Срок службы бетонных площадок: Как увеличить срок службы цементной стяжки, бетонной площадки или отштукатуренной стены в 2 раза?

Содержание

Как увеличить срок службы цементной стяжки, бетонной площадки или отштукатуренной стены в 2 раза?

Мы уже много раз рассказывали про полимерное волокно «ВСМ» (фибру), которое существенно увеличивает долговечность бетонных конструкций и изделий.

Фибру «ВСМ», ТУ 2272-006-13429727-2007 «Волокно строительное микроармирующее» применяли ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ БАШНИ ФЕДЕРАЦИЯ комплекса Москва Сити, второго по высоте здания в Европе. Уникальность проекта, самые высокие требования к качеству применяемых материалов и технологий предопределили необходимость армирования множества бетонных элементов самым качественным и прочным фиброволокном.

ВВЕДЕНИЕ В БЕТОН ВОЛОКНА «ВСМ» позволило значительно сократить расходы на дорогостоящую металлическую фибру при обеспечении самых высоких физико-механических и эксплуатационных свойств.

ММДЦ «Москва-Сити», г. Москва

Фибру «ВСМ» применяли ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ БЕТОННЫХ ПОЛОВ ДЕСЯТКОВ ЛОГИСТИЧЕСКИХ ЦЕНТРОВ СЕТИ МАГНИТ, крупнейшей розничной сети России.

Высокая интенсивность эксплуатации и значительные нагрузки предопределили выбор проектировщиков в пользу волокна «ВСМ».

РЦ «ТАНДЕР» Торговой сети «МАГНИТ», г. Первоуральск

ВВЕДЕНИЕ В БЕТОН ВОЛОКНА «ВСМ» позволило подрядчику не беспокоиться о качестве выполненных бетонных полов и возможных растрескиваниях и разрушениях.

Фибру «ВСМ» применяют при строительстве ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ АВТОДОРОГИ МОСКВА – САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, одной из самых известных и загруженных автотрасс России. Эта дорога – платная и скоростная, соответственно ко всем участкам и конструкциям предъявляются повышенные требования.

ВВЕДЕНИЕ В БЕТОН ВОЛОКНА «ВСМ» совместно со стальной фиброй позволило подрядчику сократить количество стальных армирующих каркасов, существенно увеличить производительность работ.

Многие АЭРОДРОМЫ В РОССИИ имеют взлетно-посадочные полосы, рулежные дорожки и стояночные площадки, выполненные из БЕТОННЫХ АЭРОДРОМНЫХ ПЛИТ ПАГ.

Требуемые прочностные характеристики плит обеспечиваются качеством бетона и соблюдением технологии производства.

ВВЕДЕНИЕ В СОСТАВ БЕТОН ВОЛОКНА «ВСМ» обеспечило идеальное качество рифленой поверхности, влияющее на сцепные свойства плит и стойкость к разрушающим воздействиям. По самым скромным оценкам проектировщиков это позволит продлить срок службы бетонных покрытий в 1,5-2 раза.

Плита ПАГ без «ВСМ»

Плита ПАГ с «ВСМ»

НО ЭТО ВСЕ ПРО БОЛЬШИЕ ПРОЕКТЫ…

СЕГОДНЯ МЫ РЕКОМЕНДУЕМ ПОСЕТИТЬ НАШ САЙТ WWW.VOLOKNO.SU ТЕМ, КТО ЖЕЛАЕТ ПОЗАБОТИТСЯ О ДОЛГОВЕЧНОСТИ СВОЕГО «ПРИУСАДЕБНОГО УЮТА».

Оттепель, мощный снегопад, а потом арктическое вторжение – вот она весна 2018 года; от такой погоды каждый хозяин вынужден реставрировать все пострадавшие после лютой зимы теплицы, которые сорвал с ненадежного основания шквалистый ветер; бетонные дорожки и площадки, разорванные замерзшей, а после оттаявшей водой; потрескавшийся обвалившийся цоколь и пр.

И именно здесь применение полимерных волокон «ВСМ» позволит качественно – а главное, НАДОЛГО, – отремонтировать все существующие бетонные элементы построек и инфраструктуры участка. Если же добавлять «ВСМ» в бетон при обустройстве, например, новых дорожек или площадок, то про необходимость ежегодного обновления и ремонта можно вообще забыть.

Применение полипропиленовых волокон марки «ВСМ» (Волокно Строительное Микроармирующее) в настоящее время является одним из самых эффективных и недорогих способов улучшения качества бетонов и растворов.

ДОБАВЛЯЯ ВСЕГО ОТ 600 ДО 900 ГРАММ ВОЛОКОН НА 1 М3 БЕТОННОЙ СМЕСИ, ПОЛУЧАЕТСЯ БЕТОН С СУЩЕСТВЕННО ЛУЧШИМИ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИМИ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ:

  • бетонная смесь не расслаивается при транспортировке и подаче;
  • бетонная смесь быстрее набирает прочность;
  • бетон становится прочнее;
  • в процессе твердения бетон не трескается;
  • получившийся фибробетон более устойчив к ударным нагрузкам;
  • повышается морозостойкость, водонепроницаемость, сопротивление переменным нагрузкам;
  • так же устраняется взрывное откалывание бетона при пожаре, что увеличивает долговечность бетонных конструкций и зданий.

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ АРМИРОВАНИЯ ФИБРОВОЛОКНОМ «ВСМ» ОЦЕНИТ ЛЮБОЙ ДОМОВЛАДЕЛЕЦ, ПОСЛЕ ПЕРВОГО ЖЕ ЗИМНЕГО СЕЗОНА:

  • волокно гарантированно повысит качества бетонных конструкций и изделий, значительного увеличения их долговечности;
  • строители ощутят рост производительности работ;
  • можно ощутимо уменьшить объем стального армирования;
  • брак сводится к нулю!

Для справки: Полипропиленовая фибра «ВСМ» уже более, чем 12 лет успешно применяется в самых различных областях строительства:

  • бетонные полы и стяжки, площадки и дорожки;
  • производство ЖБИ;
  • пенобетон и газобетон;
  • сухие строительные смеси;
  • штукатурные смеси;
  • ремонтные составы;
  • гидротехнические сооружения;
  • торкретирование;
  • сельскохозяйственные объекты и др.

Более подробно узнать о эффективности волокна «ВСМ» (фиброволокна, полипропиленовой фибры) рекомендуем по ссылкам:

http://www.volokno.su/production/ - общая информация о волокне «ВСМ»;

http://www.volokno.su/production/concrete/description/ - информация об основных характеристиках «ВСМ»;

http://www.volokno.su/use/floors/ - информация об областях применения «ВСМ»;

http://www.volokno.su/efficiency/cracking/ - информация об эффективности «ВСМ»;

http://www.volokno.su/production/projects/ - информация об объектах, при возведении которых применялось «ВСМ»;

http://www.volokno.su/about/contacts/ - информация о всех местах, где можно приобрести фиброволокно «ВСМ»;

http://www.volokno.su/documentation/buklety/ - здесь можно скачать буклеты о «ВСМ».

Следите за нашими новостями!

Бетонирование площадки под автомобиль, цена от 250 руб м2 за бетонную площадку, Орехово-Зуево

Бетонирование площадки под автомобиль является самым надежным и долговечным вариантом. Бетонная площадка может служить, как основанием под укладку тротуарной плитки или брусчатки, так и самостоятельной конструкцией.

Бетонирование площадки под автомобиль под ключ лучше доверить профессионалам, так как соблюдение технологии при осуществлении работ является важным составляющим конечного успеха. У компании «Брусчатка Строй» большой опыт по заливке бетонных площадок в Орехово-Зуево, Павловском Посаде и других городах.

Заливка бетонной площадки: технология работ

Соблюдение технологии при бетонировании площадки под автомобиль – крайне важное условие. Специалисты делят эти работы на два этапа:

1 этап – Устройство основания под бетонный участок

  • Устройство траншеи с выемкой грунта и выравниванием дна.
  • Укладка геотекстиля и разделение грунта и материалов основания.
  • Отсыпка песка с трамбовкой каждого слоя.
  • Отсыпка щебня.

2 этап – Обустройство бетонной плиты

  • Укладка пленки или слоя тощего бетона В-7,5.
  • Вязка сетки из арматуры. Для парковки осуществляют армирование бетона с ячейкой 20 на 20 см.
  • Обустройство деревянной опалубки с упорами.
  • Распределение бетона по площадке.
  • Работы по протягиванию бетона и его уплотнению.
  • Затирка бетона с добавлением цемента.
  • Укрытие пленкой для предотвращения пересыхания бетона.

Контроль ровности основания осуществляется между двумя этапами работы. Также перед приемкой бетона проводится контроль армирования опалубки.

Сроки заливки бетонной площадки

Бетонирование площадки под автомобиль можно осуществлять практически круглогодично при одном условии – строгом соблюдении технологии. В зимний период специалисты добавляют противоморозные добавки, а также прогревают материал. Летом, при высокой температуре воздуха, бетон увлажняют и накрывают пленкой, чтобы избежать преждевременного пересыхания.

Самым оптимальным временем для осуществления заливки бетонной площадки, мастера считают теплый период времени года, когда температура воздуха варьируется от +5 до +25 градусов.

Согласно предыдущему опыту по бетонированию площадки под автомобиль под ключ, парковочное место размером до 30 квадратных метров можно сделать в течение 3 дней.

Бетонная площадка: секреты работы

Владельцы дачных участков редко строят отдельные строения для авто, так как это лишние финансовые расходы. Чаще любители загородной жизни предпочитают заказывать услугу по заливке бетонной площадки, так как качественно и быстро сделать это самостоятельно не получится.

К тому же, у профессионалов есть свои секреты по осуществлению бетонирования автопарковки:

  1. Для лучшей сохранности целостности автостоянки, необходимо выдержать защитный слой бетона под арматурой не менее 3 см. Лучше использовать специальные подставки под арматуру, а не деревянные бруски.
  2. Если на бетонное основание не планируется укладка тротуарной плитки или брусчатки, советуют выполнять затирку с добавлением цемента. Такой способ значительно продлит срок службы бетонной площадки.

Залить бетонную площадку цена работы за м2

Стоимость работ за квадратный метр складывается из сложения цен за два этапа работы: подготовки основания и бетонирования площадки под ключ.

Лучше перед началом оформления договора на осуществление работ проконсультироваться со специалистом и определиться, какой вариант конструкции подходит именно вам. К примеру, бетонная площадка под легковое авто обойдется дешевле, чем бетонная плита под будущий гараж.

На конечную стоимость бетонной площадки под машину влияют такие параметры, как: толщина слоев песка, щебня и бетонной смеси, а также схема армирования.

Специалист выезжает на замеры и консультации бесплатно.

Конечная цена на услуги по бетонированию площадки с армированием значительно выше, чем обычная заливка бетонной смеси. Армированная основа нужна при подвижном грунте, для увеличения срока эксплуатации площадки, а также при въезде на будущую площадку многотоннажных транспортных средств.

Компания «Брусчатка Строй» также поможет выбрать качественный бетон и осуществит доставку других материалов. Узнать цену на заливку бетонной площадки можно после проведения следующих расчетов:

  • площади покрытия;
  • толщины слоя с армированной сеткой;
  • услуг доставки на объект;
  • учитывая расценки бетонирования за м2;
  • уборку территории от строительного мусора.

Компания «Брусчатка Строй» обеспечит любые объемы бетонной смеси высокого качества с гарантией длительной эксплуатации.

Устройство бетонной площадки за умеренные деньги

Компания «КАДЕТ-СПб» занимается благоустройством территорий в Санкт-Петербурге больше полутора десятка лет. В перечень услуг по благоустройству входят бетонирование площадок или бетонной дорожки. Поспешите заказать недорогое и технологически грамотное устройство бетонной площадки в СПб!

Создание бетонной площадки позволит вам надолго решить одну из следующих задач и несколько сразу:

  • Бетонная площадка под автомобиль. Одним из самых частых применений технологии устройства таких площадок является создание полноценного парковочного места для авто.
  • Бетонный въезд или подъезд к стоянке или гаражу. На удивление часто бетонные основания используют для создания прочных подъездов к гаражу или автомобильной стоянке на участке.
  • Бетонная дорожка. Нередки случаи, когда владельцы частных участков или ответственные за публичные места принимают решение об устройстве удобных пешеходных дорожек из бетона.
  • Зона отдыха на бетонной площадке. Это не совсем фундамент, а скорее более монолитное и прочное основание, чем, например, винтовые или бетонные сваи. Его используют, когда необходимо создать ровное основание для барбекю, беседки или ларька.
  • Просто бетонирование двора. Бывает, когда владельцы частных территорий просто покрывают свои дворы или придомовую территорию бетоном вместо асфальта или тротуарной плитки.

Независимо от причин применения такой технологии, она по-прежнему популярна и не уступает таким альтернативам, как асфальтирование территории или устройство тротуарных дорожек.

Бетонная площадка: достоинства и недостатки

Для наглядного сравнения бетонной площадки с ее аналогами, мы резюмировали их плюсы и минусы:

  • Универсальность. Бетонная площадка является более универсальной, нежели тротуарная плитка, но при этом уступает асфальтированному покрытию, если оно устроено из двух и более слоев.
  • Долговечность.Забетонированные участки имеют схожий срок службы с покрытием из асфальта, но уступают качественно уложенной тротуарной плитке.
  • Сложность монтажа. В этом вопросе лидируют бетонные и плиточные основания – их монтаж значительно проще асфальтирования даже в один слой.
  • Стоимость. Здесь все зависит от цены выбранной тротуарной плитки, которая может получиться, как самой дешевой из аналогов, так и самой дорогостоящей, если выбирать качественную плитку. Тоже касается способа устройства асфальтированного покрытия и от количества слоев. Но, при идентичных эксплуатационных характеристиках, бетонные площадки являются самыми выгодными!

Из существенных недостатков бетонных оснований, которые выделяют специалисты, следует отметить «запыленность». Другими словами, на протяжении почти всего срока эксплуатации бетонная площадка будет создавать небольшое количество пыли, которая не всем приятна.

Устройство бетонной площадки

Процесс создания долговечной и прочной бетонной площадки выглядит следующим образом:

  • В первую очередь специалисты выполняют подготовительные работы: снятие верхнего слоя почвы, создание земляного котлована необходимой формы и его трамбовка.
  • Создание первого слоя в виде песчано-гравийной подушки. Ее толщина зависит от предполагаемой нагрузки на бетонную площадку. Например, для нагрузки пешеходами и легковым автомобилем будет достаточно 100 мм. песка и 50 мм. гравия сверху.
  • Затем приступают к созданию опалубки. Она представляет собой стенки, которые будут ограничивать форму бетонной площадки и поможет ей застыть, не нарушая геометрии.
  • Устройство направляющих ответственный и непростой процесс. На этом этапе специалисты применяются несколько направляющих, которые прочно свариваются между собой арматурой.
  • Заливка будущей площадки бетоном производится либо с помощью бетономешалки, либо с применением обычного строительного миксера. На этом заключительном этапе важно добиться однородной консистенции бетона и 100% заполнения опалубки раствором.
  • Если все процедуры выполнены в соответствии с технологией, то остается дождаться высыхания и снять опалубку. Прочная бетонная площадка с внушительным сроком службы готова.

Для устройства бетонной площадки или дорожки крайне рекомендуется воспользоваться услугами профессиональных специалистов. Ведь, если работу выполнить качественно, получившееся основание прослужит значительно дольше. Кроме того, во время строительных работ применяется множество спецоборудования вроде сварочного аппарата, строительного миксера и т.д.

Доверив бетонирование площадки любого размера сотрудникам «КАДЕТ-СПб» вы обезопасите себя от недоброкачественной и затянувшейся работы. Наши специалисты выполняют устройство бетонной площадки или бетонных дорожек исключительно качественно (в соответствии с договором) и оперативно (точно в срок)!

подготовка, процесс работы и полезные советы

Пространство возле частного или садового дома часто используется как парковка для транспортного средства, именно здесь проходят встречи с друзьями и родственниками. Поэтому многие хозяева облагораживают участок, забетонировав его.

Как залить площадку бетоном своими руками: советы и рекомендации по подготовке и проведению работ собраны в материале.

Для чего нужна бетонная площадка

Забетонированная площадка выполняет следующие задачи:

  1. Служит твёрдой ровной поверхностью, где можно припарковать или оставить транспортное средство.
  2. Уменьшает количество грязи во время дождя, сугробов снега, сорняков на грунте.
  3. Позволяет установить дополнительные декоративные либо функциональные элементы (мангал, фонтан, садовые статуи, беседку).
  4. Служит удобным пандусом для въезда на территорию участка.
  5. Декорирует и придаёт завершённый вид придомовой территории.

Плюсы и минусы заливки бетоном

Преимущества заливки площадок бетоном по сравнению с другими стройматериалами:

  • дешевле, чем тротуарная брусчатка;
  • прочнее, чем асфальтовое покрытие;
  • надёжнее, чем щебень, который проседает под весом автомобиля при длительных осадках.

Достоинства бетонной поверхности при самостоятельной заливке:

  1. Универсальность.
  2. Низкая цена сырья.
  3. Износостойкость.
  4. Простота и удобство монтажа.
  5. Стойкость к воздействию агрессивных веществ и химикатов.
  6. Высокая пожаробезопасность, негорючесть.
  7. Длительный срок эксплуатации без необходимости реконструкции.
  8. Возможность самостоятельного проведения работ по ремонту.

К недостаткам площадок из бетона относят:

  • неустойчивость к воздействию влаги;
  • низкие эксплуатационные характеристики при нарушении технологического цикла заливки;
  • остающиеся на покрытии пятна от бензина или масла, которые портят внешний вид площадки;
  • вероятность возникновения бетонной пыли, если не покрыть поверхность краской или клинкерной плиткой.

Подготовительные работы

Подготовку участка к бетонированию начинают с проведения земляных работ. Их характер и сложность зависят от типа грунта и исходного рельефа поверхности.

Сначала участок обмеряют и размечают деревянными колышками, затем снимают верхний слой грунта толщиной 25–30 см. В местах, где есть углубления и склоны, землю подсыпают, а на пригорках и возвышенностях снимают слой меньшей толщины.

Если снятый слой грунта плодородный, то его раскидывают по клумбам и грядкам, подсыпают в цветочные вазоны. В случае когда земля глинистая или суглинистая, в дальнейшем её используют по своему усмотрению.

Этот шаг необходим и для удаления корней и остатков растений, которые при гниении образуют пустоты. Полости в основании снижают эксплуатационные характеристики площадки, приводят к проседанию.

Далее сооружают водоотводящий слой, который выведет лишнюю влагу из бетонного основания. Дренаж состоит из 2 прослоек:

  1. Речного мелкого песка толщиной 5 см. Его засыпают прямо на грунт и утрамбовывают, поливая водой из шланга.
  2. Щебня мелкой фракции (слой 7–8 см). Камни разравнивают по поверхности (на этом этапе ещё легко подкорректировать рельеф) и трамбуют.

Полученное основание готово к дальнейшей работе.

Процесс заливки

Непосредственный монтаж основания из бетона происходит по следующей схеме:

  1. Монтаж деревянной опалубки.
  2. Обеспечение гидроизоляции.
  3. Установка армирующей сетки.
  4. Монтаж строительных маячков.
  5. Приготовление цементного раствора.
  6. Заливка и разравнивание состава в опалубке.

Эти шаги выполняют последовательно за 1 день или делят на несколько дней для удобства, однако пропускать какое-либо из действий нежелательно.

Установка опалубки

Заливку цементного раствора производят в рамку из:

  • дерева;
  • ДСП, ДВП, фанеры;
  • листового пластика;
  • металла;
  • шифера.

Опалубка (в бытовых условиях чаще всего применяются доски и брусья из дерева) необходима для того, чтобы цементный раствор не растекался по поверхности, а застыл в необходимых границах и форме.

