кальция по схеме:
Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3 + Н2О
Дальнейшее воздействие углекислоты на цемент приводит к образованию
растворимого гидрокарбоната:
СаСО3 + СО2 + Н2О = Са(НСО3)2
∙ Кислотная коррозия связана с взаимодействием
гидроксида кальция с кислотами (реакция нейтрализации).
Са(ОН)2 +2 Ch4COOH→ Ca(CН3СОО)2 + 2h3О
Ca(OH) 2 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + 2h3O
h3SiF6 + ЗСа (ОН)2 = Si02 + 3CaF2 + 4h3O.
Действие органических веществ
Органические вещества природных вод в основном
представлены гуминовыми, гумусовыми кислотами и их
солями.
Действие солей. Для данного вида коррозии наиболее
характерны обменные реакции. Скорость коррозии
зависит, как от состава этих солей, так и от продуктов их
взаимодействия.
Nh5NO3 + h3O → Nh5OH + НNO3
Nh5++ h3O → Nh5 OH + Н+
рН
Са(ОН)2 + 2Nh5NO3 + 2h3O → Ca(NO3)2 ∙4h3O + 2 Nh4↑
Магнезиальная коррозия
К коррозии второго вида относится также магнезиальная коррозия. Соли
магния, в основном сульфат и хлорид магния, часто присутствуют в грунтовых
водах. Довольно большое количество магнезиальных солей (MgSO4 и MgCl2)
содержится в морской воде. Взаимодействие солей магния с компонентами
цементного камня характерисзуется тем, что в результате образуется
практически нерастворимый гидроксид магния:
MgSO4 + Са(ОН)2 +2 h3O → Mg (ОН)2 ↓+ CaSO4∙2h3O
Са(ОН)2 + MgCl2→ CaCl2 + Mg (ОН)2 ↓

32.

Магнезиальная коррозия Обменные реакции, протекающие между гидроксидом кальция, с
одной стороны, и сульфатом или хлоридом магния, с другой,
могут быть записаны в общем виде следующим образом:
Ca(OH)2 + MgSO4 (MgCl2) = CaSO4 (CaCl2) + Mg(OH)2
Гидроксид магния очень мало растворим в воде, поэтому такая
реакция идет до полного израсходования Са(ОН)2 и перехода его
в ту или иную растворимую соль, вымываемую из бетона.
Гидроксид магния образуется в виде бессвязной массы, не
обладающей вяжущими свойствами. Под воздействием солей
магния возможно также разложение гидросиликатов (СаО-SiO2Н2О) и гидроалюминатов кальция (СаО-AI2O3-Н2О). . Все эти
процессы сопровождаются разрушением бетона.

33. Кислотная коррозия

Из числа неорганических кислот, кроме углекислоты, с действием
которых на бетон приходится чаще встречаться, в первую очередь
следует отметить соляную, серную и азотную, а из органических –
уксусную, молочную и ряд других.
При действии кислот цементный камень полностью разрушается,
причем продукты разрушения частично растворяются, а частично
остаются на месте реакции. Последовательность процесса может
быть схематично выражена следующими реакциями:
Ca(OH)2 + h3SO4 (2HC1, 2HNO3) = CaSO4 (СаС12, Ca(NO3)2) + 2h3O
nCaO∙mSiO2 + ph3SO4 + h3O = nCaSO4 + mSi(OH)4 + h3О
Кислотная коррозия в зависимости от силы той или иной кислоты,
определяемая показателями ионов водорода (рН), может протекать
очень интенсивно. Под действием кислоты на цементный камень
образуется кальциевая соль и аморфная бессвязная масса.
Образовавшиеся продукты, растворимые в воде, выносятся
кислотой из бетона, нерастворимые же в виде рыхлых масс
остаются. Все это сопровождается снижением прочности бетона, а в
последующем и его полным разрушением.
Щелочная коррозия
Коррозия второго вида характерна при некоторых условиях для
действия щелочей. На практике коррозия этого вида наблюдается
в цехах по производству каустической и кальцинированной соды –
важнейших продуктов химической промышленности, агрессивные
среды которых содержат NaOH и Na2CO3. Рассмотрим
особенности коррозионных процессов, происходящих при
действии щелочей на бетон.
При действии растворов щелочей на бетон деструктивные
процессы в нем часто развиваются в результате интенсивной
карбонизации щелочи в порах бетона за счет углекислоты
окружающего воздуха. Щелочи также агрессивно действуют на
алюминатную составляющую портландцемента, обусловливая
образование растворимых алюминатов натрия и калия. Растворы
щелочей по этой причине весьма агрессивны по отношению к
бетону на глиноземистом цементе.

35. Щелочная коррозия бетона

При отсутствии открытой поверхности бетона
действие щелочей вызывает в цементном камне в
основном коррозию второго вида. Наличие открытой
поверхности меняет вид коррозии и соответственно
меняется картина разрушения бетона. На пористой
открытой поверхности, к которой в результате
капиллярного подсоса поступает раствор NaOH или
КОН, идут два процесса: с одной стороны,
карбонизация щелочи с образованием Na2CO3 или
соответственно К2СО3, с другой стороны, испарение
воды. В результате в порах у поверхности
накапливаются кристаллы Na2CO3∙10h3O или
К2СО3∙1,5Н2О.

36. Действие газообразных веществ

Действие газообразных веществ на процессы коррозии бетона
зависят от природы и химической активности этих веществ,
например:
Са(ОН)2+СО2 →СаСО3 ↓+ Н2О.
SO2 + h3O → h3SO3.
SO3 + h3O → h3SO4.
h3SO3 + Са(ОН)2→СаSO3 + 2Н20.
h3SO4 + Са(ОН)2→СаSO4 + 2Н20.

37. Сульфатная коррозия бетона

Сульфаты встречаются в большинстве природных вод. В пресных
озерах и реках содержание сульфат-ионов SO42– в среднем составляет
до 60 мг/л.
В минерализованных грунтовых водах оно значительно выше. В
морской воде при солености 33–35 г/л количество SO42– составляет
2500–2700 мг/л.
Сульфаты, находящиеся в воде, соприкасающейся с цементным
камнем, способны, с одной стороны, в значительной степени повысить
растворимость составных частей цементного камня и этим ускорить
развитие коррозии первого вида, с другой стороны – вызвать развитие
обменных реакций с замещением катиона в сульфате на ион кальция
из цементного камня, т. е. инициировать коррозию второго вида.
Действие сульфатов может также являться причиной развития
процессов коррозии третьего вида.

38. Коррозия третьего вида

Этот вид коррозии связан с накоплением и действием
новообразований в порах и капиллярах бетона. При заполнении
таких пространств в толще бетона может возникать внутреннее
напряжение, которое приводит к разрушению.
Примером служит явление, которое
называют коррозией цементного
камня вследствие образования
вторичного эттрингита, иногда до
его полного разрушения.

39. Коррозия третьего вида

Третий вид коррозии включает процессы, при
развитии которых в порах бетона происходит
накопление и кристаллизация малорастворимых
продуктов реакции с увеличением объема твердой
фазы веществ, способных при фазовых переходах,
полимеризации и тому подобных процессах
увеличивать объем твердой фазы. К этому виду
относится коррозия при воздействии сульфатов.
Кристаллизация солей и другие вторичные процессы,
развивающиеся в бетоне, создают внутренние
напряжения, которые могут привести к повреждению
структуры бетона. Соли либо образуются вследствие
химических реакций взаимодействия агрессивной
среды с составными частями цементного камня, либо
приносятся извне и выделяются из раствора за счет
постепенного испарения из него воды.

40. Таким образом, коррозия бетона подразделяется на три основных вида

Каждому из трех видов коррозии соответствует
определенная форма разрушения бетона и
определенные мероприятия по его защите.
Кроме этих видов существуют еще осмотическая и
газовая коррозии бетона. Под действием сил осмоса
вода проникает в бетон, вызывая осмотическую
коррозию цементного камня. В порах последнего
создается осмотическое давление, вызывающее в
стенках пор напряжения.

41. Коррозия железобетонных конструкций

Стремясь снизить затраты на строительство и ускорить
затвердевание бетона, производители нередко добавляют в
материал различные модификаторы и пластификаторы.
Воздействие подобных добавок может существенно улучшить
эксплуатационные качества цементного камня, но при этом никто
не даст гарантии, что модификаторы и пластификаторы не станут
причиной возникновения коррозии армирующих элементов.
За примером далеко ходить не надо. В середине 1990-х годов по
северным городам Российской Федерации прокатилась волна
обвалов различных построек из армированного бетона. Причём
обвалились тогда не только производственные и общественные
постройки, но и жилые здания, которые были построены буквально
за несколько лет до самой катастрофы.
Оказалось, что производители армированного бетона для быстрого
затвердевания материала добавляли в него разнообразные
хлористые добавки. В итоге бетон быстро твердел и набирал
прочность, а его армирующие элементы разъедались токсичным
для металла хлором. Со временем строительная конструкция
утрачивала свою надёжность и попросту разваливалась.

42.

