Показать меню

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

13.10.2017
0

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологияхИнтересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях.

Коррозия и защита бетона.

Еще с конца прошлого века вопросами коррозии бетона морских гидротехнических сооружений занимались известные русские ученые — инженеры B. И. Чарномский, А. А. Байков, А. Р. Шуляченко, C. И. Дружинин, В. А. Кинд, В. Н. Юнг, а начиная с 1930 года — В. М. Москвин, В. В. Кинд, В. В. Стольников, Н. А. Мощанский, С. В. Шестоперов и многие другие. При этом круг вопросов, требующих внимания ученых, значительно расширился в связи с развитием применения бетона при строительстве как морских, так и речных гидротехнических сооружений, сооружений водопровода и ирригации, туннелей, мостов, различных промышленных зданий, сооружений и др.

И если ранее отмечались как характерные виды разрушения бетона — выщелачивание извести, внешне отличавшееся белыми потеками (белая смерть бетона), и образование гидросульфоалюмината внутри бетонных элементов, приводившее к его растрескиванию (цементная бацилла), то новое поколение ученых глубже проникло в существо процессов коррозии цементного камня в бетоне.

В. М. Москвин разработал классификацию процессов коррозии цементного камня в водной среде. Им было предложено разделить явления коррозии цементного камня в бетоне на три вида: 1) выщелачивающая коррозия мягкими водами; 2) коррозия, связанная с обменными реакциями при действии растворов кислот и некоторых солей с образованием продуктов реакции, которые могут частично растворяться и уноситься водами, омывающими или фильтрующими через бетон; 3) коррозия с образованием кристаллизующихся солей, например, при действий растворов сульфатов.

Большим коллективом ученых были разработаны рекомендации по составам цементов и бетонов, применению пластифицирующих и воздухововлекающих добавок, составлены нормативные документы по методам производства работ, улучшающие качество бетона и сооружении.

В последующих исследованиях (1950—19G0 IT.) были установлены явления разрушения бетона в результате взаимодействия щелочей цемента с аморфным кремнеземом заполнителей. Этот вид коррозии приводит к образованию щелочных силикатов с увеличением объема новообразований в затвердевшем бетоне, что приводит к растрескиванию бетона.

Большие исследования по коррозийной стойкости, долговечности и механизму коррозионных процессов проводились и проводятся за рубежом.

Исследования коррозионной стойкости и растворимости цементного камня, растворов и бетонов в различных средах производились на составах нормальной плотности, на лабораторных образцах малого размера, специально приготовленных пористых составах или на измельченной крупке цементного камня. При этом были установлены основные положения и закономерности явлений коррозии.

Исследования последних лет позволили установить, с одной стороны, отрицательное действие на коррозионную стойкость бетонов процессов термообработки, а с другой — в какой-то мере положительное, защитное действие слоя продуктов разрушения бетона минерализованными водами, если этот слой остается на поверхности бетона.

На структуре цементного камня, а следовательно, и на его стойкости отрицательно сказываются жесткие режимы процесса термообработки бетона, отсутствие предварительного выдерживания, быстрый подъем температуры при нагревании и резкое охлаждение после изотермического прогрева. Столь же отрицательно действует ранняя выгрузка еще неостывших изделий из цеха на открытые склады в зимнее время. При мягком режиме термообработки с достаточно длительным периодом предварительного выдерживания, регламентированной скоростью подъема температуры и охлаждения после прогрева и с дополнительной выдержкой во влажных условиях, можно получить бетоны достаточно высокой коррозийной стойкости. Повышает опасность коррозионного разрушения и напряженное состояние бетона в растянутых зонах конструкций, а также при высоких напряжениях в сжатых зонах, за счет поперечного растяжения бетона и образования в нем микро- и макротрещин. Па долговечность элементов фундаментов зданий и подземных сооружений, работающих в условиях воздействия агрессивных вод, благотворное влияние оказывает защитное действие продуктов коррозии поверхностного слоя бетона. Образующийся коллоидный слой из продуктов разрушения цементного камня создаст своего рода изоляцию, препятствующую проникновению коррозионных растворов к внутренним слоям здорового бетона. Это обстоятельство позволяет внести некоторые коррективы и существующие нормативные документы, несколько повысить предельные значения минерализации грунтовых вод допустимые в различных случаях практики.

