24 Окт 12 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА АРМАТУРЫ

С. Н. Алексеев (СССР)

Исходя из теоретических представлений о механизме защиты бетона (см. гл. 7), можно представить себе условия, когда эта защита может отсутствовать, быть неполной или недостаточно длительной, и когда могут потребоваться меры специальной защиты арматуры, в том числе в период перевозки, хранения и производства работ.

Очевидно, что в бетонах, поровая влага которых имеет недостаточ ную щелочность (ниже критической при рН = 11,8) или содержит хлори ды в количестве выше критического, сталь будет находиться в актив­ном состоянии и, следовательно, подвергаться коррозии. Дальнейший анализ условий развития коррозии арматуры в таких бетонах показы­вает, что коррозия может не иметь опасного для конструкции характе­ра, т. е. быть очень медленной, например в результате сильного омичес­кого ограничения, т. е. в сухих условиях эксплуатации либо катодного ограничения вследствие весьма малой проницаемости бетона для кисло­рода. Если же такого рода ограничений нет, то создается ситуация, когда могут потребоваться меры специальной защиты арматуры в виде защит­ных покрытий, изолирующих сталь от влажного не пассивирующего ее бетона.

Такого рода ситуации встречаются все более часто ввиду все возрас­тающего разнообразии бетонов но виду вяжущих и заполнителей, что связано с использованием в качестве тех или других разного рода от­ходов промышленности.

В качестве примера бетонов, не обладающих таким первоначальным действием, т. е. в своем исходном состоянии не пассивирующих сіаль, можно назвать широко распространенные автоклавные ячеистые бетоны на цементом извеоково-нссчаном вяжущем, с использованием разного вида зол и шлаков.

Большая группа бетонов на основе зол и шлаков, например зол-уноса ТЭС Камско-Ачинского топливно-энергетического комплекса, дня своего твердения требует введення добавок-ускоригелей типа хлористо­го кальция, которые сообщают им определенную агрессивность к стали. Следовательно, широко использовать такие бетоны для создания железо­бетонных конструкций невозможно без специальной защиты арматуры.

Аналогичная ситуация возникает при использовании цементов низко­температурного синтеза, так называемых алиннтовых, содержащих в свя­занном виде хлор, который освобождается в виде хлор-иона при гидро­лизе алинита в процессе твердения бетона.

Разного рода сульфатированные вяжущие, как, например, гипсо-гли - ноземистын цемент, гипсо-цементно-нуццолановое вяжущее, образуют цементный камень с пониженным значением рН и большим содержани­ем сульфат-ионов, т. е. С определенной агрессивностью к стали.

Есть разработки [9.20, 9.4, 9.24] .предлагающие с целью пассивирова­ния стали в такого рода бетонах, использовать добавки-ингибиторы кор­розии (пассиваторы): нитрит натрия, буру, хроматы и т. н. Однако известно, что добавки-пассиваторы недостаточно эффективны в бетонах неплотной пористой структуры, которые обычно применяются в ограж­дающих конструкциях с функцией конструкционно-теплоизоляционной.

Кроме того, эти добавки требуются в значительном количестве (4...6 кг/ /м3 бетона), являются дефицитными, и, несмоіря на то, что их действие давно известно [9.19], использовались практически лишь в опытном по­рядке.

Другим вариантом ситуации, когда становится целесообразным использоваиие защитных покрытий арматуры в бетоне, является потеря им пассивирующей способности под действием среды. Типичными примерами служат нейтрализация бетона кислыми газами и диффузия в него хлоридов, приводящие к потере первоначальной пассивности ста­ли. Процессы эти поддаются расчету, и коррозия арматуры может быть предотврашена назначением достаточно большой толщины защитного слоя и (кпи) ограничением его проницаемости. Однако эти меры либо не всегда возможно использовать, либо нет надежных способов избежать значительных отклонений в фактической толщине защитного слоя в сто­рону его недостаточности и обеспечить приемлемую однородность струк­туры, проницаемости бетона в смысле ее избыточности.

