Причины возникновения солевой коррозии железобетонных элементов конструкции | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 30 октября, печатный экземпляр отправим 3 ноября.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Бердибаев, М. Ж. Причины возникновения солевой коррозии железобетонных элементов конструкции / М. Ж. Бердибаев, Ш. З. Намозов, А. Ч. Хуррамов, И. Б. Эгамбердиев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 42 (332). — С. 23-25. — URL: https://moluch.ru/archive/332/74187/ (дата обращения: 16.10.2021).



{{{Причины возникновения солевой коррозии железобетонных элементов конструкции

Бердибаев Марс Жанабаевич, докторант

Институт механики и сейсмостойкости сооружений имени М. Т. Уразбаева Академии наук Республики Узбекистан (г. Ташкент, Узбекистан)

Намозов Шохнур Зухриддин угли, ассистент;

Хуррамов Асрор Чориевич, студент магистратуры

Эгамбердиев Ихтиёр Бахтиёр угли, студент магистратуры

Ташкентский государственный транспортный университет (Узбекистан)

В статье перечислены причины возникновения коррозии в железобетонных конструкциях при эксплуатации мостовых сооружений. Изучено влияние коррозии на несущую способность железобетонных конструкций.

Ключевые слова: бетон, железобетон, мостовые сооружения, солевая коррозия, несущий способность, физико-химическая коррозия

Основным материалом для строительства мостов в Республике является железобетон. Из железобетона возводят мостовые сооружения всех видов и систем во всех регионах страны из-за его несомненных достоинств: прочности, долговечности и относительной дешевизне. Однако негативным фактором является коррозия.

Коррозия представляет собой разъедание строительных материалов под влиянием физических, химических и биологических факторов при контакте с окружающей средой. Коррозийным разъеданием подвергаются многие строительные материалы, в том числе и бетон. Бетон имеет в своем составе наименее прочный компонент — это цементный камень [1].

Бетон в процессе эксплуатации испытывает разнообразные физические воздействия. Особенно опасны знакопеременные нагрузки. К ним, в частности, относятся: попеременное замораживание и оттаивание, нагрев и охлаждение, увлажнение, высушивание и др. Деструкция начинается с шелушения поверхности бетонного изделия и постепенно распространяется вглубь, хотя могут появляться и глубокие трещины. Кроме физических воздействий на бетон влияет и химически активная среда. В зависимости от имеющихся в атмосфере соединений хлора, серы, сероводорода, углерода, которые вступая в реакцию с водой, образуют вредные для бетонов среды — хлоридную, сульфатную, кислотную. Такие среды способствуют коррозии.

Коррозия бетона возникает под воздействием следующих обстоятельств, от которых зависит скорость разрушения транспортных сооружений: умение поверхности бетонного раствора противодействовать веществам; пористость материала; вещества, находящиеся в грунтах, подземных водах, атмосферных осадках; капиллярность.

Главная составляющая бетона — это его пористость, которая определяет количество пор и наличие плотности в структуре материала. От пористости бетона зависит возможность влагопоглощения конструкции при таянии снежных масс или других атмосферных осадков. Материал со значительным количеством пор подвластен большей возможности разрушения в результате физико-химической коррозии. Поэтому защита бетона от коррозии должна начинаться на начальном этапе постройки транспортных сооружений, ведь все виды коррозии бетона приводят к разрушению сооружений.

Коррозия бетонных и железобетонных конструкций проявляется появлением на поверхности высолов и следов шелушения.

Высолообразование является настоящим бичом для производителей бетонных изделий и смесей. Белый налет портит вид декоративных элементов из бетона, и даже часто «переползает» на элементы, контактирующие с бетоном или раствором. При этом зачастую этот налет очень сложно удалить. При попытке его смыть он возникает снова и снова, иногда даже более интенсивно, чем перед попыткой его удаления. Более того, зачастую застарелые высолы просто не поддаются смывке водой.

Основной причиной преждевременного обветшания и разрушения конструкций из бетона– это проникновение грунтовой и атмосферной влаги внутрь материалов конструкций. Именно вода относится к наиболее распространенным и агрессивным факторам, влияющим на материалы в период эксплуатации строительных конструкций. Вода содействует снижению прочности большинства материалов, образованию трещин, микроорганизмов, развития коррозионных процессов в бетонах и т. п.