Коррозия железобетонных конструкций В последние годы железобетонные конструкции широко применяют в
строительной промышленности в промышленных городах, где
возможно выделение самых разнообразных агрессивных газов. Многие
газообразные вещества проникают через бетон почти без
препятственно. При этом возможна интенсивная коррозия арматуры
под плотным бетоном. Особенно интенсивно развивается коррозия в
тех случаях, когда в бетоне имеются трещины, раковины доходящие до
арматуры, крупные поры.
При нормальных условиях бетон имеет щелочную среду из-за
присутствии гидроксида кальция, практически не вызывающую сколь
значимых коррозионных процессов. Однако диффузия в бетоны газов и
солевых растворов из осадков и окружающего воздуха, выщелачивание
приводят к тому, что система становится коррозионноактивной.
Причем присутствие ионов хлора в бетоне может влиять на процесс
коррозии по двум направлениям — изменяя оксид железа, в результате
чего активизируется точечная (питтинговая) коррозия, особенно при
наличии блуждающих токов, а также ускоряя карбонизацию бетона,
что увеличивает кислотность среды и способствует повышению
скорости коррозии.

43. Строительная арматура производится из стали, а этот материал неустойчив к коррозии.

Если при армировании бетона использовалась арматура А3, уже
подвергнувшаяся разрушительному действию коррозии, он
окрашивается. В железобетонных изделиях, при образовании
внутри бетона кристаллов, происходит его разрушение,
появляются трещины, через которые может проникнуть влага. В
этом случае сталь, ранее находившаяся под защитой бетона,
попадет в агрессивную кислую среду. После окисления стали, на
ней образуется ржавчина, увеличивающая объем арматуры и
приводящая в конечном итоге к разлому бетона за счет
повысившегося давления.
Коррозию металла могут вызвать соли – усиливая разрушение
бетона, хлориды кальция, например, ускоряют коррозию
стальной арматуры в изделии или конструкции. Коррозия
снижает показатели прочности стали, ее надежности,
выявленные в ходе испытаний стали при производстве арматуры.
И так, продукты коррозии железа, образующиеся на
поверхности арматуры, имеют гораздо больший объем, чем сам
прореагировавший металл. Это увеличение объема около
арматурных стержней вызывает значительные по величине
растягивающие напряжения в самом бетоне. Образующиеся
микро и макротрещины облегчают доступ влаге к арматурным
стержням, что ускоряет процесс и увеличивает внутренние
напряжения по экспоненте. Когда внутренние растягивающие
напряжения превышают предел прочности бетона – происходит
разрушение. В случае предварительно напряженной арматуры
ее растрескивание может произойти значительно раньше, чем
на наружной поверхности панели или перекрытия появятся
сквозные трещины и сколы. И в этой ситуации целостность
плиты будет определяться только ее весом, нагрузкой и
пределом прочности бетона.
Очень быстро развивается коррозия в тех случаях, когда в бетоне
имеются трещины, раковины доходящие до арматуры, крупные поры.
Углекислый газ и другие агрессивные к стали газы, проникая через
неплотности бетона, депассивируют поверхность арматуры. При
раскрытии трещин нарушается сцепление между бетоном и арматурой
и поступление кислорода к поверхности арматуры через трещины
значительно увеличивается.
Коррозия арматуры представляет собой процесс постепенного
разрушения ее поверхности (ржавления) в результате химического и
электролитического действия окружающей среды, когда имеет место
переход ионов металла в указанную среду (анодная реакция), условия
обратного перехода отсутствуют.
Развитие процесса коррозии арматуры в бетоне сопровождается
образованием продуктов коррозии, занимающих в среднем в 2-2,5 раза
больший объем по сравнению с объемом прокорродированного
металла. Поэтому в процессе коррозии возникает значительное
радиальное давление на окружающий бетон, вызывающее образование
трещин вдоль арматурных стержней и откалывание защитного слоя.
При пористом бетоне и тонкой арматуре трещин может и не быть так
как продукты коррозии распределяются в крупных порах бетона и
развиваемого давления оказывается недостаточно для разрушения
защитного слоя.
В предварительно напряженных конструкциях могут возникнуть более
опасные случаи коррозии, так как арматура их подвергается действию
высоких напряжений. В первую очередь это относится к случаям, когда
напряжения в арматуре находятся на уровне предела текучести и
выше, что связано с разрушением естественных защитных окисных
пленок. Кроме того, в предварительно напряженных конструкциях
применяют, как правило, арматуру малых диаметров и поражение
коррозией арматурной проволоки или стержней на небольшую глубину
от поверхности вызывает значительное ослабление сечения. Правда,
это не значит, что коррозия относительно толстой предварительно
напряженной арматуры менее опасна, чем тонкой, так как достижение
высокой прочности такой арматуры сопровождается, как правило,
появлением склонности к носящему межкристаллический характер
коррозионному растрескиванию.

47. Коррозионная стойкость арматурных сталей

Существенное влияние на коррозионную стойкость арматурных
сталей оказывает их химический состав. В частности, на
коррозию углеродистых сталей содержание углерода в
щелочной среде (коррозия проходит с участием растворенного
кислорода) заметно не влияет. Наличие марганца также
практически не отражается на стойкости арматурных сталей.
Кремний в небольших количествах несколько повышает
стойкость стали в солевых растворах, а при увеличении его
содержания до 1% — ускоряет коррозию.
Хром повышает стойкость стали пропорционально его
содержанию. В целом, как показывают исследования,
низколегированные стали обладают большей коррозионной
стойкостью, чем углеродистые.
Повышение температуры и влажности окружающей среды во
всех случаях ускоряет процесс коррозии арматуры.

48. Коррозионные свойства арматурных сталей

Влияние коррозионных поражений поверхности металла на
механические свойства аналогично действию концентраторов
напряжений, которые локализуют пластические деформации в
небольшом объеме металла. У мягких сталей около этих очагов
поражений происходит перераспределение напряжений, поэтому их
чувствительность к коррозионным поражениям заметно меньше,
чем высокопрочных, обладающих малой пластичностью (длительно
сохраняющих концентрацию напряжений в пораженных местах) и
имеющих значительное число дефектов структуры.
Оцинкованная стальная арматура выдерживает воздействие
концентраций хлорид-ионов в несколько раз выше (от 4 до 5
раз), чем арматура из обычного черного проката. Причем защита
цинкового покрытия, по сути двухуровневая при горячем
оцинковании или термодиффузионном покрытии цинка.
Основной протекторный барьер составляют слои
интерметаллидов, а наружная защита обеспечивается
пассивированным слоем чистого цинка. Однако здесь нужно
понимать, что самопассивация цинка в бетонной среде занимает
определенное время и поэтому бетонные армированные
конструкции лучше выдерживать в помещениях складов с
нормальной или слабощелочной средой перед монтажом для
завершения пассивации.
Для предотвращения коррозии металла, изделия из
железобетона необходимо правильно
транспортировать, не допуская образования трещин
и глубоких сколов, применять существующие методы
установки арматуры в бетон, хранить в закрытых
помещениях или под навесом, не допуская контакта с
грунтом.
Спасибо
за внимание!

Антикоррозионная защита бетонных конструкций | «ТехАтомСтрой»

Бетон, железобетон – самый важный материал в строительстве. Долговечность – одно из основных требований, предъявляемых к бетонным конструкциям. Поэтому защита бетонных конструкций от воздействия внешних агрессивных факторов и предотвращение их преждевременного разрушения является крайне актуальной задачей. Особенно  важна защита от коррозии для объектов транспортного строительства (железобетонные опоры и пролетные строения мостов, путепроводов, эстакад), гидротехнических сооружений, а также объектов, эксплуатирующихся в промышленных зонах с высокой степенью загрязненности атмосферы. К наиболее распространенным повреждениям несущих железобетонных конструкций в процессе эксплуатации относятся разрушение защитного слоя бетона и коррозия арматуры. Это приводит к существенному сокращению срока службы железобетонных конструкций и преждевременному выходу их из строя. Основные факторы, ускоряющие коррозию бетона:

  • -атмосферно-климатические воздействия: осадки, перепады температур, солнечное излучение и др.;
  • -карбонизация – насыщение бетона углекислым газом;
  • -воздействие хлоридов и сульфатов, содержащихся в атмосфере, а также реагенты, используемые эксплуатационными службами (для транспортных объектов) для очистки дорожных покрытий в зимний период.

Разрушение бетона в агрессивных средах происходит главным образом по связующему — цементному камню, а заполнители обладают, как правило, большой плотностью и химической стойкостью. Являясь высоко щелочным материалом, бетон активно реагирует с газами и жидкостями, имеющими кислую природу. Площадь взаимодействия бетона с агрессивной средой значительно больше, чем у металлов и включает в себя кроме наружной поверхности еще капилляры и поры размером больше 10-5 см, трещины, пустоты, по которым осуществляется доступ агрессивных газов и жидкостей в тело конструкций. Если считать внутреннюю поверхность цементного камня по адсорбции паров воды, то она может достигать 50-60 м2 /см3.

В сфере применения бетона и железобетона большее внимание уделяется коррозии в присутствии кислот, щелочей или их растворов, однако не меньшую опасность представляют специальные «особо чистые», деминерализованные и мягкие воды, вызывающие коррозию бетона по типу 1, называемой выщелачиванием. При выщелачивании в первую очередь удаляется известь Ca(OH)2. Интенсивность процесса выщелачивания зависит от скорости прохождения воды через конструкцию и мягкости воды (чем меньше в воде CaO, тем она мягче и, в связи с этим, более опасна).