Можно утверждать, что основным путем повышения долговечности бетона при действии агрессивных природных 11.411 промышленных вод, является создание плотного бетона. Достигается это осуществлением целого ряда мероприятий. В частности, опыт показал, что повышение плотности бетона даже при пористых заполнителях может дать значительный эффект. Так, плотный керамзптобетон марки до 400 даст возможность получить водонепроницаемый бетон до марки В-20 Мрз-400 п выше.

Непрерывное увеличение масштабов гидротехнического, промышленного транспортного строительства в пашен стране и соответственно увеличение объемов бетона, применяемого во всех областях строительства, поставило перед исследователями много новых вопросов, а при их решении возникло много новых предложений как по методам исследования, так н по улучшению качества материалов и методов защиты бетона от коррозии.

По вопросам коррозии и защиты бетона, состоявшемся в конце ноября 1968 г. в Москве, было представлено 18 докладов и 14 сообщений.

Вопросы прогнозирования долговечности бетона г, конструкциях н сооружениях рассмотрены в докладах Ф. М. Иванова, А. И. Минаса, В. М. Москвина с сотрудниками, А. Ф. Полака и других, которые предлагают различными приемами рассчитывать срок службы сооружения. Несмотря на логичность приводимых ими соображений, достоверность их расчетов должна быть подтверждена длительной проверкой ввиду того, что бетоны очень разнообразны как по применяемым для их изготовления составляющим, технологии изготовления и последующего твердения, так н по условиям эксплуатации. Практика применения плотного бетона в морских сооружениях подтверждает возможность длительной его службы в агрессивной среде.

Ю. А. Саввина в своем докладе подчеркивает значение плотности и степени влажности бетона для их влаго- и газонепроницаемости, а следовательно, и долговечности.

В. М. Москвин, Т. В. Рубецкая, Л. С. Бубнова, Г. И. Любарская разработали методику определения скорости коррозии бетона в кислых средах и установили экранирующее действие новообразований на ход коррозионного разрушения бетона, что позволило развить классификацию агрессивности кислых сред на бетон в зависимости от растворимости образовавшихся- кальциевых солей на поверхности бетона, а не от pH среды, как это предусмотрено в СП 249—63 и 262—67.

В. М. Москвин, Т. В. Рубецкая, Л. С. Бубнова установили, что при концентрации NaOH менее 1,5 г!л концентрация Са (ОН) г остается высокой, выше растворимости С3А 12Н20, а концентрация АВОз и S03 увеличивается, что ускоряет образование гндросульфоалюмината кальция. С увеличении концентрации NaOII и соответственно сниженном концентрации Ca(OII)i скорость образования гидросульфоалюмината кальция замедляется н определяется содержанием СаО в жидкой фазе. Гидросульфоалюмниат кальция устойчив при концентрации NaOH до 20 г/л, более высокая концентрация щелочиприводит к разрушению его.

При концентрации NaOH>6 г/л образования сьнса от действия Na2S04 в твердой фазе не происходит. Образцы, испытанные в растворе NaSO при содержании SOj =5000 мг/л, не имели признаков разрушения в течение 3 лет, в том числе и на портландцементе из клинкера, содержащего С3А.

Б. Д. Трннкер и JI. Я. Лопатннкова сообщили, что даже при строгом контроле за качеством цемента на строительстве телевизионной башни в отдельных случаях проявлялось ложное схватывание п считают необходимым разработать новые методы контроля, позволяющие судить о поведении цемента в бетоне, например, по определению реологических свойств цементного теста.

В. Г. Батраков изложил опыт и предложения но применению кремннйорганичсских соединений для поверхностной защиты бетона и для улучшения структуры цементного камня раствора.

