Коррозия железобетонных конструкций: механизм и защита | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 29 июня, печатный экземпляр отправим 3 июля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №7 (245) февраль 2019 г.

Дата публикации: 12.02.2019

Статья просмотрена: 43 раза

Библиографическое описание:

Касса Ф. Коррозия железобетонных конструкций: механизм и защита // Молодой ученый. — 2019. — №7. — С. 111-113. — URL https://moluch.ru/archive/245/56500/ (дата обращения: 19.06.2019).



Ключевые слова: коррозия, механизм коррозии, трещины, защита

Во всем мире коррозия является основной причиной разрушения конструкций, особенно в хлорированных средах. Устойчивое развитие коррозии является основной проблемой в определении срока службы металлических и железобетонных конструкций. Ряд мероприятий разработан для предотвращения коррозии металла с момента проектирования конструкций. Кроме того, вопросы долговечности конструкций целиком связаны с основными мероприятиями, направленными против коррозии, вызванной хлорированной средой: а) улучшение свойств защитного слоя бетона, б) использование в конструктивных элементах из нержавеющей стали, и применение технологий катодной сварки [2].

Одной из основных причин разрушения железобетонных конструкций является коррозия арматуры. Срок службы конструкций зависит от физических и химических воздействий окружающей среды, а также, от защитных свойств бетона. Коррозия будет развиваться в основном в соответствии с двумя процессами: карбонизация бетона, которая будет вызывать медленную и равномерную коррозию вдоль арматуры, и воздействие на хлориды бетона, которые вызывают коррозию арматуры. Этот процесс является быстрым и сильно локализованным [3].

Когда коррозия станет активной, механическое поведение конструкций будет серьезно изменено, и первое следствие этого — уменьшение корродирующего армирующего участка, корродированная сталь не исчезает, а превращается в ржавчину, которая будет занимать больший объем, чем здоровая сталь. Увеличение объема вызовет давление ржавчины на бетон и тем самым образует в нем трещины. Данная ситуация носит цикличный характер, который снова будет способствовать коррозии. Продольное растрескивание и накопление продуктов в результате коррозии сильно ухудшат поверхность раздела между сталью и бетоном, и состояние адгезии будет сильно изменено. В конечном итоге это, в лучшем случае, приведет к изменение внешнего вида конструкции, а, в худшем случае, к снижению механических характеристик [3] [4].

Во многих странах также были проведены значительные исследования для определения взаимозависимостей между скоростями коррозии и различными переменными в составе бетона, при его производстве и условий природно-климатического воздействия, например, тип цемента, содержание цемента, соотношение вода/цемент влажность, температура, толщина покрытия и т. д. Была также предпринята попытка обобщить влияние небольшого числа важных параметров, таких как зависимость ширины трещины от природно-климатического воздействия [5].

Существует несколько надежных методов предотвращения риска коррозии для арматуры в бетоне. Они напрямую связаны с выбором толщины покрытия и качеством бетона в конструкции. Есть примеры сильно поврежденных конструкций в агрессивных средах. [5].

На рисунке 1 представлен механизм распространения коррозии

Рис. 1. Механизм распространения коррозии

Изучение трещин вокруг арматуры показывает, что после образования сети первичных трещин, увеличенная нагрузка на бетон приведет к потере адгезии вблизи трещин, перенося нагрузку на ребра жесткости конструкции, что так же приведет к внутренним трещинам. При этом первичные трещины появятся только тогда, когда сила, воспринимаемая сталью и бетоном, превышает допустимую силу, воспринимаемую бетоном на растяжение. Тогда образуются трещины в бетоне, а вокруг арматуры развивается коррозия, общий объем арматуры увеличится в два-три раза по сравнению с нормальной арматурой, что и приводит в дальнейшем к образованию продольных трещин вдоль арматуры. Данная ситуация усилит деградацию поверхности раздела между арматурой и бетоном [4].

