Coroziunea structurilor din beton armat și amestecuri de reparații
Procesele de coroziune betonului în levigarea apă proaspătă, carbonizare, clorură, sulfat și coroziunea biologică. estimări cantitative ale parametrilor de media și cerințe pentru beton pentru condițiile de funcționare menționate agresiv.
Cu un design adecvat, fabricarea și utilizarea betonului ca material este caracterizat prin mai multe proprietăți performante pozitive, inclusiv o rezistență ridicată la coroziune. Cu toate acestea, din diverse motive, există multe cazuri de deteriorare prematură coroziune a structurilor din beton armat. Aceste motive sunt diferite erori în proiectarea și fabricarea de constructii beton armat. Printre acestea se numără: evaluarea incorectă a condițiilor de exploatare a clădirilor și construcțiilor (nu sunt luate în considerare pe deplin impactul mediului agresiv), prescrierea incorectă a betonului (permeabilitatea acesteia, grosimea stratului de protecție), erorile de fabricație și mai multă tehnologie.
Defectele ascunse în proiectarea și fabricarea sunt descoperite în timp atunci când sunt expuse la mediul de operare. Ele se manifestă sub formă de reducere a rezistenței betonului și fisurarea ca urmare a expunerii la mediu, pierderea efectului protector, și coroziunea oțelului de armare, ceea ce determină o scădere a capacității portante și calitățile estetice ale structurilor din beton. Astfel de modificări necesită lucrări de reparații.
Fiecare reparare a structurilor din beton armat și beton trebuie să fie precedată de un studiu de inginerie. Unul dintre obiectivele acestui studiu este de a determina cauzele de daune. Numai după studii performante pot atribui în mod competent metode pentru repararea și restaurarea, selectați materialele pentru reparații. inspecție calificat ca urmare a necesității, în special, faptul că de multe ori mai multe tipuri de corodare se pare că au aceleași semne vizuale. De exemplu, o rețea de crăpături pe suprafața betonului poate fi format atunci când sunt expuse la îngheț, aspirația capilară soluțiile saline și evaporare, sulfat de coroziune recristalizare ciment formarea de piatra trohsulfatnoy târziu forma gidrosulfoalyuminata când dezvoltarea internă a coroziunii cauzate prin reacția umpluturii de silice cu alcalii de ciment. În fiecare dintre aceste cazuri necesită un studiu atent al cauzelor și mecanismul de deteriorare a armăturii de beton și oțel.
Rezultatele obținute sunt baza pentru desemnarea unei metode eficiente de reparare și de protecție a structurilor de construcții. Având în vedere cerințele de fabricație și condițiile de funcționare atribuite tehnologia optimă și compoziția de reparații. O direcție promițătoare este de a utiliza pentru repararea și protejarea amestecurilor de mortar uscat. În prezent, pe piață există o gamă largă de amestecuri uscate, oferind cerințe, cum ar fi:
Aplicarea amestecului uscat reconstrucție luând în considerare principalele tipuri de structuri de beton armat daune poate fi sporită substanțial rezistența la coroziune și durabilitatea structurilor în general.
Luați în considerare cele mai frecvente cazuri de deteriorare la coroziune a betonului armat.
Lesierea beton, în conformitate cu clasificarea profesorului VM Moskvina se referă la un tip I coroziune, care constă în dizolvarea și îndepărtarea componentelor pastei de ciment din structura de beton. Caracteristic este dizolvarea hidroxidului de calciu și a altor componente în apele de filtrare cu duritate scăzută și îndepărtarea temporară a soluți din beton. Când îndepărtarea de 20% hidroxid de calciu beton pierde 25-30% din rezistența inițială. Studiile de laborator și de teren și construcțiile din beton de la aceasta arată că procesul de leșiere este relativ lent. Conform testelor de laborator NIIZhB, într-o coroziune de tip I de adâncime coroziune beton în 50 de ani, este de câțiva milimetri.
Întrucât ancheta pe scară largă de piloni de pod, în partea de nord, un baraj hidroelectric din estul Siberiei, stațiile de apă din Moscova, care operează în apele pure reci, având cea mai mare capacitate de leșiere, după viață utilă considerabilă (10-60 ani), în absența de filtrare și efecte negative pass-through deteriorare a temperaturii betonului dens împotriva coroziunii I tip limitată la o adâncime mică (a se vedea tabelul 1). Structurile au fost construite în anii '30 ai secolului trecut de clasele de beton 100 și 140, adâncimea de coroziune după 60 de ani de funcționare a fost de 10 mm. Pe parcursul acestui timp, stratul de sacrificiu torcret 10 mm grosime, și-a epuizat efectul său protector.