Для обработки поверхности бетона рекомендуются полнгндросиликаты, для введения в бетон — полигидролсилоксаны и силиконаты, которые повышают прочность и сокращают период предварительной выдержки перед термообработкой. Разработаны порошкообразные силиканаты ГКП-10, ГКП-11, растворимые в воде, более кондиционные и надежные, чем жидкости. Но все эти средства пока еще дороги н не находят широкого применения в строительстве, хотя и дают хороший эффект.

В. А. Солнцева и Л. А. Шмерова рекомендуют для повышения стойкости растворов и бетонов в сульфатных водах (5% раствор Na2S04) применять добавки двуводного гипса, хлорного железа и ГКЖ-11, а также с меньшим эффектом добавку водорастворимых смол № 89, МФ-17 и ДЭГ-1. Растворы с этими добавками выдержали испытание на переменное насыщение и высушивание в течение 2 лет.

В. М. Москвин, Т. В. Рубецкая и И. В. Божич сообщили результаты исследования бетонов на барийсодержащих портландцементах. Плотные бетоны на рекомендуемом портландцементе, содержащем 5—10% окиси бария, не более 15% алита и 5—6% СзА более стойки, чем бетоны на сульфатостойком цементе в сульфатных водах с концентрацией S04 до 35 000 мг/л. Цементная промышленность выпускает опытную партию барийсодержащего цемента.

В. Д. Миронов и В. Б. Ратинов сообщили, что коррозия цементного камня раствора и бетона на шлакопортландцементах в кислых средах протекает с самоторможением и постепенным затуханием за счет образующегося слоя продуктов коррозии. Скорость протекания коррозии можно прогнозировать на основе суточных испытаний, так как процесс переходит в стационарный режим. Они рекомендуют применять шлакопортландцемент па основных шлаках в промышленном строительстве с. агрессивными средами. Однако необходимо учитывать особенности твердения бетонов на шлакопортландцементах, частности, при пониженных температурах.

В. С. Гладков и Г. И. Поляков докладывали о целесообразности применения добавок и необходимости хорошего ухода за бетоном в процессе выдерживания до 28—60 суток для повышения морозостойкости бетона в морских сооружениях. Бетой марки 500—600 с комплексной добавкой ССБ п СИВ сразу после пропарки вдвое более морозостоек по сравнению с бетоном без добавки нормального хранения. Бетон без добавок, выдержанный во влажных опилках, в 1,5 раза более стоек, чем бетон нормального хранения, и в 2,5 раза, чем бетон, выдержанный на воздухе.

Т. К. Ннгол н У. И. Крепе сообщили, что обычные и автоклавные бетоны в силосохранилищах и полах животноводческих помещений разрушаются соответственно от действия кислот (наиболее активна молочная) п выделений животных (мочевина, нитрат аммония, углекислота), плотные бетоны более СТОЙКИ, особенно при автоклавной обработке, но для длительной службы необходимо применять специальную защиту.

Ю. М. Бутт, В. М. Колбасов, Л. Е. Берлин исследовали влияние условий твердения различных цементов на структуру и морозостойкость цементного камня. Лучшие результаты получаются при твердении цементного камня в нормально-влажностных условиях. Повышение скорости гидратации цемента при пропаривании вызывает быстрое образование повышенного количества кристаллогидратов, что приводит к образованию микротрещин и разрыхлению структуры. Понижение температуры твердения до 0—10° также существенно ухудшает плотность бетона. Выдерживание пропаренного цементного камня в нормально-влажностных условиях уплотняет его структуру.

Особенно низкую морозостойкость имеет пропаренный цементный камень при повышенном содержании С3А. Наоборот, цементный камень с повышенным содержанием С3А, твердеющий при низкой температуре 0СС, более плотен, имеет большую морозостойкость.

