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.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: ответы 5 класс, конспект по окружающему миру.





1  2  3  4 | Следующая страница реферата