Для слоя в 15–20 см деревянные бруски ничем не укрепляет, толщина цемента свыше 20 см нуждается в дополнительных подпорках.

Доски устанавливают по периметру участка, по точкам, ранее размеченным колышками, формируя высокие борта. С внешней стороны их подпирают подкосами, упирающимися в основание вбитых кольев.

Роль опалубки в некоторых случаях выполняют стены прилегающих к площадке зданий, строений и сооружений.

Гидроизоляция

Гидроизоляционный слой выполняет следующие функции:

  • исключает попадание влаги в нижние слои бетонной площадки;
  • препятствует быстрому впитыванию воды из цементного раствора в грунт сразу после заливки;
  • исключает прорастание сорной травы под бетоном.

Для повышения влагостойкости бетонного покрытия используют:

  • широкую плёнку из полиэтилена;
  • гидроизол;
  • кровельный материал гидростеклоизол;
  • рубероид.

Между собой отдельные элементы гидроизоляции скрепляют скотчем либо строительными скобами, чтобы листы не разошлись в процессе заливки жидкого цементного раствора.

Армирование

Армирующую решётку (металлическую сварную сетку) устанавливают для таких площадок, которые предназначены для значительных нагрузок, в том числе стоянок транспортных средств.

Если забетонированный участок предполагается использовать как площадку возле мангала или беседки, то укрепление делают из кусков железа.

Соорудить сетку можно и самостоятельно, связав длинные прутья арматуры между собой проволокой угловыми и крестовыми узлами. При этом сетчатое основание изготавливают с размерами ячеек 10 на 10 см или 15 на 15 см.

Армирующий слой устанавливают на 1–2 см выше, чем щебень, либо вплотную на гидроизоляцию. При этом сетки располагают на расстоянии 45–50 см от краёв опалубки.

Монтаж маяков

Маяки используются для определения уровня заливки и создания ровной горизонтальной поверхности. Для бетонирования площадки возле дома как маяк оптимально подойдёт металлопрофиль – он длинный, узкий и достаточно жёсткий, чтобы не прогнуться под весом цемента.

Маяки рекомендуется монтировать с учётом уклона на 2–3 см в одну из сторон: так вода после дождя и снега будет стекать с площадки.

Рейки располагают поперёк прямоугольной опалубки на противоположных краях, закрепив их в цементно-песчаном растворе (в пропорциях 1 к 4). Советуют также приварить металлические профили к арматуре, но это необязательно.

Между двумя установленными маячками протягивают шнур либо верёвку, по уровню которой монтируют новые. Расстояния между этими элементами не должно превышать 50-60 см.

Приготовление цементного раствора

При оборудовании бетонной площадки используют готовый цементный раствор либо самодельную смесь.

В первом случае состав изначально качественный и работоспособный, но удорожит работу. Созданный собственноручно раствор обойдётся дешевле, но требует дополнительных затрат по времени по взвешиванию компонентов, приготовлению, замешиванию и доставке к месту работ.

Для заливки площадки готовой смесью рекомендуется использовать бетон М400: эта марка способна выдержать механическую нагрузку, которую создает легковой автомобиль на поверхность.

Приготовление раствора происходит путём смешивания следующих ингредиентов:

  • цемента;
  • песка;
  • щебня;
  • воды.

Также для работы нужны совковая лопата, ёмкость для перемешивания и 7-литровое ведро, чтобы донести раствор до строительной площадки.

Для получения состава идентичного М400 смешивают цемент, песок и щебень в пропорциях 1:4,2:2,5, а затем добавляют воду до густого состояния. Перемешивают смесь до тех пор, пока песок не распределится равномерно по составу.

Если щебень подсыпался перед армирующим слоем как дренаж, то в цементный раствор его не добавляют. Консистенция готовой смеси в таком случае будет менее плотной, но текучей и густой.

Для покрытия участка площадью 10 м2 слоем раствора 15 см понадобится 50 мешков строительной смеси.

Заливка

Залить цементный раствор в опалубку просто только на первый взгляд: это трудоёмкий процесс, требующий сноровки и больших трудозатрат. От того, насколько качественно выполнены работы, зависит внешний вид площадки.

Непосредственно перед заливкой обустраивают термошвы или технологические зазоры, которые компенсируют тепловое расширение стройматериала. Они представляют собой тонкие полосы фанеры толщиной до 5 мм, которые устанавливают поперёк, заливают раствором, а при первом схватывании, вынимают.

Если перед заливкой не предусмотреть температурные швы, то сделать их возможно уже после высыхания раствора, прорезав болгаркой.

Начинают заполнение опалубки с дальнего угла, постепенно продвигаясь к внешней стороне, соблюдая уклон поверхности. Чем быстрее пройдёт заливка, тем прочнее будет основание.

Большие по размерам участки разделяют на сегменты, устанавливая промежуточные временные элементы опалубки. После заливки одного квадрата сразу переходят к заполнению следующего, не дожидаясь высыхания.

Небольшие площади заливают раствором за один раз, а затем выравнивают. Первоначальное наполнение делают на 4–5 см выше уровня строительных маяков. Излишки убирают штукатурным правилом и рейкой, которую перемещают по металлопрофилям вдоль.

Ещё жидкое основание штыкуют кусками арматуры, чтобы избавиться от пузырей воздуха и вывести избыточную влагу. Завершая работы, при помощи водного уровня проверяют ровную заливку поверхности.

Обработка площадки во время твердения

Окончательно поверхность бетонной площадки высыхает за 1–2 суток. Чтобы участок просох равномерно с необходимым для дальнейшей эксплуатации уровнем влажности, его накрывают пластиком либо присыпают слоем опилок толщиной 1–2 см.

Для придания дополнительной шероховатости и улучшения сцепки колёс автомобиля с бетоном поверхность стяжки в первые дни сушки прорабатывают металлической щёткой, образуя борозды.

Высохшую площадку зачищают широким шпателем, чтобы убрать дефекты заливки и наплывы раствора. Площадка по всей толщине становится пригодной к эксплуатации через 14–20 дней.

Советы и рекомендации

Чтобы забетонированный участок служил долго и исправно, рекомендуется учитывать в работе такие нюансы:

  1. Работы по бетонированию производят при температуре от 5 до 25–27 градусов тепла.
  2. Для дренажного слоя берут щебень мелкой или средней фракции, потому что крупные фрагменты сразу не утрамбуются надёжно. Впоследствии это приведёт к смещениям водоотводящего слоя и появлению трещин в бетоне.
  3. Если на участке, который планируется забетонировать, проложены инженерные сети и системы коммуникаций, их рекомендуется укрыть защитными коробами.
  4. В случаях когда заливка за 1 день невозможна, площадку заполняют по слоям: в первый день 10 см и во второй день столько же. Если заливать по сегментам, между частями останутся неровности и трещины.
  5. При заливке раствора в жаркую погоду бетонную поверхность до момента полного высыхания накрывают полиэтиленовой плёнкой, а на протяжении первых 2 недель дважды в день поливают водой из шланга. Так в бетоне сохранится необходимый уровень влажности, площадка не растрескается.
  6. В условиях глубокого промерзания грунта монолитная заливка при низких температурах покроется трещинами, поэтому рациональнее прибегнуть к модульной заливке отдельными сегментами.
  7. При самостоятельном изготовлении арматурной сетки для укрепления основы не советуют приваривать прутья друг к другу: это лишит конструкцию подвижности.

Бетонирование придомовой площадки – процесс затратный по времени и усилиям, но позволит существенно сэкономить семейный бюджет. При поэтапном выполнении работ и соблюдении рекомендаций заливка участка бетоном проходит без сложностей и не требует специальных строительных навыков.

Правильно забетонированная поверхность прослужит долго, украсит территорию и будет функциональна в использовании.


Как правильно соорудить бетонную площадку для выезда -

Как правильно соорудить бетонную площадку для выезда

Один из самых простых способов сделать площадку перед въездом - засыпать ее щебнем. Однако, это не самый долговечный способ. Из-за постоянно меняющейся погоды, будь то дождь или таяние снега весной, почва под щебнем будет размягчаться, поэтому щебень уйдет глубоко в землю. Так, через 3-4 года ваш автомобиль снова будет месить грязь перед въездом.
Самый лучший способ уберечься от этого – создать бетонную площадку. Соeдинив выезд из гaража и со двора бетoнной дорожкой, вы забудете о грязи примерно на 70-80 лет.

Строительство бетонной площадки своими руками

Создание выезда включает в себя множество особенностей. Так как место для устройства выбираем не мы, существует возможность встречи с рядом неожиданностей. Почва под площадкой должна быть идеальной. Но, скорее всего, почва в том месте, где будет располагаться площадка, не самая плотная. Для того чтобы вся работа не пошла насмарку, требуется провести некоторые подготовительные работы. Первым делом, по всей площади будущей площадки нужно выкопать грунт на глубину около 15 см. Если выкопать меньше, то наполненная бетоном площадка будет непрочной, что затруднит основную функцию – выдерживать постоянные передвижения автомобиля, а увеличивать глубину ямы невыгодно, так как это приведет к перерасходованию материала, а эффект сохранится, как и при глубине 15 см.

Следующим шагом является уплотнение грунта. Существует множество различных способов. Самый простой: обрубком дерева длиной чуть больше метра, прибить к одной из граней поперечную планку, таким образом, получится удобная и действенная трамбовка. Трамбовать нужно всю площадь выкопанной ямы, не упуская ни одного не утрамбованного участка. Если плотность грунта одинакова по всей площади ямы, трамбовка будет равномерной, если же где-то грунт недостаточно плотный, трамбовка уйдет вглубь, что приведет к неровной поверхности дна ямы.
В таком случае, рыхлую почву нужно трамбовать несколько раз, подсыпая при этом недостающий грунт. Как только дно ямы стало ровным, засыпаем мелкий гравий толщиной не более 5 см. Гравий нужен для того, чтобы на бетонной площадке не создавались трещины. Зимой почва замерзает, из-за чего качество бетона может ухудшиться. Если залить площадку без слоя гравия, ежегодное замерзание и оттаивание почвы разрушат бетон уже через 5-6 лет.

Заливка бетонной площадки

Для того чтобы грамотно залить бетон, требуется опалубка. Во все четыре угла нашей ямы забиваем деревянные бруски, к которым прибиваем доски. Остальные три грани доски укрепляем еще одним бруском.
Опалубку лучше всего построить так, чтoбы со сторoны ворот она была на одном уровне с порогом, а с другой стороны – на уровне земли.
После построения опалубки принимаемся засыпать крупный гравий. Он служит для создания устройства арматурнoго каркаса, который поможет увеличить срок службы бетонной площадки.
Собственно, как сделать aрматурный каркaс? Арматурой может служить сетка из нержавеющей стали с диaметром провoлоки 2,5 мм. Сeтку размещаем выше опалубки на 5-8 см. Лучше всего разместить сeтку в два слoя: один вдoль, другой поперeк, а пересечения связать проволокой. Затем засыпаем еще один 5 сантиметровый слой гравия.

Наконец, приступаем к заливке цемeнтным раствором. Для этого подходит бетон марки М400 и выше. Раствор должен состоять из цемента и песка в равных пропорциях. Песок, используемый для создания раствора не должен содержать различных инородных примесей. Засыпаем все в бетономешалку, добавляем воды.

Обычно, раствор делают достаточно густым, но в нашем случае он должен быть однородным и по консистенции напоминать кисель. Это поможет просочиться ему сквозь гравий и зацементировать его.
Заливать раствор нужно начиная от дальнего края по отношению к бетономешалке. При заливке обязательно соблюдение начального уклона. Чем быстрее будет происходить заливка, тем крепче будет стяжка. Пoсле того, как раствор был залит, нужно убрать все образовавшиеся неровности затирочной машиной (вертолетом) или вручную. Площадка готова! Перед эксплуатацией следует дождаться полного отвердевания бетона.

Инструменты для устройства:
Устройство площадки выезда со двора создается по той же технологии, не используя наклон опалубки.

Заливка бетонной площадки | Все виды благоустройства

Заливка бетонной площадки заезда в СПб и Ленинградской области.
Бетонированные площадки под автомобиль.
Если для укладки тротуарной плитки хватит и обычного утрамбованного основания, то для стоянки автомобилей
рекомендуется бетонированная площадка. Вне зависимости от того, где находится эта стоянка: на даче,
в городе или это платная стоянка автомобилей, будете ли Вы укладывать там тротуарную плитку или нет,
бетонировать стоянку придётся.

Заливка бетонной площадки

Бетонная площадка долговечная, а если немножко обустроить её укладкой тротуарной плитки поверх бетона,
то Ваша стоянка будет очень красиво смотреться на фоне Вашего участка. Более простым, быстрым и экономным решением можно считать асфальтирование площадки.

Заливка бетонной площадки заезда

Наша компания занимается благоустройством дачных и придомовых участков. Про все виды наших услуг смотрите на этой сайте. А для заказов откройте страницу КОНТАКТОВ.
Звоните или пишите нам, приглашайте наших мастеров на Ваш участок для замеров, консультаций и предварительных оценок стоимости предстоящих работ.
Услуга бесплатная для посетителей этого сайта и Вас ни к чему не обязывает!

Заливка бетонной площадки заезда в СПб и Ленинградской области

Заливка бетонной площадки заезда: основные моменты

Хотя вряд ли Вас заинтересуют детали про работы с заливкой бетонных площадок, но попробуем коротко описать весь процесс.
В итоге всех работ у нас должно получится монолитная бетонная плита, предварительно подвергшейся армированию, которая хорошо держит вес автомобиля и при постоянном передвижении автомобиля по ней не деформируется. Толщина такой плиты обычно 15 см, но это зависит от состояния грунта на Вашем участке. Потому и требуется присутствие мастера на месте для консультаций.
Подготовка основания проходит как обычно при укладке тротуарной плитки. Удаляется лишний грунт, добавляются нужные слои щебня и песка и хорошо утрамбовывается.

Заливка бетонной площадки заезда: основные моменты

Бетонные площадки для автомобилей в СПб и Ленинградской области

Хотя утрамбованный щебень само по себе уже достаточное основание для укладки плитки, но бетонная площадка гораздо надёжнее. Считается, что щебень не может выдерживать большие нагрузки особенно весной и основание может осесть. А у бетонной площадки множество плюсов в этом отношении:

  •  длительный срок эксплуатации;
  • не сложный монтаж конструкции;
  • не высокая цена материалов для её изготовления;
  • легкость и беспрепятственность доставки этих материалов.

Бетонные площадки для автомобилей в СПб и Ленинградской области

При заказах заливки бетонной площадки «под ключ», доставка стройматериалов уже наша забота. Вам не придётся искать материалы, заниматься их доставкой и т.д.
Все эти вопросы мы решим сами.

Заказ заливки бетонной площадки «под ключ»

Заказ заливки бетонной площадки «под ключ»

Заливка бетонной площадки: примеры, фото

Заливка бетонной площадки: примеры, фото

Стоит ли для стоянки заказать бетонную площадку или для Вашего автомобиля вполне годится площадка мощённая тротуарной плиткой или асфальтом, решать Вам.
Мы можем обеспечится реализацию любого Вашего решения. Звоните, приглашайте, обсудим и вместе выберем самое оптимальное решение для Вашего загородного участка.

Заливка бетонной площадки заезда в СПб и Ленинградской области

Бетонированные площадки под автомобиль в СПб и Ленинградской области

#бетонная_площадка #Гатчина #гатчинский_район  #тротуарная_плитка #укладка_тротуарной плитки

Тротуарная плитка от производителя.

Укладка тротуарной плитки Гатчинский район.

Бетонная площадка под автомобиль заливка по доступной цене в Москве

Бетонная площадка под автомобиль

Если перед зданием нужно отвести место для парковки автомобилей или установки контейнеров для мусора, то наиболее практичным решением станет бетонная площадка. Покрытие прослужит долго и позволит сберечь в неприкосновенности газон. Затраты на обустройство сравнительно с использованием тротуарной плитки невелики, ниже вероятность растрескивания и прорастания сорняков.

Как заливается бетонная площадка под автомобиль

Когда требуется забетонировать достаточно большое пространство, то стоит привлечь опытных специалистов. Таких, как наши мастера, которыми качественно и в оптимальные сроки выполняется бетонная площадка под автомобиль, аккуратно размещаемая рядом с газоном на вашей даче.

Решая, как залить бетонную площадку под машину, следует строго придерживаться технологической последовательности, как это делают специалисты нашей компании. Это позволяет нам гарантировать качество конструкции и достаточную продолжительность ее нормального использования.

Первая проблема, требующая нашего точного решения, состоит в том, как выровнять бетонную площадку на улице. Подготовительные работы занимают едва ли не больше времени, чем основная часть действий. Понадобится:

· выбрать место и определиться с размерами;

· аккуратно снять слой дерна и удалить корни растений. Иначе впоследствии из-за выгнивания органики появятся полости, что ухудшит эксплуатационные характеристики покрытия и сделает необходимым ремонт бетонной площадки на улице;

· утрамбовать и выровнять грунт;

· обустроить опалубку. Это позволит сохранить форму высыхающей стяжки;

· выставить опалубочные маячки с расстоянием в 500 мм между ними;

· создать песчаную подушку, используя геотекстиль или агроволокно;

· засыпать песчаную подушку 50 мм слоем щебня, уплотнить его;

· подушка под бетонную площадку армируется. Для армирования возможно использование специальной металлической решетки или провязывание арматуры сечением от 8,5 мм проволокой.

Мы не используем сварку, чтобы не снизить прочность конструкции. Объясняем заказчикам, какой диаметр арматуры идет на бетонную площадку. Сварка лишает арматурный каркас важного преимущества – подвижности. Усиливающая основа деформируется и повреждается.

После того, как основание под бетонную площадку полностью подготовлено, выполняется заливка. Если щебень не засыпался в подушку, то его на этой стадии добавляют в бетонную смесь. Правильно просчитанный уклон бетонной площадки для стока воды позволяет избежать появления на ней луж и обеспечивает удобный подъезд к месту парковки.

До застывания раствора необходимо проделать в нем пазы, предотвращающие растрескивание бетона при температурном перепаде.

Подсохшую стяжку прикрывают полиэтиленовой пленкой, в жаркую погоду поливают водой, не допуская потерь влаги, приводящих к растрескиванию бетона.

Бетонная площадка с лестницей

Если предвидятся немалые затруднения в том, как залить бетонную площадку, например, с лестничными маршами, то стоит обратиться к нашим услугам. Мы выполняем бетонные работы любой степени сложности. Одним из преимуществ обращения к помощи опытных мастеров выступает возможность быстро и качественно залить бетонную площадку при приемлемой цене работы за м2.

Чтобы посчитать, во сколько обойдется обустройство, используйте для расчета бетонной площадки наш онлайн-калькулятор. В результате сотрудничества с нашими специалистами принимается смета на устройство бетонной площадки с армированием, предусматривающая:

· что будет представлять собой связанная с ней лестничная система;

· где ее требуется установить;

· какой нагрузке она будет подвергаться;

· кто будет ею пользоваться.

Мы используем бетон с плотной текстурой, применяем три разных вида лестничных бетонных ступеней – верхние, нижние и промежуточные.

Бетонные ограждения для контейнерных площадок

На придомовых территориях нами обустраиваются контейнерные площадки, на которых устанавливаются мусорные баки. Как бы аккуратно жильцы многоквартирных домов ни обращались с мусором, территорию контейнерной площадки необходимо оградить, обеспечивая при этом функциональность и эстетическую привлекательность.

Проведенное нами армирование бетонной площадки и достаточная толщина слоя покрытия позволяют без проблем заезжать на нее тяжелой спецтехнике.

Бетонные ограждения выполняются под заказ с возможной установкой. Заказчик может выбрать подходящий тип и цветовую гамму ограждения, чтобы она соответствовала дизайну окружающих зданий.