А. А. Гончаров и Ф. М. Иванов изучали морозостойкость бетонов, нагруженных сжимающими усилиями, и установили, что морозостойкость увеличивается при напряжениях до 0,2—0,3 /?р, примерно равна эталонной при напряжении 0,4—0,5 ?пр и в несколько раз меньше эталонной при напряжении 0,7—0,8 Rnp.

Применение воздухововлекающих добавок позволяет повысить предварительное напряжение я бетоне марки 200 до 0,4 пр и марки 600 —до 0,55 пр. При этом морозостойкость будет не ниже эталонной (без нагружения). Для ответственных сооружений предварительное напряжение бетона з зоне переменного горизонта воды должно быть‘ниже границы трещипообразования.

О. В. Кунцевич и П. Е. Александров отметили, что скорость разрушения бетонов при коррозионных процессах, сопровождающихся образованием твердой фазы в порах материалов, зависит от наличия условно замкнутых пор заполненных воздухом— газом. Бетон должен иметь необходимый объем резервных пор, образуемых воздухом или газом добавки. Наиболее эффективной является комбинироваппая добавка ССБ+СНВ. Бетоны должны хорошо уплотняться при укладке, при этом пористость почти не зависит от количества крупного заполнителя.

В. А. Мншутин н Николаевский сообщили, что для получения коррозпестопких, морозостойких и долговечных судостроительных бетонов необходимо применять сульфатостойкпе цементы Вольского, Ссребряковского или Пово-Амвроспевского заводов, плотные составы смеси с В/Ц 0,4—0,42, добавку ССБ 0,1—0,15% пли ГКЖ-94 0,05—0,1%, чистый песок 0,15—3 мм, гранитный щебень плп керамзит 3—20 мм, разделенные па три фракции (3—10, 10— 15, 15—20 мм). Количество песка должно быть минимальным. Пропаривание изделий должно проходить по строго регламентированному графику: предварительное выдерживание от 3 до 12 ч (в зависимости от вида добавки), подъем температуры на 10—15°/ч 4—5 ч, изотермическое выдерживание при 60—80° и влажности 95—100% 4—12 ч до получения 70% марки бетона, снижение температуры в течение 4—5 ч, нормально-влажностное выдерживание до получения 100% прочности. Такой режим дает бетон, равноценный твердевшему в нормальных условиях с морозостойкостью 300—600 циклов.

Я. Е. Иохельсон и В. С. Блинчиков считают, что для проверки состояния бетона гидротехнических сооружений, включая н подводные зоны, следует применять электронно-акустические приборы УЗП-62, ИСИ-66, УКБ-I (последний является лучшим)

Необходимо узаконить обязательное составление паспорта на сооружение, в котором должны содержаться все необходимые данные о материалах, способах и времени возведения сооружений.

Г. П. Бовин, В. С. Желудов и В. А. Обрученко поставили вопрос о необходимости создания специализированной проектной организации для разработки средств механизации антикоррозионных работ производимых преимущественно вручную, так как Гипростроммеханизация не решает поставленных вопросов.

Необходимо устранить параллелизм в исследованиях, проводимых рядом авторов, установить более жесткую координацию в планировании исследовательских работ.

Наряду с большими достижениями строительной науки и практики в области бетона и железобетона еще имеют место и значительные недостатки, наиболее существенными из которых являются: недостаточный выпуск специальных, в первую очередь сульфатостойких цементов, не превышающий 1— 1,5%) общего количества цемента, выпускаемого промышленностью;

обезличенные поставки цементов на заводы н стройки, находящиеся в зависимости только от интересов железнодорожного транспорта, что часто приводит к невозможности получения сульфатостойкого цемента на тех заводах и стройках, где он необходим;

низкий уровень промышленности нерудных материалом, не поставляющей промышленности железобетона и стройкам достаточного количества высококачественных, фракционированных и промытых щебня п гравия, а также классифицированного или обогащенного песка, что приводит к перерасходу цемента порядка 10% и не позволяет получать бетонных смесей равномерного качества и подвижности, что в спою очередь затрудняет транспортировку и укладку-уплотнение этих смесей в формы и дает повышенное количество брака и дефектов в бетоне;