Для повышения стойкости бетонов при выщелачивании наибольшую роль играет плотность, а также составы цементов.

Коррозия бетона при действии кислот классифицируется как коррозия 2-го типа. Скорость разрушения бетона определяется количеством новообразований, их растворимостью в воде и скоростью удаления. Наиболее распространенными из жидких агрессивных сред являются промышленные и подземные воды, содержащие сульфаты. Сульфатная коррозия бетона классифицируется как 3—й тип.

Перечисленные типы коррозии редко протекают в чистом виде. Например, сульфаты натрия и калия способны при контакте с бетоном повысить растворимость составляющих цементного камня и ускорить выщелачивание (1 тип), могут вызвать обменные реакции (2 тип) и коррозию 3-го типа. Поэтому тип коррозии определяют по основному признаку.

Как отмечено выше, интенсивность коррозии бетона во многом зависит как от химического взаимодействия агрессивной среды с цементным камнем, так и от физического состояния бетонной конструкции, в первую очередь, плотности бетона, его газо и водонепроницаемости. Компания «ТехАтомСтрой» обладает огромным опытом в решении проблем антикоррозии бетонов и железобетонов. Проанализировав все условия эксплуатации конструкций, мы предложим вам самый оптимальный способ защиты бетона. Наши специалисты выполнят работу с высоким качеством и гарантиями не зависимо от сложности поставленной задачи.

Примеры применения

Исследование влияния различных агрессивных сред на отдельные характеристики бетонных композитов

  • О’Коннел, М., МакНалли, К., Ричардсон, М.Г.: Биохимическое воздействие на бетон в системах сточных вод: обзор современного состояния техники. Цем. Конкр. Композиты. 32 , 479–485 (2010)

    Статья Google ученый

  • Вурдоу Г., Нивьер В., Феррис Ф.Г., Федорак П.М., Вестлейк Д.В.С.: Распределение генов гидрогеназ у Desulfovibrio spp. и их использование для идентификации видов из среды нефтяных месторождений. заявл. Окружающая среда. микробиол. 56 (12), 3748–3754 (1990)

    Google ученый

  • Какоеи, С., Исмаил, М.К., Аривахджоеди, Б.: Механизмы коррозии под микробиологическим влиянием: обзор. Мир. заявл. науч. Ж. 17 (4), 524–531 (2012)

    Google ученый

  • Дубравка Б., Марияна С., Игорь К.: Обзор микробной коррозии бетона. Дж. Чин. Керам. соц. 38 (9), 1741–1745 (2010)

    Google ученый

  • Джордж, Р.П., Вишвакарма, В., Самал, С.С., Камачи Мудали, К.: Текущее понимание и будущие подходы к контролю коррозии бетона под влиянием микробов: обзор.Конкр. Рез. лат. 3 (3), 491–506 (2012)

    Google ученый

  • Зивица В., Байза А.: Кислотное воздействие материалов на основе цемента — обзор. Часть 1. Принцип кислотной атаки. Констр. Строить. Матер. 15 , 331–340 (2001)

    Статья Google ученый

  • Монтени, Дж., Де Бели, Н., Винке, Э., Верстраете, В., Таерве, Л.: Химические и микробиологические испытания для имитации сернокислотной коррозии полимер-модифицированного бетона. Цем. Конкр. Рез. 31 , 1359–1365 (2001)

    Статья Google ученый

  • Херрисон, Дж., ван Халлебуш, Э.Д., Молетта-Денат, М., Таке, П., Чауссадент, Т.: На пути к ускоренному тесту на биоразложение для понимания поведения портландцементных и алюминатно-кальциевых вяжущих материалов в канализационных сетях. Int Biodeterior Biodegrad (2012). doi:10.1016/j.ibiod.2012.03.007

  • Айлендер, Р.Л., Девинни, Дж.С., Мансфельд, Ф., Постин, А., Ши, Х. : Микробная экология коронной коррозии в канализационных коллекторах. Дж. Окружающая среда. англ. 117 , 751–770 (1991)

    Артикул Google ученый

  • Окабе С., Одагири, М., Ито, Т., Сато, Х.: Последовательность сероокисляющих бактерий в микробном сообществе на корродирующем бетоне в канализационной системе. заявл. Окружающая среда. микробиол. 73 , 971–980 (2007)

    Статья Google ученый

  • Беддо, Р.Э., Дорнер, Х.В.: Моделирование воздействия кислоты на бетон: Часть I. Основные механизмы. Цем. Конкр. Рез. 35 , 2333–2339 (2005)

    Статья Google ученый

  • Де Бели, Н.: Оценка методов тестирования разрушения бетона в агрессивных растворах, Семинар по характеристикам материалов на основе цемента в агрессивных водных средах — характеристика, моделирование, методы испытаний и технические аспекты, RILEM Publications SARL, стр. 79–90 (2008)

  • Каравайко Г.И., Росси Г., Агат А.Д., Грудев С.Н., Авакян З.А. (ред.): Биогеотехнология металлов. Руководство. ЦИП, Центр проектов ГКНТ, 350, Москва (1988)

  • Постгейт, Дж. Р.: Сульфаредуцирующие бактерии. Издательство 2-го Кембриджского университета, Нью-Йорк (1984)

    Google ученый

  • Гуадалупе, М.А., Гутьеррес-Падилья, Д., Билефельдт, А., Овчинников, С., Эрнандес, М., Сильверстайн, Дж.: Воздействие биогенной серной кислоты на различные типы промышленных бетонных канализационных труб. Цем. Конкр. Рез. 40 , 293–301 (2010)

    Статья Google ученый

  • Де Бели, Н., Монтени, Дж., Бельденс, А., Винке, Э., Ван Гемерт, Д., Верстраете, В.: Экспериментальные исследования и прогнозирование воздействия химической и биогенной серной кислоты на бетонные канализационные трубы промышленного производства различных типов. Цем. Конкр.Рез. 34 , 2223–2236 (2004)

    Статья Google ученый

  • Монтени, Дж., Винке, Э., Бельденс, А., Де Бели, Н., Таерве, Л., Ван Гемерт, Д., Верстраете, В.: Химические, микробиологические и методы испытаний на месте для биогенной сернокислотной коррозии бетона. Цем. Конкр. Рез. 30 , 623–634 (2000)

    Статья Google ученый

  • ЭкстрТ: Выщелачивание бетона, эксперименты и моделирование, (под ред.) KFS AB—Лундский технологический институт, отдел строительных материалов (2001)

  • Повышение коррозионной стойкости железобетонных труб с использованием геополимерных смесей при воздействии агрессивной среды | Journal of Engineering and Applied Science

    Водопроводные и канализационные трубы обычно подвергаются воздействию агрессивных сред. Поэтому возрастает потребность в новых строительных материалах, отличающихся повышенной стойкостью к воздействию агрессивных сред, а не в обычном портландцементе. Наиболее распространенными недостатками обычного портландцемента являются загрязнение окружающей среды от газовых выбросов в цементной промышленности, разрушение при воздействии агрессивных сред и высокая стоимость. Геополимерное вяжущее может использоваться в канализационных и водопроводных трубах более чем фазово, как в бетоне в качестве строительного материала или в растворе в качестве реабилитационного материала в канализационных и водопроводных трубах [1, 2]. Геополимеры, классифицируемые как неорганические алюмосиликатные полимеры, характеризуются высокими эксплуатационными характеристиками и низким удельным объемным весом.Геополимерные композиты в последнее время нашли широкое применение во многих областях строительства, помимо ремонта и усиления зданий, благодаря своей высокой прочности, экологичности и значительным преимуществам по стоимости [3,4,5].

    Железобетонные трубы широко используются в инфраструктуре, так как отличаются надежной долговременной работой. Труба может содержать до трех сварных арматурных каркасов, чтобы выдерживать ожидаемые нагрузки. Количество сварных арматурных каркасов зависит от множества параметров (напр.г., диаметр трубы, толщина стенки трубы, требуемая прочность и др.) [6]. Использование двойных спиральных хомутов в бетоне дренажных труб обеспечивает равномерную функцию связи и повышает сопротивляемость деформационной способности дренажной трубы [7]. В процессе нагружения в трубах образуются вертикальные и горизонтальные трещины на внутренних поверхностях (венчик и обратная сторона) и посередине высоты на наружных поверхностях (пружинные линии) соответственно. Расположение венцовой, изнаночной и пружинной линий показано на рис. 1. Для увеличения срока службы труб в агрессивной канализационной среде и ограничения требований к их обслуживанию необходимо увеличить толщину защитного слоя труб.Таким образом, использование одного слоя стальной арматуры в конструкции трубы лучше, чем использование двух слоев, чтобы обеспечить более бетонное покрытие для арматурной стали [8].

