Коррозия бетона и железобетона: виды, способы защиты

Бетон – искусственный камень, при производстве которого используются: цемент, мелкий заполнитель – песок, крупный заполнитель – щебень, вода и добавки, сообщающие пластичной смеси и готовому продукту требуемые свойства. Под воздействием неблагоприятных внешних факторов или вследствие внутренних химических реакций бетон подвергается коррозии – процессу разрушения структуры с ухудшением технических характеристик конструкции вплоть до полного ее выхода из строя. Во избежание аварийных ситуаций и экономических потерь необходимо выбрать оптимальный способ, как предотвратить появление и развитие коррозионного процесса.

Классификация видов коррозии бетона

Существует несколько видов коррозии и вариантов ее протекания.

Растворение компонентов бетонного камня

Один из самых уязвимых для влаги компонентов – гашеная известь (гидрат оксида кальция). Это вещество попадает в бетонную смесь либо в процессе ее изготовления, либо при обработке бетонных элементов водой, загрязненной вредными примесями. При проникновении влаги вглубь бетонной конструкции гидрат оксида кальция легко растворяется и вымывается, что приводит к нарушению структуры цементного камня.

Параметры, влияющие на скорость растворения и вымывания гидроксида кальция:

• Температура, примерно равная +20°C, – наиболее благоприятна для этого процесса. В условиях более высоких температур растворимость этого компонента снижается.
• Продолжительное постоянное воздействие воды. Приводит не только к полному вымыванию гидроксида кальция, но и к разложению других гидратных компонентов – глинозема, кремнезема и оксида железа – до рыхлого состояния, что значительно снижает прочность бетонного камня.
• Чем больше процентное содержание минеральных заполнителей с гидроксидом кальция, тем интенсивнее процесс их вымывания.

 

Повреждения этого типа характерны для подземных конструкций и гидротехнических объектов.

Способы значительного замедления разрушающих процессов:

• введение пуццолановых присадок, связывающих гидроксид кальция и повышающих водонепроницаемость бетона;
• применение бетонов повышенной плотности;
• искусственная карбонизация конструкций;
• проведение эффективных мероприятий по гидроизоляции поверхности.

Химическая коррозия

Такая коррозия происходит из-за химреакций между компонентами цементного камня и химически активными средами. В результате этих взаимодействий происходит либо вымывание соединений, легко растворяющихся в воде, либо образование рыхлых осадков, не обладающих вяжущими свойствами. Выделяют несколько подвидов этой коррозии: углекислотная, кислотная и щелочная.

В случае протекания реакции между гидратом оксида кальция (гашеной известью) и углекислым газом, содержащимся практически во всех природных водах, образуется водонерастворимый CaCO₃ и вода.

Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃ + H₂O

Водонерастворимый карбонат кальция CaCO₃ постепенно накапливается в микропорах и микротрещинах бетонного камня, вызывает увеличение его объема и становится причиной трещинообразования и последующего разрушения материала. Карбонат кальция при взаимодействии с водой и углекислым газом образует бикарбонат кальция, представляющий опасность для структуры бетона, а при наличии воды – легко вымывающийся из бетонного элемента. Чем выше концентрация углекислоты в жидкости, тем интенсивнее протекает реакция разрушения конструкции.

CaCO₃ + CO₂ + H₂O = Ca(HCO₃)₂

При взаимодействии гашеной извести с кислотосодержащими водами в искусственном камне происходит химкоррозия бетона с образованием хлористого кальция, легко удаляемого водой. 

Ca(OH)₂ + HCl = CaCl₂ + H₂O

Помимо соляной кислоты, чаще всего в природных водах присутствуют серная и азотная кислоты. Серосодержащее соединение кальция – CaSO₄, как и карбонат кальция, накапливается в микропорах бетона, постепенно приводя к потере его характеристик. С сульфатами активно реагируют не только гидроксид кальция, но и алюминатные компоненты бетонного камня. Такие реакции являются нежелательными, поскольку в результате их протекания образуются гидросульфоалюминаты.

Самая опасная соль – эттрингит – по мере роста кристаллов вызывает очень сильные напряжения внутри бетонного элемента.