Dacă există prin filtrare viteză de coroziune de beton este crescut cu ordine de mărime. Var învățat de filtru masiv hidraulic de beton prin fisuri, aceasta poate fi măsurată în zeci de kilograme sau chiar tone. In fisuri de filtrare observate intensiv coroziunea oțelului de armare, până la tijele de terminare. Creșterea stabilității structurale poate fi realizat cu ajutorul betoanele joase și în particular cu permeabilitate redusă, decât prin scurgeri prin beton care betonul la nivelul actual de tehnologie nu este o problemă dificilă. Atunci când repararea structurilor deteriorate problema se reduce la îmbinarea și etanșarea fisurilor sau pompat în fisuri soluții foarte mobile, curățare și restaurare a straturilor superficiale ale betonului. Atunci când sunt expuse la temperaturi sub zero grade amestec de reconstrucție trebuie să fie compus din aditivi antrenând de aer sau mikrogazoobrazuyuschie și să asigure adeziunea necesară pentru structuri de beton, contracție minimă, obtinerea de impermeabilizare din beton marchează W6-W8.
Interacțiunea betonului cu dioxid de carbon (carbonatarea betonului), urmată de transformarea hidroxidului de calciu în pasta de ciment de carbonat de calciu. rezistența betonului în timp ce nu a modificat în mod semnificativ. Întrucâtva redus porozitatea și permeabilitatea betonului. beton Strong este redusă în fază lichidă alcalinitate. Din valoarea inițială 12,5-13,1 pH-ul este redus la 8-9, betonul își pierde efectul asupra barelor de oțel pasivare. Dezvoltarea coroziunii armăturilor din oțel cauzează tije pierderi de oțel secționate, fisurarea stratului protector, o scădere puternică a capacității de susținere a structurii de beton. Din studiul practicii de coroziune a structurilor din beton armat este cunoscut o mulțime de cazuri, deteriorări structurale datorită stratului protector carbonatare totală. Ca regulă generală, motivul pentru aceasta este lipsa de grosimea stratului de protecție (de obicei, nici o poziție de proiectare fixare armare în timpul fabricării structurii) sau a unui beton cu permeabilitate ridicată. Rata de carbonatare de beton determinată de viteza de difuzie a dioxidului de carbon din beton. adâncimea crește carbonatare proporțional cu rădăcina pătrată a timpului și într-o anumită măsură, depinde de capacitatea de reacție a betonului, în acest caz, de capacitatea concretă de a se lega la o cantitate mai mare sau mai mică de dioxid de carbon. Rata carbonatare este direct dependentă de permeabilitatea difuziv betonului la dioxid de carbon. betoanelor dens de bună calitate au un coeficient de difuzie efectivă a dioxidului de carbon de aproximativ 10
4 cm2 / sec sau mai puțin. clase convenționale din beton cu rezistență scăzută poate carbonizată la o adâncime mai mare decât grosimea stratului protector. Odată cu realizarea carbonizarea suprafeței oțelului de armare din față începe să se corodeze, care provoaca distrugerea stratului protector al betonului. Betoanele permeabilitate deosebit de scăzută au un coeficient de difuzie efectivă a dioxidului de carbon de aproximativ 10
b cm2 / sec. Deoarece carbonat de calciu etanșa stratul exterior al procesului de carbonatare betonului astfel betoanelor opri iar grosimea stratului este de 1-3 mm carbonizată și nu afectează starea de coroziune a armăturii. Valoarea maximă admisă pentru beton permeabilitate difuziv în funcție de concentrația de dioxid de carbon în aer, proiectarea SRO Cove operație de proiectare și de grosimea stratului de protecție prezentat în tabelul 2.
Atunci când sunt expuse la aer de carbon structurilor din beton de gaze diferite situații posibile. Când detectarea în timp util de carbonatare rapidă a acoperirii cu beton, nu a atins încă suprafața armăturii de oțel, protecția împotriva coroziunii este posibilă prin aplicarea pe suprafața unei structuri de beton fină densă care are o permeabilitate redusă pentru difuzia dioxidului de carbon. În acest caz, procesul de carbonizare poate fi oprit, iar stratul carbonizată sub gresiile acoperite cu ciment, datorită difuziei de hidroxid de calciu dizolvat și pH-ul alcalin poate fi readus la valoarea sa inițială necesară pentru pasivizarea armăturii.
Un alt caz - carbonatare betonului complet și dezvoltarea coroziunii de armare. În acest caz, metoda de reparare radicală este de a elimina stratul carbonizat produșilor de coroziune beton și oțel și recuperarea noului strat protector de beton care are o permeabilitate scăzută.
amestec de reconstrucție, în acest caz, trebuie să asigure adeziunea necesară pentru structuri de beton, o contracție minimă, obținerea de impermeabilizare din beton marchează W6-W8.
coroziune Chloride din beton armat
Din practica de utilizare a clădirilor și structurilor pentru diverse scopuri cunoscute unui număr mare de structuri din beton armat deteriorate, cauzate de expunerea la clorurile de beton. facilități de transport avariate (poduri, pasaje, pasaje subterane, etaje de parcuri cu mai multe etaje auto, etc.), tunele de comunicare, construirea de dane de mare, construind companii pentru producția de îngrășăminte minerale, și mai mult sub influența clorurilor de agenții anti-dezghet. În aceste cazuri, cauza daune este penetrarea în betonul de cloruri, pierderea acțiunii protectoare concrete în ceea ce privește dezvoltarea coroziunii oțelului de armare. Există mai multe modalități de a crește efectul protector al betonului la armătura de oțel în mediile de clor. Una permeabilitate -reducerea difuzie a betonului și utilizarea inhibitorilor de coroziune aditivi.