В таблице 1 представлено развитие трещин в бетоне от коррозии арматуры

Таблица 1

Развитие трещин в бетоне от коррозии арматуры [6]

Коррозия (%)

0

1.7

2.7

10.0

11.7

12.7

20.0

количество продольных трещин

0

1

1

1

3

4

3

средняя ширина продольных трещин (мм)

/

0.15

0.2

6

3

4

9

количество первичных трещин

10

9

8

3

5

3

0

среднее пространство между первичными трещинами(мм)

83.33

80.9

100

167

200

238

/

Есть много способов чтобы защитить арматуру от коррозии

– использование цемента хорошего качества для бетона

– выбор толщины защитного слоя бетона

– контроль дозировки составляющих бетона для уменьшения его пористости

– хорошее качество арматуры (нержавеющая сталь)

– для дорожных мостов применение качественной гидроизоляции

Коррозия является очень важным фактором разрушения железобетонных конструкций, независимо от того, являются ли они зданиями или произведениями искусства (мосты и туннели), поэтому необходимо серьезно взглянуть на это явление и приложить все усилия для защиты арматуры конструкции, как во время проектирования, так и во время реализации. Необходимо проводить обследования и проверять наличие трещин (даже небольших трещин), выполнять их ремонт или производить усиление конструкции до появления коррозии.

Литература:

  1. DJEDDI Lamine,Contribution à l'étude mécano-fiabiliste des câbles de précontrainte- thèse de doctorat à l’université de Annaba des ouvrages d'art, application au contrôle par émission acoustique
  2. L. Bertolini, B. Elsener, P. Pedeferri and R. Polder, Corrosion of steel in concrete. Weinheim, Germany: Wiley-VCH, 392 pages, 2004.
  3. Mickael Dekoster, Etude de comportement mécaniques des structures en béton armé dégradé par la corrosion- thèse de doctorat à luniversité de Lille
  4. GOTO Y ‘’ crack formed in concrect around deformed tension bars ‘’ ACI journal proceeding vol 68 n) 4 pp 244–251
  5. Kyösti Tuutti (CORROSION OF STEEL IN CONCRETE)
  6. Amleh L Mirza S (corrosion influence on bond between steel and concrecte ACI structurel journal vol 96 n 3 may,june 1999 pp 415–423
Основные термины (генерируются автоматически): бетон, коррозия арматуры, трещина, арматура, коррозия, конструкция, механизм распространения коррозии, природно-климатическое воздействие, развитие трещин.


Похожие статьи

Коррозия железобетонных конструкций и причины ее...

Коррозия арматуры в свою очередь, особенно в условиях повышенной вибрации, приводит к выкрашиванию бетона. Пористый бетон впитывает влагу, которая при низких температурах замерзает, увеличиваясь в объеме, что приводит к образованию трещин.

Современные методы защиты железобетонных конструкций...

Коррозия бетона возникает в результате проникания агрессивного вещества в его толщу; она особенно интенсивна при постоянной фильтрации такого вещества через трещины или поры бетона. К агрессивным воздействиям внешней среды чаще всего относят следующие...

Сдерживающие факторы использования композитной арматуры

Ключевые слова: арматура, стеклопластик, стекловолокно, композитная арматура, стальная арматура, бетон, свойства арматуры, коррозия.

Однако применение полимеркомпозитной арматуры возможно лишь с определенной осторожностью. Это связано с тем, что...

Сравнение металлической и композитной арматуры при...

Коррозия. В этом аспекте более выгодно использование арматуры из композитных материалов, так как она устойчива к различным агрессивным средам. Это позволяет использовать такую арматуру в бетонах с большим количеством противоморозных добавок и добавок ускорителей.

Механизмы биоповреждений строительных материалов...

Механизмы биоповреждений строительных материалов, конструкций, зданий и сооружений.

Коррозия арматуры, металлических труб и балок.

Комплексное воздействие микроорганизмов, их сообществ и продуктов их жизнедеятельности на строительные материалы.