Устойчивость бетонного камня к сульфатсодержащим средам во многом зависит от вида минерального вяжущего. Поэтому, если планируется эксплуатация бетона в сульфатсодержащих водах, то при его производстве используются пуццолановый или сульфатостойкий цементы. Кроме неорганических кислот, коррозию могут провоцировать органические кислоты – молочная и уксусная.

Еще один вид химической коррозии – щелочной – вызывает слишком большое количество противоморозных добавок, применяемых при производстве смеси. Чаще всего встречаются реакции между кремнеземом, содержащимся в заполнителях бетонной смеси, и соединениями калия и натрия. Хлориды калия и натрия находятся в засоленных почвах, морской воде, реагентах, используемых в борьбе с гололедом. В результате таких взаимодействий в цементном камне образуются гидратированные соединения, расширяющиеся в условиях высокой влажности с появлением трещин. Из трещин в некоторых случаях может выделяться силикат натрия.

Биокоррозия

Биологическая коррозия возникает в результате негативного влияния грибков, бактерий и водорослей некоторых разновидностей. Они проникают в поры искусственного камня и развиваются в них. Из-за накопления продуктов их жизнедеятельности бетонный камень разрушается.

Для борьбы с разрушением бетонных конструкций из-за агрессивных биофакторов используют биоцидные добавки, глубоко проникающие в поры материала и уничтожающие микроорганизмы.

Физическая

К быстрому разрушению бетонных элементов приводят попеременные циклы замерзания-оттаивания во время набора марочной прочности. Избавиться от этой проблемы можно путем создания нормальных условий для схватывания и твердения бетонной смеси.

Радиационная

Этому виду коррозионного разрушения подвергаются бетоны в результате радиационного облучения, из-за которого из материала удаляется кристаллизованная вода. Удаление жидкости нарушает структуру бетона, снижает его прочность, провоцирует появление трещин.

Способы защиты бетонных и железобетонных конструкций от коррозионного разрушения

Методы защиты бетона и железобетона от коррозионного разрушения делят на первичные и вторичные.

К первым относятся:

• Изначальная корректировка состава, цель которой – обеспечение высокой плотности и прочности бетона, хорошей водонепроницаемости.
• Применение спецдобавок и вяжущих с особыми характеристиками. Применяемые добавки – водоудерживающие, пластифицирующие, стабилизирующие. Часто востребованы мылонафт, кремнийорганические жидкости, сульфатнодрожжевые бражки.
• Разработка конструктивных решений, обеспечивающих защиту стальной арматуры.

Целью вторичных защитных мероприятий является исключение прямых контактов поверхности бетонных и железобетонных конструкций с агрессивными средами. Такими способами являются:

• Устройство оклеечной гидроизоляции. Этот вариант используется при контакте бетонной поверхности с влажным грунтом или при его периодическом смачивании жидкостями-электролитами.
• Применение обмазочных гидроизоляционных материалов. Наиболее распространены мастики на базе различных смол.
• Обработка поверхностей пропитывающими составами. Уплотняющие пропитки, повышающие водонепроницаемость поверхностного слоя бетона, часто наносят перед использованием лакокрасочных составов.
• Применение акриловых и лакокрасочных составов – актуально при взаимодействии поверхности бетонного элемента с твердыми материалами или газосодержащими средами.

Коррозия стальной арматуры в железобетонных конструкциях

Для устройства силового каркаса бетонных конструкций используют стальные арматурные стержни с рифленой или гладкой поверхностью. Их основная функция – повысить устойчивость бетона к нагрузкам на сжатие, растяжение, сдвиг. Коррозионное разрушение арматуры значительно снижает прочность всей конструкции.

Факторы, провоцирующие потерю прочности каркаса, – воздействие воды, наличие в воздухе хлора, сероводорода и других серосодержащих газов.

Вода и газы поступают к стальному каркасу через поры в бетонном камне.

Способы защиты стальной арматуры в бетоне от коррозии:

• Использование рационально составленной бетонной смеси, введение в ее состав ингибиторов, замедляющих коррозионные процессы в стали. Минимальное содержание в бетонной смеси хлоридов и роданидов. Количество хлористого кальция должно быть не более 2% от общей массы вяжущего.
• Пассивирование поверхности стальных стержней перед сваркой или связыванием арматурного каркаса. Пассивирующие вещества вводят и в состав самой бетонной смеси. Чаще всего это нитрит натрия, применяемый в количестве 2-3% от массы вяжущего.
• Улучшение плотности бетона, поскольку чем больше в структуре пустот, тем выше вероятность поступления к стальным стержням воды и агрессивных газов.
• Соблюдение технологических правил укладки силового каркаса в опалубку.