Бетонные ограждения для контейнерных площадок, изготовленные на нашей производственной базе, могут выполнять как чисто декоративную функцию, так и выступать в качестве самостоящего элемента.

Покрытие бетонной площадки резиновой крошкой

Одной из наиболее востребованных услуг в настоящее время становится облагораживание забетонированных городских дворов, позволяющее создать на их территории комфортные зоны для отдыха, детских игр и занятий спортом. Для этого выполняется покрытие бетонной площадки предварительно очищенной каучуковой крошкой.

Мы предлагаем услугу изготовления универсального покрытия, предоставляя заказчикам возможность выбирать предпочтительную технологию и стоимость бетонной площадки. Наши мастера выполняют:

· бесшовную заливку;

· укладку плит.

Такое покрытие мы можем уложить, используя специальное оборудование, чтобы получить идеально гладкий и комфортный пол приятной фактуры. Наличие пористого материала обеспечит противоскользящий эффект, не позволит накапливаться влаге.

Наиболее востребованной из наших услуг является заливка бетонной площадки под автомобиль, ведь цена под ключ приемлема, а качество работы подтверждается благодарными отзывами заказчиков. Мы заботимся о репутации компании, поэтому внимательно подходим к выполнению каждой заявки, тщательно соблюдая технологию.

Звоните, консультируйтесь, вызывайте нашего специалиста для замера бетонной площадки под автомобиль!

Срок службы бетонных конструкций с учетом влияния температуры и относительной влажности на перенос хлоридов

  • Адгер Н. В., Амелл Н. В. и Томпкинс Е. Л. (2005). Успешная адаптация к изменению климата в разных масштабах. Глобальное изменение окружающей среды, 15 (2), 77–86. DOI: 10.1016 / j.gloenvcha.2004.12.005.

    Артикул Google Scholar

  • Амей, С.Л., Джонсон Д. А. и Милтенбергер М. А. (1998). Прогнозирование срока службы бетонных морских конструкций: экологическая методология. Структурный журнал ACI, 95 (2), 205–214. DOI: 10,14359 / 540.

    Google Scholar

  • Андраде, К. , и Кастильо, А. (2003). Развитие коррозии арматуры из-за климатических изменений. Материалы и коррозия, 54 (6), 379–386.DOI: 10.1002 / maco.2003

  • .

    CAS Статья Google Scholar

  • Андришак Р., & Хикс Ф. (2008). Моделирование воздействия изменения климата на ледовый режим реки Мира. Канадский журнал гражданского строительства, 35 (5), 461–472. DOI: 10.1139 / L07-129.

    Артикул Google Scholar

  • Bastidas-Arteaga, E., Шатонеф, А., Санчес-Силва, М., Брессолетт, Ф., и Шофс, Ф. (2010). Влияние погоды и глобального потепления на попадание хлоридов в бетон: стохастический подход. Структурная безопасность, 32 (4), 238–249. DOI: 10.1016 / j.strusafe.2010.03.002.

    Артикул Google Scholar

  • Базант, З. П., и Наджар, Л. Дж. (1971). Сушка бетона как задача нелинейной диффузии. Исследование цемента и бетона, 1 (5), 461–473. DOI: 10.1016 / 0008-8846 (71) -8.

    Артикул Google Scholar

  • Базант, З. П., и Тонгутхай, В. (1978). Поровое давление и высыхание бетона при высоких температурах. Журнал отдела инженерной механики, 104 (5), 1059–1079.

    Google Scholar

  • Белтаос, С., И Баррелл Б.С. (2003). Изменение климата и вскрытие речного льда. Канадский журнал гражданского строительства, 30 (1), 145–155. DOI: 10.1139 / l02-042.

    Артикул Google Scholar

  • Боб, К. (1996). Вероятностная оценка коррозии арматуры в существующих конструкциях. В R. Dhir & R. Jones (Eds.), Бетон на службе человечества: ремонт, восстановление и защита бетона , (1-е изд. , Vol. 5. С. 17–28). Лондон: CRC Press.

  • Каре С. и Эрве Э. (2000). Прогноз коэффициента диффузии хлоридов в бетоне методом гомогенизации. В Труды второго международного семинара RILEM по тестированию и моделированию проникновения хлоридов в бетон , RILEM Publications SARL, стр. 235–246.

  • Кастельви, Ф., Перес, П. Дж., Вильяр, Дж. М., и Розелл, Дж. Л. (1996). Анализ методов оценки дефицита давления пара и относительной влажности. Сельскохозяйственная и лесная метеорология, 82 (1–4), 29–45. DOI: 10.1016 / 0168-1923 (96) 02343-X.

    Артикул Google Scholar

  • Кастро-Борхес, П., и Мендоса-Рангель, Дж. М. (2010). Влияние изменения климата на прочность бетона на полуострове Юкатан. Коррозионная инженерия, наука и технологии, 45 (1), 61–69. DOI: 10.1179 / 147842209X12489567719662.

    CAS Статья Google Scholar

  • Коллепарди М. , Марсиалис А. и Турризиани Р. (1972). Проникновение хлорид-ионов в цементные пасты и бетон. Журнал Американского керамического общества, 55 (10), 534–535. DOI: 10.1111 / j.1151-2916.1972.tb13424.x.

    CAS Статья Google Scholar

  • Дельгадо, Р.К., Седияма, Г. С., Зольнер, С., & Коста, М. Х. (2009). Физико-математические модели для оценки относительной влажности воздуха по данным о температуре воздуха (на португальском языке). Церера, 56 (3), 256–265.

    Google Scholar

  • Duracrete. (1999). Модели воздействия окружающей среды на бетонные конструкции. Расчет прочности бетонной конструкции на основе вероятностных характеристик. В A. Lindvall & L.О. Нильссон (ред.), Европейский Союз - Brite EuRam III, 1-е изд. Европа.

  • Дайер, Дж. А., и Браун, Д. М. (1977). Климатический тренажер для сушки сена. Сельскохозяйственная метеорология, 18 (1), 37–48. DOI: 10.1016 / 0002-1571 (77) -7.

    Артикул Google Scholar

  • Энгелунд, С., & Сфренсен, Дж. Д. (1998). Вероятностная модель проникновения хлоридов и возникновения коррозии в железобетонных конструкциях. Структурная безопасность, 20 (1), 69–89. DOI: 10.1016 / S0167-4730 (97) 00022-2.

    Артикул Google Scholar

  • Фредериксен, Дж. М., и Гейкер, М. (2000). Об эмпирической модели оценки попадания хлоридов в бетон. В Труды второго международного семинара RILEM по тестированию и моделированию попадания хлоридов в бетон , RILEM Publications SARL, стр.355–371.

  • Гото С. и Рой Д. М. (1981). Диффузия ионов через затвердевшие цементные пасты. Исследование цемента и бетона, 11 (5–6), 751–757. DOI: 10.1016 / 0008-8846 (81)

    -8.

    CAS Статья Google Scholar

  • Hechler, J., Boulanger, J., Noël, D., & Pinon, C. (1993). Скорость коррозии, влажность и загрязняющие вещества на внешней стороне здания. Журнал материалов в гражданском строительстве, 5 (1), 53–61. DOI: 10.1061 / (ASCE) 0899-1561 (1993) 5: 1 (53).

    CAS Статья Google Scholar

  • Хоппе Филью, Дж., Медейрос, М. Х. Ф., Перейра, Э., Хелен, П., ASCE, М., и Исайя, Г. К. (2013). Бетон с большим объемом зольной пыли с гашеной известью и без нее: коэффициент диффузии хлоридов из ускоренного испытания. Журнал материалов в гражданском строительстве, 25 (3): 411–418.DOI: 10.1061 / (ASCE) MT.1943-5533.0000596.

  • IBGE - Бразильский институт географии и статистики. (2014). Бразилия: результаты переписи 2010 г. . Издательство PhysicsWeb. http://www.ibge.gov.br. По состоянию на 21 января 2014 г.

  • IPCC. (2007). Изменение климата 2007 - Четвертый оценочный отчет . Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

    Google Scholar

  • Исгор, О. Б., и Разакпур, А.Г. (2006). Расширенное моделирование разрушения бетона из-за коррозии арматуры. Канадский журнал гражданского строительства, 33 (6), 707–718. DOI: 10.1139 / l06-007.

    CAS Статья Google Scholar

  • Исмаил, М. Э., и Солеймани, Х. Р. (2002). Мониторинг скорости коррозии образцов обычного портланд-бетона (OPC) и высококачественного бетона (HPC), подвергшихся воздействию хлоридов. Канадский журнал гражданского строительства, 29 (6), 863–874. DOI: 10.1139 / l02-091.

    CAS Статья Google Scholar

  • Ли, С. -Т., Парк, Д.-У., и Энн, К.-Й. (2008). Смягчает действие хлорид-ионов на сульфатное воздействие цементных растворов с дымом кремнезема или без него. Канадский журнал гражданского строительства, 35 (11), 1210–1220.DOI: 10.1139 / L08-065.

    CAS Статья Google Scholar

  • Ли, К. Дж., Миллс, Л., МакНил, С., и Атто-Окин, Н. О. (2013). Учет потенциальных изменений климата в механистически-эмпирическом проектировании дорожного покрытия. Канадский журнал гражданского строительства, 40 (12), 1173–1183. DOI: 10.1139 / cjce-2012-0465.

    Артикул Google Scholar

  • Маренго, Дж.A., Ambrizzi, T., da Rocha, R. P., Alves, L. M., Cuadra, S. V., Valverde, M. C., et al. (2010). Будущее изменение климата в Южной Америке в конце двадцать первого века: взаимное сравнение сценариев из трех региональных климатических моделей. Климатическая динамика, 35 (6), 1073–1097. DOI: 10.1007 / s00382-009-0721-6.

    Артикул Google Scholar

  • Маквикар, Т. Р., Джапп, Д. Л.Б. (1999). Оценка разовых метеорологических данных на основе стандартных ежедневных данных в качестве входных данных для моделей энергетического баланса на основе теплового дистанционного зондирования. Сельскохозяйственная и лесная метеорология, 96 (4), 219–238. DOI: 10.1016 / S0168-1923 (99) 00052-0.

    Артикул Google Scholar

  • Медейрос, М. Х. Ф., Гобби, А., Реус, Г. К., и Хелен, П. (2013). Железобетон в морской среде: влияние циклов смачивания и сушки, высоты и расположения по отношению к морскому берегу. Строительные и строительные материалы, 44 , 452–457. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2013. 02.078.

    Артикул Google Scholar

  • Медейрос, М. Х. Ф., и Хелен, П. (2009). Обработка поверхности железобетона в морской среде: влияние на коэффициент диффузии хлоридов и капиллярное водопоглощение. Строительные и строительные материалы, 23 (3), 1476–1484.DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2008.06.013.

    Артикул Google Scholar

  • Мейерс, С. Дж. Х., Биджен, Дж. М. Дж. М., Борст Р. и Фраай А. Л. А. (2005). Результаты расчетов модели проникновения хлоридов в бетон, включая конвекцию, циклы сушки-смачивания и карбонизацию. Материалы и конструкции, 38 (2), 145–154. DOI: 10.1007 / BF02479339.

    CAS Статья Google Scholar

  • Мейлбро, Л.(1996). Полное решение второго закона диффузии Фика с зависящим от времени коэффициентом диффузии и поверхностной концентрацией. В Исследование прочности бетона в засоленной среде , Лунд, Швеция, стр. 127–158.

  • Мутулингам, С., и Рао, Б. Н. (2014). Неравномерное время начала коррозии в железобетоне в хлоридной среде. Наука о коррозии, 82 (май), 304–315.DOI: 10.1016 / j.corsci.2014.01.023.

    CAS Статья Google Scholar

  • NBR 6118. (2014). Проекты бетонных конструкций ( на португальском ). Бразилия: Бразильская ассоциация технических стандартов - ABNT, Рио-де-Жанейро.

  • Нильссон, Л. О. (2000). Численная модель комбинированной диффузии и конвекции хлорида в ненасыщенном бетоне. В Труды второго международного семинара RILEM по тестированию и моделированию попадания хлоридов в бетон , RILEM Publications SARL, стр.261–275.

  • Пейдж, К. Л., Шорт, Н. Р., и Эль Таррас, А. (1981). Диффузия хлорид-ионов в затвердевших цементных пастах. Исследование цемента и бетона, 11 (3), 395–406. DOI: 10.1016 / 0008-8846 (81)

    -3.

    CAS Статья Google Scholar

  • Рахман, М., Болисетти, Т., и Балачандар, Р. (2012). Гидрологическое моделирование для оценки воздействия изменения климата на водораздел Южного Онтарио. Канадский журнал гражданского строительства, 39 (1), 91–103. DOI: 10.1139 / l11-112.

    Артикул Google Scholar

  • Саэтта, А. В., Скотта, Р. В., и Виталиани, Р. В. (1993). Анализ диффузии хлоридов в частично насыщенный бетон. Журнал материалов ACI, 90 (M47), 441–451.

    CAS Google Scholar

  • Сан-Паулу.(2005). Экологическое - экономическое районирование - Северное побережье Сан-Паулу (на португальском языке) . Бразилия: Государственный секретарь по окружающей среде - CPLEA, Координатор стратегического планирования по окружающей среде и образованию, Департамент окружающей среды.

  • Шафей Б., Алипур А. и Шинозука М. (2012). Прогнозирование возникновения коррозии в железобетонных элементах, подверженных стрессам окружающей среды: каркас из конечных элементов. Исследование цемента и бетона, 42 (2), 365–376.DOI: 10.1016 / j.cemconres.2011.11.001.

    CAS Статья Google Scholar

  • Тан, Л. П., и Нильссон, Л. О. (1992). Быстрое определение коэффициента диффузии хлоридов в бетоне с помощью электрического поля. Журнал материалов ACI, 89 (1), 49–53.

    CAS Google Scholar

  • Вюилле, М., Брэдли, Р.С., Вернер М. и Кеймиг Ф. (2003). Изменение климата в ХХ веке в тропических Андах: наблюдения и результаты моделирования. Изменение климата, 59 , 75–99. DOI: 10.1007 / 978-94-015-1252-7_5.

    Артикул Google Scholar

  • Ван Х., Стюарт М. Г. и Нгуен М. К. (2012). Влияние изменения климата на коррозию и повреждение бетонной инфраструктуры в Австралии. Изменение климата, 110 (3–4), 941–957.DOI: 10.1007 / s10584-011-0124-7.

    Артикул Google Scholar

  • Юань, Кв (1999). Внутренняя относительная влажность и степень насыщения в высококачественном бетоне, хранящемся в воде или солевом растворе в течение 2 лет. Исследование цемента и бетона, 29 (1), 45–53. DOI: 10.1016 / S0008-8846 (98) 00174-4.

    Артикул Google Scholar

  • Юань, Ю., & Цзян Дж. (2011). Прогнозирование температурной реакции бетона в естественных климатических условиях. Строительные и строительные материалы, 25 (8), 3159–3167. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2010.10.008.

    Артикул Google Scholar

  • Юань, К., Ши, К., Де Шуттер, Г., & Оденаерт, К. (2008). Влияние температуры на перенос хлорид-ионов в бетоне. В М.Г.Александр, Х.-Д. Беушаузен, Ф. Ден и П. Мойо (редакторы), Ремонт, восстановление и модернизация бетона II (стр. 159–160). Лейден: CRC Press / Balkema.

    Google Scholar

  • Чжан, Дж., Гао, Ю., и Хан, Ю. (2012). Внутренняя влажность бетона при циклах сухой-влажный. Журнал материалов в гражданском строительстве, 24 (3), 289–298. DOI: 10.1061 / (ASCE) MT.1943-5533.0000382.

    CAS Статья Google Scholar

  • Чжан Дж. И Майлваганам Н. П. (2006). Коррозия арматуры бетона и электрохимические факторы при ячеистом ремонте бетона. Канадский журнал гражданского строительства, 33 (6), 785–793. DOI: 10.1139 / l05-088.

    CAS Статья Google Scholar

  • Долговечность

    Долговечность - это способность прослужить долгое время без значительного износа.Прочный материал помогает окружающей среде, сохраняя ресурсы и сокращая отходы и воздействие на окружающую среду ремонта и замены. Производство строительных материалов на замену истощает природные ресурсы и может привести к загрязнению воздуха и воды.

    Бетон устойчив к атмосферным воздействиям, химическим воздействиям и истиранию, сохраняя при этом свои желаемые инженерные свойства. Для разных бетонов требуется разная степень прочности в зависимости от условий окружающей среды и желаемых свойств.Ингредиенты бетона, их пропорции, взаимодействие между ними, методы укладки и отверждения, а также условия эксплуатации определяют окончательную долговечность и срок службы бетона.

    Замененный двигатель Wacker Drive в центре Чикаго был рассчитан на срок службы от 75 до 100 лет.
    Взаимодействие с другими людьми

    Расчетный срок службы большинства зданий часто составляет 30 лет, хотя здания часто служат от 50 до 100 лет или дольше. Из-за их долговечности большинство бетонных и каменных зданий сносятся из-за функционального устаревания, а не изношенности.Тем не менее, бетонная оболочка или конструкция могут быть перепрофилированы при изменении использования или функции здания или при обновлении интерьера здания. Бетон, как конструкционный материал и внешняя обшивка здания, способен противостоять обычным природным механизмам разрушения, а также стихийным бедствиям.

    Прочность бетона можно определить как способность бетона противостоять атмосферным воздействиям, химическим воздействиям и истиранию, сохраняя при этом свои желаемые инженерные свойства. Для разных бетонов требуется разная степень прочности в зависимости от условий окружающей среды и желаемых свойств.Например, бетон, подвергающийся воздействию морской воды при отливе, будет иметь другие требования, чем бетонный пол в помещении.


    Эти бетонные панели размером 3 на 5 футов с декоративной отделкой были выставлены на улице в относительно суровую погоду в районе Скоки, штат Иллинойс (недалеко от Чикаго). За некоторыми исключениями, их внешний вид очень мало изменился после более чем 40 лет воздействия яркого солнечного света, ветра, снега, кислотных дождей, замораживания и оттаивания, жаркого лета и холодной зимы

    Факторы, влияющие на прочность бетона

    Высокая Влажность и дождь: Бетон, практически не содержащий органических веществ, устойчив к разрушению из-за гниения или ржавчины в жарком влажном климате.Влага может попасть в здание только через стыки между бетонными элементами. Ежегодный осмотр и ремонт стыков минимизируют этот потенциал. Что еще более важно, если влага проникает через швы, она не повредит бетон. Стены должны дышать, иначе бетон высохнет, если не будет покрыт непроницаемой мембраной.

    Портландцементную штукатурку (штукатурку) не следует путать с системами внешней изоляции и отделки (EIFS) или системами синтетической штукатурки, которые могут иметь проблемы с эксплуатационными характеристиками, включая повреждение от влаги и низкую ударопрочность.Синтетическая штукатурка обычно составляет небольшую часть толщины штукатурки из портландцемента, что обеспечивает меньшую ударопрочность. Благодаря своему составу он не позволяет внутренней части стены высыхать, когда внутрь попадает влага. Захваченная влага в конечном итоге разрушает изоляцию, обшивку и деревянный каркас. Он также разъедает металлический каркас и металлические детали. Было меньше проблем с использованием EIFS на твердых основаниях, таких как бетон или каменная кладка, потому что эти основания очень стабильны и не подвержены гниению или коррозии.

    Стойкость к ультрафиолету: Ультрафиолетовая часть солнечного излучения не вредит бетону. Использование цветных пигментов в бетоне позволяет сохранить цвет эстетических элементов (например, стен или полов) еще долго после того, как краска потускнела из-за воздействия солнца.

    Несъедобный: Паразиты и насекомые не могут разрушить бетон, потому что он несъедобный. Некоторые более мягкие материалы несъедобны, но по-прежнему обеспечивают путь насекомым. Благодаря своей твердости, паразиты и насекомые не протыкают бетон.