Подобные дефекты защитного слоя характерны для тонкостенных конструкций, особенно, если для их армирования используется тонкая ненапрягаемая арматура. Характерным примером являются армоцемент - ные конструкции, в которых расчетная толщина защитного слоя состав­ляет несколько миллиметров при диаметре проволоки в тканых сетках 0,8...1,5 мм. Если такие конструкции не защищены от атмосферных или агрессивных производственных воздействий, то раньше или позже неиз­бежна коррозия сеток в местах с малым или излишне проницаемым защитным слоем.

Для подобного рода конструкций целесообразно использовать оцин­кованные арматурные сетки. Рекомендации имеются в нормах проекти­рования [9.23], хотя далеко не всегда выполняются из-за недостатка оцинкованных сеток.

ГОСТ 6927-74 [9.11] предусматривает защиту оцинкованием арма­турных каркасов фасадных облицовочных плит из бетона на белом це-
менте, чтобы иметь гарантию от появления на фасадах ржавых пятен и трещин

Без специальной защиты арматуры во многих случаях нельзя обеспе­чить надежность некоторых сборных железобетонных конструкций, особенно с высокопрочной арматурой в виде проволок или канатов с нг тяжением ее на бетон.

Здесь необходимо помнить об опасности внезапного обрушения конструкций с такой арматурой вследствие ее склонности к хрупким коррозионным разрушениям (коррозии под напряжением) (см. гл. 7). Такая опасность, как показывают зарегистрированные случаи [7.У, 7.51], возникает, уже в процессе ироизвоцства работ, когда, например, арматурные канаты, располагающиеся в каналах конструкций, натянуты до высокого уровня напряжений, но еше не защищены цементным тес­том, которым заполняют обычно каналы но окончании натяжения, за нимающего иногда продолжительное время. Опасность сохраняется и в дальнейшем, когда каналы заполнены, но нет уверенности в качестве вы нолнепия этой операции ввиду сложности контроля и распространенной недооценки операции заполнения (инъекции).

Специальные защитные покрытия могут резко снизить столь серьез­ную опасность, как внезапный обрыв арматуры и обрушение конст­рукции.

Безусловно, необходима специальная защита высокопрочных арма­турных элементов (канатов, стержней) в конструкциях, где не преду­сматривается ее сцепление с бетоном. Подобно этому требуется надежн > защитить от коррозии такой важный конструктивный элемент трехслоГ; ных стеновых панелей, как гибкие связи, соединяющие между собой две железобетонные плиты, разделенные слоем эффективного утеплите­ля. Альтернативным решением здесь обычно является изготовление свя­зей из высоколегированной хромоникелевой нержавеющей стали, однако она не всегда доступна.

Высокопрочная арматура, особенно тонкая проволочная, нуждается в защите от коррозии не только в конструкции, но и при перевозке, хра пении н переработке, так как вследствие атмосферной коррозии можеі существенно снизиться ее и без того невысокая пластичность и резко уве­личиться склонность к коррозионному растрескиванию. Возможны раз­личные способы защиты от коррозии арматуры до применения в дело, одним из них являются защитные покрытия.

В специальной защите нуждаются во многих случаях стальные связь сборных конструкций, так как защита их путем обетонирования зачас­тую либо исключена по конструктивным или технологическим причи нам, либо должна быть признана недостаточно надежной.

В настоящее время в качестве специальной длительной защиты сталь ных элементов железобетонных конструкций (арматуры, связей) мож­но рассматривать два ее вида: защитные покрытия и катодную защиту. Необходимо указать на ограниченность применения катодной защиты, по самому смыслу которой оиа может быть эффективной только прі. хорошо проводящем ток, т. е. влажном бетоне, и используется преиму­щественно для конструкций в грунте, морской воде и тому подобных условиях.

В качестве временной защиты (до включения в конструкцию, если не нужна длительная) могут быть использованы легкоудаляемые смазки и

(.' . г
покрытия, а также некоторые упаковки и герметичные хранилища с атмосферой, насыщаемой парами летучих ингибиторов коррозии стали. Ддлее рассматриваются защитные покрытия, длительность действия ко­торых должна быть соизмеримой с расчетным сроком службы конст­рукций.