Во избежание преждевременного разрушения железобетонной конструкции необходимо контролировать ее состояние с помощью технологий неразрушающего контроля, предусмотренных ГОСТом 18105-2018.

как защитить бетон. Причины и виды коррозии

Коррозия бетона — это разрушение его структуры под воздействием внешних факторов. На ухудшение свойств материала влияют агрессивные химические вещества, микроорганизмы, газы, вода, колебание температуры. Бетонные конструкции постоянно контактируют с окружающей средой — подвергаются влиянию сточных и грунтовых вод, дождя и снега, солнечной радиации, промерзают при низких температурах и нагреваются при высоких. Из-за этого в цементном камне происходят реакции, которые разрушают структуру камня.

Из-за коррозии конструкции теряют прочность, эксплуатационные качества, что приводит к большим материальным затратам на ремонт, а иногда и к аварийным ситуациям. Чтобы сохранить качество железобетонных изделий и конструкций, необходимо их защищать, то есть снижать влияние разрушающих факторов. Как это сделать наиболее эффективно, расскажем в нашей статье.

Причины коррозии бетона и железобетона

Химические. Реакции, которые проходят между компонентами материала и агрессивными химическими средами, приводят к вымыванию соединений, которые разрушаются. В результате образуются трещины, материал местами становится рыхлым, в порах накапливаются соли, которые разрушают структуру материала. 

Например, когда в раствор добавляют гипс, с ним реагируют компоненты цемента и формируется гидросульфоалюминат кальция — минерал, который приводит к образованию микротрещин. Для избежания этой реакции в цемент во время приготовления добавляют пуццолановые добавки с кремнеземом в активной форме.

Физико-химические. Если бетонные конструкции находятся в воде, гидроксид кальция, который входит в состав материала, вымывается. Это происходит с неодинаковой скоростью — массивные конструкции способны дольше противостоять разрушениям. 

При отрицательных температурах жидкость, которая находится в теле бетона, замерзает и давит на стенки пор. После оттаивания в бетоне возникают трещины, отслаивается арматура, на поверхности возникают сколы. Чтобы избежать этого, нужно правильно выбирать марку по морозостойкости. 

Под воздействием огня бетон теряет до 90% прочности, однако при температуре ниже 500˚С она в течение года восстанавливается. При нагревании снижаются упругопластические свойства бетона, увеличивается риск пластических деформаций под нагрузкой. Возможность дальнейшего использования железобетонных конструкций определяется после инженерно-технического обследования.

Биологические. Подобные разрушения развиваются во влажных средах из-за проникновения микроорганизмов вглубь материала и их развития на поверхности. Грибки, бактерии, мхи и лишайники не только снижают эксплуатационные свойства бетона, но могут вызвать нарушения здоровья. 

Наиболее опасна бактериальная коррозия, так как бактерии быстро размножаются и способны выдерживать такие условия, где другие живые существа погибают. Например, тионовые бактерии окисляют минералы цемента до серной кислоты, которая реагирует с гидроокисью кальция и образует двуводный гипс, а он вызывает интенсивное разрушение цементного камня.

Радиационные. Если на бетонные конструкции попадает ионизирующее излучение, находящаяся в бетоне вода испаряется и камень деформируется. Чем выше радиация, тем сильнее разрушения, которые появляются в результате деформации кристаллической решетки минералов Она приводит к появлению трещин.

3 вида коррозии бетона

В процессе эксплуатации в теле бетона и на поверхности происходят химические реакции с выделением веществ, которые оказывают на него разрушающее воздействие. Они отличаются в зависимости от той среды, в которой используется бетонная конструкция и делятся на 3 группы — кислотная, сульфатная и щелочная коррозии.

1 вид коррозии бетона

Кислотная коррозия возникает в результате реакции компонентов бетона с кислотами. При соединении с углекислым газом, который находится в воде, образуется водонерастворимый карбонат кальция. Он накапливается в микротрещинах, увеличивает объем цементного камня и приводит к растрескиванию.