    Условия воздействия для бетона от умеренных до тяжелых: Ниже перечислены важные условия воздействия и механизмы разрушения бетона. Бетон может противостоять этим эффектам при правильном проектировании. «Руководство специалиста по долговечному бетону», EB221 и «Проектирование и контроль бетонных смесей» , EB001.15 предназначены для предоставления достаточной информации, позволяющей практикующему специалисту выбрать материалы и параметры конструкции смеси для получения прочного бетона в различных средах.

    Устойчивость к замерзанию и оттаиванию: Самым потенциально разрушительным фактором выветривания является замерзание и оттаивание во влажном бетоне, особенно в присутствии противогололедных химикатов. Ухудшение вызвано замерзанием воды и последующим расширением пасты, частиц заполнителя или того и другого.

    Когда бетон имеет надлежащую систему микроскопических пузырьков воздуха, полученных за счет добавления воздухововлекающей добавки и тщательного перемешивания, бетон обладает высокой устойчивостью к замерзанию и оттаиванию.Эти микроскопические пузырьки воздуха в бетоне компенсируют расширение воды в лед и, таким образом, снижают создаваемое внутреннее давление. Бетон с низким водоцементным отношением (0,40 или ниже) более прочен, чем бетон с высоким водоцементным отношением (0,50 или выше). Бетон с воздухововлекающими добавками с низким водоцементным соотношением и содержанием воздуха от 5 до 8 процентов правильно распределенных воздушных пустот без проблем выдержит большое количество циклов замерзания и оттаивания.

    Химическая стойкость: Бетон устойчив к большинству природных сред и многим химическим веществам. Бетон регулярно используется для строительства сооружений для транспортировки и очистки сточных вод из-за его способности противостоять коррозии, вызываемой высокоагрессивными загрязнителями в потоке сточных вод, а также химическими веществами, добавляемыми для обработки этих отходов.

    Однако бетон иногда подвергается воздействию веществ, которые могут разъедать и вызывать разрушение.Бетон на предприятиях химического производства и складских помещений особенно подвержен химическому воздействию. Влияние сульфатов и хлоридов обсуждается ниже. Кислоты разрушают бетон, растворяя цементное тесто и заполнители на основе кальция. Помимо использования бетона с низкой проницаемостью, можно использовать поверхностную обработку, чтобы предотвратить контакт агрессивных веществ с бетоном. Влияние веществ на бетон и Руководство по защитным обработкам. В , IS001 , обсуждается влияние сотен химических веществ на бетон и приводится список обработок, помогающих контролировать химическое воздействие.Подробнее о кислотостойкости.

    Устойчивость к сульфатной атаке: Большое количество сульфатов в почве или воде может разрушить и разрушить бетон, который не был должным образом спроектирован. Сульфаты (например, сульфат кальция, сульфат натрия и сульфат магния) могут разрушать бетон, вступая в реакцию с гидратированными соединениями в затвердевшем цементном тесте. Эти реакции могут вызвать давление, достаточное для медленного разрушения бетона.

    Подобно природным камням, таким как известняк, пористый бетон (обычно с высоким водоцементным соотношением) подвержен выветриванию, вызванному кристаллизацией соли.Примеры солей, которые, как известно, вызывают выветривание бетона, включают карбонат натрия и сульфат натрия.

    Сульфатное воздействие и кристаллизация соли более серьезны в местах, где бетон подвергается циклам смачивания и высыхания, чем циклы непрерывного смачивания. Для наилучшей защиты от внешнего воздействия сульфатов бетон с низким соотношением воды и цементного материала (Вт / см) (менее 0,45 для сред с умеренным содержанием сульфатов и менее 0,40 для более жестких сред) следует использовать вместе с цементами или комбинациями цементирующих материалов. специально разработан для сульфатных сред.

    Мост Конфедерации через пролив Нортумберленд между островом Принца Эдуарда и Нью-Брансуиком был специально разработан для обеспечения высокой прочности в суровых условиях и 100-летнего срока службы.Мост должен противостоять замораживанию и оттаиванию, воздействию морской воды и истиранию плавучим льдом.

    Воздействие морской воды: Бетон уже несколько десятилетий используется для защиты от воздействия морской воды с отличными характеристиками. Однако в этих суровых условиях требуется особая осторожность при разработке смесей и выборе материалов. Конструкция, подверженная воздействию морской воды или брызг морской воды, наиболее уязвима в зоне приливов и брызг, где происходят повторяющиеся циклы смачивания и сушки и / или замораживания и оттаивания.Сульфаты и хлориды в морской воде требуют использования бетона с низкой проницаемостью, чтобы минимизировать коррозию стали и воздействие сульфатов. Полезен цемент, устойчивый к воздействию сульфатов. Должно быть обеспечено надлежащее бетонное покрытие поверх арматурной стали, а водоцементное соотношение не должно превышать 0,40.

    Хлоридостойкость и коррозия стали: Хлориды, присутствующие в простом бетоне (который не содержит арматурной стали), обычно не являются проблемой долговечности. В усиленном виде паста защищает закладную сталь от коррозии благодаря своей щелочной природе.Среда с высоким pH в бетоне (обычно (более 12,5) вызывает образование пассивной защитной оксидной пленки на стали. Однако присутствие хлорид-ионов из антиобледенителя или морской воды может разрушить пленку или проникнуть в нее. При достижении порога хлоридной коррозии электрохимический ток образуется вдоль стали или между стальными стержнями, и начинается процесс коррозии.

    Стойкость бетона к хлоридам хорошая; однако для жестких условий окружающей среды, таких как настил мостов, ее можно повысить, используя низкий уровень воды цементный коэффициент (около 0.40), не менее семи дней влажного отверждения и дополнительных вяжущих материалов, таких как микрокремнезем, для снижения проницаемости. Увеличение бетонного покрытия над сталью также помогает замедлить миграцию хлоридов. Другие методы уменьшения коррозии стали включают использование добавок, замедляющих коррозию, арматурной стали с эпоксидным покрытием, обработки поверхности, бетонных покрытий и катодной защиты.

    Устойчивость к щелочно-кремнеземной реакции (ASR): Щелочно-кремнеземная реакция (ASR) - это расширяющаяся реакция между определенными формами кремнезема в заполнителях и калиевыми и натриевыми щелочами в цементном тесте.Реакционная способность потенциально опасна только тогда, когда она вызывает значительное расширение. Признаками наличия реакционной способности щелочных агрегатов может быть сеть трещин, замкнутых или растрескавшихся стыков или движение частей конструкции. Щелочно-кремнеземную реакцию можно контролировать путем правильного выбора заполнителя и / или использования дополнительных вяжущих материалов (таких как летучая зола или шлаковый цемент) или смешанных цементов, проверенных испытаниями для контроля реакции. С некоторыми реактивными заполнителями контроль уровня щелочи в бетоне был успешным.Также было показано, что добавки на основе лития предотвращают вредное расширение из-за ASR. Стандартное руководство по снижению риска агрессивной реакции щелочных агрегатов в бетоне, ASTM C1778, содержит подробные инструкции.

    Устойчивость к истиранию: Бетон устойчив к абразивному воздействию обычной погоды. Примерами сильного истирания и эрозии являются частицы в быстро движущейся воде, плавающем льду или местах, где допускается использование стальных шипов на шинах.Стойкость к истиранию напрямую зависит от прочности бетона. Исследования показывают, что для участков с сильным истиранием хорошо подходит бетон с прочностью на сжатие от 12 000 до 19 000 фунтов на квадратный дюйм (psi).

    Прогнозирование срока службы бетона | Журнал Concrete Construction

    Q: Конструкторская фирма попросила нас представить дизайн смеси для предстоящего проекта, который может быть рассмотрен для аккредитации LEED. В одной части этого проекта есть большая парковка.Это уникальный проект, поскольку проектно-строительную фирму попросили рассмотреть каждый вариант, оценив срок службы конструкции. Фирма рассматривает и другие материалы, а также железобетон.

    Похоже, в этой возможности мы сталкиваемся с обоюдоострым мечом. Во-первых, мы должны разработать рентабельную конструкцию смеси, которая позволит нам быть конкурентоспособными по сравнению с другими материалами, особенно сталью. И тогда мы должны иметь возможность предоставить подтверждение того, что конструкция будет соответствовать проектным требованиям к жизненному циклу проекта или превосходить их.

    Есть ли эффективный инструмент, который поможет нам подготовить этот проект?

    A: За последние несколько лет исследователи добились больших успехов в создании моделей, которые могут прогнозировать срок службы железобетона в конструкциях. Эти достижения привели к недавно выпущенной версии 2.0.1 Life-365. Life-365 - это программное обеспечение, предназначенное для оценки срока службы и стоимости жизненного цикла альтернативных конструкций бетонных смесей.

    Инженеры и архитекторы, использующие Модель для прогнозирования срока службы и стоимости жизненного цикла железобетонных конструкций, могут сравнивать различные стратегии и методы, чтобы помочь им выбрать лучший вариант.Программное обеспечение следует методологии, разработанной группами компаний Life-365 Consortium I и II, которая дает основанные на исследованиях оценки влияния конструкции бетона, воздействия хлоридов, температуры окружающей среды, бетонных смесей и барьеров, а также типов стали на срок службы. и стоимость жизненного цикла.

    Хотя модель была доступна для широкой публики более десяти лет, версия 2.0.1 имеет функцию, которая делает ее более удобной для производителей, чем предыдущие версии. Программное обеспечение этой версии теперь включает специальную функцию по умолчанию, которая позволяет инженеру по контролю качества производителя переопределять общий набор значений модели и вводить собственные данные производителя, региональные или связанные с проектом данные о материалах.

    Эта модель особенно удобна для настилов мостов и парковок. Эти типы конструкций могут подвергаться очень агрессивным условиям. Модель предоставляет широкий выбор стратегий. Пользователи могут выбрать смягчение вызванных коррозией повреждений, рассмотрев такие варианты, как высокоэффективный бетон с низкой проницаемостью, добавки, ингибирующие коррозию, стальную арматуру с эпоксидным покрытием, гидроизоляционные мембраны или герметики.

    В новой версии программного обеспечения также есть семь видеопрезентаций, которые помогают пользователям ориентироваться в процессе построения модели.

    В состав консорциума, поддерживающего эту новейшую разработку программного обеспечения, входят Ассоциация цементных шлаков, Ассоциация ингибиторов бетона, Национальная ассоциация готового смешанного бетона и Ассоциация кремнеземных паров. Чтобы просмотреть модель, посетите сайт www.life-365.org.


    Spec Часы

    Измерение сопротивления сегрегации SCC

    Новый стандарт ASTM предусматривает полевые испытания для измерения устойчивости самоуплотняющегося бетона .C1712, Метод испытаний для быстрой оценки сопротивления статической сегрегации самоуплотняющегося бетона с использованием теста на проникновение, дает результаты в течение нескольких минут после изготовления или размещения. По словам Марка Бери, менеджера по продукции BASF Corp., подразделения добавок и председателя C09.47, новый тест хорошо коррелирует с другими лабораторными процедурами, измеряющими стабильность смеси. «Используя этот метод, производители могут уверенно корректировать миксы на ходу», - говорит Бери.

    Чтобы приобрести стандарт, посетите www.astm.org и поиск по стандартному номеру.

    Подробнее об ASTM International

    Найдите продукты, контактную информацию и статьи об ASTM International

    Прогноз срока службы сборных железобетонных конструкций, подверженных воздействию хлоридов

    Коррозия, вызванная хлоридом, широко считается одной из основных причин преждевременного разрушения бетонных конструкций в морской среде или в среде противообледенительной соли.Для сборных железобетонных конструкций (ПК) такие проблемы с долговечностью могут быть даже более серьезными, потому что дефекты в местах стыков, например, трещины, вызванные усадкой раствора и неправильной конструкцией, могут ускорить процесс переноса хлорид-ионов и могут вызвать разрушение границы раздела фаз при воздействии сейсмической нагрузки. . Используя вероятностную модель траектории (PPM) и теорию надежности, была предложена вероятностная структура для прогнозирования трех предельных состояний конструкций ПК, включая начало коррозии, предельное состояние эксплуатационной пригодности и предельное предельное состояние.Используя моделирование методом Монте-Карло, соединение балки с колонной было дополнительно проанализировано, чтобы проиллюстрировать различия между конструкциями ПК и теми, которые были отлиты на месте. Анализ показывает, что начало коррозии и предельное состояние по пригодности к эксплуатации чувствительны к коэффициенту диффузии хлоридов в области соединения, а более высокий коэффициент питтинга может существенно повлиять на несущую способность конструкций из поликарбоната.

    1. Введение

    Характеристики инженерных бетонных конструкций могут неизбежно ухудшиться из-за усадки, ползучести [1], карбонизации [2, 3] или проникновения других коррозионных агентов [4, 5].Среди этих факторов коррозия, вызванная хлоридом, является доминирующей для конструкций в морской среде или в солевой среде для борьбы с обледенением. По мере того, как ионы хлора проникают через бетонное покрытие и накапливаются на стальной поверхности, постепенно начинается коррозия. Продукты расширяющейся коррозии могут в дальнейшем вызывать трещины и даже значительно снижать несущую способность компонентов и соединений при сдвиге [6–10] (показано на рисунке 1). Некоторые ключевые моменты можно определить на основе механизмов коррозии и, таким образом, разделить процесс на разные стадии [11–14].Один из них - это начало коррозии, момент, когда концентрация хлоридов на поверхности стали достигает порогового значения и вызывает коррозию. Кроме того, предельное состояние по пригодности к эксплуатации (SLS), обозначенное шириной трещины или прогибом, и предельное состояние по пределу (ULS), которое тесно связано с безопасностью, также могут быть выбраны в качестве критериев разрушения конструкции.


    По сравнению с монолитным бетоном сборный бетон может быть лучшего качества, поскольку соотношение смеси и условия твердения лучше контролируются на заводах [15–17].Такое усовершенствование позволяет бетонному покрытию лучше блокировать вредные коррозионные агенты и, таким образом, способствует долговечности. Однако из-за усадки цементного раствора, неправильной конструкции и т. Д. В зоне соединения литых деталей между компонентами могут образоваться дефекты, что может привести к увеличению проницаемости стыка [18]. Следовательно, процесс проникновения хлоридов будет ускоряться, инициируя более раннюю коррозию стали и вызывая более серьезную деградацию вокруг границы раздела, где как раз и должна возникать максимальная сила сдвига при сейсмическом воздействии (показано на рисунке 2).Поэтому долговечность конструкций ПК по-прежнему остается проблемой, на которую стоит обратить внимание, когда они применяются в морской среде. Вышеупомянутые различия приведены в таблице 1.


    906 более рассеянный

    Характеристики Монолитные железобетонные конструкции Поликарбонатные конструкции

    Более высокий и лучше контролируемый
    Соединение между компонентами Монолитный Возможные дефекты
    Распределение коррозии Относительно более равномерное Может концентрироваться вокруг области соединения Сдвиговые режимы Разрушение колонны или стыка Разрушение колонн, стыков или стыков раствора

    Как известно, одной из предпосылок для достижения прочности конструкции является точное прогнозирование прочности конструкции. порок жизни [19].Согласно ACI [20], этого можно достичь с помощью опыта, сравнения аналогичных проектов, ускоренных тестов или математических моделей. Среди всех этих методов математическое моделирование является наиболее распространенным из-за его краткости и точности [14, 20–24], а неопределенность процесса ухудшения также может быть учтена с помощью нечеткой теории [25] или хорошо разработанной теории надежности [26]. –33]. Однако большинство этих исследований было сосредоточено на инициировании коррозии, без учета следующих стадий распространения и их связи с возникновением коррозии.Между тем, ни один из них не обсуждал разницу в механизме разрушения и срок службы ПК-структур и отлитых на месте, что создает препятствия для лучшего понимания и прогнозирования срока службы ПК-структур.

    В данной статье предлагается вероятностный метод прогнозирования всех перечисленных выше предельных состояний конструкций ПК. Затем проводится параметрический анализ для изучения особенностей соединения балки с колонной из ПК и их влияния на срок службы.

    2. Методы и модели прогнозирования

    Для ПК-конструкций определение предельных состояний и методы прогнозирования срока службы обычно считаются такими же, как и для монолитных железобетонных конструкций, в то время как больше внимания следует уделять влиянию локализованной стали. точечная коррозия, вызванная более высокой диффузией хлорид-ионов вокруг поверхности соединения. Между тем, как упоминалось в предыдущем сеансе, следует также учитывать неизбежную неопределенность или результат прогноза недействителен.Поэтому все три предельных состояния анализируются вероятностным методом, а соответствующий срок службы прогнозируется на основе хорошо разработанной теории надежности.

    2.1. Прогноз срока службы на основе надежности

    Согласно теории надежности [34], вероятность отказа не должна быть больше допустимого уровня, или конструкция перестает быть надежной, поэтому срок службы конструкции можно определить как наименьший. чтобы удовлетворить следующему уравнению: где - интегральная функция распределения (CDF) гауссова распределения, а - индекс надежности.

    На практике целевой индекс надежности (приемлемая вероятность отказа) определяется в соответствии с техническими стандартами или другими справочными документами, поэтому прогноз срока службы можно в значительной степени интерпретировать как анализ вероятности изменяющегося во времени отказа. Теперь, когда определение отказа меняется в зависимости от предельных состояний, и точные выражения вероятности отказа могут быть разными. Для инициирования коррозии SLS и ULS выражаются уравнениями (2), (3) и (4) соответственно. Где - вероятность события; - концентрация хлоридов на поверхности стальных стержней; - критическая концентрация, вызывающая коррозию; - максимальная ширина трещин, вызванных коррозией, - соответствующий порог; и - сопротивление, и - реакция конструкции на внешние нагрузки.Очевидно, что для описания процесса разрушения необходимы модели, относящиеся к переносу хлоридов, коррозии стали, распространению коррозионных трещин и ухудшению прочности. В следующих разделах будут представлены эти модели и структура для их интеграции.

    2.2. Модели для транспортировки хлоридов

    Транспортировка хлорид-ионов в бетоне довольно сложна и включает в себя такие физические процессы, как диффузия, конвекция, миграция, капиллярное всасывание и т. Д. [4].В нормальных условиях диффузия играет доминирующую роль, и ее можно описать законом Фика. Хотя анализ может быть выполнен непосредственно на основе исходного уравнения в частных производных, с использованием численных методологий, таких как метод Кранка – Николсона [24], рабочая нагрузка может быть непрактично большой при проведении моделирования Монте-Карло. Следовательно, явные решения по-прежнему важны в вероятностном методе. Самая ранняя и простая модель может быть выражена как [35] где - концентрация хлорид-иона на поверхности стального стержня, а - концентрация на поверхности конструкции; - толщина бетонного покрытия в мм; - коэффициент диффузии в мм. 2 / с; и относится к функции ошибок.На основе этого предлагаются некоторые модифицированные модели, учитывающие глубину зоны конвекции [36], уменьшение диффузии хлоридов [37], накопление хлоридов на поверхности [38], эффект связывания и влияние дефектов [39]. Из-за отсутствия проверки и нечеткости параметров некоторые недавно построенные модели могут не работать, и их можно ожидать, даже если в них включено большее количество факторов. В этой статье используется общепринятая модель в техническом стандарте [20]: где - постоянная в линейной модели накопления поверхностной концентрации, а - дополнительная функция ошибок.По данным полевых исследований, процесс накопления ионов хлора на поверхности не бесконечен. Как только время достигает верхней границы, концентрация хлоридов на поверхности остается постоянной, и уравнение (5) может использоваться напрямую.

