Главная
АИ #26 (156)
Статьи журнала АИ #26 (156)
Экспертное исследование железобетонных конструкций. Коррозия стального армирован...

Экспертное исследование железобетонных конструкций. Коррозия стального армирования

Научный руководитель

Шипилова Ирина Алексеевна

Рубрика

Архитектура, строительство

Ключевые слова

экспертные исследования
коррозия стального армирования
железобетонные конструкции
антикоррозийная защита

Аннотация статьи

В статье рассматривается разрушение железобетонных конструкций вследствие коррозии стальной арматуры. Рассмотрены методы исследования эксперта при проведении обследования; виды, причины коррозии и возможные методы антикоррозийной защиты.

Текст статьи

Железобетонные конструкции играют важную роль в инфраструктуре страны. Они используются для строительства домов, мостов, дорог, аэропортов и других объектов. Однако, со временем бетон может подвергаться различным воздействиям, что может приводить к его постепенному разрушению. Актуальность работы обусловлена массовостью применения железобетона в современном строительстве и важностью обеспечения безопасности строительных конструкций. Экспертиза позволяет своевременно выявить процесс разрушения и принять меры по предотвращению аварийных ситуаций и сохранению надежности зданий и сооружений.

Экспертиза железобетонных конструкций – это комплекс мероприятий, направленных на проверку геометрических, механических и технологических параметров конструкций из железобетона. Это позволяет определить текущее состояние конструкций, выявить причины их дефектов и предложить меры по их устранению. Экспертиза может проводиться в рамках текущего технического обслуживания, при подготовке ремонтных работ, при приёмке и контроле монолитных работ, либо при возникновении судебного спора. Чаще всего экспертиза железобетонных конструкций проводится в следующих случаях:

  • При подготовке капитального ремонта зданий и сооружений;
  • При приёмке и контроле качества монолитных работ;
  • При подозрении на наличие дефектов;
  • При изменении условий эксплуатации конструкций;
  • В результате возникновения аварийных ситуаций;
  • При обнаружении коррозии арматуры.

Коррозия арматуры в железобетонных конструкциях – это серьезная проблема, которая может привести к разрушению зданий и сооружений, а также к опасности для жизни и здоровья людей. Ржавеющая арматура расширяется, вызывая трещины в железобетоне, что уменьшает прочность и надежность конструкции. Есть четыре вида ржавчины согласно рекомендациям по применению в железобетонных конструкциях арматуры, покрытой ржавчиной.

  1. Лёгкий налёт ржавчины, не изменяющего общий цвет стали и не изменяющий вес арматуры и ее свойства. Допустимо использование арматурного проката в любых монолитных работах без дополнительной обработки стали.
  2. Плотная ржавчина на поверхности стержня, которую можно легко удалить с помощью ветоши или специальных металлических щеток. Такая ржавчина полностью удаляема при вибрации в бетоне конструкции. При этом сечение арматурного стержня после обработки от ржавчины не уменьшается.
  3. Локальная поверхностная ржавчина, вызванная попаданием воды, не изменяющая площадь сечения арматуры и легко удаляемая простейшими средствами
  4. Ржавчина, вызванная значительной поверхностной коррозией стали. После удаления такой ржавчины на поверхности остаются следы язвенной коррозии, и рабочая площадь сечения арматуры определённо уменьшается [1].

Согласно рекомендациям, арматура с первыми тремя видами коррозии может применяться в железобетоне без обработки.

Рис.

В железобетонных конструкциях стальное армирование закрыто от воздействия агрессивных сред, воды и воздуха защитным слоем бетона [2]. К тому же, стальная арматура, попадая в тело цементного бетона полностью прекращает коррозию. Но при разрушении защитного слоя, вследствие физического, химического или физико-химического воздействия, стальное армирование оголяется и начинается процесс коррозии. Объем оксидов железа увеличивается, растягивающее усилие в бетоне достигает своего предела и каменный материал теряет прочность и разрушается.

Как правило, экспертиза железобетонных конструкций, разрушившихся из-за коррозии арматуры, предполагает комплексную оценку всех элементов конструкции.

