Диссертация (1173089), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Кинетика снижения механических свойствPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com44сталей при выдерживании их в течение 5 лет в морской воде [50] показана нарисунке 2.16.Рисунок 2.16 – Влияние морской воды на изменение предела текучестии сопротивления разрыву сталей разных марок:□ – СХЛ-1; ∆ – МК; ● – МС-1; ○ – Ст3Результаты исследований [31] по влиянию 1%-ного раствора солянойкислоты на свойства арматурной стали класса А-III диаметром 8 ммприведены в таблице 2.3.Таблица 2.3 – Влияние соляной кислоты на изменение свойстварматурной сталиВремя, суткиsu,хл / su,этDlхл / DlэтПотеря площадисечения, %1803605407200,970,990,970,960,910,800,901,092,55,511,617,0su,эт, su,хл – временное сопротивление эталонного образца и образца послевоздействия агрессивной среды; Dlэт, Dlхл – относительное удлинение после разрываэталонного образца и образца после воздействия агрессивной среды.Рассмотрим влияние хлоридов на коррозионный износ арматуры.Анализ экспериментальных данных показывает, что коррозия арматурыначинается после разрушения пассивирующей пленки (депассивации),которая начинается только после достижения хлоридами некоторого уровняPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com45пороговой (критической) концентрации [51].
В таблице 2.4 приведеныполученныеразличнымиисследователямизначениякритическойконцентрации хлоридов в бетоне, по достижении которой начиналаськоррозия арматуры, а в таблице 2.5 приведены рекомендации поопределению критической концентрации хлоридов для ненапряженной инапряженной арматуры [52].Таблица 2.4 – Значение критической концентрации хлоридов в бетонеСкр, кг/м3ГодКто предложил0,71962Lewis D.A.0,2 – 2,81967Hausmann D.A.0,771972Berman H.A.0,6 – 0,91973Clear K.C., Hay R.E.0,661974Clear K.C.0,661975Stratfull R.F., Spellman D.L.0,6 – 1,31978Cady P.D.1,331982Browne R.D.0,5 – 1,331986Pfeifer D.W., Landgren J.R., Zoob A.0,4% от массы цемента1990Алексеев С.Н., Иванов Ф.М.0,025 – 0,050% от массы бетона1992Cady P.D.0,831997FrangopolТаблица 2.5 – Критическая величина концентрации хлоридов в бетоне(в % от массы цемента)СтальАрматураУглеродистаяНержавеющаяВесьмаКритическая концентрация Cl-lim [%]ненапряженная0.4напряженная0.2ненапряженная1.0напряженная0.4полныйобзорэкспериментальныхисследованийпокоррозионному износу арматуры в железобетонных элементах конструкцийпод влиянием хлоридов рассмотрен в [36].
В силу этого мы приведем тольконекоторые иллюстрирующие данные. На рисунке 2.17 показана нелинейнаякинетика коррозионного повреждения стали при действии раствора солянойPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com46кислоты различной концентрации. Рисунок 2.18 иллюстрирует кинетикукоррозииарматурнойсталикласса35ГСА-IIIв1%-ном растворе соляной кислоты [31].Установлено [33], что скорость коррозии стали сильно зависит отконцентрации агрессивной среды.Рисунок 2.17 – Кинетика коррозионных повреждений стальных пластинв растворах HCl: 1 – 0,1н; 2 – 1,0н; 2 – 10нГлубина коррозии, мм1.51.00.5эксп.теор.0.0012345678910Время, годыРисунок 2.18 – Кинетика коррозионных потерь арматурной сталив 1%-ном растворе HClКоррозия стальной арматуры оказывает влияние на сцеплениеарматуры с бетоном [32].
На рисунках 2.19 и 2.20 видно, как изменяетсяпрочность сцепления арматуры с бетоном с течением времени. Анализпоказывает, что заметного изменения величины сцепления арматуры сбетоном для стержней диаметром 16 мм с течением времени не наблюдается,PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com47а для диаметра 32 мм имеет место некоторое возрастание прочностисцепления.Рисунок 2.19 – Кинетика изменения прочности сцепления арматуры(горячекатаная сталь, 16 мм) с бетоном: □ – состав № 1; ∆ – состав № 2;○ – состав № 3; 1 – максимально допускаемое напряжение сцепленияпо ACl 318-63; 2 – максимально допускаемое локальноенапряжение сцепления по СР 110Рисунок 2.20 – Изменение прочности сцепления арматуры(горячекатаная сталь, 32 мм) с бетоном во времени: □ – состав № 1;∆ – состав № 2; ○ – состав № 3; 1 – максимально допускаемоенапряжение сцепления по ACl 318-63 и СР 110PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com482.4.