    2.3. Модели для коррозии стали и распространения трещин

    Вообще говоря, коррозия - это процесс окисления, при котором металл теряет электроны и приобретает положительную валентность. Согласно закону Фарадея потеря массы пропорциональна общему заряду [40], поэтому существует линейная зависимость между скоростью коррозии и плотностью тока [26], а глубина коррозии может быть вычислена путем интегрирования: где - скорость коррозии в мм / год; - плотность тока коррозии в.Путем умножения на коэффициент питтинга, который варьируется от 4 до 8, можно определить максимальную глубину проникновения коррозии. Оставшаяся площадь арматуры, а также уровень коррозии могут быть дополнительно рассчитаны с использованием геометрических соотношений в конфигурации ямы (см. Подробности в Приложении A) [41].

    Однако в реальных ситуациях точно предсказать эту работу чрезвычайно сложно, поскольку на нее влияют различные факторы. Модели были построены на основе опыта [21, 42], учета доминирующих факторов в реакции [19, 27, 43, 44] или электрохимического фона [45].Хотя производные от механизма коррозии кажутся более сложными и более надежными, требования к входным параметрам могут быть очень ограниченными и сложными для практического применения [4, 46]. Поэтому в этой статье [42] используется эмпирическая модель: где - температура на стальной поверхности в градусах Кельвина, которую можно приблизительно выбрать как среднюю температуру, поскольку изменение температуры в бетоне сравнительно меньше. - общее содержание хлоридов на поверхности стали, установленное как постоянное, 3 кг / м 3 , что немного выше, чем так называемое критическое содержание хлоридов [47].Точно так же омическое сопротивление покрывающего бетона также установлено на 1500 Ом [42] и относится к времени после начала коррозии в году.

    После подстановки уравнения (10) в уравнение (7) нет явных решений для вычисления интеграла с учетом формы; следовательно, этот процесс может быть осуществлен только численно. После этого ширину трещин, вызванных коррозией, можно получить с помощью корреляции между шириной трещины и уровнем коррозии. Вообще говоря, она линейна по отношению к потерям в сечении [48, 49] или глубине проникновения коррозии [36, 50–52].В этой статье широко распространенная модель [48] используется для прогнозирования ширины трещины: где - константа подгонки, равная 0,0575, - потери стального профиля, а - потери стали, необходимые для возникновения трещин, в мм 2 , что можно рассчитать по следующей формуле: где - толщина бетонного покрытия в мм.

    2.4. Модели для прочности на сдвиг

    Как показано на рисунке 3, для типичного соединения балка-колонна в конструкциях из ПК отказ от сдвига может произойти в сборных железобетонных элементах (колоннах или балках), в области стыка или на стыке соединений.Среди них, в соответствии с действующими нормами [15, 36, 53], разрушение интерфейса при сдвиге особенно рассматривается в конструкциях ПК. На практике область соединения обычно проектируется достаточно прочной, чтобы избежать разрушения при сложных напряженных состояниях, поэтому здесь рассматриваются только два других режима.

    Для сборных железобетонных изделий большая часть прочности на сдвиг обеспечивается поперечной арматурой, и, таким образом, коррозия хомутов гораздо важнее, чем продольная коррозия стали, если рассматривать потерю прочности.В этой статье, вместо того, чтобы игнорировать влияние относительных переменных и напрямую устанавливать плотность тока коррозии как известное значение [54], для простоты предполагается, что уровень коррозии хомутов такой же, как у продольной арматуры.

    В большинстве технических стандартов способность компонента к сдвигу выражается как

    Вклад хомутов можно выразить следующим образом: где - общая оставшаяся площадь хомутов на расстоянии; - коэффициент уменьшения предела текучести, который может варьироваться от 0.От 5 до 2,4 [55–57], и здесь выбрано промежуточное значение 2; и - эффективная глубина компонента в мм. Сопротивление сдвигу, обеспечиваемое бетоном, можно рассчитать с помощью следующего уравнения: где - прочность бетона на сжатие в МПа; - отношение пролета к глубине сдвига, которое можно рассчитать как; - длина детали в мм; - осевая сила в Н, которой можно пренебречь в балках; и - площадь основного и покрывающего бетона в мм 2 соответственно; и - коэффициент снижения прочности покрывающего бетона, рассчитываемый следующим образом: где - исходный периметр сечения элемента в мм, а - общая ширина трещины в мм.Для корродированного компонента это можно принять как общую ширину вызванных коррозией трещин, рассчитанную по уравнению (9) для упрощения модели прогноза.

    В отличие от компонентов, поперечная сила может передаваться через интерфейс соединения с помощью нескольких механизмов, включая трение, вызванное осевой силой и напряжением зажима, сцепление бетона и действие арматуры на дюбель [36]. Среди них трение сдвига является наиболее широко распространенным [58], но модели, основанные на нем, могут быть слишком консервативными [59], и улучшенная модель, которая включает сцепление бетона, может быть записана как [60] где - площадь сечения компонент в мм 2 , это общая площадь арматуры на границе раздела в мм 2 , и это коэффициент трения, который может быть выражен как значение тангенса угла трения.Очевидно, что прочность на межфазный сдвиг в значительной степени контролируется податливостью поперечной арматуры, что нецелесообразно, если коэффициент армирования достаточно высок. В этом случае преждевременное разрушение бетона может быть преобладающим. Следовательно, необходимо установить верхний предел для значения, рассчитанного по уравнению (15), где - плотность бетона в кг / м 3 и - упомянутый ранее угол трения, который можно выбрать в диапазоне от 29,4 ° до 44,5 °. [60]. Однако вышеупомянутые модели прочности границы раздела фаз на сдвиг не учитывают влияние коррозии, и не было предложено ни одной существующей модели для рассмотрения этой проблемы.Из-за схожести механизма разрушения, вызванного коррозией, сделаны два допущения для определения прочности на сдвиг границы раздела с корродированной поперечной арматурой. Один из них состоит в том, чтобы учесть потерю бетонного сечения, вызванную трещинами, на основе уравнения (14) и подставить оставшуюся площадь. Другой - отрегулировать и, как в уравнении (12), учесть изменение трения сдвига. Из-за отсутствия эмпирических данных влияние коррозии стали на коэффициент трения на границе раздела в настоящем исследовании не рассматривается.

    2,5. Модели для прочности на изгиб

    Хотя характеристики сдвига на границе раздела специально рассматриваются для структур ПК, разрушение при сдвиге не является предпочтительным из-за его хрупкости и, таким образом, предотвращается во многих нормах. Более разумным режимом является вязкое разрушение при изгибе, что согласуется с результатами некоторых экспериментальных исследований [17, 61, 62]. Несмотря на неравномерную жесткость, создаваемую втулкой для цементного раствора и соединительной поверхностью, существует небольшая разница между несущей способностью сборных и монолитных соединений [17, 63], поэтому модели несущей способности, предложенные для корродированных литых компонентов на месте, используются для оценки характеристик изгиба. структур ПК.

    При расчете прочности на изгиб влияние осевой силы не пренебрежимо мало, особенно для колонн, поэтому необходима кривая момента, кривая осевого усилия (кривая M-N). В модели, предложенной Xin et al. [64], три важных точки на кривой, включая точку осевого сжатия, сбалансированную точку разрушения и точку чистого изгиба, сначала определяются с учетом таких факторов, как потеря стального профиля, растрескивание бетона, ухудшение характеристик сцепления и ограничение (см. Подробности в Приложении B ).Дополнительные точки интерполяции генерируются с использованием интерполяции Эрмита, и явное выражение кривой затем может быть реализовано с помощью аппроксимации Фурье (рисунок 4). Допустимый диапазон момента можно дополнительно определить с помощью кривой после задания осевого усилия.


    2.6. Вероятностная структура

    Перед анализом срока службы в подходе, основанном на надежности, требуется структура, объединяющая все вышеупомянутые модели вместе и учитывающая влияние неопределенности.Для коррозии, вызванной хлоридом, существует хронологическая последовательность предельных состояний, поэтому различные фазы срока службы можно анализировать шаг за шагом. Основываясь на прогнозировании начала коррозии, которое является предметом текущих исследований, SLS и ULS могут быть дополнительно проанализированы с использованием модели вероятности пути (PPM) [65].

    При одновременном прогнозировании уровня коррозии начало коррозии может произойти только в интервале, в противном случае вероятность отказа равна нулю. Таким образом, путем разделения интервала на подынтервалы образуются пути (показанные на рисунке 5).Для каждого пути предполагается, что начало коррозии происходит в оставшееся время, а в оставшееся время коррозия распространяется. Теперь, когда все пути исключают друг друга, распределение уровня коррозии при можно вычислить, просто сложив вклад каждого пути вместе в соответствии с хорошо известной теоремой полной вероятности. Где - вероятность того, что коррозия начнется точно при. - это распределение уровня коррозии при условии, что коррозия начинается при. Все это можно рассчитать с помощью моделирования Монте-Карло и вышеупомянутых моделей.Распределение ширины трещины может быть вычислено путем повторения теоремы полной вероятности: где - вероятность того, что уровень коррозии в данный момент равен. Аналогичным образом можно рассчитать распределение остаточной прочности на сдвиг и изгиб. Сравнивая ширину трещины с ее порогом, можно определить, достигает ли структура своего SLS, и можно рассчитать соответствующий срок службы с помощью уравнения (3).


    Аналогично, ULS также может быть определен, если известна внешняя нагрузка.Весь процесс анализа можно представить на Рисунке 6, и анализ в следующем разделе выполняется соответственно.


    3. Иллюстративный пример
    3.1. Пример Описание

    Типичное соединение балки с колонной в сборном железобетонном каркасе выбрано в качестве примера для анализа срока службы, поскольку оно содержит основные характеристики интерфейса соединения конструкции ПК между компонентами (рисунок 7). Посредством моделирования методом Монте-Карло с использованием 500 000 выборок можно получить изменяющиеся во времени вероятности отказов, а также значения ключевых показателей эффективности с помощью вышеупомянутых моделей и вероятностной структуры.Прогнозирование срока службы может быть дополнительно выполнено после определения целевого индекса надежности. Согласно существующим нормам, значения для инициирования коррозии и SLS равны 1,3 () и 1,5 () соответственно [66, 67]. Из-за отсутствия внешней поперечной силы, которая тесно связана с сейсмическим спектром и реакцией конструкции, точное время достижения предельного состояния не может быть предсказано здесь. Вместо этого в разделах 3.4 и 3.5 анализируются изменяющиеся во времени сдвиговые и изгибные способности.


    Поскольку коэффициент диффузии является важным параметром для конструкций в морской среде, он особенно рассматривается здесь.Для сборной части, включая колонну и часть балки, среднее значение составляет 2 × 10 −6 мм 2 / с, что является типичным значением для обычного бетона [26]. Согласно руководству по проектированию, отлитая на месте деталь, такая как зона стыка, должна быть более высокого качества, чем сборная. Таким образом, среднее значение принимается равным 1 × 10 −6 мм 2 / с. Что касается границы раздела затирки, хотя есть свидетельства того, что там могут образовываться дефекты и, таким образом, увеличивать ее проницаемость [18], точное влияние еще не выяснено.Следовательно, для описания коэффициент диффузии интерфейса и проанализировать, имеют ли они решающее значение для структур ПК.

    Более высокий коэффициент диффузии вокруг границы раздела может вызвать более раннюю коррозию в небольшой области и, таким образом, увеличивает степень локальной коррозии из-за наличия большого катода. Поэтому в уравнении (8) для интерфейса выбрано значение 8.Для сборных железобетонных изделий принимается равным 4. Другие параметры, включая среднее значение и параметры распределения, определяются в соответствии с техническими нормативами или опубликованными исследовательскими работами.

    Распределение других входных параметров сведено в Таблицу 2.

    617 мм мм .02 12 1,2 .2. Прогноз начала коррозии

    Как показано на Рисунке 8, в первые несколько лет вероятность отказа остается на чрезвычайно низком уровне, показывая, что бетонное покрытие может эффективно блокировать проникновение хлорид-ионов в течение этого периода. После достижения определенной точки вероятность отказа резко возрастает, а затем медленно приближается к верхней границе, равной 1,0. Все четыре группы имеют схожую тенденцию, что указывает на то, что тип распределения параметров может напрямую влиять на форму кривой, в то время как точное значение зависит от входных данных.


    Используя определенный порог, можно определить время начала коррозии, которое составляет 10,5, 7,3, 4,7 и 3,6 года для каждой группы соответственно. Очевидно, более высокий коэффициент диффузии означает более низкое удельное сопротивление, что приводит к более короткому времени до начала коррозии. Однако такое влияние не является линейным, так как кривая случая 1 ( D = 5 × 10 −6 мм 2 / с) довольно близка к кривой случая 2 ( D = 1 × 10 −5 мм 2 / с).Путем исследования с различными коэффициентами диффузии такую ​​взаимосвязь можно лучше описать на рисунке 9. На рисунке весь срок службы нормализован сроком службы отлитой на месте группы ( D = 1 × 10 −6 мм 2 / с). Понятно, что влияние коэффициента диффузии может быть большим, когда коэффициент сравнительно низкий, и после достижения определенного значения, 8 × 10 −6 мм 2 / с, время начала коррозии может быть достаточно коротким и дольше чувствителен к коэффициенту диффузии.


    3.3. Прогнозирование предельного состояния эксплуатационной пригодности

    В большинстве технических стандартов порог ширины трещины для определения SLS составляет 0,2 мм или 0,3 мм, и здесь выбирается последний. При заданной глубине коррозии уровень коррозии в стержне меньшего размера выше, и, следовательно, ширина вызванной коррозией трещины больше. Таким образом, исследуются только трещины вдоль горизонтальных стержней (), и точное время SLS может быть определено как 18,0, 14,9, 6,6 и 5,6 лет для каждой группы соответственно (показано на рисунке 10).Несмотря на то, что коэффициент диффузии не участвует напрямую в модели коррозии, его влияние все же значительно. Как показано на Рисунке 8, когда коэффициент увеличивается с 1 × 10 −6 мм 2 / с до 1 × 10 −5 мм 2 / с, срок службы предельного состояния будет сокращен на более 45%. Как и в случае возникновения коррозии, такая зависимость нелинейна (рисунок 11).



    Вычитая стадию инициирования из общего времени, можно дополнительно рассчитать длину стадии распространения, и она равна 7.5, 7,6, 1,9 и 2,0 года соответственно. Значительное время выстрела на границе раздела можно объяснить более высоким фактором питтинга. Как упоминалось ранее, такая сильно локализованная коррозия в основном происходит из-за более раннего начала коррозии и образования большой катодной системы коррозии после. С этой точки зрения коэффициент диффузии также может влиять на следующую стадию распространения через естественную связь в механизме разрушения.

    3.4. Прогнозирование остаточной несущей способности при сдвиге

    Используя вышеупомянутую вероятностную схему, можно дополнительно проанализировать эволюцию остаточной несущей способности каждой части на основе уровня коррозии, а статистические характеристики в разное время включены в таблицу 3.Из сравнения абсолютных значений ясно, что разрушение при сдвиге контролируется отказом в компонентах, даже с учетом разрушения. Однако стоит отметить, что прочность на сдвиг на границе раздела в балке довольно близка к прочности на сдвиг компонента, когда t = 50a. Принимая во внимание значительно большую скорость снижения, в некоторых случаях разрушение границы раздела фаз при сдвиге может быть доминирующим режимом.


    Параметр Единица Среднее значение COV Распределение Ссылка Ссылка Ссылка Коэффициент накопления поверхностных хлоридов, % / 0.04 0,5 Логнормальный [24, 27]
    Максимальное время накопления, a 15 - Постоянное [24]
    Критическое содержание хлоридов % 0,12 0,6 Нормальный логарифм [47]
    Коэффициент диффузии, мм 2 / с Переменный 0,2 ​​ нормальный
    Толщина крышки, мм 30 0.05 Нормальный [27]
    Температура, ° C 20 0,02 Нормальный -
    Диаметр продольной арматуры 0,01 Нормальный [41]
    Диаметр выступа, мм 10 0,01 Нормальный [41]
    Ширина колонны 9012 Нормальный [41]
    Высота балки, мм 400 0,02 Нормальная [41]
    Ширина балки, мм 906 0,02 0,02 Нормальный [41]
    Прочность бетона, МПа 30 0,2 ​​ Логнормальный [41]
    Предел текучести стали, 335 0617 335 .05 Логнормальный [41]
    Расстояние между хомутами, мм 100 0,1 Нормальный -
    Коэффициент трения / 0,6126 - - Константа [36]
    Осевое усилие, кН 300 - Константа -
    Интерфейс 6, Корпус 2 9011 906 .7 с соответствующими исходными значениями ( т = 0) тенденции снижения несущей способности при сдвиге можно лучше представить на Рисунке 12.Производственные мощности по производству сборных железобетонных изделий мало меняются за первые десять лет. Это связано с тем, что коррозия там начинается поздно, а уровни коррозии в это время чрезвычайно низкие. Для сравнения, способность к межфазному сдвигу быстро ухудшается во всем процессе, что является результатом более ранней и более локальной коррозии. Кроме того, балки изнашиваются быстрее, чем столбцы, как в компоненте, так и на границе раздела. Первое можно объяснить увеличением прочности бетона за счет осевого сжатия, а второе - тем, что трение, вызванное осевой силой, составляет большую долю прочности на сдвиг границы раздела, и на него не влияет коррозия в модели.


    3.5. Прогноз остаточной прочности на изгиб

    В некоторых экспериментальных исследованиях [17, 61, 62] изгибное разрушение на конце балки / колонны может быть режимом отказа для рам при сейсмическом воздействии. Следовательно, несущая способность при изгибе является еще одним важным аспектом при рассмотрении предельного состояния по пределу прочности. Чтобы лучше выявить разницу между ПК и литыми конструкциями на месте, две дополнительные группы с более низким коэффициентом питтинга () настроены для проведения того же анализа, что и балки / колонны ПК, и результаты приведены в Таблице 4.Следуя философии проектирования «сильная колонна, слабая балка», естественно, что балка имеет меньшую пропускную способность.


    Колонка Интерфейс колонны, Случай 1 Интерфейс колонны, Случай 2 Балка Интерфейс луча, Случай 1 COV Среднее значение COV Среднее значение COV Среднее значение COV Среднее значение COV Среднее значение COV
    0,120 832,4 0,087 832,4 0,087 248,3 0,141 626,6 0,146 626,6 0,146 626,6 6106 823,1 0,089 817,3 0,090 248,0 0,141 616,0 0,148 609,8 0,146
    9 =5 0,120 769,7 0,096 758,1 0,095 242,6 0,142 568,1 0,148 568,1 0,148 558,8 698,2 0,099 684,3 0,097 232,3 0,144 512,3 0,149 500,9 0,138
    4092 0,121 618,8 0,103 604,1 0,100 220,0 0,145 438,7 0,152 423,6 0,152 423,6 6 0176 538,9 0,108 524,7 0,103 206,4 0,146 349,9 0,184 333,6 0,181
    9011 9011 9011 9011 9011 906 .0 906 906 разница между случаем 1 и случаем 2, показывающая, что влияние диффузии границы раздела фаз не столь существенно в диапазоне от 5 × 10 −6 до 1 × 10 −5 мм 2 / с.Напротив, влияние фактора питтинга является значительным (показано на Рисунке 13). Теперь, когда большой фактор питтинга вызван разным коэффициентом диффузии между поверхностью раздела и бетоном основы, и с точки зрения ULS более важно заполнить промежуток в коэффициенте диффузии.


    Путем сравнения нормированной остаточной прочности на изгиб и сдвиг для случая 1 становится ясно, что несущая способность колонны или балки при изгибе более чувствительна к коррозии стали на границе раздела независимо от типа компонента (показано на рисунке 14). ).Объяснение этому - различный вклад материалов при этих двух обстоятельствах. И бетон, и сталь могут передавать сдвигающее усилие, в то время как только сталь работает в области растяжения, если бетон трескается под действием изгибающих нагрузок. Следовательно, разрушение при изгибе может контролироваться текучестью стали, что делает вызванную коррозией прочность и потерю поперечного сечения более фатальными в этих условиях.

