Учет хлоридной коррозии при прогнозировании срока службы железобетонных пролетных строений
Учет хлоридной коррозии при прогнозировании срока службы железобетонных пролетных строений
Маринин А.Н.
Практически все конструкции, в том числе и мостовые, подвержены изнашиванию, «старению», то есть происходит изменение их механических свойств, которое отражается на работе конструкций. Скорость «старения» зависит от многих факторов: типа конструктивных элементов, применяемых материалов, качества строительства, влияния агрессивных факторов и т.д.
В последние годы возникла проблема определения срока службы железобетонных мостов, т.к. первоначальные заявления о том, что железобетонные мосты способны простоять 80-100 и более лет оказались опровергнутыми реконструкциями, заменами таких пролётных строений.
Недавно была разработана и рекомендована к применению Министерством транспорта РФ "Методика расчётного прогнозирования срока службы железобетонных пролётных строений автодорожных мостов" [1]. При прогнозировании учитывается месторасположение моста, конструкция мостового полотна, фактическое климатическое воздействие, интенсивность и состав движения. Пример использования этой "Методики..." при прогнозировании долговечности реально существующего предварительно напряжённого железобетонного пролётного строения длиной 24,0 м приведён в [2].
В книге [3] также приведены методы прогнозирования долговечности с учётом вероятностных процессов, некоторые из которых были использованы при составлении [1].
Но в [1] и [3] не учитывается явно воздействие хлоридов на материал пролётного строения, хотя хлоридсодержащая среда является одной из достаточно распространённых агрессивных сред. Под действием этой среды происходит разрушение и бетона, и арматуры, а так как она либо является технологической, либо проявляется при борьбе с гололёдом, либо присутствует в атмосфере, то её наличия и активного воздействия на конструкцию - не избежать [4].
Поэтому возникает важная проблема учёта поведения инженерных конструкций в условиях воздействия агрессивных сред, в том числе и хлоридсодержащей.
В работе [5] приведена зависимость, позволяющая оценивать глубину проникания фронта хлоридов во времени:
Эта модель позволяет оценить только глубину проникновения хлоридов и время до начала коррозии арматуры.
На рисунке 1 показана модель разрушения конструкции под воздействием хлоридов.
Рисунок 1. Процесс ухудшения железобетона из-за внешнего воздействия хлоридов
Время начала коррозии можно определить из известного уравнения диффузии:
где C(x,t) - концентрация хлоридов на глубине x через время t; CS - концентрация хлоридов на поверхности; erf - функция ошибок Гаусса; DC - коэффициент диффузии хлоридов, зависящий от окружающей среды, твердения и возраста бетона; t - время воздействия хлоридов.
В работе [6] предлагается формулу (2) аппроксимировать выражением
где В - некоторая константа, характеризующая скорость распространения хлоридов в бетоне, которая определяется при критическом значении С(x,t).
В работе [7] выражение (2) записывается в виде
где Ci - начальная концентрация хлоридов в железобетонной конструкции (принимается постоянной во времени).
Откуда, время начала коррозии составляет
где Ccr - критическая концентрация хлоридов, при которой начинается коррозия (в нашей стране принято 0,4% от массы цемента при неполной карбонизации защитного слоя и 0,2% - при карбонизации защитного слоя бетона); хС - толщина защитного слоя; n - фактор старения.
Пример расчёта железобетонной предварительно напряжённой железобетонной двутавровой балки с учётом уравнений (4) и (5) приведён авторами статьи [7].
Недостаток такого подхода заключается в том, что необходимо иметь данные о состоянии конструкции (наличие хлоридов, их концентрация и т.п.).
Другой способ, предложенный в работе [8], предполагает, что поверхностная концентрация хлоридов зависит от агрессивности внешней среды и может быть принята по таблицам 1 и 2.
Таблица 1. Определение агрессивности окружающей среды
| Агрессивность окружающей среды | |||
| Высокая | Средняя | Низкая | |
| Уровень хлоридов в стали (% от веса цемента) | > 1,0% | 0,3-1,0% | < 0,3% |
| Использование солей для удаления льда | Часто | Средне | Редко |
Таблица 2. Определение поверхностной концентрации хлоридов
| Агрессивность окружающей среды | |||
| Высокая | Средняя | Низкая | |
| Cs , % /год | 0,5 | 0,1 | 0,05 |
Таблица 3. Определение качества бетона
| Качество бетона | |||
| Высокое | Среднее | Низкое | |
| Водоцементное отношение | <0,4 | 0,4-0,5 |
Оценок: 1003 (Средняя 5 из 5)
Наверняка у вас есть товары или услуги, продажа которых приносит вам максимальную прибыль. Для быстрого старта в сети вам необходимо создание посадочной страницы (одностраничного сайта), на которой будет размещена информация о маржинальных товарах/услугах интернет магазина. За 8 лет опыта разработки конверсионных страниц мы выработали оптимальную структуру, которая позволит привлекать через landing page больше продаж. На такую структуру «одевается» ваш контент — фирменный стиль, тексты, фотографии, уникальные торговые предложения, после чего страница выходит в свет. Разработка лендинга и запуск в сети — до 7 рабочих дней. Стоит отметить, что в разработку самой посадочной страницы входит и написание копирайтером продающих текстов для вашего бизнеса, чтобы каждый посетитель страницы захотел совершить покупку именно у вас. Результат: качественно разработаная продающая посадочная страница, которая готова приносить вам новых клиентов. © 2016 - 2022 BigEdu.ru
|