При дальнейшем взаимодействии с водой и углекислым газом образуется бикарбонат кальция, который при намокании легко вымывается из материала. Чем больше кислот в жидкости, тем интенсивнее происходит разрушение.

2 вид коррозии бетона

Сульфатная коррозия бетона возникает возникает в результате химической реакции с сульфатами, если они содержатся в воде. Сульфатные ионы образуют с ионами кальция, которые входят в состав многих бетонов, двуводный гипс. Гипс реагирует с высокоосновными алюминатами. В результате реакции получаются гидросульфоалюминаты кальция, которые увеличивают объем материала. Деформации проявляются в виде растрескивания и расслоения бетона.

3 вид коррозии бетона

Щелочная коррозия появляется в результате взаимодействия портландцемента с реакционноспособным кремнеземом заполнителя, который попадается в гравии и песке. Хлориды калия и натрия могут присутствовать в засоленных почвах, морской воде, реагентах, используемых в борьбе с гололедом.

Избыток щелочи вызывает появление отложений гидросиликата кальция в порах, внутренних слоях бетона и на поверхности. Затем появляются трещины, которые со временем увеличиваются, участки поверхности шелушатся и вспучиваются.

Способы защиты бетона

Выбирать антикоррозионную защиту бетона нужно в зависимости от химической реакции, которая приводит к разрушению. Среди способов защиты выделяют первичные методы, вторичные и специальные.

Первичная защита заключается в выборе компонентов раствора, конструктивных решений бетонных сооружений. Комплекс мероприятий включает:

• корректировку состава для создания материала высокой плотности, прочности и водонепроницаемости;
• использование специальных добавок, которые обладают вяжущими, водоудерживающими, пластифицирующими и стабилизирующими свойствами;
• выбор арматуры, которая соответствует по коррозионным характеристикам условиям использования, а также ее защита при изготовлении и монтаже сборных ЖБИ конструкций.

При выборе добавок нужно отталкиваться от условий использования сооружений из бетона. Например, при изготовлении раствора с ПРС-заполнителями и портландцементом с содержанием щелочей более 0,6%, рекомендуется использовать минимум 10% активных добавок — опоку, диатомит, трепел. Добавки, которые понижают проницаемость бетона, предотвращают биологическую коррозию бетона, которая может начаться из-за жизнедеятельности микроорганизмов.

Вторичная защита заключается в предотвращении контактирования поверхностей бетонных конструкций с агрессивными веществами. Она включает:

• обработку поверхностей пропитывающими лакокрасочными составами, которые повышают водонепроницаемость поверхности, обмазочными гидроизоляционными материалами на базе различных смол;
• создание изоляции из листовых и пленочных материалов;
• облицовку штучными или блочными изделиями из керамики, шлакоситала, стекла, каменного литья, природного камня;
• использование биоцидных присадок для защиты от микроорганизмов на основе карбоновых соединений, фенолов, солей и окислов меди, хрома, мышьяка.

Специальная защита включает комплекс методов, которые снижают конденсацию влаги и концентрацию агрессивных веществ. Методы направлены на организацию стоков и дренажей, вынос производств с выделениями агрессивных веществ в изолированные помещения.

В соответствии с ГОСТом 31384-2017 выбирать наиболее подходящие способы защиты от коррозии нужно после сравнения разных вариантов с учетом прогнозируемого срока службы и материальных затрат на обновление защиты и ремонт конструкций.

Защита арматуры от коррозии в бетоне

Из-за коррозионного разрушения металла на арматуре образуются продукты коррозии, которые больше по объему, чем сама арматура. Из-за этого бетон трескается и разрушается. Для защиты бетона от разрушения в него добавляют пластифицирующие присадки, которые уменьшают пористость материала, и ингибиторы коррозии, которые замедляют его разъедание. Чтобы предупредить образование ржавчины на арматуре и увеличить долговечность железобетонных сооружений, нужно своевременно выявлять новые трещины, следить за развитием уже существующих и проводить мероприятия по защите бетона от разрушения на улице.

Как предотвратить коррозию бетона

от пользователей SURTREAT | 31 августа 2021 г. | Без категории

Как происходит коррозия бетона?  