    4. Дальнейшее обсуждение

    Результаты, полученные в предыдущем разделе, позволяют предположить, что чувствительность коэффициента диффузии уменьшается с увеличением его значения и развитием стадии распространения.Для первого предельного состояния, депассивации стали, чувствительность достаточно высока, особенно когда значение находится в диапазоне, который является обычным для обычного конструкционного бетона. Что касается SLS и ULS, даже несмотря на то, что они не связаны напрямую с коэффициентом диффузии на границе раздела и, следовательно, имеют более низкую чувствительность, влияние все же остается значительным из-за естественной связи между различными стадиями процесса разрушения. Следовательно, коэффициент диффузии на границе раздела имеет решающее значение для структур ПК, и очень важно контролировать его, чтобы продлить срок службы.Как оптимизация пропорции смеси, так и дополнительные структурные измерения могут рассматриваться как решения. Например, обработка поверхности, такая как чистка проволочной щеткой, может не только увеличить шероховатость и, таким образом, улучшить механические характеристики [68], но также повысить извилистость пути транспортировки, что может эффективно замедлить проникновение ионов хлора.

    Из-за такой чувствительности конструкции из поликарбоната могут иметь более короткий срок службы, чем конструкции, отлитые на месте, особенно с точки зрения инициирования коррозии и SLS.Для этих двух предельных состояний разрушение сначала происходит на стыке соединения раствора, где коэффициент диффузии и факторы питтинга относительно выше. Однако, когда дело доходит до потенциального разрушения при сдвиге при горизонтальной сейсмической нагрузке, наличие границы раздела оказывает незначительное влияние, поскольку сначала разрушение происходит в компонентах. Этот результат является разумным и соответствует вышеупомянутым исследованиям без учета коррозии [69]. Напротив, это частично связано с рассматриваемой здесь моделью погибели.Из-за отсутствия экспериментальных результатов в модели межфазного сдвига учитываются только уменьшение поперечного сечения стали, прочности стали и площади сцепления бетона, в то время как критический коэффициент трения и верхняя граница прочности на сдвиг постоянны в течение всего процесса. . Фактически, коррозия может действовать как смазка [70], а трещины, вызванные коррозией, также могут вызывать повреждение прилегающего бетона, что может снизить значения двух вышеупомянутых параметров. Следовательно, несущая способность интерфейса при сдвиге может быть здесь переоценена.

    В отличие от разрушения при сдвиге, разрушение при изгибе больше зависит от высокого коэффициента диффузии и питтинга вокруг границы раздела, особенно последнего. Упрощая сейсмический удар как горизонтальную силу на конце верхней колонны, как это делали многие экспериментальные исследования [17, 61], становится ясно, что разрушение примера контролируется несущей способностью на изгиб на конце балки. Этот результат является разумным, поскольку в инженерной практике предпочтение отдается пластическому разрушению при изгибе. Учитывая, что почти все интерфейсы расположены на торце компонентов, а уровень коррозии там выше, такое повреждение может быть критическим для корпусов ПК, что делает их менее надежными, чем литые конструкции.Следовательно, очень важно контролировать коэффициент диффузии вокруг границы раздела не только для отсрочки начала коррозии и SLS, но также из соображений ULS и структурной безопасности.

    Кроме того, трещины под нагрузкой также могут образовываться вокруг стыка соединения из-за дефектов [69], высокого изгибающего момента [61, 71] и изменения жесткости, вызванного втулками [17]. Поскольку трещины могут значительно увеличить диффузию [72], проблема долговечности вокруг интерфейса соединения может быть еще более серьезной.Однако влияние трещин под нагрузкой, будь то вокруг поверхности раздела или в сборных компонентах, здесь не рассматривается, поэтому ухудшение характеристик конструкций ПК под совместным воздействием нагрузки и морской среды все еще требует уточнения с помощью дальнейших исследований.

    5. Выводы

    Настоящее исследование предлагает вероятностную основу для рассмотрения неопределенности параметров и прогнозирования динамики характеристик RC-конструкций в морской среде. На основе каркаса влияние коэффициента диффузии на стыке соединения раствора анализируется с помощью указанного образца соединения балка-колонна, а также рассматриваются особые характеристики структур ПК.Можно сделать следующие замечания: (1) Применяя вероятностную модель траектории (PPM), можно эффективно проанализировать весь процесс разрушения, вызванного хлоридом, как для ПК, так и для железобетонных конструкций, отлитых на месте. Три предельных состояния, включая депассивацию стали, предельное состояние эксплуатационной пригодности и конечное предельное состояние, могут быть спрогнозированы на основе изменяющейся во времени вероятности отказа и хорошо разработанной теории надежности. (2) Потенциальные дефекты на стыке соединений могут срабатывать раньше и чаще. там локальная коррозия.Следовательно, как SLS, так и ухудшение несущей способности происходят заранее по сравнению с литыми конструкциями на месте, даже если они не контролируются напрямую коэффициентом диффузии. (3) Среди всех трех предельных состояний инициирование коррозии является наиболее чувствительным к коэффициенту диффузии при интерфейс подключения структур ПК, за которым следует SLS. Оба соответствующих срока службы уменьшаются с увеличением коэффициента диффузии, особенно в типичном диапазоне значений для бетона. (4) По сравнению с разрушением при сдвиге, разрушение при изгибе более чувствительно к коррозии на границе раздела, особенно к потенциальной локальной коррозии, вызванной высоким коэффициентом диффузии. .Поскольку изгибное разрушение является предполагаемым режимом разрушения в конструкциях, важно снизить коэффициент диффузии границы раздела и избежать потенциальной локальной коррозии там.

    Приложение
    A. Расчет потерь стального профиля

    Если предположить, что коррозионная яма является частью сферы, потери стального профиля могут быть рассчитаны с учетом максимальной глубины коррозии и исходного диаметра арматуры. где, и могут быть дополнительно рассчитаны с использованием геометрических соотношений, показанных на рисунке 15:


    Уровень коррозии может быть дополнительно определен с помощью следующего уравнения:

    B.Модели несущей способности для корродированных компонентов

    Как упоминается в 2.5, три точки, включая точку осевого сжатия, точку чистого изгиба и точку сбалансированного разрушения, имеют решающее значение для кривой M-N [64]. Поскольку точные физические значения этих точек различны, их следует обсудить отдельно.

    Без наличия внешнего момента точка осевого сжатия является сравнительно простым состоянием, и несущая способность может рассматриваться как комбинация вклада бетона и вклада стальной арматуры.В модели бетон может быть далее разделен на три части в соответствии с их состояниями удержания - покрывающая часть (обозначена), основная часть (обозначена) и часть между ними (обозначена). Учитывая диаметры хомутов () и продольных стержней (), а также толщину покрытия (), площади всех трех частей могут быть рассчитаны с использованием геометрических соотношений (показано на рисунке 16). Следовательно, несущую способность можно записать следующим образом: где - коэффициент затухания, описывающий потерю прочности бетона на сжатие из-за коррозионного растрескивания; и - прочность бетона на сжатие без удержания и с удержанием; - общая остаточная площадь продольных стержней, мм 2 ; а остальные, включая, и, имеют то же значение, что и в уравнении (12).где и в уравнении (B.1) можно дополнительно определить следующим образом: где - количество стержней в области сжатия, - глубина коррозии, рассчитанная по уравнению (7), - длина одного хомута в мм, - расстояние между хомутами в мм.


    Что касается чистой точки изгиба, ее несущая способность может быть определена на основе классической модели для анализа изгиба. Для компонентов с симметричным армированием сжатые стержни с трудом поддаются пределу прочности, поэтому эквивалентная высота зоны сжатия в бетоне () может быть принята только как удвоенное расстояние между точкой равнодействующей силы арматуры и кромкой сжатия секции. ().Следовательно, допустимая нагрузка может быть выражена как

    Согласно его определению, и стальные стержни, и бетон достигают предельной прочности в сбалансированной точке разрушения. Относительная высота зоны сжатия зависит от модуля упругости и предела текучести арматуры, и ее можно выразить как где - модуль упругости стали, который составляет 210 ГПа и практически не подвержен коррозии. Таким образом, несущая способность в сбалансированной точке отказа составляет

    Доступность данных

    В статью включены данные, используемые для подтверждения результатов этого исследования.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

    Благодарности

    Финансовая поддержка со стороны Национальной программы ключевых исследований и разработок Китая (№ 2016YFC0701400), Национального научного фонда Китая (№ 51820105012), Фондов фундаментальных исследований для центральных университетов Китая (№ 2019 FZA4017), а также исследовательский проект по строительству транспортных средств от Департамента транспорта провинции Чжэцзян (№2018035) признателен.

    Практический пример оценки оставшегося срока службы бетонной конструкции для забора охлаждающей воды в Индонезии

    В данной статье рассматривается оценка оставшегося срока службы бетонной конструкции для забора охлаждающей воды (CWICS), подверженной коррозии из-за воздействия хлоридов. Были проведены полевые и лабораторные испытания для определения текущего существующего состояния конструкции. Для получения параметра, необходимого для оценки, использовались как разрушающие, так и неразрушающие испытания.На основании текущего состояния и результатов испытаний был проведен структурный анализ и определен оставшийся запас прочности CWICS. В результате анализа было установлено, что большинство бетонных элементов CWICS имеют коэффициент запаса прочности больше единицы и могут отработать предполагаемый срок службы до 2033 года. Однако меньшее количество элементов требует немедленного усиления для продления срока их службы.

    1. Введение

    Коррозия арматурной стали из-за воздействия хлоридов считается основной причиной разрушения бетона железобетонной конструкции [1].Этот фактор в сочетании с неэффективным детальным проектированием, плохим надзором и плохим исполнением строительства приводит к преждевременному разрушению бетонных конструкций. Бетонные конструкции, построенные 30–40 лет назад, часто не соответствуют современным требованиям к долговечности. Например, в большинстве современных норм по бетону указано, что минимальное покрытие для бетонных конструкций, построенных в морской среде, составляет 65 мм [2], тогда как соответствующее минимальное покрытие бетона в это время составляет около 50 мм.Кроме того, теоретические основы проникновения хлоридов в бетонные конструкции в то время еще не были полностью разработаны и хорошо изучены. Этот недостаток знаний и понимания конкретного механизма ухудшения качества приводит к непреднамеренным ошибочным практическим действиям. Поэтому неудивительно, что старые бетонные конструкции часто имеют проблемы с долговечностью до того, как истечет их расчетный срок службы.

    Также ожидается, что бетонные конструкции, построенные в тропической стране, такой как Индонезия, будут иметь более высокую скорость коррозии, чем бетонные конструкции, построенные в умеренных или холодных регионах [3].Эта более высокая скорость коррозии вызвана более высокой средней температурой и более высокой влажностью, испытываемой бетонными конструкциями на протяжении многих лет. Кроме того, качество изготовления и строительная практика в Индонезии не так хороши, как в развитой стране. Все эти факторы могут привести к преждевременному разрушению бетонных конструкций и сокращению срока службы бетонных конструкций.

    2. Пример из практики

    В этом документе представлено исследование оценки оставшегося срока службы [4] бетонной конструкции водозабора охлаждающей воды (CWICS) в Индонезии.Исследование состоит из полевых и лабораторных испытаний с последующим аналитическим исследованием. CWICS находится в эксплуатации от 19 до 33 лет и постоянно подвергается атакам хлоридов из близлежащего моря. Таким образом, он практически достигает расчетного срока службы в 30 лет. Кроме того, часть CWICS также подвергается воздействию высокой температуры от заводской охлаждающей воды на выходе. Эта более высокая температура может увеличить скорость коррозии стальной арматуры в бетоне [5]. Все эти условия могут сократить срок службы CWICS и поставить под угрозу заводскую работу.CWICS играет важную роль на заводе по производству газа, так как поставляет охлаждающую морскую воду, необходимую для завода.

    В настоящее время на некоторых частях CWICS обнаружены некоторые признаки повреждений, такие как образование пятен, ржавчина, растрескивание, отслоение и расслоение бетона, см. Рис. 1. Эти повреждения указывают на то, что хлориды, возможно, уже проникли через бетонный покров, достигли арматуры. уровень хлоридов и накопленная до порогового уровня концентрация хлоридов, вызывающая коррозию. Коррозия могла привести к уменьшению поперечного сечения арматуры и снижению прочности некоторых элементов конструкции CWICS.Если это условие не будет исправлено в ближайшее время, это может поставить под угрозу всю структуру CWICS и прекратить работу завода. Остановка завода может привести к значительной потере доходов для владельца завода.


    Цели этого исследования можно резюмировать следующим образом: (i) определить текущее существующее состояние CWICS; (ii) определить оставшийся срок службы CWICS; (a) определить коэффициент безопасности CWICS на 2013 год; (b) определить коэффициент безопасности CWICS на 2033 год.

    3.Конструктивная конфигурация бетонной конструкции забора охлаждающей воды

    Бетонная конструкция забора охлаждающей воды (CWICS) состоит из бетонной конструкции, поддерживаемой стальными сваями. Бетонная конструкция CWICS состоит из плит (перекрытий), балок и стеновых элементов. Стальная рама установлена ​​наверху CWICS для работы крана (см. Рисунок 2). Кроме того, на бетонной конструкции установлено несколько машин для перекачивания морской воды. Большинство этих машин работают 24 часа без остановки.CWICS состоит из 4 поездов, которые имеют практически аналогичную конструктивную конфигурацию. Это поезда A / B, C / D, E / F и G / H, построенные в 1977, 1982, 1987 и 1995 годах соответственно. Эти поезда строили разные подрядчики.


    4. Методология

    Чтобы определить оставшийся срок службы CWICS, необходимо исследовать текущее состояние CWICS и определить скорость износа. Конечная цель этого исследования состояла в том, чтобы определить, сможет ли CWICS выполнить запланированный срок службы до 2033 года без усиления.Для достижения этой цели в данном исследовании были использованы следующие этапы и тесты: (i) Соберите информацию о критериях проектирования из доступного документа и чертежа исполнения, и любые изменения могут произойти в течение периода обслуживания. (Ii) Определите текущую плотность бетона и бетон. прочность на сжатие CWICS. (a) Испытание на сжатие образца бетона, пробуренного керном. (b) Испытание скорости ультразвукового импульса (UPV). (c) Испытание молотком. (d) Испытание на пористость. (iii) Определение глубины карбонизации. (a) Фенолфталеиновый тест. (Iv) Определите предел текучести арматуры и остаточную толщину стальной арматуры.(a) Испытание на растяжение образцов арматуры, взятых из проб бетона с просверленными отверстиями. (b) Измерение потери толщины корродированного арматурного стержня. (v) Определение содержания хлоридов и pH в бетоне на разной глубине. (a) Испытание на содержание хлоридов из керна- просверленные образцы бетона. (b) испытание на pH. (vi) определение содержания хлоридов и сульфатов в морской воде. (vii) определение вероятности коррозии арматуры. (a) измерение потенциала половинной ячейки. (viii) моделирование конструкции и нагрузки CWICS с использованием доступный конечный элемент. программа для определения внутренних сил.(ix) Определите скорость разрушения бетона. (a) Измерение глубины бетонного покрытия. (x) Определите текущую несущую способность структурного элемента CWICS. (xi) Определите оставшийся срок службы CWICS.

    В данной статье рассматривается только конкретная структура CWICS. Стальные сваи, поддерживающие CWICS, будут рассмотрены в другом исследовании. Здесь необходимо отметить, что во время полевых испытаний нельзя прерывать заводскую работу. Кроме того, меры безопасности в исследуемой области были очень жесткими, и для проведения полевых испытаний был предоставлен только ограниченный доступ.Поэтому количество и место проведения тестов были довольно ограниченными. Чтобы компенсировать этот недостаток, интерпретация данных испытаний была объединена с инженерной оценкой для прогнозирования оставшегося срока службы CWICS. Из-за ограниченного количества данных, полученных в результате этого исследования, в данной статье обсуждался только детерминированный подход.

    4.1. Определите текущее состояние бетона CWICS

    . Информацию о расчетной прочности бетона на сжатие CWICS можно найти в имеющихся чертежах и спецификациях документов.Указанная прочность бетона составляла 28 МПа при максимальном водоцементном отношении 0,4 и использованном цементе типа II. Эта прочность бетона немного ниже, чем минимальные требования к прочности бетона в настоящее время в морской среде, составляющие 35 МПа. Однако фактическая прочность на сжатие, достигнутая во время строительства, не была хорошо задокументирована. Следовательно, эти данные должны быть получены путем проведения полевых и лабораторных испытаний. Четыре различных теста были использованы для оценки текущего состояния бетона CWICS. Они включали испытание на сжатие образца бетона с просверленным отверстием, испытание на удар молотком, испытание UPV и испытание на пористость.Самый точный метод определения прочности бетона - это испытание на сжатие образца бетона с просверленным отверстием. Однако этот разрушающий метод очень дорог в исполнении и создает необратимые дефекты в существующей конструкции (см. Рисунок 3). Поэтому этот метод был объединен с неразрушающими испытаниями, такими как испытание молотком и UPV, чтобы получить больше данных для определения прочности и однородности бетона. Испытания молотком и UPV были выполнены для каждого места пробуренного керна бетонного образца и других мест.Если данных достаточно, можно составить диаграмму корреляции между этими испытаниями и прочностью на сжатие. Используя эту диаграмму, можно сделать вывод о прочности бетона по результатам испытаний молотком и UPV. Однако, как показано далее в следующем разделе, хороший коэффициент корреляции не всегда получался между этими тестами по ряду причин.


    В таблице 1 указано количество проб бетона, пробуренных керновым отверстием для каждой линии. Эта таблица показывает, что из старого поезда взято больше образцов, чем из нового.Этот подход использовался, поскольку старый поезд показал больше признаков бедствия, чем новый поезд. Расположение пробуренного керна образца на линии A / B показано на рисунке 4. Аналогичная схема отбора проб также использовалась для других линий. Чтобы избежать появления арматуры в бетоне, перед тем, как начинать бурение, сначала проверялось расположение просверленных отверстий с помощью детектора арматуры. Однако из пятнадцати пробуренных керном образцов только десять были успешно испытаны на сжатие, а пять образцов были сломаны в процессе бурения.Были исследованы сломанные образцы, и было обнаружено, что в этих образцах образовались трещины. Просверленные образцы были получены с вершины CWICS, поскольку доступ с другой стороны был очень ограничен, и фабрика должна работать постоянно, без остановок. Прочность на сжатие пробуренных отверстий приведена в Таблице 2.


    Колонна, монолитная Колонна, корпус 1 Колонна, корпус 2 Балка, монолитная Балка, корпус 6 7 9118 COV Среднее значение COV Среднее значение COV Среднее значение COV Среднее значение COV Среднее значение COV
    0,087 120,0 0,087 120,0 0,087 77,8 0,105 77,8 0,105 77,8 0,105 77,8 0,10185
    0,10185 118,8 0,088 117,9 0,088 77,7 0,105 76,4 0,107 75,5 0,109
    тн.5 0,087 110,0 0,096 108,0 0,095 761 0,107 67,3 0,128 65,2 012189
    0,128 9017 97,2 0,108 94,7 0,106 72,7 0,109 54,3 0,163 51,8 0,161
    t1 0,089 82,9 0,123 80,2 0,120 68,4 0,113 40,4 0,214 37,8 0,211 9017 906 68,4 0,142 65,8 0,137 63,5 0,118 27,8 0,263 26,0 0,240

    9018

    Шлейф Номера

    A / B / D 4
    E / F 3
    G / H 3

    Всего 15 6
    9118 5 E / F

    No. Код Расположение Прочность на сжатие (кг / см 2 )

    1 Сердечник 1 Шлейф A / B 222,13
    Цепь A / B 246,63
    3 Core 3 Цепь A / B 279,66
    4 Core 6 Цепь C / D Core 8 Поезд C / D 401.70
    6 Ядро 9 Цепь C / D 377,76
    7 Ядро 10 Цепь E / F 373,76
    373,76
    / F 351,93
    9 Ядро 12 Цепь E / F 397,65
    10 Ядро 14 Цепь G / H 411,06

    Таблица 2 показывает, что прочность на сжатие пробуренных керном образцов линии A / B ниже, чем прочность на сжатие пробуренных керном образцов из других линий.Этот результат может указывать на то, что бетон в этом самом старом составе уже испытал большее ухудшение прочности, чем бетон в других поездах. Прочность бетона на линии A / B ниже, чем современные требования к минимальной прочности бетона для морской среды (т. Е. 350 кг / см 2 ), как указано в [2], а также ниже указанной прочности бетона 280 кг. / см 2 , как показано на заводском чертеже. Для сравнения, самая высокая прочность на сжатие была получена на новейшей линии G / H на 411.01 кг / см 2 . Однако для этого поезда был успешно испытан только один пробуренный образец. Помимо корончатого сверления по бетону, были проведены испытания UPV и ударным молотком, как показано на рисунках 5 и 6. Место проведения этих тестов можно увидеть на рисунках 7 и 8, соответственно.