Хлоридная коррозия в бетонах обусловлена миграцией ионов Cl через области повышенной проницаемости: микротрещины, капилляры и открытые поры. Факторами, влияющими на отношение Cl/ОН, являются концентрация ОН и интенсивность поглощения твердой фазой ионов Cl. Концентрация ОН зависит от содержания щелочных элементов в цементе и часто бывает ниже в композиционном цементе [2]. Хлор частично связывается в C 3 A CaCl 2 10H 2 O, но его большая часть остается в водном поровом растворе.

Сульфатная коррозия — это такой вид коррозии цементного камня, который возникает от действия содержащихся в воде сернокислых соединений: СаSO 4 , Na 2 SO 4 , MgSO 4 . Оксиды серы присутствуют в атмосфере промышленных центров из-за работы заводов. Характерным для них является то, что в результате химических реакций образуются новые устойчивые соединения, которые остаются в цементном камне и объем которых превышает исходный объем твердой фазы [3].

Цементный камень имеет щелочную реакцию, и активно взаимодействует с кислотными средами и кислыми солями. Это способствует кислотной коррозии бетона. Портландцемент является нестойким к действию кислот материалом, и наиболее сильное действие на него оказывают слабые (однопроцентные) растворы серной, соляной или азотной кислот. Негативное действие таких растворов начинает проявляться уже при рН=6. Кислоты реагирует с Са(ОН) 2 и гидросиликатами кальция. В результате такого взаимодействия образуются растворимые в воде соли, которые вымываются из тела бетона, образуя поры.

Разрушение конструкционного материала в результате воздействия грунтовых вод обусловлено не только физическим вымыванием гидроксида кальция, но и накоплением в материале солей. Водно-солевая коррозия (особенно от действия хлоридов и сульфатов) приводит к образованию новых сильно гидратированных солевых структур сложного состава, существенно увеличивающих кристаллизационное давление.

Для изучения влияния коррозии на несущую способность железобетонных конструкций, проведены обследования мостовых сооружений, которой приведены в рис. 1–2.

Осуществленный анализ влияния коррозионных повреждений на изменение силового сопротивления конструкций показал (рис.1–2), что эти повреждения существенно влияют на несущую способность, эксплуатационную пригодность и уровень конструктивной безопасности железобетонных сооружений.

Коррозия бетона по причине солевой агрессии

Рис. 1. Коррозия бетона по причине солевой агрессии

Дефекты конструкций опор по причине солевой агрессии

Рис. 2. Дефекты конструкций опор по причине солевой агрессии

Таким образом, применительно к реальным сооружениям это особенно актуально, постольку поскольку, именно они особенно подвержены агрессивным внешним воздействиям и отказ таких сооружений по причине коррозионных повреждений, может иметь большие экономические и внеэкономические последствия. Коррозия бетона и арматуры в конструкциях опор мостовых сооружений приводит к значительному сокращению срока службы мостовых сооружений. Вопросы защиты конструкций опор от солевой агрессии в настоящее время недостаточно изучены и исследования в этом направлении являются актуальными.

Литература:

  1. Васильев А. И. Оценка технического состояния мостовых сооружений. М. 2017.
  2. Саидов Д. Х., Умаров У. Х. Влияние минерально-химических добавок на коррозионностойкость цементных бетонов с применением промышленных. Инженерный вестник Дона, № 2. 2017.
  3. Овчинников И. Г., Инамов P. P., Гарибов Р. Б. Прочность и долговечность железобетонных элементов конструкций в условиях сульфатной агрессии. Изд-во Саратовского университета, 2001 г.
Основные термины (генерируются автоматически): бетон, цементный камень, коррозия бетона, несущая способность, солевая агрессия, Узбекистан, вод, солевая коррозия, студент магистратуры, физико-химическая коррозия.


Ключевые слова

бетон, железобетон, мостовые сооружения, солевая коррозия, несущий способность, физико-химическая коррозия
Задать вопрос