Диссертация (792867), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Исследование коррозии бетона железобетонных конструкций,эксплуатируемых в прибрежной зоне Черноморского побережьяВ современном строительстве применяется более 4,5 млрд м3 в год бетона ижелезобетона. Как правило, железобетон используется в сооружениях и конструкциях, предназначенных для достаточно длительных сроков эксплуатации.Однако в ряде случаев эти конструкции оказываются недолговечными и выходятиз строя через год и даже месяцы. Установлено, что разрушающему воздействиюпостоянно ухудшающейся окружающей среды подвергается до 75 % строительных конструкций [5, 6].Повреждение конструкций в сооружениях в результате коррозии протекаеттем быстрее и глубже, чем более агрессивна внешняя среда и чем менее учтеныэти агрессивные воздействия при проектировании и эксплуатации сооружений навсем жизненном цикле конструкций [13].Большое влияние на коррозионные повреждения железобетонных конструкций оказывает окружающая среда (вода, воздушная среда, грунтовые воды иприсутствующие в них агрессивные вещества).
Одним из основных факторов,негативно влияющих на исходные свойства бетона, является действие повышенных и пониженных климатических температур, ультрафиолетового облучения,попеременного замораживания и оттаивания. Такие воздействия особенно характерны для морских побережий, где наряду с этим конструкции подвержены воздействию морской воды и солевого тумана [26, 27, 60].60Бетонные и железобетонные конструкции в прибрежных зонах подверженыразличным агрессивным воздействиям [122]: выщелачивающему действию пресной воды, что вызывает быструю коррозию арматуры; химическому воздействиюсолей, содержащихся в морских водах, депассивирующему действию хлоридов настальную арматуру; карбонизации бетона углекислым газом воздуха; замораживанию и оттаиванию; воздействию живых организмов; периодическому увлажнению и высушиванию; механическому воздействию (истирание льдом, истирающее действие гальки в зоне прибоя).
Обследование гидротехнических сооруженийв пресных водах показали, что процесс выщелачивания бетона марок W6 и болеепротекает достаточно медленно, за 50 – 70 лет эксплуатации глубина повреждения плотного бетона от выщелачивания составляет 5 – 10 мм [64].Обследования показывают, что наиболее опасно для железобетонных конструкций действие морских вод в зоне выше уровня моря. Систематическоеувлажнение бетона морской водой и высушивание приводит к быстрому наполнению в защитном слое хлоридов до содержания, вызывающего депассивациюстальной арматуры и развитие коррозии со снижением сечения арматуры и разрушением защитного слоя.
Проведены исследования по установлению физикохимических и химико-биологических процессов, происходящих в бетоне эксплуатируемых в прибрежной зоне Черноморского побережья.В обзорной главе показано, что в теплых и влажных климатических условиях происходит усиление процессов биоповреждений железобетонных конструкций. Выполнены исследования по установлению видового состава микроорганизмов на поверхности эксплуатируемых на побережье Черного моря конструкций ифизико-механических свойств бетона. Во-первых, задача состояла в сравнениипоказателей изделий, обращенных в сторону моря и с обратной стороны, находящихся от берега моря на расстоянии от 15 до 75 м. Во-вторых, сравнивались характеристики свойств железобетонного сооружения (пирса) по его высотным отметкам: ниже на 1 метр уровня поверхности воды, на уровне гладкой поверхностиводы и на высоте 2 метра над уровнем поверхности воды. Срок эксплуатации61причала (железобетонного пирса) составляет более 65 лет, а железобетонного забора более 30 лет.
За это время каких-либо ремонтов элементов конструкций непроизводилось. Видовой состав микроорганизмов установленный по методике,приведенной в главе 2 приведен в таблицах 3.1 и 3.2.Таблица 3.1 – Видовой состав микроорганизмов на поверхности заборных железобетонныхконструкцийвприбрежнойзонеЧерноморскогопобережья15.09.2014РасположениеобразцовконструкцииВидовой состав микроорганизмов на конструкциях, расположенных от моря15 м50 мСо стороны моряCladosporium elatumAlternaria brassicaeFusarium moniliformePenicillium nigricansAspergillus clavatusAlternaria brassicaePenicillium variabileCladosporium elatumCladosporium herbarumFusarium moniliformeFusarium avenaceumAspergillus nigerAspergillus oryzaeС обратнойстороны моряCladosporium elatumCladosporium herbarumAlternaria alternataAlternaria brassicaePenicillium variabilePenicillium chrysogenumPenicillium variabilePenicillium nigricansCladosporium elatumCladosporium herbarumAlternaria brassicae75 мAspergillus nigerFusarium moniliformeCladosporium elatumCladosporium herbarumAlternaria alternataAlternaria brassicaePenicillium variabileAspergillus nigerFusarium moniliformeCladosporium elatumCladosporium herbarumAlternaria alternataAlternaria brassicaePenicillium variabileКак видно из таблицы, наибольшее количество микроорганизмов выявленона образцах, взятых с железобетонных конструкций на расстоянии более 50 и 75метров.