    Рис. 1

    Расположение коронной, обратной и пружинной линий [3]

    Механизм коррозии арматурной стали в бетоне определяется как электрохимический процесс. Поверхность корродирующих стальных конструкций представляет собой композит из анода и катода, электрически соединенных через стальной корпус. Факторами, влияющими на коррозию стали в бетонных конструкциях, являются размер заполнителя и его классификация, толщина бетонного покрытия поверх арматурной стали, примеси в воде для смешивания и отверждения, загрязняющие вещества в заполнителе, ионы хлорида, которые достигают уровня арматуры либо через компоненты бетона. или от внешней среды, карбонизации и поступления кислых газообразных загрязнителей в арматуру, температуры и относительной влажности, состава цемента, содержания кислорода и влаги на уровне арматуры [9, 10].Несколько исследований были посвящены процессу коррозии за счет ускоренной настройки коррозии в различных применениях железобетонных элементов [11,12,13,14,15,16,17]. Влияние нарушения связи более эффективно, чем уменьшение площади поперечного сечения стержней, на потерю способности растягивающей силы [13]. При испытании на выдергивание корродированных стержней зафиксировано увеличение несущей способности плит с небольшим количеством коррозии. Зафиксирована устойчивая несущая способность при уменьшении диаметра на 1 %, а затем началось снижение несущей способности при уменьшении диаметра на 2 %.

    Производство геополимерного бетона осуществляется путем взаимодействия щелочной жидкости с исходным материалом, богатым кремнеземом и глиноземом, таким как шлак, летучая зола, красный шлам и микрокремнезем. Например, геополимерное связующее используется на многих этапах; паста, раствор и бетон во многих исследованиях [18,19,20,21,22]. Важнейшей особенностью геополимерного бетона как нового материала является его высокая устойчивость к воздействию агрессивных сред. Геополимерный раствор был использован в качестве спрея, который образует кристаллический структурный раствор для повышения устойчивости к кислотам и прочности поверхности. Характеризуется быстрым отверждением, что позволяет быстро восстановить трубу. Помимо быстрого отверждения, он характеризуется устойчивостью к воздействиям окружающей среды, таким как жара и холод [18]. Применяя испытания на раскалывание, сдвиг, значительное растрескивание и разрушение конического типа на образцах геополимерного раствора, образцы геополимерного раствора можно классифицировать как хрупкий материал [19]. Если сравнивать геополимерный бетон с обычным цементным бетоном в случае сборных элементов, то геополимерный бетон более экологичен и экономичен, чем обычный цементный бетон [20].

    Кроме того, геополимерный бетон имеет лучшую удобоукладываемость, чем обычный цементный бетон той же марки [21]. Количество воды и вяжущего, необходимое для геополимерного бетона, меньше, чем для обычного цементного бетона того же уровня удобоукладываемости и такой же прочности на сжатие через 28 дней [21]. После воздействия сульфатов, таких как сульфат магния, P.H. значения раствора, содержащего образцы геополимера, несколько увеличиваются в течение первых 14  сут и в последующем не изменяются [22, 23, 24, 25].

    Целью настоящего исследования является проведение экспериментального исследования различных смесей геополимерного раствора и бетона для получения оптимальной бетонной смеси для труб. Исследовано влияние агрессивных сред (сульфата и хлорида магния) и ускоренных периодов коррозии на скорость коррозии и инфракрасный анализ (FTIR) железобетонных труб. Это исследование проливает свет на замену вяжущего OPC геополимерным вяжущим в различных случаях, таких как строительный раствор и бетон. Было зарегистрировано сравнение прочности на сжатие геополимера и раствора OPC и бетона.Коррозионное поведение арматурной стали, встроенной в трубы, оценивают с помощью теста Voltalab. Микроструктуру бетона наблюдали с помощью сканирующего инфракрасного анализа (FTIR). В документе также представлены детали экспериментальной программы, включающие подготовку образцов, заливку бетона и технику отверждения. Представлены детали методики установки ускоренной коррозии; затем представляются и обсуждаются результаты, полученные в результате выполненной экспериментальной программы. Новизна этого исследования заключается в том, что оно пролило свет на преимущества использования геополимерных смесей в железобетонных трубах, такие как высокие прочностные характеристики, коррозионная стойкость, низкая стоимость и экологичность по сравнению со смесью OPC в железобетонных трубах.Многие исследователи также исследовали поведение геополимерного материала в агрессивной среде. Однако нечасто можно представить действие геополимерных смесей в железобетонных трубах после длительного воздействия агрессивной среды путем нанесения на трубы ускоренной коррозионной установки в течение трех месяцев. Кроме того, это исследование включает в себя несколько аспектов, таких как геополимеры, инженерия, химия и материаловедение.

    %PDF-1.4 % 1 0 объект >поток 2022-03-13T20:29:42-07:002018-08-13T15:09:47-04:002022-03-13T20:29:42-07:00Acrobat PDFMaker 10.1 для Worduuid:b731270d-7814-4fd6-a6a0-b4891ae8ca5auuid:f38a28cf-30e9-425f-a42b-43ad13ddc88a

  • 3
  • заявка/pdf
  • iText 4. 2.0 от 1T3XTD: 20180530101757PPI конечный поток эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект >поток xXn#7)[email protected]{VԷŞh. /)#͌f

    Центр CE — Библиотека Центра CE

    Все курсыТемаСтатьиМультимедиаВебинарыNano CreditsСпонсорыПодкасты

    16 марта 2022 г., 14:00 по восточноевропейскому времени

    Панельная дискуссия об успешных проектах с использованием выносного строительства и панельных систем холодоснабжения…

    17 марта 2022 г., 14:00 по восточноевропейскому времени

    Снижение головной боли при обратном вызове на строительной площадке и дорогостоящих переделок

    22 марта 2022 г., 11:00 по восточноевропейскому времени

    23 марта 2022 г., 14:00 по восточноевропейскому времени

    24 марта 2022 г., 14:00 по восточноевропейскому времени

    29 марта 2022 г., 14:00 по восточноевропейскому времени

    30 марта 2022 г., 14:00 по восточноевропейскому времени

    12 апреля 2022 г., 14:00 по восточноевропейскому времени

    20 апреля 2022 г. , 14:00 по восточноевропейскому времени

    20 апреля 2022 г., 14:00 по восточноевропейскому времени

    27 апреля 2022 г., 14:00 по восточноевропейскому времени

    Как выявить потери и заткнуть дыры

    Определение типов систем, компонентов и элементов управления для обеспечения производительности конкретного проекта

    Встроенная оболочка является ключевым компонентом

    Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка браузера на прием файлов cookie

    Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

    Оценка риска коррозии конструкционного бетона с крупным дробленым заполнителем бетона | Труды Института инженеров-строителей

    1. Введение

    Раздел:

    ВыбратьНаверх страницыАннотация1.Введение <<2.Исходная информация3.Состав ОСО4.Методология5.Анализ результатов6.Обсуждение7.Выводы более устойчивый способ получения материалов (Defra, 2015; NFDC, личное общение, 2016; Wrap, 2015).

    В Великобритании большая часть бетона для сноса, известного как дробленый бетонный заполнитель (CCA) и ранее называвшегося переработанным бетонным заполнителем, используется в качестве общего заполнителя, подстилающего материала или в бетоне низкого качества (Barritt, 2015 ).Тем не менее, могут возникнуть определенные ситуации, когда CCA может быть подходящим материалом для замены конструкционного бетона, например, для конкретного проекта/требования клиента, для повышения показателей устойчивости проекта, когда на объекте и/или имеется надежный источник CCA хорошего качества. или при дефиците природных заполнителей (NA) (Filho et al ., 2013; Hassan et al ., 2016; Yehualaw and Woldesenbet, 2016). Проникновение ионов хлорида является наиболее распространенной причиной преждевременного износа железобетона (ЖБ) при нанесении противогололедных солей на конструкции автомобильных дорог во время обычных зимних эксплуатационных работ (NACE International, 2012). Существует ограниченное количество исследований влияния крупнозернистого CCA на долговечность железобетонных конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных хлоридных сред, особенно на риск возникновения коррозии в течение срока службы; следовательно, использование грубого CCA ограничено для структурных приложений (BSI, 2013; BSI, 2015a, 2015b). Кроме того, не очевидно, обеспечивают ли более высокие уровни замены NA конструкционные бетоны с необходимой долговечностью. Таким образом, необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить влияние крупнозернистого CCA на риск возникновения коррозии, прежде чем его можно будет использовать в качестве материала-заменителя в более дорогостоящих применениях.

    Таким образом, в этом исследовании изучалось влияние крупнозернистого CCA на риск возникновения коррозии, прогнозируемое время до начала коррозии и глубину проникновения ионов хлорида при воздействии агрессивных хлоридных сред, чтобы стимулировать надлежащее использование крупнозернистого CCA в конструкционном бетоне. .

