Разработка методов обеспечения долговечности железобетона при воздействии углекислого газа воздуха

• Автор: Луцык, Екатерина Валерьевна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА ВОЗДУХА

1.1. Карбонизация бетона и коррозия стальной арматуры

1.1.1. Классификация газов.

1.1.2. Карбонизация бетона .

1.1.3. Влияние состава бетона на скорость карбонизации

1.1.4. Влияние условий эксплуатации на процесс карбонизации.

1.1.5. Условия депассивации стальной арматуры.

1.2. Анализ нормативных документов но защите железобетона.
1.3. Аналитические методы оценки долговечности железобетона
1.4. Постановка задачи исследований.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ.
2.1. Характеристика исходных материалов.
2.2. Методики физикохимических исследований
2.3. Методики физикомеханических исследований
2.4. Методика оценки технического состояния бетона и железобетона.
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА КАРБОНИЗАЦИИ
3.1. Принципы математического моделирования.
3.2. Математическая модель процесса карбонизации бетона.
3.3. Учет условий эксплуатации конструкций
ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ НАТУРНЫХ ОБСЛЕДОВАНИЙ И ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
4.1. Влияние влажности среды
4.2. Влияние климатических факторов.
4.3. Влияние температуры
4.4. Влияние концентрации углекислого газа воздуха
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ФИЗИКО ХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИКО
МЕХАНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
5.1. Исследование образцов бетона, отобранных из
эксплуатируемых конструкций.
5.1.1. Рентгенофазовый, дифференциальнотермический и химический анализы.
5.1.2. Определение глубины карбонизации по окраске индикатора
5.2. Исследование составов для ремонта поврежденных
железобетонных конструкций.
5.2.1. Удобоукладываемость.
5.2.2. Деформации усадки и расширения
5.2.3. Прочность, морозостойкость, проницаемость.
5.2.4. Составы проникающего действия и пропитки
ГЛАВА 6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОЛУЧЕНИЮ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА С
ГАРАНТИРОВАННОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТЬЮ.
6.1. Новые конструкции.
6.1.1. Мероприятия на стадии проектирования
6.1.2. Мероприятия на стадии изготовления
6.2. Эксплуатируемые конструкции
6.3. Предложения по уточнению действующих нормативных документов
ГЛАВА 7. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В плотных бетонах при этом наблюдается, незначительное повышение прочности, а при воздействии углекислого газа на газобетон происходит разрушение гидросиликатных и гидроалюминатных соединений кальция с выделением аморфной кремнекислоты. Следует отметить, что при коррозии I вида (коррозия выщелачивания) карбонизация бетона положительно влияет на его прочность, так как растворимость СаСОз почти в 0 раз ниже, чем Са(ОН)2. Процесс выщелачивания в таком бетоне протекает значительно медленнее [7]. При воздействии хлорид-ионов на бетон процесс коррозии не развивается до тех пор, пока их содержание не превысит 0,%-0,%. Если же бетон карбонизирован, то процесс будет развиваться даже при их незначительном содержании [7]. Увеличение во времени глубины карбонизации определяется главным образом структурой бетона, особенно долей капиллярных пор и способностью связывать СОг, т. Са(ОН)2 []. Вид цемента. Вид и содержание цемента в бетоне влияют как на способность связывать углекислый газ, так и на диффузионное сопротивление его прониканию. Чем больше имеется в бетоне щелочных продуктов гидратации, тем больше СО2 может быть связано и тем медленнее перемещается фронт карбонизации вглубь бетона []. По данным автора работы [4] наименьшая глубина карбонизации у бетона на портландцементе, средняя - у бетона на шлакопортландцементе и сульфатостойком цементе, наибольшая - на шлакопортландцементе с содержанием шлака и %. По данным Мейера [4] скорость карбонизации увеличивается при переходе от портландцемента к шлакопортландцемент)': при % шлака - в 1,5 раза, при % - в 2 раза. Это объясняется неодинаковым запасом способных к карбонизации продуктов и прежде всего Са(ОН)2 [4]. Цементы, содержащие пуццолановые добавки (такие, как силикатная пыль, зола-унос или трасс), со временем снижают количество СаО вследствие реакции с пуццоланой, и скорость карбонизации в этом случае выше. Однако, присутствие пуццоланы и других гидравлических материалов приводит к улучшению пористой структуры []. Таким образом, несмотря на противоречивость литературных данных о влиянии вида цемента на процесс карбонизации, большая их часть свидетельствует о том, что бетоны на шлакопортландцементах карбонизируются быстрее, по сравнению с бетонами на портландцементе. Т.е. Вид заполнителя. Ввиду того, что заполнитель в тяжелом бетоне практически непроницаем, на процесс карбонизации он практически не влияет []. При использовании пористых легких заполнителей карбонизация бетона ускоряется [4]. Добавки. Воздухововлекающие и газообразующие добавки способствуют уменьшению проницаемости бетона: по данным Венуа и Александера [] умеренное количество вовлеченного воздуха делает бетон менее проницаемым для углекислого газа. С другой стороны, авторы работы [] пишут, что использование воздухововлекающих добавок для повышения морозосолсстойкости бетона может вызвать увеличение глубины карбонизации. По данным Л. А. Ван-даловской [], бетоны, имеющие В/Ц=0,3-0, с добавкой ССБ и мылонафта, практически не карбонизируются. Можно полагать, что положительное влияние на карбонизацию бетона, т. Это убедительно доказывают результаты исследований авторов работы [], приведенные на рис. Рисунок 1. Слева направо - образцы бетона без добавки и с добавкой 1,2, 4,6% ИНК. Продолжительность испытания - часов []. Водоцементное отношение. Зависимость глубины карбонизации бетонов на различных цементах от водоцементного отношения представлена на рис. На рис. Майера. БЕТОНЫ НА ШЛА*ОЛОе*ЛАНД ЦЕМЕНТАХ. ОДОЦЕМЕМТИОС ОТнОвЕние. Рисунок 1. Влияние водоцементно- Рисунок 1. С и относительной влажности воздуха % []. Как видно из этих двух графиков, зависимость глубины карбонизации от водоцементного отношения линейна. Это объясняется тем, что с увеличением водоцементного отношения растет капиллярная пористость, т. С увеличением пористости возрастает коэффициент диффузии углекислого газа. При прочих равных условиях глубина карбонизации бетона с В/Ц=0,5 почти в 2 раза меньше, чем бетона с В/Ц=0,8, а при В/Ц=0, и хорошем уплотнении бетонной смеси получаются практически некарбонизирующиеся бетоны, что подтверждается авторами работы [4].