Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях


О возможности хрупкого разрушения преднапряженной арматуры в бетоне на шлдкорых заполнителях

И. А. ЛЯХОВИЧ, канд. техн. наук (Харьковский Промстройниипроект); Г. М. КРАСОВСКАЯ, канд. техн. наук; С. Н. АЛЕКСЕЕВ, д-р техн. наук (НЦИЖБ)

Накопленные данные свидетельствуют о том, что литой шлаковый щебень, несмотря на наличие в нем сульфидов, не вызывает коррозии арматуры в плотном бетоне. Вместе с тем вопрос о сохранности арматуры в преднапряженных железобетонных конструкциях, изготовленных на шлаковых заполнителях, являлся до последнего времени дискуссионным, так как сульфиды способны вызвать хрупкое коррозионное разрушение высокопрочных сталей. Именно поэтому ГОСТ 5578—76 «Щебень из доменного шлака для бетона» допускает применение шлакового щебня в преднапряженных конструкциях только после провеведения специальных исследований.

Опасность применения шлакового щебня для преднапряженных конструкций состоит в том, что при гидратации и карбонизации сульфидов выделяется сероводород, который может вызвать водородное охрупчивание высокопрочной стали. Наиболее подвержены хрупкому разрушению при воздействии агрессивных условий термически упрочненные стали.

Нами изучалось поведение стержневой арматуры класса Ат-VI, марки 20ГС, диаметром 12 мм (<ь = 126 кгс/мм2) и высокопрочной катанки марки 60С2, диаметром 6 м-м (тв = 172 кгс/мм2), подвергнутой скоростной электротермической обработке. Бетоны изготавливали на шлаковом щебне Тульского металлургического завода с содержанием сульфидной серы —2% в пересчете на S2. Преднапряжение составляло 90% условного предела текучести.

Ускоренное коррозионное испытание осуществлялось кипячением напряженной арматуры в нитратном растворе. содержащем Са и НрО соответственно 600, 50 и 350 час. ч. Устойчивость к хрупкому коррозионному разрушению оценивали, сравнивая время до разрушения арматуры в состоянии поставки и после двухлетнего пребывания в бетонных образцах размером 6ОХ6ОХ1000 мм, подвергавшихся воздействию влаги и карбоиизации.

Результаты испытаний показали, что После пребывания в бетоне марки В-8, хранившемся в течение двух лет во влажных условиях, время до разрушения практически не сокращается, т. е. арматура ие претерпевает изменений, способствующих ХРУПКОМУ разрушению. При этом бетон за два года лишь с поверхности на глубину 1—2 мм; в околоарматуриой области рЦ бетона составлял 12,6 единицы.

Для изучения влияния карбонизации бетона на возможность хрупкого разрушения арматуру после натяжения на рамки замоноличивали бетоном марки В-4 на шлаковом заполнителе фракции 5—20 мм. После пропаривания образцы; подвергали воздействию углекислого газа концентрации 10% в течение 60 сут. глубина карбонизации превзошла толщину защитного слоя. Ускоренные испытания показали, что склонность к хрупкому разрушению стержневой арматуры класса Ат-VI, марки 20ГС практически не изменилась, а высокопрочной катанки марки 60-С2, подвергнутой скоростной; электротермической обработке, заметно увеличилась вероятно за счет того, что в карбонизированном бетоне она была поражена на значительную глубину язвенной коррозией.

Для определения критической концентрации сульфидов, стимулирующих короозионное разрушение, в состав бетонной смеси ввод или сульфид натрия 10, 20, 30% от массы цемента. Разрушение катанки наблюдалось только при 30%-ном содержании сульфидов, что соответствует 7,5% их содержанию в) шлаковом щебне при условии, что всё пни перейдут в поровую жидкость бетона. В действительности же в поровую жидкость переходит лишь небольшая часть сульфидов, содержащихся в щебне. так даже из шлакопортландиемента в жидкую фазу цементного камня за 2 годя переходит не более 1 % сульфидной серы ее от обшего количества в немейте ГП.

Нами проверено количество сульфидной серы, перешедшей в дистиллированную воду ия шлакового заполнителя (щебня за 2 года, — оно составило около 0.08%, что близко к данным полученным в работах. Как было установлено (4, 51, состав жидкой Фазы цементного камня со временем обогащается едкими щелочами, что должно еще больше снизить содержание в ней сульфидов. Следует отметить, что хрупному коррозионному разрушению стали в бетоне способствуют не сами сульфиды кальция, марганца и железа, содержащиеся в шлаковом заполнителе, а продукт их взаимодействия с углекислым газом — сероводород, образующийся вследствие реакции:

CaS - С08 НгО СаСОз H2S

бетон, постепенно превращается в нерастворимый в воде продукт благодаря взаимодействию стекла с бетоном и водой, подаваемой по трубам. Долговечность таких труб обеспечивается значительной адгезионной прочностью затвердевшей композиции к бетону, препятствующей выдавливанию продуктов кольматации из дефектов внутренним давлением воды в трубе, а также образованием нерастворимых, водонепроницаемых соединений (гидрогеля кремнезема, гидросиликатов кальция, кальцита и т. д.) на поверхности контакта продуктов кольматации с водой.

Бетон и железобетон, избранные статьи - 1980 г.

??????????

??????? ?.?., ??$B!`(B?????? ?.?., ??????? ?.?., ?????????????? ???????????

?????? ?.?., ???????????? ??????????? ?????????? ????????????

?.?. ???????, ????????????? ???????????

?.?. ???????, ???????? ?????? ?? ??????? ???????????

?. ???????, ????????$B!`(B????? ???????????? ???????????

???????? ?.?., ??????????? ?.?., ???????? ?.?., ???????????????? ?????????? ???????????

?.?. ???????, ?????????? ???????????

?.?. ?????????, ?. ????, X. ???????, ????? ???????????? ?????

?.?. ???????, ?????? ???????

?????? ?.?., ??????????: ??? ??? ???????? ? ??? ??? ??$B!`(B?????

?. ????????, ???????????? ????????????? ???????????? ??????

?.?. ???????, ?????????????$B!`(B????? ?????????

?.?. ???????, ????????? ??????????$B!`(B?????? ? ?????????????????? ?????????????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. I. ?????? ???????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. II. ??????????? ???????

???????????? ??????????$B!`(B????? ?????

?.?. ???????, ??????????$B!`(B????? ??????????

?. ?. ????, ????????????????

????????????$B!`(B????? ??????????????? ???????

????????????? ?????????????? ???????

????? ? ???????????, ????????? ??????

??????????? ????????? ? ??????????? ???????? ??????????