Проблемы защиты железобетонных сооружений от коррозии...

Коррозия бетона и железобетона.

Руководство по обеспечению сохранности арматуры в конструкциях из бетонов в агрессивных средах.

оклеечные покрытия — применяются при воздействии жидких сред (например, если бетонная свая подтапливается подземными...

Способы защиты строительных конструкций от огневого...

В условиях огневого воздействия конструкции достаточно быстро утрачивают свои

Основная задача огнезащиты строительных конструкций состоит не в устранении пожара, а в

 по целостности (Е) — образование в конструкции сквозных трещин или сквозных отверстий...

Развитие трещин в бетоне ростверков под колонны при...

На образование и развитие трещин в ростверках влияют многие факторы. Среди них: изменение процента армирования растянутой зоны, концентрация арматуры над сваями, изменение схемы приложения нагрузки, работа всех свай или частичное выключение свай из...

Коррозия углеродистой стали в 30-процентном растворе...

Отсутствие коррозии арматуры в бетоне объясняется пассивностью стали в щелочной среде.

Скорость коррозии стали также зависит от концентрации солей в растворе и от их природы.

Хлор ионы являются одним из агрессивных сред для железобетонных конструкций.

Похожие статьи

Коррозия железобетонных конструкций и причины ее...

Коррозия арматуры в свою очередь, особенно в условиях повышенной вибрации, приводит к выкрашиванию бетона. Пористый бетон впитывает влагу, которая при низких температурах замерзает, увеличиваясь в объеме, что приводит к образованию трещин.

Современные методы защиты железобетонных конструкций...

Коррозия бетона возникает в результате проникания агрессивного вещества в его толщу; она особенно интенсивна при постоянной фильтрации такого вещества через трещины или поры бетона. К агрессивным воздействиям внешней среды чаще всего относят следующие...

Сдерживающие факторы использования композитной арматуры

Ключевые слова: арматура, стеклопластик, стекловолокно, композитная арматура, стальная арматура, бетон, свойства арматуры, коррозия.

Однако применение полимеркомпозитной арматуры возможно лишь с определенной осторожностью. Это связано с тем, что...

Сравнение металлической и композитной арматуры при...

Коррозия. В этом аспекте более выгодно использование арматуры из композитных материалов, так как она устойчива к различным агрессивным средам. Это позволяет использовать такую арматуру в бетонах с большим количеством противоморозных добавок и добавок ускорителей.

Механизмы биоповреждений строительных материалов...

Механизмы биоповреждений строительных материалов, конструкций, зданий и сооружений.

Коррозия арматуры, металлических труб и балок.

Комплексное воздействие микроорганизмов, их сообществ и продуктов их жизнедеятельности на строительные материалы.

Проблемы защиты железобетонных сооружений от коррозии...

Коррозия бетона и железобетона.

Руководство по обеспечению сохранности арматуры в конструкциях из бетонов в агрессивных средах.

оклеечные покрытия — применяются при воздействии жидких сред (например, если бетонная свая подтапливается подземными...

Способы защиты строительных конструкций от огневого...

В условиях огневого воздействия конструкции достаточно быстро утрачивают свои

Основная задача огнезащиты строительных конструкций состоит не в устранении пожара, а в

 по целостности (Е) — образование в конструкции сквозных трещин или сквозных отверстий...

Развитие трещин в бетоне ростверков под колонны при...

На образование и развитие трещин в ростверках влияют многие факторы. Среди них: изменение процента армирования растянутой зоны, концентрация арматуры над сваями, изменение схемы приложения нагрузки, работа всех свай или частичное выключение свай из...

Коррозия углеродистой стали в 30-процентном растворе...

Отсутствие коррозии арматуры в бетоне объясняется пассивностью стали в щелочной среде.

Скорость коррозии стали также зависит от концентрации солей в растворе и от их природы.

Хлор ионы являются одним из агрессивных сред для железобетонных конструкций.

Задать вопрос