close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

мониторинг долговечности - Baltic Road Association

код для вставкиСкачать
МОНИТОРИНГ ДОЛГОВЕЧНОСТИ
ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ
Кудрявцев И.А., Васильев А.А., Белорусский государственный университет транспорта
г. Гомель, Республика Беларусь
Многолетние наблюдения в европейской части СНГ за состоянием балок пролетных
строений длиной до 33 м из предварительно напряженного железобетона позволили оценить
количественный вклад ряда факторов, влияющих на долговечность. Анализ некоторых показателей защитного слоя показал, что в нем уже спустя 15–20 лет эксплуатации снижаются
свойства, характеризующие его водонепроницаемость. Обследование множества балок с
разными сроками эксплуатации в атмосферных условиях показало существование четкой зависимости прочности материала R от рН (водородного показателя водной вытяжки цементного камня, характеризующего прочность и защитные свойства бетона по отношению к арматуре). Наибольшей прочностью обладают железобетонные конструкции в интервале рН
11,5–12,8 [1].
При значениях рН меньше 11,5 наблюдается снижение прочностных свойств бетонов
любых конструкций. Величина рН, равная 11,5, служит границей устойчивого состояния бетонов. Зависимость R–рН не позволяет судить о влиянии фактора времени эксплуатации на
рН и зависимости этой величины от карбонатной составляющей (КС), показывающей массовый процент содержания карбонатов, образовавшихся из гидроокиси кальция цементного
камня при взаимодействии с углекислым газом в процессе эксплуатации.
В атмосферных условиях основной причиной снижения рН является взаимодействие
бетона с СО2 и влагой. С годами КС возрастает, а рН снижается до весьма низких значений
(рН < 10,5). При таких рН наблюдается ускорение деградации бетона, которая сопровождается потерей сцепления цементного камня с заполнителем и полным отсутствием защитных
свойств по отношению к арматуре. Эти явления отмечаются уже после 10–15 лет эксплуатации.
Экспериментальные данные показывают, что во всех случаях имеет место большой
разброс показателей. Дисперсия измерений КС достигает 25 % от средних значений, а рН –
15 %. Высокая дисперсия обусловлена использованием разных классов бетонов для ЖБК и
множеством факторов, которые определяют их свойства. Если к полученным результатам
1
подходить с вероятностно-статистических позиций, то для поверхностного слоя бетона можно считать, что между временем эксплуатации, R, рН и КС существует устойчивая зависимость.
Поверхностную R бетонов нельзя во всех случаях отождествлять с R в глубине тела
конструкции. Поэтому представляло интересным проследить изменение по глубине рН, по
которому можно судить о R. Результаты получены на нижних поясах балок путепроводов
после 40 лет эксплуатации и конструкциях с 7-летним сроком.
На балках, покрытых копотью от железнодорожного состава, в местах пересечения с
железной дорогой (пролет расположен выше пути) карбонизированный слой в 4 раза тоньше,
а ∆ рН = 0,9, т.е. наблюдается существенное торможение процесса карбонизации и сближение поверхностной R c R в объеме тела бетона. Эти данные свидетельствуют о том, что копоть обладает защитными свойствами, так как содержит в себе сажу, несгоревшие тяжелые
фракции топлива и масел. Такая смесь обладает хорошими гидрофобными и изолирующими
свойствами [2].
Результаты обследования 160 конструкций различного типа позволили определить
приближенные количественные критерии оценки состояния ЖБК (таблица 1). Данные относятся к анализам цементно-песчаных проб, в которых щебень отделяли при их подготовке.
2
Таблица 1 – Критерии физико-химических показателей состояния ЖБК
№ п/п
рН
КС, %
R, МПа
1
11,5–12,8
2–8
30–50
Состояние бетона и арматуры
Бетон прочный, арматура находится в пассивном состоянии
2
10,5–11,5
8–14
25–30
Начало изменения прочностных свойств цементного
камня. Начало коррозии арматуры во влажной среде. В
сухих условиях развитие коррозии сильно тормозится
из-за омического сопротивления бетона
3
9,5–10,5
14–20
15–22
Деградация бетона и коррозия арматуры идет ускоренно, требуется устранение причин и ремонт (или замена)
конструкции
4
<9,5
>20
<12
Защитный слой отслаивается от арматуры, цементный
камень теряет прочное сцепление с заполнителем (полная деградация). Аварийная ситуация
5
<9,5
2–8
<12
Нарушение рецептурного состава (недостаток цемента
и избыток заполнителей)
Примечание. При использовании карбонатного камня допускается содержание КС до 16 %.
С учетом полученных результатов разработаны методы усиления конструкции, находящейся длительное время в эксплуатации, позволяющие повысить долговечность в 1,5 раза,
а также предложены меры по совершенствованию содержания данных объектов.
Литература
1. Кудрявцев И.А. Гидроизоляционные системы. Гомель, БелГУТ. 2000. 443 с.
2. Кудрявцев И.А., Богданов В.П. Исследование карбонизации железобетонных конструкций
с длительным сроком эксплуатации // Материалы, технологии, инструменты. Т.5, № 3.
ИММС НАНБ.
3
Документ
Категория
Физико-математические науки
Просмотров
50
Размер файла
134 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа