msgbartop
Оборудование для производства строительных блоков
msgbarbottom

24 Окт 12 ПРОГНОЗ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ В ВОЗДУШНЫХ СРЕДАХ

Инженерные прогнозы должны иметь определенную обеспеченность, т. е. учитывать неоднородность расчетных параметров, в частности, про­ницаемости и толщины защитного слоя бетона в реальных конструкциях.

Если принять за предельное состоянье конструкции по долговечности момент достижения фронтом карбонизации поверхности арматуры хотя бы на одном ее участке в условиях, когда за потерей пассивности стали следует интенсивное развитие ее коррозии, задача о моменте совпадения по величине глубины карбонизации и толщины защитного слоя, решается на основании правила, которое гласит, что вероятность совместного наступления любою числа взаимно независимых событий равна произве­дению вероятностей этих событий.

В [11.26] имеется пример такого решения для железобегошіьіх виб­ропрокатных часторебристых плит подземного коллектора, которые отличались неудовлетворительной фиксацией арматуры и значительной проницаемостью бетона, о чем можно судить по кумулятивным криным на рис. 11.7.

Рассчитанная но известным формулам вероятность совпадения глуби­ны карбонизации с толщиной защитного слоя на момент обследования составила 36%, по прогнозу к концу следующих 10 лет должна соста­вить — 57,5%, а через 20 лет - 71,6%. При этом чем ранее начался процесс коррозии, тем больше будет поражена арматура (см. рис. 8.3).

Приведенные цифры характеризуют рост во времени масштаба пора­жения конструкций, но еше не позволяют предсказать момент первого


Отказа, если его понимать как полную потерю несущей способности кон­струкции. Пока мы не располагаем совокупностью данных о скорости развития коррозии стали в тех или иных условиях и связанного с этим убывания несущей способности конструкции. Кроме того, если отказ рассматривать в его предельном выражении как аварию, то необходим' учитывать и место наибольшего поражения арматуры. Очевидно, наибо­лее опасна коррозия в зоне максимального момента, хотя, если учесть, что коррозия арматуры уже на ранней стадии приводит к растрескива­нию бетона защитного слоя, т. е. к потере сцепления его с арматурой, то ее обрыв возможен и за пределами этой зоны. Естественно, что наступ­ление такого отказа связано и со случайным повышением нагрузки.

Перечисленные неопределенности не позволяют пока учесть в прогно­зе долговечности период развития коррозии арматуры конструкций с неэкономической ответственностью, хотя известно достаточно много случаев, описанных в литературе, когда такие распространенные конст­рукции, как ребристые плиты покрытий производственных зданий, дли­тельное время находятся в эксплуатации с высокой степенью коррозион­ного поражения арматуры продольных ребер.

В 70-х годах было выполнено обстоятельное количественное исследо­вание коррозионного износа конструкций [116] с целью прогнозирова­ния периода времени до наступления предаварийного состояния ребрис­тых плит покрытия 85 животноводческих зданий в Эстонской ССР.

За предаварийное состояние (предельное для конструкций с экономи­ческой ответственностью) было принято достижение фронтом карбони­зации поверхности термоупрочненной арматуры, так как развитие ее
коррозии имеет опасность хрупких обрывов. Для горячекатаной армату­ры классов A-I—A-III допускалось образование продольных (вдоль стержней) трещин в защитном слое, поскольку незначительное пораже­ние (0,1—0,2 мм) практически не изменяет прочности такой арматуры

В табл. 11.7 приведены результаты измерения толщины защитного слоя бетона и глубины карбонизации в продольных ребрах плш за пе­риод до 6 лет эксплуатации по 30 и более вскрышам на каждый срок.

Вероятность полной карбонизации защитною слоя бетона продоль­ных ребер плит покрытия на пятом году эксплуатации составила 18% по прогнозу на 20-й год — 50%.

Таблица 11.7. Параметры состояния защитою слои бетона продольных ребер ребристых плит

Глубина карбонизации, мм

Толщина защитного слои, мм

Среднее

Средпеквадрати-

Срсднее

Срелнекпадря гичес-

Значение

Чсское отклоне­

Значение

Кое отклонение

Ние

1,2

I. i-J

21,3

2,09

10,7

6,1

22,1

3,29

10,8

5,84

21,8

3,3

11,7

6,61

22,2

2.8

11,3

6,98

21,9

2,25

13,8

8,39

21

Ч. ЬУ

Продолжитель­ность эксплуата­ции, годы

Столь быстрая карбонизация — результат высокого (0,3%) содержа­ния в воздухе углекислого газа, а также значительной проницаемости бе­тона (эффективный коэффициент диффузии СО2 в бетоне 1,12—1,25 х х 10"4 см/с, водо поглощение бетона 7,1%)

Вынужденная необходимость продолжения эксплуатации плит с пора­женной коррозией арматурой заставила изучить процесс ее развития н его влияние lia несущую способность конструкции. Оценку сосіоніі1ія арматуры провели по 10-балльной шкале: оценка 10 без следив корро­зии, 4 — сплошная поверхностная коррозия, 2 — то же, с прониканием уплотненных продуктов коррозии в бетон, 0 — состояние арматуры, когда давлением продуктов коррозии отколот защитный слой бетона.

На основании регрессионного анализа массива оценок состояния арма­туры класса A-V диаметром 16 мм получены регрессионные уравне­ния с вероятностью 0,95, описывающие разрушающую нагрузку Рй, кг:

Рг =9544+ 119у и

Сечение F, см2

F= 1,93 + 0,023^

С целью упрощения оценки состояния конструкции в период эксплуа­тации предложена 6-балльная шкала оценки но внешним признакам. Ре­зультаты оценки более чем 12 тыс. плит приведены в таол. 11.8 и на dhc. 11.8.

Из рисунка видно, что средняя оценка уменьшается линейно, а харак­тер распространения оценок с течением времени постепенно изменяется от преобладания высоких в первом году к преимущественно низким в большие сроки. 1Г\-1

ПРОГНОЗ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ В ВОЗДУШНЫХ СРЕДАХ

Авторы предлагают считать оценку 1, когда в продольных ребрах тре­щины вдоль армагуры шириной более 0,1 мм, соответствующей предава - рийному состоянию, а 0, когда много отколов защитного слоя, — аварий­ному, обосновывая это результатами испытания несущей способности 23 плит, снятых с покрытия, и допускают 1%-ю вероятность разрушения. Последнее они обосновывают постепенным характером ухудшения сос­тояния конструкций и несложностью визуального определения предава - рийного их состояния при условии систематического обследования.

В соответствии с методикой авторов расчетная длительность эксплуа­тации ребристых плит покрытий животноводческих зданий составила 25 лет.

Конечно, такой подход полностью игнорирует как эстетический, так и социально-психологический фактор, поскольку падение откалываю­щихся кусков защитного слоя бетона нельзя игнорировать как опасность для производственного персонала. Этот подход оправдан лишь ввиду массовости проявления, когда практически невозможно на многих де­сятках или даже сотнях зданий срочно выполнить ремонт, тем более, что ремонтопригодность конструкций с корродирующей арматурой весьма низка, и обычно ремонт сводится к замене пораженных конструкций, т. е. частичному или полному переустройству кровли.

Такая ситуация доказывает необходимость повышения стойкости конструкций при их проектировании и изготовлении. И поскольку избы­точная стойкость, как и недостаточная, наносят ущерб хозяйству страны, становится важным использовать как расчетный подход к назначению па­раметров долговечности, в данном случае защитного действия бетона, так и методы неразрушающего статистического контроля качества за-

Таблица 11.8. Оценка состояния ребристых плит по внешним причинам

Длитель­ность эксп­луатации, годы

1

3

5

7

9

И

13

15

17

Средняя

4,8

4,5

4,2

4,5

4,3

3,7

3,3

3,2

3,3

Оценка

Дисперсия

0,12

0,35

0,61

0,34

0,69

0,81

0,8

0,87

0,97

Число Ітііит

536

440

414

601

729

412

62

3269

819

308

Щитного слоя бетона при производстве конструкций, имея в виду воз­можность соответствующей корректировки технологического процесс.* и отбраковки некондиционных изделий.

Оставить комментарий