Теоретические основы и практическое обеспечение сохранности арматуры в бетонах на пористых заполнителях

• Автор: Степанова, Валентина Федоровна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 268 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Особенности коррозии и защита арматуры в железобетонных конструкциях. Аналитический обзор.

1.1. Анализ причин снижения первоначальной пассивности

стали в бетоне

1.2. Роль пористых заполнителей в обеспечении пассивности стали в легких бетонах.

1.3. Опыт исследования и применения зол и шлаков ТЭС в

бетонах.

1.4. Цель и задачи исследований.

Глава 2. Влияние пористого заполнителя на сохранность арматуры в легком бетоне.

2.1. Влияние физикохимических свойств пористого запол

нителя на пассивирующее действие бетона по отношению к стальной арматуре.
2.2. Влияние некоторых физических характеристик зерна
пористого заполнителя на проницаемость легкого бетона
2.3. Исследование влияния ингибитора коррозии стали на
кинетику процесса пассивации на границе металлбетон.
Выводы по главе 2.
Глава 3. Влияние смешанных вяжущих на коррозию стальной
арматуры
3.1. Характеристика использованных материалов
3.2. Смешанное вяжущее с пониженным содержанием клин
керного фонда как коррозионная среда для арматурной стали.
3.3. Влияние золы и золошлаковых смесей на коррозию арматуры.
3.3.1. Выбор режима ускоренных испытаний и критериев
оценки коррозионного состояния стали в бетоне с использованием золы и золошлаковых смесей.
3.3.2. Выявление ведущих факторов коррозии арматуры в бетонах на золе и золошлаковых смесях.
3.3.3. Влияние содержания сернистых соединений в золе на
состояние арматуры в золобетоне.
Выводы по главе 3.
Глава 4. Теоретические основы и практическое обеспечение долговечности ограждающих и несущих конструкций из легкого бетона из условий сохранности арматуры
4.1. Условия длительной сохранности арматуры в конструк
циях из конструкционнотеплоизоляционных бетонов при различной влажности.
4.2. Особенности прогнозирования длительности защитного
действия бетона.
4.2.1. Влияние крупности пористого заполнителя на кинетику нейтрализации легкого бетона.
4.2.2. Влияние влажностного состояния пористого заполнителя на диффузионную проницаемость легкого бетона
4.3. Математическое моделирование процессов карбонизации бетона и прогнозирование длительности защитного
действия бетона.
Выводы по главе 4.
Глава 5. Опыт эксплуатации конструкций из бетонов на пористых заполнителях.
Выводы по главе 5.
Общие выводы
Список использованной литературы


Для оценки долговечности бетонных и железобетонных конструкций, эксплуатирующихся в условиях агрессивной среды, важное значение имеет оценка глубины разрушения бетона. Интенсивность разрушения бетона зависит от механизма переноса агрессивных сред и их взаимодействия с компонентами бетона, главным образом цементным камнем, который в большинстве случаев является наиболее слабым с точки зрения коррозии компонентом бетона. Для развития процессов коррозии необходимо постоянное воздействие агрессивной среды на компоненты бетона, в том числе на внутренние слои, когда граница коррозии перемещается в глубь материала. В процессе коррозии бетона имеют место различные механизмы переноса агрессивных веществ к поверхности коррозии. В ненапорных подземных и подводных конструкциях, а также в водонасыщенных наземных конструкциях преобладает диффузионный перенос агрессивных веществ. Это наиболее распространенный случай при коррозии бетона. При одностороннем напоре, температурном или влажностном перепадах или капиллярном подсосе имеется фильтрационный механизм переноса агрессивных сред. Скорость коррозии бетона обычно быстро развивается в первоначальный период и постепенно затухает во времени. Изменение скорости коррозии связано с образованием на реакционной поверхности продуктов коррозии, которые тормозят доступ к ней агрессивных веществ. В первое время скорость коррозии определяется скоростью взаимодействия агрессивной среды с компонентами бетона или скоростью растворения. Однако очень быстро на реакционной поверхности появляются продукты коррозии и на скорость коррозии начинают влиять также диффузия агрессивных сред к реакционной поверхности. В этот период, условно названный диффузионно-кинетическим, скорость коррозии определяется как скоростью химического взаимодействия, так и диффузией реагирующих веществ. С увеличением глубины поражения бетона и величины слоя продуктов коррозии решающее значение приобретает диффузия агрессивных веществ к поверхности коррозии. Этот период называют периодом внутренней диффузии, и для него характерна прямолинейная зависимость глубины разрушения от Л 0 - время воздействия агрессивных сред на бетон) (рис. Рис. В - период внутренней диффузии. Длительность процесса коррозии бетона в диффузионно-кинетическом периоде колеблется от 6 до суток в зависимости от состава бетона, вида агрессивной среды, фазового состава, структуры и толщины слоя продуктов коррозии. Продукты коррозии могут состоять из геля (одно- и многокомпонентного), геля и кристаллов, в основном солей кальция, или из кристаллов, например, гидросульфоалюмината кальция и гипса (табл. Таблица 1. Диффузионное ¦ сопротивление продуктов коррозии определяется структурой кристаллической составляющей и повышается с увеличением плотности слоя продуктов коррозии. Наименьшим сопротивлением обладают продукты коррозии гелевого строения. Толщина слоя продуктов коррозии зависит от условий эксплуатации и способности продуктов коррозии удерживаться в порах бетона или на его поверхности. При свободном омывании конструкции водой-средой толщина слоя продуктов коррозии обычно устанавливается постоянной, так как часть продуктов коррозии смывается и уносится водой. В этом случае процесс коррозии может протекать как по диффузионно-кинетическому, так и по диффузионному механизму переноса вещества. На конструкциях, находящихся в грунтах, продукты коррозии, как правило, остаются на месте образования. При этом происходит постепенное увеличение толщины слоя продуктов коррозии и повышение его плотности. В этих условиях скорость реакции коррозии и глубина разрушения бетона определяются диффузией реагирующих веществ и степенью их агрессивности. Влияние вида агрессивной среды на скорость коррозии бетона показано на рис. При воздействии различных агрессивных веществ скорость коррозии при диффузионном механизме переноса является прямолинейной зависимостью от - Л (где (- время испытания). ДРс. Рис. Кинетическая зависимость процессов коррозии цементного камня в диффузионном периоде РСао " ? НС1. В цементном камне или бетоне происходит при воздействии агрессивной среды послойное разрушение материала с образованием следующих зон (рис.