    2. Исходная информация

    Раздел:

    ВыберитеВерх страницыАннотация1.Введение2.Исходная информация <<3. Состав ОАС4.Методология5.Анализ результатов6.Обсуждение7.Выводы

    2.1 Оценка коррозионного риска конструкционного бетона

    Хлорид-индуцированная коррозия представляет собой электрохимический процесс, происходящий при проникновении ионов хлорида в защитный слой бетона и взаимодействии с пассивной защитной пленкой на поверхности арматурной стали, что приводит к ее депассивации ( Glass и др. ., 2000; Kropp, 1995). «Критическая» или «пороговая» концентрация ионов хлорида часто обсуждается при попытке определить точку, в которой пассивный слой разрушается; однако есть некоторые споры относительно величины этой концентрации.Наиболее распространенное опубликованное значение содержания свободных хлорид-ионов составляет 0,6% по массе цемента, при этом 0,4% считается минимальным (Alonso and Sanchez, 2009; Angst et al. ., 2009; CS, 2004a). ; Кропп, 1995). Как только сталь подвергается воздействию ионов хлорида, коррозия может агрессивно распространяться по мере возникновения «точечной коррозии», вызывая дополнительную кислотность от продуктов коррозии (Bertolini et al ., 2004; Glass et al ., 2007). На месте ямок существуют локальные анодные области, а окружающая арматура становится катодной (рис. 1).Процесс еще более ускоряется по мере того, как ионы хлорида мигрируют к положительно заряженной анодной области (Bertolini et al ., 2004; Claisse, 2014).

    Неразрушающие испытания, такие как исследование потенциала полуэлемента и испытание поверхностного удельного сопротивления, являются хорошо зарекомендовавшими себя методами оценки риска коррозии конструкционного бетона (Assouli et al ., 2008). Эти методы можно использовать в сочетании для общей оценки риска возникновения коррозии (CS, 2004a).

    Потенциалы полуэлементов интерпретируются в соответствии с рекомендациями Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) в таблице 1 для насыщенной меди/сульфата меди (Cu/CuSO 4 ) и серебра/хлорида серебра (Ag/AgCl/0·5). M KCl (хлорид калия)) электроды сравнения (ASTM, 2009).

    9

    Интерпретация исследований потенциала полуэлемента (ASTM, 2009)

    Интерпретация
    > -200 > -200 > -134 больше 90% вероятность того, что без коррозионной активности происходит
    <-200 и> -350 <-134 и> −284 Неопределенная коррозионная активность
    <−350 <−284 Вероятность появления коррозионной активности более 90%

    Поверхностное сопротивление мера потока ионов между анодной и катодной областями (Broomfield and Millard, 2002; Goodier et al . , 2015). Результаты обычно интерпретируются в соответствии с рекомендациями, приведенными в таблице 2. Оба источника указывают на то, что удельное поверхностное сопротивление выше 20 кОм см связано с низкой скоростью коррозии и проникновением ионов хлора.

    Таблица 2

    Таблица 2

    Бетонное общество Технический отчет 60 (CS, 2004A)

    Aashto T358 (AASHTO, 2015)
    Удельное сопротивление: Kω CM Интерпретация Удельное сопротивление: Kω CM Интерпретация
    <5 Очень высокая коррозионная скорость <12 3 проникновения с высоким содержанием хлорида
    5-10 высокая коррозия высокая коррозия 12-21 Умеренный хлорид-ионный проникновение
    10-20 Скорость коррозии от низкой до умеренной 21–37 Низкое проникновение ионов хлорида
    > 20 > 20 низкой коррозии 37-254 очень низкий хлорид-ионный проникновение
    > 254 Незначитель. ограничения для обоих методов, поскольку на результаты могут влиять относительная влажность (RH) окружающей среды, температура, значение pH бетонного пористого раствора и доступность кислорода (Angst and Elsener, 2014; Ассули и др. ., 2008; КС, 2004а; Холмс и др. ., 2011).

    При вероятном риске возникновения коррозии можно провести интрузивные испытания для определения глубины проникновения ионов хлорида и последующего риска коррозии. Обычный подход включает измерение концентрации ионов хлорида с помощью потенциометрического титрования нитрата серебра (BSI, 2015c) в образцах бетонной пыли, высверленных после бурения скважин (Castellote and Andrade, 2001; CS, 2004a). Результаты часто интерпретируются ограничениями Concrete Society в таблице 3; однако они также могут предоставить профиль концентрации ионов хлорида для определения кажущегося коэффициента диффузии хлорида путем подгонки линейной кривой (Poulsen, 1995).

    Таблица 3. Интерпретация концентрации хлоридов (CS, 2004A)

    Таблица 3. Интерпретация хлоридной ионной концентрации (CS, 2004A)

    Пороговой уровень по массе цемента:% Интерпретация
    Высокий риск коррозии
    <1 · 0 и> 0 · 4 Средняя коррозионная опасность
    <0,4 Низкая коррозионная опасность

    Кроме того, быстрое наблюдение за глубиной проникновения ионов хлорида может быть получено путем распыления 0,1 M раствора нитрата серебра непосредственно на свежерасколотый бетон , на что указывает образование белого осадка (Meck and Sirivivatnanon, 2003). Этот метод показывает только глубину проникновения ионов хлора, а не изменение концентрации ионов с глубиной.

    2.2 Стойкость бетона к проникновению ионов хлора

    Способность ионов хлора проникать через защитный слой бетона является ключевым фактором срока службы конструкционного бетона. В действительности ионы хлора могут проникать в бетон за счет комбинации транспортных механизмов, а именно абсорбции за счет капиллярного всасывания, диффузии и проникновения (Tuutti, 1982). Поглощение за счет капиллярного всасывания и диффузии являются наиболее распространенными механизмами в агрессивных хлоридных средах и могут происходить одновременно, когда бетон подвергается циклическому смачиванию/высыханию, что считается наиболее вредным процессом (обозначается как условия воздействия XD3 и XS3) (BSI, 2013). .Диффузия является гораздо более медленным процессом, поскольку движение ионов происходит в поровом растворе насыщенного бетона (Kropp et al , 1995).

    Состав бетона может влиять на его способность сопротивляться проникновению ионов хлора. Транспорт жидкостей преимущественно происходит через цементную матрицу и зависит от сплошности, извилистости и радиуса поровой структуры (Kropp et al ., 1995). Вяжущие материалы также обладают способностью связывать хлориды, что уменьшает количество свободных ионов хлоридов в поровом растворе бетона и, в свою очередь, изменяет градиент концентрации, управляющий диффузией (Glass and Buenfeld, 2000).Это связывание происходит за счет адсорбции и химических реакций с составляющими цементной матрицы, что преимущественно приводит к образованию соли Фриделя (гидрата хлоралюмината кальция) (Bertolini et al ., 2004; Neville, 2011). Связующая способность может быть увеличена за счет использования дополнительных вяжущих материалов (SCM), таких как зола пылевидного топлива (PFA) и/или молотый гранулированный доменный шлак (GGBS) за счет образования дополнительных C-S-H (кальций гидрат силиката) посредством вторичной гидратации (Andrade and Bujak, 2013; Bapat, 2013; Dhir et al . , 1996, 1997; Dunne и др. ., 2015; Гласс и Буэнфельд, 2000 г.; Гласс и др. ., 1997; Lollini и др. ., 2016; Reddy и др. ., 2002).

    Заполнители также играют важную роль в транспортировке жидкостей, поскольку водопоглощающие свойства и качество межфазных переходных зон (ITZ) могут ускорять или уменьшать проникновение жидкостей (Neville, 2011; Ryu and Monteiro, 2002). Это особенно важная концепция при рассмотрении использования CCA для замены NA в бетоне, поскольку было показано, что цементная паста, прилипшая к поверхности заполнителей, может влиять на эффекты водопоглощения и снижать качество ITZ (Bravo и др.). аль ., 2015; Kwan и др. ., 2012; Лофти и Аль-Файез, 2015 г.; Педро и др. ., 2014; Soares и др. ., 2014). Предполагается, что это связано с выходом воздуха из ККВ по мере поглощения воды в процессе раннего отверждения, что создает дополнительные пустоты в ВТЗ (Leite and Monteiro, 2016).

    2.3 Влияние крупнозернистого CCA на проникновение ионов хлорида

    Большинство опубликованных исследований влияния крупнозернистого CCA на долговечность бетона (проникновение воды и ионов хлора) были сосредоточены на методах испытаний на быструю миграцию и абсорбцию для определения подходящих уровней замена НА. Общее мнение состоит в том, что уровни замены выше 30% крупнозернистого CCA оказывают пагубное влияние на транспортные свойства бетона CEM I, что обычно связывают с повышенным водопоглощением заполнителей (Limbachiya et al ., 2012; Lofty and Al -Fayez, 2015; Soares et al. ., 2014; Zega et al. ., 2014). Напротив, Лимбахия и др. . (2000) установили, что уровень замещения до 100 % может не оказывать существенного влияния на характеристики долговечности высокопрочных бетонов CEM I, при условии, что CCA был получен из источников высококачественного сборного железобетона.Было показано, что более высокие уровни замещения, до 100%, подходят, когда также включены SCM, особенно в отношении устойчивости к проникновению ионов хлорида (Berndt, 2009; Kou and Poon, 2013; Lima et al ., 2013; Somna и др. ., 2012). Кроме того, Dodds и др. . (2017a, 2017b) продемонстрировали, что до 60 % крупнозернистого CCA является подходящим уровнем замены в конструкционном бетоне CEM III/A (50 % замены портландцемента) для достижения аналогичных или лучших характеристик долговечности по сравнению с контрольным бетоном CEM I, произведенным с NA, при этом все еще достигается указанная характеристическая прочность.

    Количество крупного CCA ограничено 30 и 20% в Еврокодах и стандартах Великобритании, соответственно, для конструкционного бетона (BSI, 2013; BSI, 2015a, 2015b). Эти пределы уменьшаются до 0%, если конструкция может подвергаться воздействию ионов хлора в течение срока службы. Таким образом, эти ограничения не отражают опубликованные результаты, которые предполагают необходимость пересмотра практических рекомендаций.