Особенности совместного действия нескольких агрессивных средна железобетонные конструкцииИсследования показывают, что довольно часто хлоридная коррозияжелезобетонныхконструкцийтранспортныхсооруженийпротекаетсовместно с процессом карбонизации. В России исследованием проблемысовместного воздействия хлоридной коррозии и карбонизации на бетонные ижелезобетонные конструкции занимались Алексеев С.Н, Розенталь Н.К.
[53],ИвановФ.М.,ВасильевА.И.,ПодвальныйА.М.[54],Рысева О.П., Сетков В.Ю., Шибанова И.С. и другие.Зарубежные исследователи также уделяют внимание этой проблеме. Вработе [55] исследуется сопротивляемость бетона действию карбонизации ихлоридов. В [56] приводятся экспериментальные данные по деградациибетона при совместном действии карбонизации и хлоридов.
В [57]рассматривается задача разработки теоретических основ для построениямоделейработоспособностикарбонизации и хлориднойбетонныхконструкций,коррозии. Причемподвергающихсярассмотреныслучаи:карбонизации и хлоридной атаки на обычную поверхность бетона,карбонизации и хлоридной атаки на поверхность с трещинами, действие этихдвух факторов на защищенную покрытием поверхность бетона, влияниевозраста на кинетику этих процессов, влияние замораживания на этипроцессы, эффект совместного действия указанных факторов.
В статье [58]исследуетсякоррозионноеповедениестальнойарматурывбетоне,подвергающемся карбонизации и хлоридной агрессии.В Китае и Японии также уделяется внимание исследованию этойпроблемы. В статье японских авторов [59] исследуется процесс коррозиистальной арматуры под влиянием хлоридной коррозии или карбонизации вжелезобетонных конструкциях с трещинами. Исследовано влияние CO2совместно с HCl и Cl2 на железобетонные конструкции.
Схема процессаPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com49повреждения бетона показана на рисунке 2.21. В достаточно тонкомнаружном слое бетона цементный камень взаимодействует с CO2 и другимигазами. При этом из-за образующихся в этом слое солей и интенсивностикоррозионного процесса бетон этого слоя или упрочняется, или разрушается.Средний слой бетона подвергся карбонизации и рН карбонизированногобетона равен 9. Третий слой не подвергся карбонизации.Рисунок 2.21 – Распределение солей, образующихся при действии кислыхгазов на бетон: I – зона реакций с HCl, Cl2; II – карбонизированный слой;III – некарбонизированный слойКарбонизация бетона оказывает своеобразное влияние на кинетикупрониканияхлоридовзатормаживаетвдиффузиюнего.Происходящеехлористыхсолей,уплотнениенобетонаотсутствиевкарбонизированном слое гидрата окиси кальция не дает хлоридамсвязываться и приводит к ускорению диффузии хлоридов в бетон.
При этомкарбонизация опережает хлоридную коррозию.Совместное действие CO2 и хлора приводит к образованию, кромекарбонатаигидрокарбоалюминатакальциягидроксихлорида,гидрохлоралюмината кальция и хлористого кальция. При действии CO2продукты коррозии заполняют поровое пространство и цементирующуюPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com50часть бетона, уплотняя структуру, уменьшая пористость и увеличиваяпрочность в нейтрализованном слое.
Но величина pH жидкой фазыснижается, т.е. исчерпывается пассифирующее действие бетона.Результатыисследованийкарбонизацииихлориднойкоррозиижелезобетонных конструкций горно-металлургического комбината в Норильскеприведены в [60]. Промышленная атмосфера на комбинате содержит хлор иуглекислый газ. Бетон был выполнен на среднеалюминатном портладцементеклассов B12,5-B20, марки по водонепроницаемости W2-W6. Гладкая ипериодическая арматура – из стали Ст.3 и Ст.6. Результаты обследованияжелезобетонныхконструкцийразличнымсрокомслужбыистепениагрессивности среды приведены в таблице 2.6.Таблица 2.6ОбъектобследованияСрокслужбы,годыПараметрыэксплуатационной средыконвлаж- центность, рация%хлора,мг/м3Глубина, ммпроникновенияхлорионовкоррозииарматурыСостояниеОтделениеприготовленияраствора10–1270–751–2,518–32–УдовлетворительноеЭлектролизныйпередел12–1760–872,5–1522–421,5–3,4НеудовлетворительноеПередел сушки хлора20–3060–802,5–1527–603,8–6,2АварийноеПередел синтеза20–4075–852,0–1540–684,4–7,0АварийноеХлорное отделение30–4060–872,5–1040–786,5–8,3АварийноеГидрометаллургическое отделениеэлектролиза кобальта42–4662–802,5–2040–907,0–9,0АварийноеГидрометаллургическое отделениеэлектролиза никеля40–4560–902–2042–856,8–8,5АварийноеРезультаты экспериментальных исследований приведены также нарисунке 2.22.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