Puternic stabilit experimental (prin ordine de mărime) scad permeabilitatea difuzia betonului clorurilor când aditivi introduși superfluidizant C-3, microsilice, cenușa zburătoare, zgura de furnal reducând în același timp raportul apă-ciment. În cazul în care betoanele obișnuite au un coeficient de cloruri de difuzie 5x10
8 cm2 / sec, betoanele cu ex. E. C-3 și MC (1. 5) h10'9 cm2 / sec, pe ordinea de mai mici decât betoanele convenționale. Betoanele cu permeabilitate scăzută de difuzie menționat poate menține continuu armătura de oțel în beton într-o stare pasivă în mediile de clor (vezi. Tabelul 3).
Din cele de mai sus, este clar că, pentru a proteja armătura de oțel a structurilor din beton armat sunt necesare în medii de clor cu aditivi pentru beton complexe care conțin inhibitori și componente, reducând efectiv permeabilitatea betonului.
coroziune sulfatată se referă la coroziunea formei III conform clasificării profesorului V. Moskvina, și este caracterizat printr-un procedeu chimic, având ca rezultat formarea de substanțe slab solubile, în fază solidă cristalizabil volum mare de mărire, care determină mai întâi compactarea betonului și creșterea puterii sale, și apoi presiunea cristalelor determină o creștere a tensiunilor interne și distrugerea betonului. Este bine cunoscut distrugerea betonului sub media sulfat de acțiune, formând în cristalele de beton și gips gidrosulfoalyuminatov de calciu.
Astfel, aplicarea compozițiilor de reparații cu aditivi eficiente moderne pot asigura o rezistență la coroziune prelungită a betonului în medii sulfat, chiar și cu utilizarea cimenturilor medii aluminat (cu compoziția mineralogică normalizat).
Sub procese de coroziune biologice realiza daune concrete cauzate de organisme vii (deșeuri și acțiuni mecanice), in primul rand bacterii, fungi, organisme marine se depun pe suprafața structurilor. Scara de modele de daune și a construcțiilor are cea mai mare valoare de daune cauzate thiobacteria mi. de canalizare daune masive cunoscute asociate cu distrugerea acidului sulfuric betonului eliberat thiobacteria. Mecanismul acestui proces este investigat în principal. Concentrația hidrogenului sulfurat în canale și camere ajunge la sute de miligrame pe metru cub de aer, iar concentrația acidului sulfuric biogenic 5-20%, pH-ul umidității pe suprafața structurilor este de 1 -2. În aceste condiții, betonul este distrus la o rată de 1 -2 cm pe an. Dintre multele metode existente de protecție a conductei dat deplasare tehnici formă de coroziune par a fi cel mai ecologic asociat cu supresia activității vitale a bacteriilor cinci onelor (aerare de ape uzate, utilizarea de oxidanți și m. P.). Acest lucru creează condiții în care formarea de hidrogen sulfurat, și, în consecință acid sulfuric devine imposibilă.
Testele la scară naturală a indicat că hidrogenul sulfurat medii de gaze de ciment permeabilitate foarte mică se dezintegreze suficient de repede. Încercările de a aplica aditivilor biocidice care deprimă activitatea vitală a thiobacteria, nu au avut succes. Aditivii care reduc permeabilitatea betonului de ciment, de asemenea, nu a crescut în măsura rezistența la coroziune a betonului necesară în medii menționate anterior. La concentrații ridicate de hidrogen sulfurat într-un mediu gazos, un mijloc eficient de protecție secundară este utilizarea de materiale rezistente chimic ca pelicule, folii, acoperiri în strat gros, scoici (rășină de poliester din fibră de sticlă) sau acoperirile minerale acide rezistente chimic materiale structurale rezistente.
tip specific de tencuieli din ciment și beton daune este coroziunea provocată de funcțiile vitale ale fungilor inferiori excreting acizi organici și minerali. Flora fungice pe suprafața structurilor este foarte diversă și are un număr mare de specii. Cea mai comună formă de deteriorare prin acțiunea fungilor - transformarea betonului și tencuială într-o masă de curgere liberă a nelegat, cu pauze ca pictura decorativa si tapet. O metodă eficientă de reparare și de protecție împotriva infecțiilor fungice este utilizarea de reparare amestecuri uscate, având în componența sa agenți biocide [7].
Pentru a efectua lucrări de reparații la clădire, cu daune coroziune, este oportun să se utilizeze amestecuri uscate speciale pe bază de ciment Portland și aditivi diferite. În prezent, există o piață pentru construirea aditivi chimici pot crea compoziții de ciment pentru diferite condiții de funcționare a structurilor din beton armat și de a obține betoanelor de înaltă rezistență, omogenitate, permeabilitate redusă și durabilitate crescută.