Ключевые слова: коррозия, механизм коррозии, трещины, защита

Во всем мире коррозия является основной причиной разрушения конструкций, особенно в хлорированных средах. Устойчивое развитие коррозии является основной проблемой в определении срока службы металлических и железобетонных конструкций. Ряд мероприятий разработан для предотвращения коррозии металла с момента проектирования конструкций. Кроме того, вопросы долговечности конструкций целиком связаны с основными мероприятиями, направленными против коррозии, вызванной хлорированной средой: а) улучшение свойств защитного слоя бетона, б) использование в конструктивных элементах из нержавеющей стали, и применение технологий катодной сварки [2].

Одной из основных причин разрушения железобетонных конструкций является коррозия арматуры. Срок службы конструкций зависит от физических и химических воздействий окружающей среды, а также, от защитных свойств бетона. Коррозия будет развиваться в основном в соответствии с двумя процессами: карбонизация бетона, которая будет вызывать медленную и равномерную коррозию вдоль арматуры, и воздействие на хлориды бетона, которые вызывают коррозию арматуры. Этот процесс является быстрым и сильно локализованным [3].

Когда коррозия станет активной, механическое поведение конструкций будет серьезно изменено, и первое следствие этого — уменьшение корродирующего армирующего участка, корродированная сталь не исчезает, а превращается в ржавчину, которая будет занимать больший объем, чем здоровая сталь. Увеличение объема вызовет давление ржавчины на бетон и тем самым образует в нем трещины. Данная ситуация носит цикличный характер, который снова будет способствовать коррозии. Продольное растрескивание и накопление продуктов в результате коррозии сильно ухудшат поверхность раздела между сталью и бетоном, и состояние адгезии будет сильно изменено. В конечном итоге это, в лучшем случае, приведет к изменение внешнего вида конструкции, а, в худшем случае, к снижению механических характеристик [3] [4].

Во многих странах также были проведены значительные исследования для определения взаимозависимостей между скоростями коррозии и различными переменными в составе бетона, при его производстве и условий природно-климатического воздействия, например, тип цемента, содержание цемента, соотношение вода/цемент влажность, температура, толщина покрытия и т. д. Была также предпринята попытка обобщить влияние небольшого числа важных параметров, таких как зависимость ширины трещины от природно-климатического воздействия [5].

Существует несколько надежных методов предотвращения риска коррозии для арматуры в бетоне. Они напрямую связаны с выбором толщины покрытия и качеством бетона в конструкции. Есть примеры сильно поврежденных конструкций в агрессивных средах. [5].

На рисунке 1 представлен механизм распространения коррозии

Рис. 1. Механизм распространения коррозии

Изучение трещин вокруг арматуры показывает, что после образования сети первичных трещин, увеличенная нагрузка на бетон приведет к потере адгезии вблизи трещин, перенося нагрузку на ребра жесткости конструкции, что так же приведет к внутренним трещинам. При этом первичные трещины появятся только тогда, когда сила, воспринимаемая сталью и бетоном, превышает допустимую силу, воспринимаемую бетоном на растяжение. Тогда образуются трещины в бетоне, а вокруг арматуры развивается коррозия, общий объем арматуры увеличится в два-три раза по сравнению с нормальной арматурой, что и приводит в дальнейшем к образованию продольных трещин вдоль арматуры. Данная ситуация усилит деградацию поверхности раздела между арматурой и бетоном [4].

В таблице 1 представлено развитие трещин в бетоне от коррозии арматуры

Таблица 1

Развитие трещин в бетоне от коррозии арматуры [6]

Есть много способов чтобы защитить арматуру от коррозии

– использование цемента хорошего качества для бетона

– выбор толщины защитного слоя бетона

– контроль дозировки составляющих бетона для уменьшения его пористости

– хорошее качество арматуры (нержавеющая сталь)

– для дорожных мостов применение качественной гидроизоляции

Коррозия является очень важным фактором разрушения железобетонных конструкций, независимо от того, являются ли они зданиями или произведениями искусства (мосты и туннели), поэтому необходимо серьезно взглянуть на это явление и приложить все усилия для защиты арматуры конструкции, как во время проектирования, так и во время реализации. Необходимо проводить обследования и проверять наличие трещин (даже небольших трещин), выполнять их ремонт или производить усиление конструкции до появления коррозии.

Литература:

1. DJEDDI Lamine,Contribution à l'étude mécano-fiabiliste des câbles de précontrainte- thèse de doctorat à l’université de Annaba des ouvrages d'art, application au contrôle par émission acoustique
2. L. Bertolini, B. Elsener, P. Pedeferri and R. Polder, Corrosion of steel in concrete. Weinheim, Germany: Wiley-VCH, 392 pages, 2004.
3. Mickael Dekoster, Etude de comportement mécaniques des structures en béton armé dégradé par la corrosion- thèse de doctorat à luniversité de Lille
4. GOTO Y ‘’ crack formed in concrect around deformed tension bars ‘’ ACI journal proceeding vol 68 n) 4 pp 244–251
5. Kyösti Tuutti (CORROSION OF STEEL IN CONCRETE)
6. Amleh L Mirza S (corrosion influence on bond between steel and concrecte ACI structurel journal vol 96 n 3 may,june 1999 pp 415–423