    Тем не менее, существует ограниченное количество исследований влияния крупнозернистого CCA на риск инициирования коррозии конструкционных бетонов с использованием общепринятых, хорошо зарекомендовавших себя методов мониторинга коррозии.В этом исследовании изучались риск возникновения коррозии, прогнозируемое время до начала коррозии и глубина проникновения ионов хлорида в крупнозернистые конструкционные бетоны CCA при воздействии агрессивных хлоридных сред. Ранее сообщалось об их прочности на сжатие, удельном поверхностном сопротивлении, водопоглощении за счет капиллярного действия и быстрой миграции (Dodds et al . , 2016).

    3. Состав ОАС

    Раздел:

    ВыберитеНаверх страницыАннотация1.Введение2.Исходная информация3. Состав ОАС <<4.Методология5.Анализ результатов6.Обсуждение7.Выводы

    ОСО был получен на предприятии по переработке заполнителей в Плимуте, Великобритания. Происхождение и цель снесенной конструкции (строений) были неизвестны (как и практически все CCA, проданные с заводов по переработке щебня), поэтому было трудно охарактеризовать материал. Бетон был измельчен до 40-мм пуха, который позже был обработан для удаления мелкой фракции ( d  < 4 мм) и более крупных заполнителей ( d  > 20 мм) для получения крупнозернистого ОАС, соответствующего «типу А». заполнители, подходящие для бетона (BSI, 2013).

    Образцы CCA были проанализированы на содержание цемента, щелочи и ионов хлорида в соответствии со стандартом BS 1881:124 (BSI, 2015c) и оказались в допустимых пределах, что вряд ли вызовет проблемы загрязнения нового бетона (Таблица 4).

    Таблица 4. Лабораторный анализ CCA

    Таблица 4

    1 9024 2 30 0 · 02
    Образец № Процент по массе высушенной образец
    Cement Content
    11 · 1
    2 12 · 8
    Alkali Content 1 оксид калия — 0 · 12 Оксид натрия — 0 · 02
    2 оксид калия — 0 · 19 оксида натрия — 0 · 03
    1 0 · 03
    3 0·01

    Водопоглощение и плотность красные с таковыми NA (окатанный речной кварцитовый гравий) (табл. 5).Плотность частиц крупнозернистого CCA была ниже, чем у NA для обеих протестированных фракций крупного размера. Было обнаружено, что водопоглощение крупнозернистого CCA через 24 часа в 3–4 раза выше, чем у NA, но ближе к нижнему пределу указанного в литературе диапазона (между 3,6% и 11,6%), который указывает на качественный источник.

    7

    Таблица 5. Водопоглощение и плотность частиц заполнителейВодопоглощение и плотность частиц агрегатов

    Агрегатный тип / Оценка Насыщенная и насыщенная плотность частиц: мг / м 3 Водопоглощение (30 мин) :% Водопоглощение (24 часа):%
    Na 10-20 мм 2 · 59 0 · 63 0 · 89 0 · 89
    Na 4-10 мм 2 · 57 1 · 07 1 · 07 1 · 15
    Na 0-4 мм (песок) 2 · 61 0 · 42 0 · 54 0 · 54
    CCA 10-20 ММ 2 · 47 3 · 13 3 · 67 3 · 67 3 · 67 3
    CCA 4-10 мм 2 · 44 4 · 15 4 · 35 4 · 35

    4. Методология

    Раздел:

    ВыбратьВерх страницыАннотация1.Введение2.Справочная информация3.Состав ОАС4.Методология <<5.Анализ результатов6.Обсуждение7.Выводы /А бетоны при воздействии агрессивных хлоридных сред. Бетонные балки (армированные) и кубы подвергались проникновению хлорид-ионов путем циклического смачивания/высыхания и естественной диффузии соответственно. Таблица 6 детализирует принятые методы испытаний.Были приняты хорошо зарекомендовавшие себя методы оценки для определения последующего риска коррозии железобетонных балок с размером образца, обеспечивающим большую поверхность для накопления хлорид-иона. Коэффициент естественной диффузии обеспечивает сравнение с кажущимся коэффициентом диффузии хлорида. Бетонные кубы были выставлены в соответствии с европейским стандартом (BSI, 2015d).

    Таблица 60289

    Бетон был спроектирован с использованием создания зданого исследования (BRE) Метод проектирования микс для достижения характерных и целевых средних сил в 35 МПа и 49 МПа соответственно (BRE, 1997). Состав каждой смеси представлен в Таблице 7. Дополнительное количество вяжущего было добавлено, чтобы компенсировать включение крупнозернистого CCA (10 кг/м 3 на 20% включения крупнозернистого CCA) и содержание воды для CEM II/BV. смесей было уменьшено в соответствии с рекомендациями метода проектирования смесей BRE для дробленых заполнителей.

    98

    21 9

    Смешать дизайн составляющих

    PC (CEM I) FA (CEM II / BV — 30%) BS (CEM III / A — 50%)
    Соотношение водяного связующего 0 · 5 0 · 4 0 · 5 0 · 5 0 · 5
    цемент: кг / м 3 390 307 195
    PFA : KG / M 3 131 131
    GGB: KG / M 3 195
    Вода: кг / м 3 195 175 175 195 195
    Песок: кг / м 3 653 650 653
    Crarse 10-20 мм: кг / м 3 775 775 775 775 775 775 775 775 759 775
    Грубый 4-10 мм: кг / м 3 387 387 378 378 378 378 387 387 387

    Грубая CCA заменили грубый НС на 20, 40 и 60% по массе. Смеси были помечены PC (CEM I), FA (CEM II/B-V) и BS (CEM III/A), после чего было указано числовое содержание CCA. Например, бетонная смесь PC60 относится к бетону CEM I, изготовленному с 60% крупнозернистого CCA (и 40% NA).

    Две бетонные балки (500 мм × 100 мм × 100 мм) были отлиты для каждой смеси диаметром 16 мм. стальной арматурный стержень с верхним бетонным покрытием толщиной 65  мм для соответствия рекомендациям по долговечности для 50-летнего расчетного срока службы в условиях воздействия XS3 (BSI, 2015a, 2015b). Титановая проволока диаметром 4 мм, покрытая полиэтиленом, была приклепана к стальной арматуре перед заливкой и вытянута над поверхностью бетона.На следующий день балки были зачищены и подвергнуты влажному отверждению под влажной мешковиной тканью в течение 28 дней, а затем подвергнуты 2-дневному погружению (смачиванию) 3% раствором ионов хлорида с последующей 12-дневной сушкой во внутренней лабораторной среде на циклическая основа. Условия воздействия были выбраны таким образом, чтобы обеспечить достаточное высыхание бетонной поверхности, чтобы максимизировать эффект поглощения. Площадь пруда площадью примерно 38 400 мм 2 была создана с использованием ПВХ-профилей высотой 15 мм и герметика на силиконовой основе (рис. 2).Четыре вертикальные стороны балки были герметизированы с помощью гидроизоляционной краски на битумной основе, чтобы способствовать однонаправленному движению раствора хлорид-иона.

    Рис. 2. ЖБ-лучи, подготовленные для циклического смачивания/высушивания

    Показания потенциала полуэлемента с близким интервалом (расстояние 50  мм) были записаны на верхней поверхности каждого луча перед воздействием раствора хлорид-иона (показания в сухом состоянии) и сразу же. после удаления раствора хлорид-иона (мокрое показание) и рассчитывалось среднее значение (ASTM, 2009; CS, 2004a).Всю накопившуюся хлорированную воду удаляли тканью перед записью измерений потенциала полуэлемента. Показания удельного поверхностного сопротивления также были зарегистрированы в шести точках вдоль верхней части балок, а среднее значение рассчитано до затопления примерно через 28, 56, 90, 180 и 360 d (Aashto, 2015; CS, 2004a).

    Примерно через 12 месяцев циклического воздействия одна балка для каждой бетонной смеси, которая демонстрировала наиболее вероятную вероятность возникновения коррозии (используя критерии в таблицах 1 и 2 и определяя области анодной активности), была просверлена с интервалом 10   мм по глубине до стальная арматура была достигнута при 65 мм (диаметр 20 мм).сверло). Впоследствии образцы пыли были проверены на содержание хлорид-ионов (BSI, 2015c). Был определен профиль хлоридов и рассчитан нестационарный кажущийся коэффициент диффузии хлоридов с использованием метода аппроксимации линейной кривой (Poulsen, 1995). Затем те же балки были разделены по вертикали и визуально проанализированы на наличие признаков коррозии (рис. 3). Глубину проникновения ионов хлорида измеряли с помощью колориметрического метода (Meck and Sirivivatnanon, 2003). Рассчитанные кажущиеся коэффициенты диффузии хлоридов использовались для прогнозирования времени, необходимого для начала коррозии, с использованием решения функции ошибок второго закона диффузии Фика, определяемого как концентрация ионов хлорида 0,4%, достигающих поверхности стальной арматуры (CS, 2004b). Остальные балки постоянно заливались водой и оценивались на риск возникновения коррозии при воздействии того же циклического процесса смачивания/сушки.