Коррозия железобетона является одной из основных проблем, связанных с железобетонными конструкциями. Как правило, арматура, встроенная в бетон, защищена средой портландцемента с высоким pH вокруг арматуры, что предотвращает возникновение коррозии (обычно с уровнем pH около 12,5 или выше). Однако, когда хлориды и другие загрязняющие вещества начинают проникать в бетон через трещины и поры геля, это изменяет состояние pH (pH 10 или меньше), снижая его до уровней, при которых на арматуре может возникнуть коррозия.

 

Что вызывает коррозию бетона?  

Существует множество причин, по которым в бетоне возникает коррозия, карбонизация, электролиз, щелочно-агрегатные реакции, проникновение избыточной влаги, химическое загрязнение и фактический состав окружающего портландцемента. Ниже мы подробно рассмотрим некоторые из этих типов коррозии.

Утечка воды в бетон : Если бетон имеет высокую проницаемость, то избыток воды в окружающей среде из-за негерметичных труб, природы или среды с высокой влажностью может привести к просачиванию воды в бетон, которая действует как электролит внутри бетона. и ускоряет коррозию.

Карбонизация : Со временем свободный гидроксид в бетоне вступает в реакцию с атмосферным углекислым газом и образует карбонат кальция, что приводит к усадочным трещинам. Эти усадочные трещины делают бетон более уязвимым для проникновения влаги. Эта влага и воздействие изменяют щелочность бетона, доводя ее до уровня, который допускает коррозию стальной арматуры.

Примеси в смеси : Когда вода, используемая для смешивания бетона, содержит примеси, это может повлиять на результат. Согласно IS:456, если общее количество органических соединений более 3000 мг/л, сульфатов более 500 мг/л или хлоридов более 1000 мг/л, это приводит к коррозии стали в бетоне. ульта бетона.

Воздействие морской воды : Когда бетон подвергается воздействию морской воды, последствия являются определяющими, если проницаемость бетона особенно высока. Морская вода содержит повышенный уровень хлоридов, что ускоряет коррозию бетона.

Реакция щелочи и заполнителя: Щелочи, такие как оксид натрия (Na2O) и оксид калия (K2O), присутствуют в цементе, которые реагируют с кремнистыми компонентами заполнителя и вызывают растрескивание бетона. Следовательно, понижение щелочности способствует коррозии стали в присутствии влаги.

Что происходит, когда армированная сталь в бетоне подвергается коррозии?  

Когда армированная сталь подвергается коррозии, ржавчина, которая накапливается вокруг стали, создает внешнее давление на бетон, окружающий арматуру. Поскольку ржавчина — это новый материал, образующийся в бетоне, она занимает больше места, чем исходная арматура. Из-за этого давления, вызванного новым материалом, бетон начинает трескаться и разрушаться.

 

Как предотвратить коррозию бетона?  

Лучший способ предотвратить коррозию в бетоне – это добавка, замедляющая коррозию. Антикоррозионные добавки либо расширяют естественные антикоррозионные свойства портландцемента, либо снижают скорость коррозии закладного металла, и есть некоторые добавки, которые обеспечивают оба преимущества.

 

Как защитить бетон от коррозии?  

Существует несколько способов защиты бетона от коррозии. Добавки, замедляющие коррозию, о которых говорилось выше, являются одним из лучших способов превентивно предотвратить появление коррозии в вашем бетоне. Еще один фантастический способ защитить бетон от коррозии — использовать SurCoShield. Доказано, что растворы SurCoShield проникают в бетонные поверхности, восстанавливая и улучшая свойства цементной фазы, обеспечивая долговечность и твердость, а также устойчивость к истиранию и ударам.

 Химическая стойкость бетона повышается за счет нейтрализации реактивных компонентов цемента и придания им химической инертности. SurCoShield делает бетонные поверхности непроницаемыми для химических растворов, обеспечивая защиту от случайной утечки химикатов. Решения Surtreat для ремонта бетонных поверхностей являются химически реактивными, и постоянный раствор, существующий полностью внутри микроструктуры бетона, не может быть отслоен или соскоблен. Водоотталкивающие компоненты добавляются в решения SurCoShield в зависимости от требований проекта.

SurCoShield — это средство для защиты поверхности и ингибитор коррозии, проникающее в бетонную поверхность. Все преимущества этого применения связаны с подложками и охватывают защиту архитектурных компонентов, таких как кирпич, блоки, раствор и камень.

