Защита железобетонных конструкций в агрессивных средах | Статья в журнале «Техника. Технологии. Инженерия»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 26 октября, печатный экземпляр отправим 30 октября.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Строительство

Опубликовано в Техника. Технологии. Инженерия №3 (9) июнь 2018 г.

Дата публикации: 07.06.2018

Статья просмотрена: 109 раз

Библиографическое описание:

Фырлина Г. Л. Защита железобетонных конструкций в агрессивных средах // Техника. Технологии. Инженерия. — 2018. — №3. — С. 31-34. — URL https://moluch.ru/th/8/archive/95/3424/ (дата обращения: 16.10.2019).



В водохозяйственном строительстве основным материалом являются бетонные и железобетонные конструкции. Первостепенное значение имеют долговечность таких конструкций, а также средств обеспечения их долговечности. В данной статье рассматриваются два аспекта определения долговечности бетонных железобетонных конструкций: разрушение бетона и экономика долговечности. Установлено, что расчётную долговечность бетонных и железобетонных конструкции целесообразно принимать по допустимому пределу вложений средств на выполнение текущих и капитальных ремонтов, учитывая также возмещение ущерба производству за период текущих и капитальных ремонтов.

Ключевые слова: водохозяйственное строительство, железобетонные конструкции, воздействия агрессивных сред, разрушение бетона, расчётный срок службы, диагностика состояния конструкций, коррозия бетона, экономика долговечности.

В настоящее время для водохозяйственного строительства основным материалом являются железобетонные конструкции, поэтому их долговечность и средства обеспечения долговечности имеют первостепенное значение.

Водохозяйственные сооружения подвергаются воздействиям агрессивных сред, развивающиеся процессы коррозии бетона и арматуры значительно снижают долговечность железобетонных конструкций и вызывают необходимость сложных и дорогостоящих ремонтных работ [1].

В данной работе рассматриваются два аспекта определения долговечности железобетонных конструкций: разрушение бетона и экономика долговечности. С одной стороны, процессы коррозии вызывают разрушения бетона, вызываемые действием химических, физических и физико-химических факторов. Зная сущность процессов коррозии, можно прогнозировать скорость их развития в данных конкретных условиях и выбирать средства защиты, которые обеспечивают сохранность железобетонных конструкций. С другой стороны, нужно считаться не только с деструктивными процессами, приводящими железобетонное сооружение в негодность, но и с экономикой долговечности.

Принято считать, что долговечность — это расчётный срок службы сооружения. Но это не значит, что после указанного срока службы сооружение разрушится или придёт в непригодное состояние. Выполняя ремонтные работы, сооружение можно поддерживаться для эксплуатации в течение любого времени. Поэтому вопрос долговечности железобетонных сооружений в пределах расчётного срока службы, следует рассматривать с учетом экономического эффекта долговечности, то есть учитывать стоимость ремонтных работ, при которых долговечность отдельных конструкций и железобетонного сооружения в целом будет обеспечена.

Эффективность различных способов повышения стойкости и антикоррозионной защиты железобетонных элементов в агрессивных грунтах в значительной степени определяется достоверностью оценки вида и степени агрессивности среды и прогноза изменения агрессивности в период эксплуатации. При этом особенно важно определить необходимость вторичной защиты или достаточность первичной защиты. Дело в том, что применение вторичной защиты, то есть защитного покрытия, сразу изменяет допустимую величину содержания агрессивных по отношению к бетону компонентов в грунтовой среде, так как защита обычно осуществляется материалами, заведомо более стойкими, чем бетон в солевых средах. В то же время применение поверхностной защиты обуславливает возникновение новых технических задач, например, придание достаточной механической прочности, необходимой при погружении свай забивкой, и при этом сохранение достаточного сцепления с грунтом для висячих свай.

Прогноз изменения засолённых грунтов или грунтовых вод представляет первостепенную задачу. Следует отметить, что в настоящее время методология определения характеристик агрессивности грунтовой среды на площадке будущего строительства производится недостаточно надёжно. Отдельные пробы воды или грунта, отобранные из скважин или шурфов, характеризуют только химический состав воды в данный период года и не дают, как правило, оснований для оценки среднего состава грунтовых вод в течение года. Зачастую по данным анализа воды из отдельных скважин их состав резко различается, и для выбора способов защиты принимаются наиболее агрессивные показатели. Прогноз возможного изменения состава вод не производится.