    В таблице 3 показана скорость ультразвука и соответствующая ей прочность на сжатие для всех поездов. Эта таблица показывает, что почти все скорости ультразвука в бетоне опускаются ниже 3000 м / с, за исключением скорости ультразвука сердечников 3 и 8.На основании [6] такие низкие скорости ультразвука можно отнести к категории сомнительных. Эти низкие значения скорости ультразвука, возможно, связаны с неоднородностью бетонной плиты (плиты) CWICS. После тщательного изучения пробуренных образцов в лаборатории было обнаружено, что 20-миллиметровый безусадочный цементный материал был уложен поверх бетонной плиты для дополнительной защиты от хлоридной среды. Поскольку этот материал и старый бетон, представленный ниже, имеют разные свойства, между ними возникает разрыв.Этот разрыв снижает скорость ультразвука в бетоне. Ультразвуковой импульс может дифрагировать вокруг неоднородностей, таким образом увеличивая путь и время распространения [7].

    6 9170 9170 9170 9170 К / Д 3 6176779 Таблица 3 показывает, что керн 1, пробуренный на линии A / B, дает самую низкую скорость ультразвука 1830 м / с.Это наименьшее значение соответствует наименьшей прочности на сжатие 222,13 кг / см 2 . Подобная тенденция также наблюдается для линии C / D, где низкая прочность на сжатие соответствует низкой скорости ультразвука. Однако эта тенденция не распространяется на поезд E / F, где низкая прочность на сжатие дает высокую скорость ультразвука. Таблица 3 также показывает, что самая высокая скорость ультразвука 3232 м / с обнаружена в сердечнике 8 с соответствующей прочностью на сжатие 279,66 кг / см 2 . Поскольку каждый поезд был построен в разные годы и использовал разные бетонные смеси, диаграмма корреляции между UPV и прочностью на сжатие для каждого поезда была построена отдельно.Диаграмма корреляции показана на рисунках 9, 10 и 11 для поездов A / B, C / D и E / F соответственно.




    Рисунки с 9 по 11 показывают, что наилучшая корреляция между скоростью ультразвука и прочностью на сжатие обнаружена для образцов, взятых на линии A / B, с коэффициентом корреляции () 0,997. Напротив, на рисунке 11 показана противоположная тенденция между этими двумя испытаниями на линии E / F, где самая высокая скорость ультразвука дает более низкую прочность. Этот результат снова подтверждает, что результаты неразрушающего контроля не следует использовать только без разрушающего контроля, так как это может привести к неправильной интерпретации.

    На рисунке 12 показана диаграмма корреляции между ударной вязкостью и прочностью на сжатие на линии C / D. Это дает разумный коэффициент корреляции () 0,72089. Однако, если все испытания на удар для всех поездов объединить в одну диаграмму, коэффициент корреляции между ударным усилием и прочностью на сжатие упадет до 0,19884, как показано на Рисунке 13. Здесь необходимо упомянуть, что перед проведением ударных испытаний молотковое оборудование было откалибровано. сначала с помощью стандартной наковальни от производителя. Далее бетонную поверхность сначала отшлифовали, чтобы получить ровную поверхность.Однако числа отскока, полученные во время испытания, были ниже, чем те, которые доступны в литературе, а также давали более низкий коэффициент корреляции между ударной нагрузкой и прочностью на сжатие [8]. Одним из возможных объяснений этого условия было то, что испытания ударом проводились на верхней стороне бетонной плиты. Как обсуждалось ранее в этом разделе, было обнаружено, что в течение срока службы CWICS на бетонную плиту был уложен 20-миллиметровый безусадочный цементный материал. Этот материал не содержит грубых заполнителей и, следовательно, приводит к меньшему количеству отбоя при ударных испытаниях.Испытание ударом, проведенное на других элементах, таких как балка и элементы стены, дало более высокое число отскока, чем полученное для элемента бетонной плиты. Тем не менее, образцы бетонного сверла с балок и стеновых элементов не были взяты, так как полевые условия не позволяли выполнить процесс бурения на этих элементах.



    Пористость бетона является основным фактором, влияющим как на прочность, так и на долговечность бетонной конструкции. Бетон с высокой пористостью имеет низкую бетонную прочность и низкую долговечность.Для определения пористости бетона можно использовать ряд методов, таких как метод насыщения, гелиевая пикнометрия и порозиметрия с проникновением ртути. Для этого исследования был проведен тест на пористость с использованием аппарата вакуумного насыщения [9]. Результат этого испытания представлен в таблице 4. Эта таблица показывает, что большая часть образца имеет пористость менее 10%, за исключением образца, взятого из керна 1. Керн 1 имеет наивысшую пористость 11,5%. Это значение также соответствует самому низкому пределу прочности на сжатие среди всех образцов.Для сравнения, сердцевина 6 имеет самую низкую пористость - 4,3%, но дает только второе по величине значение всей прочности на сжатие.


    Номер Код Расположение Прочность на сжатие (кг / см 2 ) Скорость ультразвука (м / с) 18
    18
    Core 1 Поезд A / B 222.13 1830
    2 Ядро 2 Цепь A / B 246,63 2338
    3 Ядро 3 Цепь A / B 279 4 Core 6 Цепочка C / D 408,35 2420
    5 Core 8 Цепочка C / D 401.70 3002
    377.76 2413
    7 Ядро 10 Цепь E / F 373,76 1842
    8 Ядро 11 Цепь E / F 351 9 Ядро 12 Цепь E / F 397,65 2008
    10 Ядро 14 Цепь G / H 411.01 2610
    6 91,5 %

    Код Шлейф Пористость Прочность на сжатие (кг / см 2 )

    222,13
    Сердечник 2 A / B 7.8% 246,63
    Ядро 6 C / D 4,3% 408,35
    Ядро 9 C / D 9,8% 376706 9170 9,8% 7 0 91 / F 8,3% 373,76
    Core 14 G / H 8,4% 411.01

    по сравнению с имеющимися данными,

    11], пористость бетона, приведенная в таблице 4, ниже при той же прочности бетона.Литературные данные показывают, что при прочности бетона от 30 до 40 МПа пористость бетона составляет от 15 до 20%. Напротив, данные в таблице 4 показывают пористость бетона 4,3–11,5%, но с соответствующей максимальной прочностью бетона всего 40 МПа. Здесь необходимо отметить, что все имеющиеся в литературе данные в основном взяты в возрасте 28–90 дней, а данные по пористости, представленные здесь, были взяты после 19–33 лет. Похоже, что более старый бетон дает более низкую пористость, чем более молодой, но без значительного увеличения прочности.

    На рисунке 14 показана диаграмма корреляции между пористостью и прочностью на сжатие для всех линий. По сравнению с рисунком 13, пористость лучше коррелирует с прочностью на сжатие, чем ударное испытание, имея коэффициент корреляции 0,54. Этот результат еще раз подтверждает, что разрушающий тест, такой как тест на пористость, имеет лучшую точность, чем неразрушающий тест, такой как тест UPV. Однако испытание на пористость требует, чтобы образцы были взяты из существующей конструкции, и, следовательно, его проведение является дорогостоящим.


    4.2. Определить глубину карбонизации

    После того, как был получен образец бетона с просверленным отверстием, образец цилиндра сразу же был испытан на глубину карбонизации. Глубину карбонизации проверяли с помощью раствора индикатора фенолфталеина, который становится розовым при контакте с щелочным бетоном со значениями pH выше 9 и бесцветным при более низких уровнях pH [12]. Это испытание чаще всего выполняется путем распыления индикатора на свежеоткрытые поверхности бетона, отколовшиеся от конструкции, или на расколотые стержни.Все четырнадцать образцов изменили свой цвет на розовый, как показано на Рисунке 15. Это показало, что карбонизация бетона CWICS до настоящего времени не обнаружена, несмотря на то, что некоторые из поездов эксплуатируются более 30 лет.


    4.3. Определение предела текучести арматурного стержня и остаточной толщины стального арматурного стержня

    Предел текучести арматурного стержня можно получить из доступного готового чертежа. Однако для получения более точных данных о пределе текучести было проведено испытание на растяжение.В качестве образцов использовались арматурные стержни, извлеченные во время бурения бетонных стержней. Четыре образца арматуры успешно прошли испытания на растяжение. Результат одного из испытаний на растяжение показан на Рисунке 16. Предел текучести арматуры составил от 533 до 560 МПа, в то время как их соответствующие значения предела прочности были от 759 до 878 МПа. Этот предел текучести был выше, чем указанный предел текучести 400 МПа.


    Потеря толщины арматуры из-за коррозии была измерена с помощью металлургической камеры Olympus и металлургического микроскопа Union, как показано на рисунках 17 и 18.Образцы арматуры для этого испытания были получены из бетона с просверленным отверстием. Таблица 5 показывает коррозионную толщину арматуры для каждой линии. Эта таблица показывает, что линия E / F имеет самые высокие скорости коррозии 0,1875–0,5 мм / год. Эта скорость коррозии намного выше, чем скорость коррозии линий A / B и C / D и составляет 0,0003–0,0006 и 0,0007–0,0017 мм / год, соответственно. У этих двух поездов почти нет коррозии. Более высокая скорость коррозии, наблюдаемая на линии E / F, скорее всего, связана с местным происшествием, таким как местное низкое уплотнение бетона.Следовательно, это значение не следует использовать в качестве репрезентативного значения скорости коррозии стали линии E / F. Кроме того, поскольку для этого испытания для каждого поезда был взят только один образец, этот результат следует использовать с осторожностью и его следует сравнивать с другими формами испытаний или формул для определения скорости коррозии CWICS. Репрезентативное значение скорости коррозии каждой линии будет обсуждено и определено в разделе 4.8.

    9017
    70 70 70 феррит

    Номер Код Диаметр арматуры Цепь Коррозионная толщина Скорость коррозии (мм / год) 4 Сердечник 3 19 A / B 10 ~ 20 µ м 0.0003–0,0006 Перлит и феррит
    2 Сердечник 8 19 C / D 20 ~ 50 µ м 0,0007–0,0017 Сердечник 15 19 G / H 3 ~ 8 мм 0,1875–0,5 Перлит и феррит


    9044. Определите глубину, содержание хлоридов и pH бетона в бетоне

    После испытания на сжатие пробуренного керна образца обломки от этого испытания были проверены на хлорид. Для измерения содержания хлоридов использовались три различных глубины, то есть 0,0, 2,5 и 5,0 см от поверхности бетона. В то же время был измерен pH бетона. Результаты хлорид-теста и pH-теста представлены на рисунках 19 и 20 соответственно.



    На рисунке 19 показано, что содержание хлоридов, измеренное по массе бетона (в%) на поверхности бетона для всех образцов, очень близко друг к другу, за исключением образца, взятого из керна 15.Керн 15, пробуренный на линии G / H, показывает самое высокое содержание хлоридов на всех измеренных глубинах. Это самое высокое содержание хлоридов коррелирует с самой высокой потерей толщины арматурного стержня, как показано в Таблице 5. Рисунок 19 также показывает, что все образцы имеют очень похожее содержание хлоридов 0,01% на глубине бетона 50 мм, где расположен арматурный стержень. Это значение можно сравнить с пороговым уровнем хлоридов, вызывающим коррозию, равным 0,025%, как это предусмотрено в Кодексе строительства по бетону Индонезии [2].

    Рисунок 20 показывает, что pH бетона относительно постоянен по мере увеличения глубины от поверхности бетона.Самый низкий pH составляет 11,25 на бетонной поверхности и 11,35 на глубине 5 см. Это указывает на то, что бетон все еще находится в очень щелочном состоянии и не испытывает снижения pH из-за коррозии. Этот результат подтверждается предыдущим результатом (см. Рисунок 19), который указывает на то, что коррозия бетона еще не началась в CWICS. Обратите внимание, что сердцевина 15, которая имеет самое высокое содержание хлоридов, также имеет самый низкий pH при глубине бетона 0,0 и 25 мм и второй самый низкий pH при глубине бетона 50 мм.Сердечник 15 также имеет самые высокие потери толщины арматуры, как показано в Таблице 5.

    4.5. Определение содержания хлоридов и сульфатов в морской воде

    Морская вода, окружающая CWICS, была протестирована для определения концентрации ее основных агрессивных элементов, которые влияют на степень воздействия хлоридов. Были протестированы два образца, и результаты представлены в таблице 6. Эта таблица показывает, что максимальное содержание хлоридов и сульфатов в морской воде составляет 14250 мг / л и 1600 мг / л, соответственно. Эти значения ниже, чем содержание хлоридов и сульфатов в морской воде в Персидском заливе [13] и составляет 26800 мг / л и 3460 мг / л соответственно.Такое более низкое содержание, возможно, вызвано большим количеством осадков в Индонезии, чем в Персидском заливе.


    Параметр Ед. мг / л 1600 1585

    Хлорид мг / л 14250 14240

    6. Определите вероятность коррозии арматуры

    Риск коррозии арматуры в бетоне можно оценить с помощью испытания потенциала половинной ячейки. Проверка потенциала полуэлементов проста, дешева и неразрушает. Электродом, используемым для этого теста, является медно-сульфатный электрод (CSE). Испытание проводилось на основе ASTM [14]. Результат этого теста представлен в Таблице 7.

    1780 6 6 6 17 50 0 6176 6708

    1 6176 6176 617

    Номер Поезд A / B Поезд C / D Поезд E / F Поезд G / H
    Показания (мВ)

    1 −0.380 −0,120 −0,080 −0,090
    2 −0,330 −0,130 −0,090 −0,070 0,090 −0,120 −0,100
    4 −0,370 −0,030 −0,100 −0,070
    −0,070
    9006

    6120
    −0,110 −0,080
    6 −0,220 −0,090 −0,130 −0,100
    −0,100
    −0,100 17 17 17 17 17 0,150 −0,120
    8 −0,130 −0,280 −0,130 −0,060
    9 100 −0,080
    10 −0.200 −0,140
    11 −0,220 −0,220 −0,220 −0,150 −0,120
    13 −0,180 −0,240
    210 −0,190
    15 −0,140 −0,180
    16
    16 17 −0,050 −0,270
    18 −0,050 −0,320
    −0,270
    20 −0,100 −0,270
    21 −0,340
    23 −0,510
    906
    25 −0,520


    Максимум -0,050 -0,030 -0,080 -0,060

    70 70177 −0,226 −0,112 −0,086

    Таблица 7 показывает, что наиболее отрицательный потенциал арматуры (т.е. −0,520 мВ) был обнаружен на линии C / D, затем следуют поезда A / B, E / F и G / H. Все возможные показания указывают на то, что потенциал арматуры уже находится в минусе. Согласно ASTM C-876 значение потенциала менее -350 мВ означает, что вероятность коррозии арматуры превышает 90%.Если результат измерения потенциала объединить с тестом pH (например, -0,520 мВ и pH 11,35), а затем построить график с использованием диаграммы Пурбе, то тенденцию к коррозии арматуры можно увидеть на рисунке 21. Этот рисунок показывает, что бетон CWICS является все еще в некорродирующей стадии (в зоне пассивации). Этот результат подтверждает результат измерения скорости коррозии, рассмотренный в разделе 4.3, который указывает на то, что линия имеет почти ничтожную скорость коррозии, обнаруженную в ядрах 3 и 8. Однако это состояние может перейти в стадию коррозии, если pH бетона снизится до менее 10 .0.


    4.7. Моделирование конструкций и нагрузок CWICS

    Моделирование конструкций и нагрузок CWICS было выполнено с использованием SAP 2000 для определения внутренних сил CWICS. Затем эти внутренние силы сравнивались с оставшейся мощностью структурных элементов CWICS. Оставшаяся мощность CWICS снизилась по сравнению с первоначальной проектной мощностью из-за коррозии арматуры. Если отношение несущей способности бетонного элемента к внутренней силе элемента (определяемой здесь как коэффициент безопасности) больше единицы, элемент считается безопасным.Однако, если это отношение достигает единицы или меньше, элемент теоретически вышел из строя и должен быть усилен для достижения минимальной безопасности 1,0. Обратите внимание, что эффект избыточности этой сильно неопределенной конструкции не учитывался в этом анализе, когда определялся коэффициент безопасности элемента. Следовательно, здесь необходимо упомянуть, что фактический коэффициент безопасности CWICS может быть выше, чем рассчитанный коэффициент безопасности, полученный в результате этого анализа.

    На рисунке 22 показана структурная модель CWICS поезда A / B.Конструкция состоит из балки, плиты (плиты) и стеновых элементов. Нагрузками, рассматриваемыми в этом анализе, были мертвые, живые, нагрузки от оборудования и землетрясения. Чтобы получить максимальные внутренние силы в бетонном элементе, определяется различная комбинация нагрузок на основе Кодекса по бетону Индонезии [2]. Распределение изгибающего момента поезда A / B под напряжением и под напряжением показано на рисунке 23.



    4.8. Определить скорость разрушения

    Скорость разрушения бетона или скорость коррозии можно определить двумя следующими способами.Это (i) прямой метод; (ii) косвенный метод.

    Прямой метод оценки скорости коррозии может быть выполнен путем измерения потери веса или толщины арматуры. Этот метод требует, чтобы образец стали извлекался из существующей конструкции. В таблице 5 показан результат прямого измерения скорости коррозии CWICS. Эта таблица показывает, что линии A / B и C / D имеют гораздо более низкую скорость коррозии, чем более новая линия G / H. В этом случае эти методы дают противоречивые результаты с фактическим полевым состоянием CWICS, которое показывает, что более старый поезд показывает больше признаков бедствия, чем более новый поезд.По этой причине в данном исследовании использовался косвенный метод измерения скорости коррозии, а прямой метод в основном использовался только для целей сравнения.

    Косвенный метод оценки скорости коррозии был выполнен с использованием эмпирических формул, имеющихся во многих литературных источниках. Эти формулы были разработаны в результате трех десятилетий исследований механизма коррозии и будут кратко рассмотрены в следующем абзаце. Чтобы оценить степень разрушения бетона косвенным методом, необходимо измерить фактическое покрытие бетона.Толщина бетонного покрытия определяет устойчивость бетонной конструкции к коррозионным агентам, таким как хлорид. Чтобы вызвать коррозию, хлорид должен проникнуть через бетонное покрытие, достичь уровня арматуры и накапливаться до порогового уровня хлорида. В этом исследовании бетонное покрытие измерялось с помощью Profometer 5+. Результат этого испытания представлен в Таблице 8. Обратите внимание, что на основании имеющегося документа указанное бетонное покрытие составляло 75 мм.

