Delist.ru

Долговечность мостовых сооружений с учетом коррозионных процессов в условиях Вьетнама (18.05.2009)

Автор: До Минь Хиеу

Рис. 6. Стадии коррозии арматуры в защитном слое бетона

Первая стадия: агрессивные агенты, преимущественно, углекислый газ атмосферного воздуха, приводящий к карбонизации бетона, и хлориды проникают в защитный слой бетона и путем диффузии продвигаются к арматуре; по мере их продвижения защитный слой утрачивает защитные свойства.

Вторая стадия: агрессивные агенты достигают приарматурного слоя бетона, пассивация стали нарушается в результате карбонизации бетона и при критической концентрации хлорид - ионов, и затем начинается коррозия стали. Продукты коррозии (окислы и гидроокислы железа), объем которых значительно больше объема окисленной стали, повреждают защитный слой, в котором появляется и затем раскрывается трещина, идущая вдоль арматурного стержня. В результате облегчается проникание агрессивной среды к арматуре, и коррозия ускоряется. Принято, что скорость коррозии на этой стадии постоянна до момента, когда коррозионная трещина достигает раскрытия, при котором существенно увеличится подсос влаги и воздуха к арматуре. По российским нормам предельная ширина раскрытия трещины равна ?пр=0,3мм. Во Вьетнаме эта норма для морского климата значительно строже – 0,1мм.

Третья стадия: Коррозионная трещина достигает раскрытия (0,3мм), при котором износ интенсифицируется, происходит существенная потеря рабочего сечения арматуры, защитный слой разрушается и отпадает, грузоподъемность и эстетические показатели конструкции и сооружения в целом резко ухудшаются. В этой стадии скорость коррозии прогрессивно нарастает.

Определение момента появления трещин раскрытием 0,3 мм играет большую роль для прогноза развития процесса коррозии арматуры в этой стадии.

Функцию, отображающую развитие процесса в третьей стадии (после образования трещин ? = 0,3 мм ) можно записать в виде параболы или прямой с более крутым наклоном.

) определяется по данным инструментальных измерений глубины карбонизации в момент обследования (tобсл):

, (11)

- среднее значение случайной величины А;

- средняя глубина карбонизации (см);

tобсл – момент обследования (годы).

по результатам натурного исследования, можно воспользоваться эмпирической формулой :

где q – водоцементное отношение.

можно рассматривать как постоянный во времени и принять его равным 0,2.

= 0,2.

), можно рассчитать с заданной вероятностью время его полной карбонизации. Для этого требуется построить суперпозицию этих распределений. Далее можно получить необходимую проектную толщину защитного слоя исходя из времени его карбонизации t и заданной обеспеченности ? по формулам:

Отсюда, получим результаты коэффициентов К для разных районов Вьетнама (табл. 2). В соответствии с данными табл.2, глубина карбонизации защитного слоя бетона в а=2,5 см будет достигнута за 6…7 лет, в а=4,0см – за 11…18 лет. Таким образом, представляется, что увеличение нормативной толщины защитного слоя бетона до 4,0 см в условиях Вьетнама является эффективной мерой, позволяющей отодвинуть начало коррозии арматуры на 5…11 лет. Этот же вывод можно сделать и для Российского побережья Черного, Азовского и Каспийского морей.

Таблица 2

Районы « К » при обеспеченности

95% 99%

Север 1,2 1,3

Центр 0,94 1

Юг 1 1,1

Как выше было сказано, процесс коррозии арматуры характеризуется образованием и развитием трещин в защитном слое бетона. Коррозионная трещина образуется вдоль арматурного стержня и ее развитие сопровождается отслоением защитного слоя.

можно принять в виде

- средняя глубина коррозии арматуры;

- раскрытие трещины;

а – толщина защитного слоя бетона.

На основе этого, в настоящей работе построена модель развития трещин в защитном слое бетона и скорости коррозии во всех рядах арматуры. При этом третья стадия коррозии в i-ом ряде арматуры начинается, когда раскрытие трещины достигнет значения

где ?пред, i – раскрытие трещины, при котором скорость коррозии в i-ом ряде арматуры возрастает;

аi- защитный слой по отношению к i-му ряду арматуры.

Кроме того, получаем эмпирическую формулу, определяющую среднюю глубину коррозии арматуры в момент раскрытия трещины до 0,3мм (tтр).

Среде время резкого увеличения скорости коррозии определяется по формуле:

где V – скорость коррозии на второй стадии;

tнач. кор. - момент начала коррозии (начало второй стадии).

Определение момента появления трещин раскрытием 0,3 мм играет большую роль для прогноза развития процесса коррозии арматуры в следующей стадии.

Функцию, отображающую развитие процесса в третьей стадии (после образования трещин ? = 0,3 мм ) можно записать в виде параболы:

– параметр кривой возрастания коррозии вследствие появления трещин;

– момент образования трещин ?>0,3мм.

На момент обследования имеем:

загрузка...