Районы с засолёнными грунтами на территории Узбекистана расположены на юго-востоке страны, в предгорных районах. Для этих районов характерно засоление верхних слоёв хорошо растворимыми хлористыми солями и сульфатом кальция. Климат отличается малым количеством осадков и значительным испарением влаги с поверхности грунта. При этом накапливаются растворимые соли магния, кальция, натрия, что характерно для континентального засоления. В результате растворения этих солей воды аридных областей становятся сульфатно-хлоридно-натриевыми, сульфатно-натриевыми т хлоридно-натриевыми с повышенным содержанием кальция и магния.

В рассматриваемых районах даже на сравнительно малой площади можно наблюдать существенное различие по содержанию в воде отдельных солей, например, сульфатов. При глубоком залегании грунтовых вод накопившиеся в грунтах и грунтовых водах соли могут сохраняться длительное время после прекращения процессов соленакопления.

Существенную роль в изменении гидрохимических условий районов с засолениями грунта играют искусственные факторы: строительство каналов, селехранилищ, орошение земель, эксплуатация промышленных предприятий. Одним из распространённых следствий промышленной деятельности является интенсивный подъём уровня грунтовых вод, повышение солей в воде и, как следствие, повышение степени её агрессивного воздействия.

Краткое рассмотрение некоторых особенностей районов с засолёнными грунтами показывает, что существующий подход к оценке агрессивных свойств грунтовых сред не позволяет с достаточной достоверностью учесть характер изменения агрессивных свойств во времени, а также определить исходную агрессивность. Разработка более совершенной методологии оценки агрессивных свойств грунтовых сред представляется одной из актуальных проблем.

Многолетние комплексные исследования свайных конструкций в различных агрессивных грунтовых водах эффективность различных антикоррозионных защитных мероприятий и коррозионная стойкость свайных железобетонных конструкций в значительной степени зависят от учёта особенностей защищаемых конструкций, технологии их изготовления, монтажа и условий работы. Основные результаты этих исследований опубликованы, поэтому можно остановиться лишь на некоторых из них. Установлено, что при забивке свай большую роль играет фактическая плотность бетона. Уменьшение плотности в пределах от В-8 до В-2 приводит к уменьшению общего количества ударов до разрушения, при прочих равных условиях, в 25–30 раз. В то же время после приложения 25 процентной ударной нагрузки проницаемость бетона возрастает на порядок.

Существенную роль в изменении гидрохимических условий районов с засолениями грунта играют искусственные факторы: строительство каналов, водохранилищ, орошение земель, эксплуатация промышленных предприятий. Одним из распространённых следствий промышленной деятельности является интенсивный подъём уровня грунтовых вод, повышение солей в воде и, как следствие, повышение степени её агрессивного воздействия.

Многолетние наблюдения за изменением агрессивных свойств грунтов с использованием постоянно действующих наблюдательных скважин на ряде эксплуатируемых объектов позволяют считать это направление одним из путей решения рассматриваемого вопроса.

Сущность предложения состоит в следующем. На стадии изыскательских работ часть скважин, пробуриваемых для отбора проб грунта, оборудуется фильтрами и в течении 1,5–2 лет (практически срок между изыскательскими работами и началом строительства) периодически (1 раз в 3 месяца) из этих скважин производится отбор проб воды с последующим определением химического состава.

В числе актуальных вопросов проблемы борьбы с коррозией нужно отметить также и технический вопрос о методах восстановления повреждений при коррозии железобетонных конструкций, прежде всего, о надёжной диагностике состояния конструкций, её бетона и арматуры, которая является первым и весьма ответственным этапом ремонтно-восстановительных работ.