На образцах, взятых в 15 метрах от моря выявлены следующие виды микроорганизмов: Cladosporium elatum, Alternaria brassicae, Fusarium moniliforme,Penicillium nigricans. На расстоянии 50 метров появились новые микроорганизмы:Aspergillus clavatus, Penicillium variabile, Cladosporium herbarum, Fusarium avenaceum, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae. На расстоянии 75 метров количество62микроорганизмов несколько уменьшилось, исчезли виды: Aspergillus clavatus,Fusarium avenaceum.Таблица 3.2 – Видовой состав микроорганизмов на поверхности бетона железобетонного сооружения по его высоте в прибрежной зоне Черноморского побережья15.09.2014Видовой состав микроорганизмов по высоте сооруженияТип сооруженияБетонный пирсНа высоте 2 мнад уровнем моряFusarium moniliformeAlternaria brassicaeCladosporium elatumChaetomium dolichortrichumPenicillium chrysogenumНа уровнеповерхности водыНа глубине 1 мAspergillus nigerAlternaria brassicaeCladosporium elatumCladosporium herbarumAspergillus oryzaeFusarium moniliformeAspergillus nigerFusarium moniliformeCladosporium elatumКак видно из таблицы, наибольшее количество микроорганизмов выявленона уровне поверхности воды и на высоте 2 метра от поверхности воды, а на глубине около 1 м количественный состав микроорганизмов уменьшился в 2 раза.
Наобразцах, взятых на высоте 2 метра над уровнем моря, выявлены следующие видымикроорганизмов: Fusarium moniliforme, Alternaria brassicae, Cladosporium elatum,Chaetomium dolichortrichum, Penicillium chrysogenum. На уровне моря появилисьследующие виды микроорганизмов: Aspergillus niger, Cladosporium herbarum, Aspergillus oryzae. Исчезли: Chaetomium dolichortrichum, Penicillium chrysogenum. Наглубине 1 метр были выявлены: Aspergillus niger, Fusarium moniliforme,Cladosporium elatum.На втором этапе проведены физико-химические исследования цементногокамня в эксплуатируемых железобетонных конструкциях.
Рентгенограммы пробцементного камня, взятых с различных участков заборных элементов и конструкций пирса приведены на рисунках (рисунки 3.1–3.5).63Рисунок 3.1 – Дифрактограмма цементного камня, взятого со стороны моря с забораРисунок 3.2 – Дифрактограмма цементного камня,взятого с обратной стороны моря с забора64Рисунок 3.3 – Дифрактограмма цементного камня,низ пирса под водойРисунок 3.4 – Дифрактограмма цементного камня,середина пирса на уровне воды65Рисунок 3.5 – Дифрактограмма цементного камня,верх пирсаС целью определения влияния агрессивных климатических факторов прибрежной зоны Черноморского побережья на бетонные сооружения нами был проведен рентгенофазовый анализ проб бетонов, изъятых с пирсов (0,5 м над водой,на уровне поверхности моря и 0,5 м под водой) и ограждающих прибрежных сооружений (со стороны моря и с обратной стороны моря).Качественный анализ дифрактограмм образцов бетонов, показал, что в ихсоставе, в основном, идентифицированы следующие минералы:SiO2 с d =[4,255; 3,343; 2,457; 2,281; ...; 1,818; …; 1,542; …];CaСО3 с d =[…; 3,036; …; 2,285; 2,094; …; 1,912; 1,875; ...];Ca[Al2Si2O8] с d =[…; 4,039; …; 3,261; 3,210; 3,194; 3,180; 3,122; …].В результате проведенного анализа дифрактограмм проб бетонов, изъятых спирсов, были выявлено, что интенсивность пиков, относящихся к кварцу (SiO2) ианортиту (Ca[Al2Si2O8]) уменьшается в следующей последовательности: проба на66уровне поверхности моря; проба на уровне 0,5 м под водой и проба на уровне 0,5м над водой.
Все говорит о наибольшей степени вымывания связующей составляющей у бетонов на уровне поверхности моря, т.к. на данный слой композитадействует попеременно химическое и физическое воздействие морской воды,карбонизация и т.д. Бетон под водой коррозирует в основном только от химического воздействия морской воды. Карбонизации в большей степени подвергсяслой бетона выше поверхности моря.В результате проведенного анализа дифрактограмм проб бетонов, изъятых сограждающих прибрежных сооружений, было выявлено, что со стороны моря отмечено в большей степени вымывание связующей составляющей бетонов. Бетонысооружений с обратной стороны моря отличаются сильной карбонизацией.3.2.
Исследование свойств бетона конструкций,экспонированных в прибрежной зоне Черного моряНа побережье Черного моря проведена оценка изменения физикомеханических свойств бетона на поверхности различных видов железобетонныхконструкций. Строительные конструкции испытываются в Геленджикском центреклиматических исследований. Номенклатура исследуемых конструкций приведены в таблице 3.3.Таблица 3.3 – Номенклатура испытываемых железобетонных изделий№ п/п12345678Тип изделияПлита перекрытияЛестничный маршПеремычка ж/бФундаментный блокМаркировкаПК 30.12–8 №678ПК 30.12–8 №676ЛМ 27.11.14–4 №1ЛМ 27.11.14–4 №22ПБ 27–3 №12ПБ 27–3 №2ФБС 12.3.6 №1ФБС 12.3.6 №2Класс бетона в конструкцииВ20В20В25В25В20В20В15В1567В качестве исследуемых свойств рассматривали: изменение скорости прохождения ультразвука и прочности бетона железобетонной конструкции.Для оценки изменения свойств железобетонных изделий и конструкций вусловиях испытания в воздушной среде под навесом и на открытой площадке были рассчитаны коэффициенты стойкости по следующей формуле:=0,(3.1)где 0 – значение исследуемого показателя в начале исследования; – значениеисследуемого показателя через промежуток времени t, мес.Из рисунка 3.6 (б) видно, что скорость прохождения ультразвука черезфрагмент железобетонной конструкции типа ПК 30.12–8 №678 на протяжениивсего периода исследования постепенно снижается.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