Основные методы исследования включают в себя визуальный осмотр, измерение толщины бетона, оценку состояния арматуры и проведение химического анализа.

Визуальный осмотр позволяет выявить нарушения целостности бетона, такие как трещины и шероховатости. Также визуальным осмотром можно определить наличие вышедшей наружу коррозии арматуры, которая обычно характеризуется появлением ржавых пятен и облезлым бетоном.

Измерение толщины бетона. Значительное уменьшение толщины бетонного слоя может указывать на наличие коррозии арматуры. Для измерения толщины бетона применяются такие методы, как ультразвуковой и электромагнитный.

Оценка состояния арматуры проводится с помощью методов неразрушающего контроля. Для этого применяются методы, такие как магнитный дефектоскоп, электромагнитный контроль и радиография. Они позволяют определить степень коррозии арматуры и ее доли в конструкции.

Одним из самых важных этапов является отбор образцов для лабораторных исследований. В данном случае эксперты берут образцы арматуры и бетона, чтобы проанализировать их химический состав и свойства. Это позволяет определить уровень коррозии арматуры и ее состояние. Химический анализ образцов бетона позволяет выявить наличие агрессивных сред в составе бетона, таких как хлориды или сернистые соединения, которые могут способствовать коррозии арматуры.

После проведения всех необходимых исследований составляется экспертное заключение о состоянии коррозии железобетона.

Методы защиты арматуры от коррозии включают в себя различные техники и материалы. Вот несколько наиболее распространенных методов:

  1. Покрытие арматуры – чаще всего это поверхностное покрытие: лакокрасочные материалы, эпоксидная смола, преобразователь ржавчины. Этот метод предотвращает проникновение влаги и кислорода к металлической поверхности, тем самым защищая арматуру от образования ржавчины. Сюда же можно добавить и покрытие арматуры раствором ортофосфорной кислоты непосредственно перед монолитными работами. В результате химической реакции (4Fe + 3H3PO4 → FeHPO4 + Fe2(PO4)2 + 4H2) образуются гидроортофосфат железа (II), ортофосфат железа (II) и водород. А фосфаты могут служить ингибиторами коррозии.
  2. Использование адгезива-ингибитора: Этот метод включает нанесение на поверхность арматуры химического ингибитора коррозии. Адгезив-ингибитор создает слой на поверхности, который препятствует проникновению влаги и кислорода к металлу, тем самым предотвращая образование ржавчины.
  3. Электрохимическая защита: Один из наиболее эффективных методов защиты арматуры от коррозии – это использование электрохимической защиты. Этот метод включает подключение арматуры к току постоянного напряжения, что позволяет создать защитное электрическое поле вокруг арматуры. Это поле препятствует реакции окисления металла и защищает арматуру от коррозии.
  4. Модификация бетона: Еще один метод защиты арматуры от коррозии – это использование бетона, модифицированного смесями, содержащими ингибиторы коррозии. Эти ингибиторы добавляются в смесь бетона и образуют защитный слой на поверхности арматуры, предотвращающий проникновение влаги и кислорода к металлу.
  5. Правильная установка и закрепление арматуры – один из самых очевидных методов. Соблюдение проектного размещения и размеров поможет добиться правильной толщины защитного слоя.

Список литературы

  1. Рекомендации по применению в железобетонных конструкциях арматуры, покрытой ржавчиной. - С.А. Мадатян.
  2. Примеры расчёта железобетонных конструкций. – А.П. Мандриков.

Поделиться

730

Гончаров И. А. Экспертное исследование железобетонных конструкций. Коррозия стального армирования // Актуальные исследования. 2023. №26 (156). Ч.I.С. 60-62. URL: https://apni.ru/article/6644-ekspertnoe-issledovanie-zhelezobetonnikh-kons

Актуальные исследования

#30 (212)

Прием материалов

20 июля - 26 июля

осталось 6 дней

Размещение PDF-версии журнала

31 июля

Размещение электронной версии статьи

сразу после оплаты

Рассылка печатных экземпляров

13 августа