Составление надежного прогноза состояния во времени как основы для стадии проектирования строительных конструкций ввиду большого числа влияющих факторов практически невозможно. Продоч. ктпель - ность жизни существующих строительных конструкций може і быть оценена на основе исследований конструкций при соответствующих издержках относительно точно.
Прогноз состояния во времени при расчете строительных конструкций. В концепции расчета железобетонных конструкций минимальные значения толщины защитного слоя установлены из предположения защитного действия на арматуру щелочной среды бетона во все время жизни конструкции. Исходят из того, что это обеспечивается назначением защитного слоя определенного качества, т. е. толщины и плотности. Трещины, которые неизбежно появляются в железобетонных элементах при обычной толщине защитного слоя и имеют ширину раскрытия 0,15...0,3 мм, при достаточном качестве защитного слоя бетона, как правило, не уменьшают обычных сроков службы[10].
Вследствие несоответствующего состава бетона, неполного уплотнения, недостаточного ухода за бетоном или уменьшения толщины защитного слоя без достаточного его качества, пассивирующее действие бетона по отношению к арматуре даже в отсутствие трещин может быть утрачено уже через короткое время.
На рис. 8.14 схематически показано влияние состава бетона на защиту арматуры от коррозии. Можно видеть многообразие влияющих параметров. Это, естественно, так как бетон является гетерогенным строительным материалом. Для прогноза состояния необходимы, кроме того, данные об условиях среды (температура, относительная влажность воздуха и содержание в нем вредных веществ) у поверхности бетона (микроклимат), которые могут иметь большие и несистематические колебания во времени.
В [8.16] стаїистнческими методами рассчитано время службы армированной бетонной плиты как наружной строительной детали. На рис. 8.15 даны средние значения и статистическое распределение ее долговечности для двух различных толщин защитного слоя. Поскольку стандартное отклонение для долговечности очень велико, прогноз стойкости может быть дан лишь для сравнительно больших периодов времени, в которых с большой вероятностью находится эта величина.
Прогноз стойкости для возведенных строительных конструкций. Как уже упоминалось, коррозия стали в бетоне, по Тутти [8.18], может подразделяться на фазу от изготовлении строительной детали до денассива - ции стальной поверхности вследствие карбонизации или действии хлоридов и следующую, собственно фазу разрушения. Поскольку вследствие карбонизации и действия хлоридов развиваются существенно различные коррозионные процессы, необходимо сначала определить, имеются ли в бетоне хлориды.
Строительные детали, не подвергающиеся действию хлоридов. В строительных деталях, не подвергающихся действию хлоридов, депасси - вация поверхности стали начинается только за счет карбонизации бето-
Параметры состава бетона |
ВЛИЯЮЩИЕ Параметры |
Влияющие факторы |
V
Водоцементное отношение в/ц |
Распределение пор по разме - рам, структура пор, Проницаемость |
Диффузионное сопротивление по отношению Сог Dc0z |
||
\у/ |
\\ 1 \ \ / |
|||
Содержание цемента |
Чувствительность x условиям твердения |
Вид цемента |
Рекреацион - Ная способность Длясо2,.с |
> резерв щелочей |
Заполнитель |
/ |
Реакционная способность |
Добавки _______ |
1С1-
Содержание влаги |
Критическое содержание CV/OH' |
Рис. 8.14. Влияние состава бетона на показатели защиты арматуры от коррозии |
Защитный слой 15 мм. (і-34г |
100 ВРЕМЯ. ГОДЫ |
Доступ кислорода к поверхности стали
Потенциал
U электрическая i проводимость
Рис. 8.16. Зависимость критичес- критическое отношение с>7Цемент
Кого, вызывающего коррозию содержания хлоридов от влажности и качества защитного слоя бетона
/
I
На. Глубина карбонизации в сооружении определяется относительно просто с помощью соответствующего раствора индикатора. С помощьк закона корня из времени можно, исходя из возраста конструкции к моменту измерения и глубины карбонизации, рассчитать время, за которое фронт карбонизации достигнет арматуры. Для такой оценки закон корня из времени обычно достаточно точен.
Согласно этому закону, следует, что, например, при глубине карбонизации 10 мм после 15 лет при толщине защитного слоя 20 мм можно ожидать депассивацию арматуры через 20г/102 ■ 15 = 60 лет. Имея в виду влажные условия, показатель степени 2 может быть увеличен. Более точно определить показатель степени можно, если известна глубина карбонизации для двух возрастов конструкции.
До момента депассивации поверхности стали коррозия арматуры начаться не может. Скорость коррозии стали, начавшейся после депассивации стальной поверхности, зависит в основном от условий среды (влажность, температура) и качества (плотности) бетона. При постоянно водо - насыщенном и сухом состоянии строительных конструкций, вследствие отсутствия кислорода или отсутствия влаги, коррозии не наступает. Пр; относительной влажности 80...95% и особенно при переменных влажност - ных условиях коррозия имеет наибольшую скорость. По [8.18], скорость разрушения металла составляет около 50 мкм в год. Более точная оценка развития коррозии может быть сделана только путем обследований сооружений. Наблюдения за явлением коррозии в течение длительного времени позволят оценить дальнейшее развитие коррозионного состояния арматуры.
ПЛОХОЕ КАЧЕСТВО |
ВЛАЖНОСТЬ |
Строительные конструкции при воздействии хлоридов. Период времени, в течение которого хлориды проникают до арматуры и достигают критического, вызывающего коррозию, содержания, может быть нример-
но определен как и при карбонизации, по закону корня из времени (см. гл. 7). В настоящее время еще нет надежных данных о критическом содержании хлоридов, которое зависит от многих влияющих факторов и может быть оценено лишь грубо. Рис. 8.16 показывает зависимость критического содержания хлоридов от условия среды и качества бетона.
Скорость коррозии, начавшейся после депассивации поверхности стали хлоридами, может быть оценена лишь грубо, поскольку она зависит от условий среды, содержания хлоридов у поверхности арматуры и состава бетона. Коррозия, вызванная хлоридами, имеет как правило, концентрированный локальный характер, более высокую скорость, чем коррозия вследствие карбонизации. Более надежная оценка скорости коррозии возможна при интенсивном обследовании строительных конструкций, если нет необходимости в немедленном ремонте.
Оставить комментарий