    Рис. 3. Визуальный анализ и измерение проникновения ионов хлорида в бетон CEM I

    Два бетонных куба (100 мм 3 ) были отлиты для каждой смеси и проверены на проникновение ионов хлорида путем естественной однонаправленной диффузии (BSI, 2015г). Кубы были запечатаны с пяти сторон и подвергнуты воздействию 3% раствора хлорида натрия (NaCl) методом переворачивания (рис. 4).Образцы пыли для анализа ионов хлорида были измельчены из кубических образцов после 3-месячного воздействия тонкими слоями, как указано в стандарте, и использовались для расчета нестационарного коэффициента диффузии хлорида (BSI, 2015c; Poulsen, 1995).

    Рис. 4. Кубы, подвергнутые воздействию раствора хлорид-иона методом инверсии

    5. Анализ результатов

    Раздел:

    ВыбратьВерх страницыАннотация1.Введение2.Основная информация3. Состав ОАС4.Методология5.Анализ результатов <<6.Обсуждение 7. Выводы

    Как указывалось ранее, на оценку риска коррозии могут влиять относительная влажность и температура окружающей среды (Angst and Elsener, 2014; Assouli et al ., 2008; CS, 2004a; Holmes et al ., 2011). ). Все испытания проводились в лабораторных условиях с учетом сезонных колебаний температуры от 18 до 26°C и относительной влажности 31–64%, что следует рассматривать как часть интерпретации (рис. 5).

    Рисунок 5. Мониторинг температуры и относительной влажности во времени

    5.1 Потенциалы полуэлементов с близкими интервалами

    Потенциал полуэлементов арматурной стали регистрировали раз в две недели, до и сразу после 2 дней погружения; они называются «сухими» и «влажными» показаниями соответственно. Бетон с насыщенной поверхностью рекомендуется для измерения потенциала полуэлемента, поскольку он улучшает электрическое соединение между эталонным электродом и сталью (CS, 2004a). Поэтому представлены и обсуждаются только показания потенциала «влажных» полуэлементов.

    На рисунках 6–8 показано изменение потенциала влажных полуэлементов арматурной стали в бетонах CEM I, CEM II/B-V и CEM III/A соответственно.Два луча контролировались для каждого содержания грубого CCA, обозначенного как «a» и «b» соответственно. Указаны пределы интерпретации для низкой и высокой вероятности возникновения коррозии (ASTM, 2009).

    Рисунок 6. Развитие потенциала влажных полуэлементов с течением времени, бетон CEM I

    Рисунок 7. Развитие потенциала влажных полуэлементов с течением времени, бетон CEM II/BV

    Рисунок 8. Развитие потенциала влажных полуэлементов с течением времени бетон CEM III/A

    Большинство потенциалов полуэлементов оставались выше рекомендуемого порога для низкой вероятности возникновения коррозии (менее −134  мВ), особенно для бетонов CEM I и CEM II/BV, даже с содержанием крупнозернистого ХСА до 60%.В раннем возрасте потенциалы полуклеток были более отрицательными и имели большие вариации в пределах одной и той же партии, а также между партиями без какой-либо особой тенденции в отношении содержания грубых ХКК. С течением времени потенциалы полуклеток постепенно увеличивались по величине и становились стабильными. Этот эффект был более выражен в бетоне, полученном с использованием СКМ, скорее всего, из-за замедленного процесса гидратации пуццолановых и латентно-гидравлических материалов (Dhir et al , 1996, 1997; Glass and Buenfeld, 2000; Glass et al ., 1997).

    Только одна балка (PC20a) для бетона CEM I и две балки (BS20a, BS40b) для бетона CEM III/A опустились ниже порога высокой вероятности возникновения коррозии; однако они быстро вернулись в зону неопределенной коррозионной активности. Эти балки, среди прочего, были выбраны для проведения разрушающих испытаний для дальнейшего изучения возможного возникновения коррозии через 12 месяцев. Потенциалы полуэлементов для всех бетонов CEM II/B-V указывают на низкий риск возникновения коррозии.В целом ни у одной из бетонных балок не было обнаружено явных признаков начала коррозии в течение первых 18 месяцев циклического погружения в воду, и, что интересно, балки, изготовленные из крупнозернистого CCA до 60%, имели такие же потенциалы полуэлементов, как и у контрольных бетонов.

    5.2 Удельное поверхностное сопротивление

    Высокий уровень влажности может существенно повлиять на показания удельного поверхностного сопротивления; таким образом, результаты были получены перед погружением примерно через 28, 56, 90, 180 и 360 дней (CS, 2004a).

    На рисунках 9–11 показано изменение удельного сопротивления «сухой» поверхности бетонов CEM I, CEM II/B-V и CEM III/A соответственно.Указан предел 20 кОм см, который в обеих интерпретациях (Aashto, 2015; CS, 2004a) признается низким проникновением ионов хлорида и скоростью коррозии.

    Рисунок 9. Изменение удельного поверхностного сопротивления во времени, бетон CEM I

    Рисунок 10. Изменение удельного поверхностного сопротивления во времени, бетон CEM II/BV

    Рисунок 11. Изменение удельного поверхностного сопротивления во времени, бетон CEM III/A

    Результаты ясно показывают благотворное влияние SCM, о чем свидетельствует значительное увеличение удельного поверхностного сопротивления с течением времени. Поверхностное удельное сопротивление бетонов CEM II/BV и CEM III/A (даже при содержании крупнозернистого CCA до 60 %) со временем продолжало увеличиваться, при этом значения примерно в 3–5 раз превышали значения эталонных бетонов CEM I. . Большинство бетонов CEM II/B-V и CEM III/A достигли порога 20 кОм см для низкой скорости коррозии/проникновения ионов хлорида к 56 d. Для сравнения, удельное поверхностное сопротивление бетона CEM I оставалось намного ниже, при этом большинство результатов были чуть выше порога 20 кОм см для низкой скорости коррозии/проникновения ионов хлорида (Aashto, 2015; CS, 2004a).По-видимому, не наблюдается какой-либо очевидной тенденции к более высокому содержанию крупного ХКК, оказывающему значительное влияние на изменение удельного поверхностного сопротивления с течением времени.

    5.3 Попадание хлорид-ионов

    Кажущийся коэффициент диффузии хлоридов и глубина проникновения хлорид-ионов для всех типов бетона показаны на рисунках 12 и 13 соответственно. В таблице 8 показано прогнозируемое время до коррозии с использованием решения функции ошибок второго закона диффузии Фика, определяемое содержанием хлорид-иона 0,4%, достигающим поверхности стальной арматуры.

    Рисунок 12. Кажущийся коэффициент диффузии после 12-месячного воздействия циклического смачивания / сушки

    Рисунок 13. Хлорид-ионный проникновение после 12-месячного воздействия циклического смачивания / сушки

    Таблица 8. Прогноз Время к коррозии инициированию (годы)

    Таблица 8. Прогноз времени к коррозии инициированию (годы)

    11
    CCA CCA:% 0 0 20 40 60311
    Cem 39 66 42 47
    CEM II / BV 120+ 120+ 120 + 120+ 120+
    CEM III/A 120+ 120+ 120+ 120+

    Анализ стойкости к проникновению ионов хлорида и прогнозирование времени до начала коррозии показывают сильную корреляцию с уже представленными наблюдениями. Бетоны CEM II/B-V и CEM III/A с содержанием крупного CCA до 60% превзошли контрольный бетон CEM I по сопротивлению проникновению ионов хлорида, когда одновременно происходило сочетание поглощения и диффузии. В обоих случаях включение SCM увеличило сопротивление проникновению ионов хлорида и увеличило прогнозируемое время до начала коррозии до более чем 120+ лет, что выше, чем первоначальный 50-летний расчетный срок службы конструкционного бетона. Кроме того, включение SCM оказало большее влияние на стойкость к проникновению ионов хлорида по сравнению с количеством крупнозернистого CCA, которое, по-видимому, не имеет очевидной тенденции в отношении проникновения ионов хлорида.

    Естественные коэффициенты диффузии для всех типов бетона показаны на рис. 14. Как и в случае с циклическим погружением, бетоны CEM II/BV и CEM III/A с содержанием крупного CCA до 60% превзошли контрольный бетон CEM I при сопротивление проникновению ионов хлора, когда диффузия была единственным транспортным механизмом. В этом случае, по-видимому, наблюдается более очевидная тенденция снижения сопротивления проникновению ионов хлорида при более высоком содержании крупнозернистого ХА.

    Рис. 14. Коэффициенты естественной диффузии после 90-дневного воздействия раствора хлорид-иона

    6.Обсуждение

    Раздел:

    ВыберитеВерх страницыАннотация1.Введение2.Справочная информация3.Состав ОАС4.Методология5.Анализ результатов6.Обсуждение <<7.Выводы

    Влияние крупнозернистого ОАС на риск инициирования коррозии, прогнозируемое время до инициирования коррозии и была исследована глубина проникновения ионов хлорида при воздействии агрессивных хлоридных сред, чтобы стимулировать надлежащее использование крупнозернистого CCA в конструкционном бетоне. Большинство результатов потенциалов полуэлементов с близкими интервалами и удельного поверхностного сопротивления показали низкий риск возникновения коррозии для всех протестированных типов бетона.Всего за период испытаний было выявлено только три случая вероятной коррозионной активности (рис. 6–8), о чем свидетельствует снижение потенциала полуэлемента ниже –284 мВ (рис. 6 и 8). Однако результаты разрушающих испытаний и измерения сопротивления проникновению ионов хлора показали, что ничего не произошло (рис. 12 и 13, таблица 8).