Установленную расчётную долговечность целесообразно принимать по допустимому пределу вложений средств на выполнение текущих и капитальных ремонтов, учитывая также возмещение ущерба производству за период текущих и капитальных ремонтов. Сложность определения такой долговечности заключается в том, что при этом нужно выявить факторы, которые в дальнейшем должны быть учтены в процессе диагностики последующих работ по ремонту [2]. Основными факторами являются следующие:

  1. Состояние поверхности бетона и возможность использовать адгезионный эффект при восстановлении повреждённого бетона. Обычно, при коррозии разрушение бетона идёт послойно и состояние поверхности играет существенную роль при восстановлении монолитности повреждённого бетона.
  2. Наличие пассивирующих по отношению к стальной арматуре свойств защитного слоя бетона у арматуры, а также и состояние арматуры железобетонных конструкций.
  3. Применение покрытий не исключает обязательного соблюдения требований плотности и монолитности бетона, предназначенного для работы в агрессивной среде.

При утере бетоном пассивирующих свойств для обеспечения надёжной сохранности арматуры на последующие сроки эксплуатации сооружений остаётся практически почти единственный способ — это создание условий для контроля процессов коррозии арматуры, то есть сохранения постоянного высокого сопротивления защитных слоёв бетона [3].

Ещё одним актуальным и важным является вопрос борьбы с коррозией — это вопрос о ремонтопригодности железобетонных конструкций, эксплуатирующихся в агрессивных средах.

Восстановление повреждённого коррозией бетона с включением его в работу конструкции операция трудоёмкая, сложная и дорогая, что, естественно, сказывается на стоимости текущих и капитальных ремонтов, на их трудоёмкости и материалоёмкости [4]. Более сложным положением является повреждение арматуры железобетонной конструкции, а также в тех случаях, когда необходимость создания условий для выполнения ремонтно-восстановительных работ не была предусмотрена при создании конструкции, то есть на стадии проектирования. Поэтому оценка ремонтопригодности железобетонных конструкций должна включаться в проекты водохозяйственных сооружений как обязательная часть проекта.

В заключении необходимо отметить, что борьба за снижение расходов на ремонтно-восстановительные работы, за повышение эффективности капитальных вложений в строительство должна начинаться одновременно с проектированием водохозяйственного сооружения.

Литература:

1 Москвин В. М. — Защита бетона в агрессивных средах. Труды научно-технических институтов. / ВНИИ — М., 1982. — 144 с.

2 Крылов Б. — Технология и долговечность железобетонных конструкций. Труды научно-технических институтов. / ВНИИ гидротех-ники. — М., 1986. — 174 с.

3 ЛещинскийМ.Ю.,СкрамтаевБ.Г. — Испытание прочности бетона.Труды научно-технических институтов. / ВНИИ гидротехники. — М., 1983. — 241 с.

4 Технология бетона: учеб. для вузов / БаженовЮ.М. — Москва.:Высшая школа. 1987. — 187 с.

Основные термины (генерируются автоматически): конструкция, разрушение бетона, экономика долговечности, работа, долговечность, вод, существенная роль, водохозяйственное строительство, агрессивное воздействие, вторичная защита.

Ключевые слова

железобетонные конструкции, водохозяйственное строительство, воздействия агрессивных сред, разрушение бетона, расчётный срок службы, диагностика состояния конструкций, коррозия бетона, экономика долговечности

Похожие статьи

К вопросу об исследовании долговечности железобетонных...

Ключевые слова: водохозяйственное строительство, железобетонные конструкции, воздействия агрессивных сред, разрушение бетона, расчётный срок службы, диагностика состояния конструкций, коррозия бетона, экономика долговечности.

Современные методы защиты железобетонных конструкций...

Бетоны относятся к самым массовым по применению в строительстве материалам вследствие их высокой прочности, надежности и долговечности при работе в конструкциях зданий и сооружений.

Эффективная гидроизоляция — залог долговечности зданий...

К сокращению долговечности ведут неправильная эксплуатация зданий и сооружений, многочисленные разрушающие воздействия окружающей среды

Для защиты конструкций от разрушительного воздействия воды, необходима своевременная гидроизоляция.

Проблемы защиты железобетонных сооружений от коррозии...

В. Ф. Степанова. Долговечность строительных конструкций.