 

SurCoRepair представляет собой группу продуктов для ремонта бетона, используемых для восстановления свойств разрушающихся бетонных конструкций без значительных усилий по удалению и замене. Наши продукты также защищают новые поверхности. SurCoRepair можно использовать для восстановления и защиты кирпичных, каменных и блочных компонентов конструкций.

Химические растворы SurCoRepair нацелены на устранение причин износа, а не только на симптомы, такие как сколы и расслоение. Полученные в результате улучшения свойств обработанных подложек позволяют увеличить срок службы конструкций. Растворы для ремонта бетона полностью проникают в поверхность, укрепляя ее, восстанавливая сцепление, снижая водопроницаемость и повышая химическую стойкость обработанных оснований.

Хотите узнать, как именно мы предотвращаем коррозию бетона?

Коррозионная стойкость бетона

Коррозия этой арматуры привела к отслаиванию бетонной ступени.

Коррозия арматурной стали может быть проблемой в бетонных конструкциях. Коррозия стали приводит к образованию гидратированного оксида железа или ржавчины, которая очень быстро расширяется. Это расширение создает внутреннее давление до тех пор, пока бетон не разрушится в виде выкрашивания. Это основная причина разрушения бетона, и были проведены многочисленные исследования для предотвращения коррозии арматурной стали.

Спецификация прочного бетона

Определение прочного бетона начинается с определения условий воздействия. Каким механизмам разрушения будет подвергаться бетон? В ACI 318 определены три класса воздействия, относящиеся к защите арматуры от коррозии: неприменимо (C0), умеренное (C1) и сильное (C2). Наиболее распространенной причиной коррозии стали является попадание хлоридов (см. Коррозия закладных металлов). Любой железобетон, подвергающийся воздействию влаги и внешних хлоридов, будь то морская вода или антиобледенительные соли, считается находящимся в среде с сильной коррозией. Для этого условия требуется минимальная расчетная прочность 5000 фунтов на квадратный дюйм и максимальное значение Вт/см 0,40. Кроме того, использование дополнительных вяжущих материалов ограничено в любой среде, где бетон будет подвергаться воздействию как антиобледенительных солей (C2), так и очень сильному замораживанию и оттаиванию (класс воздействия F3). Текущие ограничения включают: шлак – не более 50 процентов, летучая зола – не более 25 процентов и микрокремнезем – не более 10 процентов. Кроме того, смеси, содержащие три или более вяжущих или пуццолановых материалов (тройных, четвертичных и т. д.), не должны содержать более 50 процентов вяжущих материалов по массе при включении шлака или 35 процентов при отсутствии шлака.

Технические характеристики могут использоваться вместо предписанных пропорций смеси. Caldarone (2005) предоставляет руководство по спецификации, позволяющей проводить приемку бетона на основе эксплуатационных характеристик. Что касается коррозионной стойкости, спецификатор указывает метод отверждения и продолжительность старения испытуемых образцов, а также максимально допустимую нагрузку с использованием ASTM C1202 (AASHTO T 277), Стандартный метод испытаний для электрической индикации способности бетона противостоять проникновению ионов хлорида . Используется стойкость к проникновению ионов хлора, поскольку, как упоминалось ранее, проникновение хлоридов является наиболее распространенной причиной коррозии арматурной стали. Могут быть указаны другие требования к производительности, такие как устойчивость к образованию накипи, прочность и устойчивость к замораживанию/оттаиванию.

Испытание на коррозионную стойкость

Первая линия защиты арматуры от коррозии заключается в препятствовании проникновению воды, кислорода, углекислого газа и солей с поверхности бетона в арматуру. Довольно много тестов пытаются оценить проницаемость, диффузию, абсорбцию или другие прямые измерения сопротивления проникновению жидкости. Наиболее часто используется ASTM C1202. Этот тест обычно называют экспресс-тестом на проницаемость для хлоридов (RCPT). RCPT — это измерение электрического заряда, который проходит между двумя сторонами бетонного образца в течение шести часов. Этот заряд коррелирует с ионами хлорида, проходящими через систему пор. Более низкие значения означают более высокую устойчивость к проникновению хлоридов. Этот тест выполняется намного быстрее, чем ASTM C1556, Определение коэффициента кажущейся объемной диффузии вяжущих смесей методом объемной диффузии.