    617611

    Расположение Бетонное покрытие (мм)
    Мин.0 83,3
    Шлейф C / D 32,5 65,0
    Шлейф E / F 53,0 74,0
    Шлейф G / H 61,0

    Таблица 8 показывает, что наименьшее среднее бетонное покрытие составляет 61,7 мм, обнаруженное в составе G / H. Это значение можно сравнить с минимальной толщиной покрытия, указанной в индонезийском стандарте по бетону [2], который предусматривает, что минимальное покрытие для коррозионной среды составляет 65 мм.Однако все минимальное покрытие, обнаруженное во время теста, не соответствует требованиям современного кодекса. Фактическое бетонное покрытие, обнаруженное во время этого испытания, также может использоваться как показатель контроля качества на этапе строительства. Очень удивительно, что самый старый поезд (поезд A / B) показывает лучшее качество с точки зрения толщины покрытия, чем более новые поезда. Поезд A / B имеет самое высокое среднее бетонное покрытие и самое высокое минимальное бетонное покрытие - 83,3 мм и 50,0 мм соответственно.

    Стадия разрушения железобетонной конструкции, подвергшейся коррозии, можно разделить на две стадии [15]: (i) начало коррозии; (ii) распространение коррозии.

    Время, необходимое для того, чтобы концентрация хлоридов на поверхности стали достигла пороговой концентрации хлоридов, необходимой для разрушения пассивного слоя стали, определяется как начало коррозии. Вторая стадия называется распространением коррозии, когда стальной арматурный стержень корродирует, вызывая потерю площади (потерю металла) и снижает прочность на изгиб и сдвиг.

    Начало коррозии можно определить с помощью второго закона Фика [16] как где = содержание хлоридов на поверхности бетона, = пороговое содержание хлоридов, вызывающее коррозию, = коэффициент диффузии бетона, = покрытие бетона, и = функция ошибок.

    Содержание хлоридов на поверхности бетона () было определено на основе испытания хлоридов, обсуждаемого в Разделе 4.4, в то время как пороговое содержание хлоридов, вызывающее коррозию (), предписано в большинстве конкретных нормативов или использовалось эмпирических значений, найденных в литературе. Среднее и минимальное значения бетонного покрытия, показанные в таблице 8, можно использовать при расчете начала коррозии для получения двух сценариев разрушения, то есть среднего и наихудшего сценариев.

    Коэффициент диффузии бетона в (1) можно оценить с помощью эмпирических формул [17] как где - водоцементный коэффициент, а - прочность на сжатие цилиндра из бетона с просверленным отверстием.

    Распространение коррозии определяется по эмпирической формуле [15] как где - скорость коррозии в мкм А / см 2 . Обратите внимание, что плотность тока коррозии 1 мкм А / см 2 равна потере стального профиля 11,6 мкм м / год [18].

    Приведенные выше формулы используются для прогнозирования скорости коррозии бетонных конструкций при средней относительной влажности (RH) 80% и средней температуре 20 ° C. Для определения скорости коррозии при различных температурах можно использовать следующие формулы [5]: где = температура скорости коррозии> 20 ° C, = температура скорости коррозии 20 ° C, и = температура (° C).

    В данном исследовании использовалась средняя температура 31 ° C. Используя это значение и (4), скорость коррозии увеличивается примерно на 80% по сравнению со скоростью коррозии при 20 ° C.

    При условии общей равномерной коррозии, как показано на рисунке 24, уменьшение диаметра арматурного стержня (арматуры) из-за коррозии можно оценить как Оставшуюся площадь арматурного стержня можно определить как где - время, измеренное после начала коррозии.


    Используя (1) - (6), затем можно определить износ бетона.В этом исследовании использовались два сценария: (а) сценарий условий наихудшего случая; (б) сценарий условий среднего случая.

    В наихудшем сценарии все параметры, использованные в анализе, были либо минимальным, либо максимальным значением, полученным в результате испытания, чтобы получить наиболее быстрое разрушение конструкции. Например, минимальное значение было использовано для толщины бетонного покрытия и параметра прочности бетона, тогда как максимальное значение было использовано для параметра содержания хлоридов. Напротив, для сценария среднего случая использовались средние значения параметров.В таблице 9 приведены результаты анализа с использованием этих двух сценариев. Обратите внимание, что прочность бетона, используемая в этом анализе, - это прочность бетона, полученная в результате испытания на сжатие образцов бетона, пробуренных керновым отверстием.

    70 1 7 (год) 5390 6176708 Остаточная емкость 08 67% 08 67%

    Шлейф A / B C / D E / F G / H
    Scenarios Wor 9 Wor 6 Средний случай Наихудший случай Средний случай Наихудший случай Средний случай

    Год постройки 1977 1982
    17
    1979 1984 1989 1997
    Прочность на сжатие (МПа) 22.2 24,9 37,8 39,6 35,1 37,4 41,1 41,1
    Толщина крышки (мм) 50 44 61,7
    Начало коррозии (год) 1,82 13,91 5,73 35,56 10,25 26,13 6,99 13
    Скорость коррозии (мм / год) 0,229 0,100 0,118 0,056 0,081 0,053 0,079 0,056
    % 83% 77% 100% 90% 100% 94% 100%
    Остаточная емкость через 20 лет (%) 21% 21% 59% 93% 77% 92% 80% 92%

    В таблице 9 показано, что у линии A / B самое короткое время начала коррозии худший и средний сценарии, так как он имеет самую низкую прочность на сжатие.Эта линия также имеет самую высокую скорость коррозии - около 0,229 мм / год для наихудшего сценария и 0,1 мм / год для среднего сценария, соответственно. Интересно сравнить эти скорости коррозии со скоростями коррозии, полученными прямым методом, как показано в таблице 5. Скорость коррозии линии A / B с использованием косвенного метода для двух сценариев выше, чем полученная прямым методом, который дает скорость коррозии 0,0003–0,0006 мм / год. Таким образом, оценка скорости коррозии косвенным методом дает более консервативные результаты, чем оценка прямого метода.По этой причине скорость коррозии косвенным методом будет использоваться для определения остаточной емкости CWICS.

    Исходя из вышеуказанного предположения, для наихудшего сценария оставшаяся пропускная способность поезда A / B на 2013 год составляет 44% от начальной пропускной способности. Однако для сценария средних условий пропускная способность поезда A / B на 2013 год составляет около 83% от начальной. Это среднее состояние, по-видимому, лучше отражает фактическое состояние поезда, поскольку до сих пор этот поезд все еще находится в эксплуатации, и нет никаких признаков значительного повреждения поезда.

    Таблица 9 также показывает, что для сценария среднего случая оставшаяся мощность поездов C / D, E / F и G / H в 2013 году по-прежнему составляет 100% от их первоначальной проектной мощности. К 2033 году эти оставшиеся мощности снизятся до 93%, 92% и 92% соответственно. Для сравнения, при наихудшем сценарии оставшаяся мощность этих поездов в 2013 году составляет 77%, 90% и 94% от их первоначальной проектной мощности соответственно. К 2033 году эти оставшиеся мощности снизятся до 59%, 77% и 80% от их первоначальной проектной мощности соответственно.

    4.9. Определить коэффициент безопасности

    Чтобы лучше понять текущее состояние CWICS, будет представлено снижение коэффициента безопасности различных элементов CWICS из-за коррозии арматуры от изгиба и сдвига. В следующем разделе будет обсуждаться только результат анализа поезда A / B, так как этот поезд находится в наихудшем состоянии.

    Коэффициент запаса прочности бетонного элемента против изгиба и сдвига можно сформулировать как где = номинальная способность бетонного элемента к изгибу после начала коррозии, = изгибающий момент из-за факторной нагрузки, полученный из структурного анализа, = номинальная прочность на сдвиг бетонного элемента после начала коррозии, и = сдвиг из-за факторной нагрузки, полученный из структурного анализа .

    Способность бетонного элемента противостоять изгибу и сдвигу при может быть определена как где = площадь сечения арматурного стержня в момент времени, = предел текучести арматуры, = высота сечения, = прочность бетона на сжатие, = ширина сечения, = эффективная глубина сечения, = площадь поперечной арматуры во времени, и = расстояние между сдвиговой арматурой .

    Площадь арматурного стержня для изгиба, определенного как и для сдвига, определенного как, затем может быть определена с помощью (6). Для целей настоящего исследования безопасность была определена в 2013 и 2033 годах с использованием (7) - (10).На рисунке 25 показано снижение коэффициента запаса прочности для элемента из бетонной плиты глубиной 600 мм, армированного арматурой диаметром 19 мм с шагом 150 мм.


    На рисунке 25 показано, что для сценариев среднего случая коэффициент безопасности пластинчатого элемента 600 мм снижается с 1,48 до 1,06 в 2013 году и до 0,82 в 2033 году, соответственно. Для сравнения, для наихудших сценариев коэффициент безопасности снижается с 1,48 до 0,57 в 2013 году и до 0,21 в 2033 году, соответственно. Следовательно, этот элемент требует немедленного усиления, поскольку коэффициент запаса прочности уже приближается к 1.0 в 2013 году.

    На рисунке 26 показано снижение коэффициента запаса прочности для бетонного элемента стены глубиной 600 мм, армированного арматурой диаметром 22 мм с шагом 150 мм. Этот рисунок показывает, что для сценариев среднего случая коэффициент запаса прочности 600-миллиметрового элемента стены снижается с 2,54 до 1,95 в 2013 году и до 1,62 в 2033 году, соответственно. По сравнению с наихудшими сценариями коэффициент запаса прочности снижается с 2,54 до 1,20 в 2013 году и до 0,58 в 2033 году, соответственно. Таким образом, этот элемент не требует немедленного усиления, поскольку коэффициент запаса прочности по-прежнему больше 1.0 в 2013 году для обоих сценариев.


    На рис. 27 показано уменьшение запаса прочности для балочного элемента с поперечным сечением 500 мм × 800 мм, армированного арматурой диаметром 4D28 мм от изгиба. Этот рисунок показывает, что для сценариев среднего случая коэффициент запаса прочности балки снижается с 2,46 до 1,94 в 2013 году и до 1,65 в 2033 году, соответственно. Для сравнения, для наихудших сценариев коэффициент безопасности снижается с 2,46 до 1,33 в 2013 году и до 0,81 в 2033 году, соответственно.Таким образом, эта балка не требует немедленного усиления, поскольку в 2013 году коэффициент безопасности все еще превышает 1,0.


    На рисунке 28 показано снижение коэффициента безопасности для элемента балки с поперечным сечением 500 мм × 800 мм и усиленного на сдвиг 2D Арматура диаметром 12 мм с шагом 150 мм против сдвига . Этот рисунок показывает, что для сценариев среднего случая коэффициент запаса прочности балки снижается с 4,36 до 3,39 в 2013 году и до 2,97 в 2033 году, соответственно.Для сравнения, для наихудших сценариев коэффициент безопасности снижается с 4,36 до 2,48 в 2013 году и до 2,24 в 2033 году, соответственно. Таким образом, эта балка не требует немедленного усиления, так как коэффициент запаса прочности по-прежнему превышает 1,0 в 2013 году.


    Здесь следует отметить, что оценка оставшегося срока службы бетонной конструкции из-за коррозионного воздействия также имеет некоторые ограничения. Некоторые модели, используемые в анализе, основаны на идеализированных условиях.Например, предположение, используемое для модели инициирования коррозии на основе второго закона Фика, приведенного в (1), может не соответствовать фактическим условиям эксплуатации. Второй закон Фика предполагает, что бетон является однородным материалом и относительно влажным (насыщенным). В действительности, бетонное покрытие обычно не насыщено водой, бетон является неоднородным материалом из-за наличия микротрещин, взаимосвязанных пор и агрегированных частиц, а коэффициент диффузии может изменяться со временем из-за прогресса гидратации [19].Таким образом, оценка оставшегося срока службы железобетонной конструкции должна сочетаться с инженерным заключением и подтверждаться фактическими полевыми условиями. Кроме того, оценку оставшегося срока службы следует проводить каждые 5–10 лет, поскольку условия могут значительно измениться, чем те, которые предсказываются имеющейся моделью износа.

    5. Выводы

    Основные выводы, сделанные в результате этого исследования, можно резюмировать следующим образом: (i) Полевые и лабораторные испытания не выявили значительной коррозионной активности в CWICS.Большая часть арматурных стержней все еще находилась в относительно пассивном состоянии, так как бетон, окружающий арматурные стержни, все еще находился в высокой щелочной стадии. Кроме того, уровень хлоридов в месте расположения арматуры составил около 0,01% от веса бетона. Это значение все еще было ниже порогового уровня хлоридов для инициирования коррозии, указанного в SNI-03-2847, при 0,025%. (Ii) По результатам испытания на сжатие пробуренного керна образца линия A / B имеет самую низкую среднюю прочность среди всех образцов. Однако с точки зрения толщины покрытия поезд A / B имеет самую высокую толщину покрытия из всех поездов.(iii) Из-за самой низкой прочности на сжатие, полученной при испытании на сжатие пробуренного керна образца, линия A / B имеет самую высокую скорость коррозии для всех линий. (iv) На основе имеющихся данных, собранных в результате испытаний, были использованы два различных сценария для оценки оставшегося срока службы CWICS. Используя этот подход, сценарий среднего случая представляет собой более близкое к фактическим условиям, чем сценарий наихудшего случая. Анализ с использованием наихудшего сценария для поезда A / B дает оставшуюся пропускную способность в размере 40% от начальной пропускной способности.Этот результат не отражает существующее состояние CWICS, которое до настоящего времени не показывает никаких значительных признаков бедствия. Напротив, использование среднего сценария для поезда A / B дает оставшуюся пропускную способность 83% от начальной пропускной способности. (V) Структурный анализ показывает, что коэффициент безопасности большинства конкретных элементов CWICS все еще был выше единицы до 2033 года. Однако было обнаружено, что меньшее количество элементов имеет коэффициент запаса прочности, приближающийся к единице в 2013 году. Эти элементы с низким коэффициентом безопасности требуют немедленного усиления для выполнения запланированного срока службы до 2033 года.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

    Выражение признательности

    Авторы выражают огромную признательность Лаборатории испытаний материалов Дипломной программы по гражданскому строительству и Институту исследований и общественных услуг Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) в ходе полевых и лабораторных исследований исследования.

    Прогнозирование оставшегося срока службы бетона (Технический отчет)

    Клифтон, Дж. Ф. Прогноз оставшегося срока службы бетона . США: Н. П., 1991. Интернет. DOI: 10,2172 / 469656.

    Клифтон, Дж. Ф. Прогноз оставшегося срока службы бетона . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/469656

    Клифтон, Дж. Ф.Пт. «Прогнозирование оставшегося срока службы бетона». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/469656. https://www.osti.gov/servlets/purl/469656.

    @article {osti_469656,
    title = {Прогнозирование оставшегося срока службы бетона},
    author = {Клифтон, Дж. Ф.},
    abstractNote = {Атомные электростанции в настоящее время обеспечивают около 17 процентов энергоносителей.Лицензионный срок эксплуатации S. Electric и многих из этих заводов приближается к 40 годам. Комиссия по ядерному регулированию США и Окриджская национальная лаборатория Министерства энергетики США реализуют программу по разработке методологии оценки оставшегося безопасного срока службы бетонных компонентов и конструкций на атомных электростанциях. Эта программа имеет общую цель выявления потенциальных проблем структурной безопасности, а также критериев приемлемости для использования при оценке продолжающейся эксплуатации атомных электростанций.Национальный институт стандартов и технологий (NIST) вносит свой вклад в эту программу, определяя и анализируя методы прогнозирования оставшегося срока службы бетонных материалов. В этом отчете исследуются основы для прогнозирования оставшегося срока службы бетонных материалов объектов атомной энергетики. Проанализированы методы прогнозирования срока службы новых и находящихся в эксплуатации бетонных материалов. Эти методы включают (1) оценки, основанные на опыте, (2) сравнение производительности, (3) ускоренное тестирование, (4) стохастические методы и (5) математическое моделирование.Предложены новые подходы к прогнозированию оставшегося срока службы бетонных материалов и даны рекомендации по их дальнейшему развитию. Процессы деградации обсуждаются с учетом их механизмов, вероятности возникновения, проявлений и обнаружения. Они включают коррозию, сульфатное воздействие, реакции щелочных агрегатов, морозное воздействие, выщелачивание, радиацию, кристаллизацию соли и микробиологическое воздействие.},
    doi = {10.2172 / 469656},
    url = {https: // www.osti.gov/biblio/469656}, journal = {},
    number =,
    объем =,
    place = {United States},
    год = {1991},
    месяц = ​​{11}
    }

    Конструкционная безопасность и срок службы бетонных конструкций - MPW R&R

    MPW R&R предоставляет советы, консультации, обучение и разработку руководств, чтобы помочь организациям управлять рисками для безопасности и срока службы бетонных конструкций.Мы также можем помочь адвокатам, страховщикам и оценщикам убытков с независимым и объективным мнением, выступая в качестве свидетеля-эксперта.

    Бетонные конструкции - ценные объекты инфраструктуры. Однако они могут страдать от плохого проектирования, строительства и технического обслуживания, что приводит как к краткосрочным, так и к долгосрочным рискам для безопасности и срока службы. Это может привести к рискам для долгосрочной финансовой стоимости конструкции, значительным расходам на техническое обслуживание и разрушению, а также к рискам для безопасности строительных рабочих и населения.

    Это вызывает вопросы: «Как организации могут идентифицировать и оценивать риски, как они повлияют на структуру, что необходимо делать и когда?

    Вот здесь мы можем помочь…


    Что мы делаем

    Мы можем помочь с:

    • Разработка систем управления активами - для сосредоточения проверки, расследования и оценки на структурах с наивысшим риском и разработки соответствующих стратегий обслуживания
    • Оценка безопасности и срока службы разрушающихся бетонных конструкций - для оценки влияния износа и дефектов на безопасность, долговечность и остаточный срок службы бетонных конструкций
    • Разработка и адаптация руководств и стандартов - для предоставления документов, которые могут использоваться для проектирования, оценки или управления
    • Судебно-медицинские исследования - для расследования проблем с дефектами, долговечностью, износом, безопасностью и сроком службы бетонных конструкций, а также установления того, что произошло, почему это произошло и какие меры по устранению необходимы
    • Выступление в качестве свидетеля-эксперта - для предоставления адвокатам и их клиентам независимого и объективного заключения по уголовным и гражданским делам

    Примеры того, что мы сделали

    Майк Вебстер работал над проектированием, авторским надзором, оценкой и ремонтом стальных и бетонных строительных и мостовых конструкций.Он проводил исследования прочности бетонных материалов и срока службы бетонных конструкций, работая в Ассоциации цемента и бетона и Британской цементной ассоциации.

    Майк имеет опыт работы с дефектами, долговечностью, износом, безопасностью и сроком службы бетонных конструкций. Он заинтересован в сочетании материалов, конструкций и вопросов строительства, чтобы минимизировать риски для безопасности, работоспособности и стоимости всего срока службы бетонных конструкций.

    У него:

    • Соавтор Гонконгской схемы инспекции строительной безопасности - , чтобы предоставить исчерпывающее руководство, направленное на выявление, приоритезацию и управление стальными и бетонными конструкциями, где есть проблемы с безопасностью
    • Разработаны руководства пользователя и инструменты для оценки безопасности бетонных конструкций, разрушающихся в результате коррозии, мороза и щелочной кремнеземной реакции (ASR) - для целенаправленных исследований и определения времени и стратегии для вмешательства / ремонта для минимизации рисков и затрат в рамках постоянного управления инфраструктурными активами
    • Изучены варианты расчета затрат на весь срок эксплуатации бетонных конструкций - , чтобы выяснить, какие последствия для всего срока эксплуатации могут иметь ряд предварительных инвестиционных решений
    • Проведено судебно-медицинское исследование бетонных конструкций - , чтобы понять, что пошло не так, почему оно пошло не так, и предложить меры по исправлению положения для строительных, промышленных, мостовых и морских сооружений с трещинами, ASR, коррозией, морозом или механическими повреждениями

    Публикации

    Майк Вебстер опубликовал ряд отчетов и статей о рисках для структурной безопасности; в частности, риски для бетонных конструкций.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    [an error occurred while processing the directive]