    Для всех методов испытаний бетоны CEM II/B-V и CEM III/A с грубым CCA до 60 % превзошли контрольные бетоны CEM I со 100 % числовой апертурой.Эти бетоны имели более низкий риск инициирования коррозии по сравнению с контрольными бетонами CEM I, на что указывают стабильные показания потенциала полуэлемента выше порогового значения -134  мВ для низкого риска инициирования коррозии, показания поверхностного удельного сопротивления значительно выше порогового значения 20 кОм см для низкого риска инициирования коррозии. скорость проникновения ионов хлора/коррозии, более высокое сопротивление проникновению ионов хлора для всех испытанных транспортных механизмов и более высокое прогнозируемое время до начала коррозии за пределами расчетного срока службы конструкционного бетона, принятого для этого исследования. Кроме того, отсроченная гидратация бетонов CEM II/B-V и CEM III/A продолжала снижать риск возникновения коррозии, на что указывает величина потенциалов полуэлементов и показания удельного поверхностного сопротивления, продолжающие увеличиваться со временем. Включение SCM также оказало большее влияние на устойчивость к проникновению ионов хлорида по сравнению с количеством крупнозернистого CCA, что в значительной степени перевешивало любые наблюдаемые вредные эффекты. В большинстве методов испытаний, принятых в этом исследовании, не было выявлено явной тенденции к устойчивости к проникновению ионов хлорида с увеличением содержания грубых ХКК.Эти результаты согласуются с другими опубликованными исследованиями о благотворном влиянии СКМ и подчеркивают преимущества их использования в сочетании с грубыми ККМ (Dhir et al. ., 1996, 1997; Glass and Buenfeld, 2000; Glass et al. ). ., 1997).

    Доддс и др. . (2017a, 2017b) продемонстрировали, что до 60 % крупнозернистого CCA является подходящим уровнем замены в конструкционном бетоне CEM III/A (при 50 % замене портландцемента) с точки зрения влияния на микроструктуру, проникновение воды и хлорид-ионов и эластичность. с характерной кубической силой в более позднем возрасте.В текущем исследовании использовались хорошо зарекомендовавшие себя методы оценки для определения риска коррозии бетонов CEM I, CEM II/B-V и CEM III/A с крупными CCA. Результаты дополняют существующие исследования, так как было показано, что бетоны CEM II/BV и CEM III/A, изготовленные с содержанием до 60 % крупнозернистого CCA, имеют меньший риск возникновения коррозии, чем контрольный бетон CEM I, изготовленный со 100 % NA, при воздействии агрессивные хлоридные среды. Уровень замены 60% крупнозернистого CCA в два раза превышает рекомендованный предел в другой опубликованной литературе и существующих европейских и британских стандартах, что является значительным результатом для более широкого применения крупнозернистого CCA в конструкционном бетоне (Limbachiya et al ., 2012; Лофти и Аль-Файез, 2015 г.; Soares и др. ., 2014; Zega и др. ., 2014). Представленные результаты подчеркивают, что ограничения, накладываемые существующими стандартами проектирования, в лучшем случае носят консервативный характер и не отражают должным образом результаты опубликованных данных.

    7. Выводы

    Раздел:

    ВыбратьВерх страницыАннотация1.Введение2.Справочная информация3.Состав ККВ4.Методология5.Анализ результатов6.Обсуждение7.Выводы <<

    В настоящее время имеется ограниченное количество исследований влияния крупнозернистых ККВ на продолжительность жизни ЖБ конструкции подвергаются воздействию агрессивных хлоридных сред, особенно в отношении инициирования коррозии, поэтому представленные здесь исследования являются уникальными.Конструкционные бетоны с различным содержанием крупнозернистого CCA подвергались воздействию агрессивных хлоридных сред. Риск возникновения коррозии оценивался с использованием общепринятых методов для железобетонных конструкций. На основе анализа результатов и определения риска возникновения коррозии с помощью ряда методов испытаний можно сделать следующие выводы.

    ( a )

    При всех принятых методах испытаний бетоны CEM II/BV и CEM III/A, произведенные с 60% крупнозернистого CCA, превзошли контрольный бетон CEM I, произведенный со 100% NA, и меньше риск возникновения коррозии.

    ( b )

    Аналогичная опубликованная работа авторов показала, что низкие количества крупного CCA (30%) могут оказывать вредное влияние на микроструктуру, проникновение воды и хлорид-ионов и кубическую прочность на сжатие. (Dodds и др. ., 2017a, 2017b). Из результатов, представленных в этой статье, не видно явной тенденции устойчивости к проникновению ионов хлорида при увеличении содержания грубого ХКВ. Следовательно, необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, наблюдается ли такой же вредный эффект при оценке риска возникновения коррозии в течение более длительных периодов мониторинга.

    ( c )

    В ходе испытаний было выявлено только три случая вероятной коррозионной активности. Однако результаты разрушающих испытаний и измерения устойчивости к проникновению ионов хлора подтвердили отсутствие коррозии и низкий риск коррозии. Это подчеркивает преимущество оценки риска коррозии с использованием ряда методов испытаний, а не только полагаться на результаты исследования потенциала полуэлемента.

    ( d )

    Положительные пуццолановые и латентные гидравлические эффекты бетонов CEM II/B-V и CEM III/A были очевидны из постоянного увеличения потенциала полуячеек и поверхностного удельного сопротивления. Этот вывод дополнительно подтверждается наблюдением повышенной устойчивости к проникновению ионов хлорида для всех испытанных транспортных механизмов и прогнозируемым временем до начала коррозии, которое оставалось значительно выше 50-летнего расчетного срока службы конструкционного бетона, принятого для этого исследования.Кроме того, включение SCM оказало большее влияние на устойчивость к проникновению ионов хлорида по сравнению с включением крупнозернистого CCA и в значительной степени перевешивало любые наблюдаемые вредные эффекты.

    Результаты этого исследования дополняют существующие исследования Доддса и др. . (2017a, 2017b) и далее подчеркивают, что конструкционные крупнозернистые бетоны CEM II/B-V и CEM III/A могут быть жизнеспособным вариантом для будущих проектов с ответственным подходом при условии, что можно получить надежный и постоянный источник крупнозернистого CCA.Это значительный результат для более широкого внедрения грубого CCA в конструкционные бетонные приложения и подчеркивает необходимость в новом руководстве по передовой практике, которое позволяет специфицировать грубый CCA в конструкционном бетоне.

    Благодарности

    Авторы благодарят Исследовательский совет по инженерным и физическим наукам Великобритании (номер гранта EPG037272), Центр инновационного и совместного строительного проектирования Университета Лафборо и AECOM за финансирование этого исследования.Авторы также признательны Dorton Group Limited за предоставление смешанного источника CCA и Hanson Limited за вяжущие материалы.

    Исследование поведения железобетона в агрессивной среде

    [1] VERVISCH-FORTUNÉ Изабель, (09-2009), «Чувствительность техники акустической эмиссии к коррозии арматуры в бетоне», докторская диссертация, Тулуза III – Университет Поля Сабатье.

    [2] FNINE Абделила, (12.03.2006), «Механические характеристики первых сантиметров бетона на поверхности», докторская диссертация, Университет науки и технологий Лилля – Лилль 1.

    [3] Дэвид КОНЧАТОРИ, (2005 г.), «Эффект микроклимата при инициировании коррозии арматуры в бетонной арматуре», докторская диссертация, Федеральный технологический институт Лозанны, Институт конструкций, секция гражданского строительства.

    [4] СААДУН Сухила, (22-06-2010), «Синтез и характеристика двухкомпонентных ингибиторов: применение в области коррозии в строительстве», магистерская диссертация, инженерный факультет, Университет Ферхат Аббас, Сетиф, Алегрия.

    [5] Дж. Рази, С. Лоуренс, Дж. П. Балайссак, Г. Балливи (06-2002 г. ), «Оценка качества строительных конструкций в области акустических и электромагнитных технологий», 4-я специализированная инженерная конференция канадских инженерных сооружений, Монреаль, Квебек, Канада, июнь (2002 г.).

    [6] Уведомление № PM 08-01, (04-2008), «Руководство по использованию бетона на море», Центр морских и речных исследований, Министерство экологии, энергетики, устойчивого развития и территорий, Франция.

    [7] АРМЕЙСКАЯ ТМ 5-809-10-2. Приложение E, (1998 г.), «Руководство по оценке существующих материалов [en ligne], сейсмостойкое проектирование», Руководство по модернизации существующих зданий.Navy BNAVFAC P-355.2, 1988 г. http://www.usace.army.mil/inet/usace-docs/armytm/tm5-809-10-2.

    [8] Ассоциация Française du Génie Civil, [AFGC], (11-2003), «Восстановление армейского бетона из-за коррозии», научные статьи и технические документы.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    [an error occurred while processing the directive]