Коррозия арматуры в безавтоклавных легких бетонах
Согласно СНиП П-В. 1-62 н.12.61 панели конструктивно армируются сетками у обеих граней (наружной и внутренней) н каркасами по контуру панели пприемов Кроме того, в массив панели замоноличинаются анкеры закладных деталей и монтажные петли.
Поскольку условия сохранности арматуры в различных частях панели не одинаковы, было изучено влияние факторов па развитие коррозии арматуры и изделиях из легких бетонов Развитие коррозии изучалось путем натур пых наблюдений в зданиях и лабораторных исследований с за мерами электрометрическим методом.
Из бетонов готовились образцы-блоки размером 25Х20Х12 и 4X4X16 см с замоноличенными в них стержнями из арматурной стали класса А I диаметром 1,3 мм с припаянными на концах медными контактами.
Торцы образцов после пропаривания защищались канифоль но парафиповой обмазкой (составы исследовавшихся бетонов см. в таблице)
В действительности коррозия в значительной мере носил, характер Поэтому усредненная глубина коррозии, он данной формуле, в известной мере условна.
Образцы подвергались пропариванию но режиму 3+9 + 3 при температуре изотермического периода 80—85°С.
Стержни исследовались без антикоррозионной зашиты, с цементно-казенновой обмазкой, с вибрированием незащищеннх стержней и с покрытием их кузбасслаком. Часть блоков хранилась в воздушно-сухих условиях При температуре 20±1°С и от носптслыюй влажности воздуха 40—70%. Другая часть храни лась при той же температуре во влажных опилках.
Коррозия арматуры в газозолобетоие с добавкой 2,5% хло рнстого кальция развивается весьма интенсивно (рис. 1). При влажных условиях хранения стержни полностью при всех способах защиты за первые 6 месяцев хранения. В сухих условияхстержни с цементно казеиновой обмазкой разрушались через 3 года Через 3,5 года сохранились лишь стержни, покрытые кузбасслаком.
Развитие коррозии в газозолобетоие с добавкой 1% хлористого кальция протекает менее интенсивно (ряс. 2). В сухи: условиях храпения к концу испытании сохранились стержни цементно-казеиновой обмазкой, покрытые кузбасслаком и вибрирование. Незащищенные стержни в сухих условиях хранения прокорродировали через 6 месяцев, во влажностных условиях — разрушались через 3 месяца, вибрированиее — через 6 месяцев, защищенные цементно-казеиновой обмазкой — через 1 год, а защищенные кузбасслаком — через 3 года.
Как показали исследования, начало развития коррозии в этом бетоне совпадает с процессом карбонизации защитного слоя бетона в непосредственной близости возле арматурных стержней. Вскоре после завершения процесса карбонизации развитие коррозии прекращается.
Таким образом, при добавке в ячеистые бетоны хлористого кальция 2,5% веса цемента имеет место интенсивное развитие коррозии как во влажных, так н в сухих условиях хранения. Исследованные способы антикоррозийной защиты несколько замедляют, но не предотвращают развитие коррозии.
При добавлении 1% хлористого кальция при надежной антикоррозийной защите обеспечивается сохранность арматуры в воздушно-сухих условиях хранения. Из исследованных способов наиболее надежную защиту представляет покрытие кузбасслаком. Хорошие результаты получены При покрытии цементно-казеиновой обмазкой и При вибрировании. Однако во влажных условиях хранения эти виды антикоррозионной защиты также не предотвращают развитие коррозии.
В составах без хлористого кальция первое время развитие коррозии не наблюдается. При воздхшно-сухих условиях хранения в период завершения карбонизации наблюдается незначительная коррозия, развитие которой вскоре прекращается и арматура сохраняется без применения специальных мер защиты. Во влажных условиях антикоррозионная защита требуется. Вибрирование газобетона вместе с арматурным стержнем улучшает условия сохранности арматуры за счет обволакивания ее цементным тестом.
Кинетика развития коррозии при различной относительной влажности воздуха различна (рис. 4). Опыты показали, что ври 60% влажности воздуха и менее развитие коррозии с течением времени прекращается как в составах с хлористым кальцием, так и без его добавки. В период завершения карбонизации защитного слоя бетона процесс карбонизации также развивается слабо и в дальнейшем полностью приостанавливается.
Менее интенсивное развитие коррозии в этих опытах объясняется тем, что образцы после пропаривания были высушены до постоянного веса при температуре 105°С, тогда как в прежних опытах образцы испытывались в состоянии естественной влажности.
Как показали исследования, в результате коррозионного разрушении стержня на его месте образуются рыхлые продукты коррозия, представленные в основном окислами железа. В окружности приблизительно четырехкратного диаметра обнаруживаются продукты коррозии, прорастающие в ячейки газобетона и частично разрушающие межячеистые перегородки. При толщине защитного слоя в 20 мм продукты коррозии стержней диаметром до 4 мм включительно не выходят на поверхность и пс вызывают разрушения защитного слоя. При более толстых стержнях продукты коррозии разрушают защитный слоя бетона, вызывая растрескивание или даже выкалывание.
В массиве стеновой панели с точки зрения сохранности арматуры наблюдаются три характерные зоны: внутренняя, размещающаяся в непосредственной близости (30—50 мм) от внутренней грани панелей, наружная (деятельная) и средняя, размещающаяся между наружной и внутренней зонами.
Во внутренней зоне газобетон довольно быстро высыхает до равновесной влажности. Исследования н натурные наблюдения показывают, что при сухом и нормальном влажностном режиме помещения коррозия арматуры практически не имеет места. По-видимому, нет необходимости производить антикоррозионную защиту арматуры, располагающуюся в этой зоне.
В наружной (деятельной) зоне, вследствие агрессивного воздействия метеорологических факторов, создаются худшие условия для сохранности арматуры.
Во избежание повреждения фасадов из-за выкалывания защитного слоя для армирования наружной грани панелей следует применять сетки из проволоки диаметром 3—4 мм с одновременным увеличением защитного слоя бетона до 30—40 мм.
В средней зоне, где толщина защитного слоя больше, при условии правильно подобранной конструкции панели (исключающей влагонакопление) коррозия арматуры протекает сравнительно медленно.
Выводы
В керамзитогазобетоне с объемным весом ячеистой части более 900 кг/м3 без добавки солей при сухих и нормальных влажностных режимах эксплуатации стальная арматура сохраняется достаточно надежно без применения специальных мер защиты.
Добавка в газозолобетон хлористого кальция вызывает более интенсивное развитие коррозии. При добавке в количестве 1% веса цемента требуется специальная антикоррозионная защита арматуры. При добавке 2,5% все исследованные способы антикоррозионной защиты не предотвращают развитие коррозии.
Для армирования наружных стеновых панелей рекомендуется применять проволоку диаметром 3—4 мм.
Особое внимание должно быть обращено па устройство антикоррозионной защиты анкеров закладных легален и монтажных петель.