ASTM C1556 — более строгий метод расчета проницаемости бетона. Результаты испытаний C1556 обычно обеспечивают меньшую изменчивость результатов испытаний. Образцы подвергаются однонаправленной интрузии хлоридов после 28 дней влажного отверждения. Глубину проникновения хлоридов измеряют с течением времени (начиная с 35-дневного периода выдержки) путем шлифовки последовательных слоев с образца и последующего измерения уровня хлоридов в каждом слое с использованием ASTM C1152, Стандартный метод определения кислоторастворимого хлорида в строительном растворе и бетоне . Эта процедура дает прямую зависимость от проницаемости бетона и считается полезным методом предварительной оценки бетонных смесей. К сожалению, C1556 требует очень много времени и требует около трех месяцев для завершения.

ASTM C1543 (AASHTO T259), Стандартный метод испытаний для определения проникновения ионов хлорида в бетон путем погружения в воду десятилетиями использовался многими дорожными агентствами. Бетонная плита отливается и отверждается во влажном состоянии в течение 14 дней, затем отверждается на воздухе в течение 28 дней. Верхняя поверхность обвалована и залита соляным раствором на 90 дней. Затем с открытой поверхности берутся сердцевины и нарезаются на диски толщиной примерно полдюйма. Каждый диск измельчают и определяют содержание хлоридов в каждом слое. К сожалению, для завершения этого теста требуется почти шесть месяцев, и в методе не предусмотрена четкая интерпретация результатов. Транспортные механизмы в этом тесте также включают неопределенные компоненты поглощения, диффузии и действия фитиля.

В AASHTO TP 64, Прогнозирование проникновения хлоридов в гидравлический цементный бетон с помощью процедуры быстрой миграции , образец бетона длиной 2 дюйма и диаметром 4 дюйма насыщается с использованием процедуры вакуумного насыщения RCPT. Этот тест ранжирует несколько бетонов в том же порядке, что и ASTM C1202, но имеет то преимущество, что на него не влияют сильные ионные примеси, такие как нитрит кальция. Кроме того, образец не испытывает повышения температуры во время испытания. Также было показано, что тест имеет несколько более низкую изменчивость, чем RCPT (Hooton 2001).

Более быстрый тест на проницаемость, чем RCPT, был разработан Департаментом транспорта Флориды в 2004 году. В этой процедуре используется метод решетки датчиков Вернера для измерения удельного сопротивления бетона на образцах размером 4 x 8 дюймов. ACI 222R (2001) также рекомендует использовать этот метод для оценки проницаемости монолитного бетона. Результаты испытания удельного электрического сопротивления были сопоставлены с системой оценки проницаемости RCPT. Поверхностное удельное сопротивление измеряется за считанные секунды, что позволяет использовать гораздо больший размер образца. Стандарт Флориды требует восьми испытаний на трех образцах, в то время как RCPT может обеспечить только одно испытание на образец из-за изначально разрушительных требований к подготовке.

Сводка

Хотя коррозия арматурной стали может быть проблемой в бетоне, ее можно уменьшить, используя соответствующие спецификации и быструю идентификацию уязвимых мест. Бетонные смеси, предназначенные для эксплуатации в условиях эксплуатации, снижают вероятность коррозии. Методы экспресс-тестов помогают быстро и разумно оценить коррозионную стойкость бетона.

Каталожные номера

Комитет ACI 222, Защита металлов в бетоне от коррозии , ACI 222R-01, Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, Мичиган, 2001 г., 41 страница.

Комитет ACI 318, Требования строительных норм и правил к конструкционному бетону , ACI 318-08, Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, Мичиган, 2008 г., 471 страница.

Кальдароне, Майкл А., Питер С. Тейлор, Рэйчел Дж. Детвайлер и Шринивас Б. Бхиде; Руководство по спецификации высокопрочного бетона для мостов , EB233, 1-е издание, Portland Cement Association, Скоки, Иллинойс, США, 2005 г., 64 страницы.

FDOT, Флорида Метод испытания удельного сопротивления бетона как электрического показателя его проницаемости, FM 5-578, Департамент транспорта Флориды, 27 января 2004 г.