неудовлетворительное состояние дела с производством и обеспечением промышленности сборного железобетона и строек добавками ускорителями твердения бетона, поверхностно-активными пластифицирующими, воздухововлекающими и газовыделяющими добавками для улучшения структуры цементного раствора в бетоне, для уплотнения бетона и раствора и в конечном итоге для увеличения долговечности и надежности;

устарелое н ненадежно работающее дозировочное и смесительное оборудование на ряде бетонных заводов приводит к большим искажениям составов бетона, подобранным в лабораториях и к большой неоднородности бетона, что опять-таки приходится перекрывать излишним расходом цемента или снижать качества бетона в изделиях и сооружениях;

отсутствие автобетономешалок, что приводит к расслоению бетона при дальних перевозках и в конечном итоге к потерям части бетона и ухудшению качества смеси;

отсутствие безмасляных смазок для форм и опалубки приводит к загрязнениям н порче бетона, к затруднениям при лакокрасочной отделке поверхности изделий;

низкое качество работы по укладке бетона в формы и опалубку, отсутствие должного внимания и специальных средств для ухода за твердеющим бетоном как в летнее, так и в зимнее время, что значительно снижает качество бетона и долговечность сооружений;

совершенно недостаточное количество химически стойких лакокрасочных материалов, смол, клеев и рулонных материалов, выделяемых для строительства, не позволяющее достаточно надежно защищать бетон конструкций и сооружений, работающих в агрессивных средах.

Указанные и многие другие недостатки нашей! строительной промышленности приводят к снижению надежности зданий и сооружений, что вызывает громадные прямые расходы на их ремонт и потери производственного времени или снижение производительности предприятий.

Учитывая изложенное, необходимо со всей настойчивостью добиватьсяs улучшения дела в строительстве и реализовать основные мероприятия для повышения надежности и долговечности зданий и сооружений, рекомендованные в решениях совещания.

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения.

А. П. Юфин, Гидромеханизация.

Термоэлектрические преобразователи энергии.

Современное состояние и перспективы развития энергетики.

скачать dle 12.0
Еще по этой теме:
Коррозия бетона и защита от коррозии бетона
05:50, 21 август
Коррозия бетона и защита от коррозии бетона
Коррозия бетона и защита от коррозии бетона. Бетон и железобетон при их правильном изготовлении и применении долговечны и могут служить на протяжении многих десятилетий. Смотрите раздел
Защита железобетона
04:46, 19 декабрь
Защита железобетона
Защита железобетона. Начиная с конца 19-го века бетон стал наиболее широко применяемым строительным материалом, внесшим огромный вклад в прогресс всего человечества. Длительное время бетон
Коррозия бетона и способы борьбы с ней
01:29, 15 май
Коррозия бетона и способы борьбы с ней
Коррозия бетона и способы борьбы с ней. Главные виды коррозии бетона. Химизм процессов, протекающих при коррозии. Главные способы защиты бетона от коррозии. Коррозия бетона и способы борьбы с ней.
Защита бетона и фасадов
02:46, 20 январь
Защита бетона и фасадов
Защита бетона и фасадов. Защита бетона и гидросооружений Проблема защиты железобетонных конструкций в частности мостовых становится все более актуальной с каждым годом. Сегодня огромное количество
Защита бетонных и железобетонных конструкций
15:14, 28 июнь
Защита бетонных и железобетонных конструкций
Защита бетонных и железобетонных конструкций. 2. Основные сведения из теории коррозии металлов 4. 3. Защита от коррозии 5. 4. Защита от коррозии поверхности конструкции 6. 5.Список
Защита бетона от влаги: методы и их особенности
19:25, 20 январь
Защита бетона от влаги: методы и их особенности
Защита бетона от влаги: методы и их особенности. Для обеспечения продолжительного срока эксплуатации конструкции из железобетона разнообразных зданий и сооружений, требуется позаботиться о их
Комментарии:
Добавить комментарий