Основные термины (генерируются автоматически): грунт, вод, конструкция, свая, покрытие, учет особенностей, боковое трение грунта, антикоррозионная защита, верхняя часть, агрессивная среда.

Живучесть строительных конструкций | Статья в журнале...

Живучесть — это свойство, характерное для конструкций в строительстве зданий и сооружений продолжать выполнять свою работу

«Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения».

Оценка надежности и долговечности металлоконструкций.

Оценка долговечности новой многослойной конструкции стены...

Достоверный прогноз долговечности конструкций связан с количественным анализом процесса разрушения, который

Ключевые слова: долговечность, железобетон, агрессивная среда, коррозия бетона.

Методика улучшения долговечности бетонов в условиях сухого...

Неразрушающие методы контроля прочности бетона

Отзывы и защиты наших авторов.

Первый основывается на нагружении конструкции вплоть до ее разрушения, и, таким образом, определяется предельная несущая способность.

Методы ударного воздействия на бетон. Самый распространенный метод контроля...

Коррозия железобетонных конструкций и причины ее...

Ключевые слова: коррозия, антикоррозионная защита,железобетон, бетон.

К основным факторам разрушения бетонных конструкций следует отнести следующие факторы

– I вид коррозии бетона — обусловлен выщелачиванием — под воздействием пресной воды (мягких...

Основы долговечности геосинтетических материалов под...

В работе рассматриваются геосинтетические материалы и зависимость их долговечности от агрессивных сред.

Поэтому, проектируя конструкцию дорожной одежды, необходимо стремиться к снижению стоимости строительства и уменьшению количества применяемых...

Похожие статьи

К вопросу об исследовании долговечности железобетонных...

Ключевые слова: водохозяйственное строительство, железобетонные конструкции, воздействия агрессивных сред, разрушение бетона, расчётный срок службы, диагностика состояния конструкций, коррозия бетона, экономика долговечности.

Современные методы защиты железобетонных конструкций...

Бетоны относятся к самым массовым по применению в строительстве материалам вследствие их высокой прочности, надежности и долговечности при работе в конструкциях зданий и сооружений.

Эффективная гидроизоляция — залог долговечности зданий...

К сокращению долговечности ведут неправильная эксплуатация зданий и сооружений, многочисленные разрушающие воздействия окружающей среды

Для защиты конструкций от разрушительного воздействия воды, необходима своевременная гидроизоляция.

Проблемы защиты железобетонных сооружений от коррозии...

В. Ф. Степанова. Долговечность строительных конструкций.

Основные термины (генерируются автоматически): грунт, вод, конструкция, свая, покрытие, учет особенностей, боковое трение грунта, антикоррозионная защита, верхняя часть, агрессивная среда.

Живучесть строительных конструкций | Статья в журнале...

Живучесть — это свойство, характерное для конструкций в строительстве зданий и сооружений продолжать выполнять свою работу

«Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения».

Оценка надежности и долговечности металлоконструкций.

Оценка долговечности новой многослойной конструкции стены...

Достоверный прогноз долговечности конструкций связан с количественным анализом процесса разрушения, который

Ключевые слова: долговечность, железобетон, агрессивная среда, коррозия бетона.

Методика улучшения долговечности бетонов в условиях сухого...

Неразрушающие методы контроля прочности бетона

Отзывы и защиты наших авторов.

Первый основывается на нагружении конструкции вплоть до ее разрушения, и, таким образом, определяется предельная несущая способность.

Методы ударного воздействия на бетон. Самый распространенный метод контроля...

Коррозия железобетонных конструкций и причины ее...

Ключевые слова: коррозия, антикоррозионная защита,железобетон, бетон.

К основным факторам разрушения бетонных конструкций следует отнести следующие факторы

– I вид коррозии бетона — обусловлен выщелачиванием — под воздействием пресной воды (мягких...

Основы долговечности геосинтетических материалов под...

В работе рассматриваются геосинтетические материалы и зависимость их долговечности от агрессивных сред.

Поэтому, проектируя конструкцию дорожной одежды, необходимо стремиться к снижению стоимости строительства и уменьшению количества применяемых...

Задать вопрос