Защита столбчатых фундаментов от солевой коррозии

 
 
 
 
 
 
 

    Таблица 2 – Характеристика песка

 

    Вода, предназначенная для приготовления  бетонных смесей, должна соответствовать  ГОСТ 23732 «Вода для бетонов и растворов. Технические условия».

    Вода  должна удовлетворять следующим  требованиям:

    - содержание в воде органических поверхностно-активных веществ, сахаров или фенолов, каждого, не должно быть более 10 мг/л;

    - вода не должна содержать пленки нефтепродуктов, жиров, масел;

    - в воде, применяемой для затворения бетонных смесей и поливки бетона, не должно быть окрашивающих примесей, если к бетону предъявляют требования технической эстетики;

    - содержание в воде растворимых солей, ионов SO₄^-2, Cl^-1 и взвешенных частиц не должно превышать величин, указанных в таблице;

    - окисляемость воды не должна быть более 15 мг/л;

    - водородный показатель воды (рН) не должен быть менее 4 и более 12,5;

    - вода не должна содержать также примесей в количествах, нарушающих сроки схватывания и твердения цементного теста и бетона, снижающих прочность и морозостойкость бетона. 
 

    Характеристики  воды представлены в таблице 3.

    Таблица 3 - Технические характеристики воды

 

    Для регулирования свойств бетона, бетонной смеси и экономии цемента применяют  различные добавки, которые регламентируются                       ГОСТом  24211 "Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия"

    Добавка - продукт, вводимый в бетонные и  растворные смеси с целью улучшения  их технологических свойств, повышения  строительно-технических свойств  бетонов и растворов и придания им новых свойств.

      Комплексная добавка - продукт, состоящий из двух или более добавок, обладающий моно- или полифункциональным действием.

    Бетон укладывают слоями 8 — 10 см с уплотнением  каждого слоя, При бетонировании  нужно следить за тем, чтобы бетонная смесь заполнила промежутки между  стержнями арматурного каркаса  и стенками опалубки. Чтобы поверхность  свежеуложенного бетона преждевременно не высохла, ее прикрывают мокрой ветошью, а сверху — поливинилхлоридной (ПВХ) пленкой или рубероидом. При температуре  воздуха 10 — 15 °С бетонные столбы через 7 суток набирают достаточную прочность, после чего можно приступить к  изготовлению бетонной плиты. 
 

      

Рисунок 3 – Устройство столбчатого фундамента 
 
 
 

2 Характеристика коррозионных  процессов для ленточных фундаментов

    Бетонные  и железобетонные конструкции должны характеризоваться не только механической прочностью и устойчивостью под  действием рабочих нагрузок, но и  надлежащей долговечностью (стойкостью) под разрушающим (агрессивным) влиянием разнообразных внешних химических и физических факторов.

    В зданиях и сооружениях бетоны могут подвергаться отрицательному воздействию, в первую очередь, воды и водных растворов различных  веществ, в том числе и газов, вызывающих химическую коррозию; различных  неорганических и органических веществ  в жидком и газообразном состоянии; многократно повторяющихся процессов  увлажнения и высыхания, а также  замерзания и оттаивания, часто в  водонасыщенном состоянии; различных  веществ, отлагающихся в порах и  капиллярах цементного камня и бетона в результате капиллярного подсоса  минерализованных вод и их испарения; кристаллизуясь, они могут вызывать вредные напряжения.

    Следует подчеркнуть, что разрушающее влияние  на бетон различных агрессивных  факторов часто усиливается его  напряженным состоянием, возникающим  под действием механических нагрузок.

    Портландцемент  и различные его производные, а следовательно, и бетоны на их основе характеризуются относительно высокой  стойкостью против действия многих агрессивных  факторов, наиболее часто встречающихся  при эксплуатации зданий и сооружений. Тем не менее при неблагоприятных  условиях они могут быстро разрушаться, и необходимы мероприятия, защищающие бетонные и железобетонные конструкции  от преждевременного износа.

    Различные виды цементов характеризуются различной  стойкостью против действия тех или  иных агрессивных факторов. Например, цементы с 

низким  содержанием алюминатов кальция  характеризуются повышенной стойкостью против действия гипса и других сульфатов  и называются поэтому сульфатостойкими. Пуццолановые портландцементы отличаются повышенной водостойкостью и т.д. Поэтому выбирать цементы для бетонов различного назначения следует с учетом не только их прочностных показателей, но и стойкости против действия тех агрессивных сред, в которых должны работать бетонные конструкции.

    Проблема  долговечности цементов и бетонов  еще с конца XIX в. изучалась отечественными учеными, установившими причины  и факторы коррозии и предложившими  эффективные меры по увеличению стойкости (А. Р. Шуляченко, В. И. Чарномским, А. А. Байковым, В. А. Киндом, В. Н. Юигом и др.).

    В. М. Москвин разделяет коррозионные процессы, возникающие в цементных  бетонах при действии водной среды, по основным признакам на три группы. К первой группе (коррозия I вида) он относит процессы, протекающие в  бетоне под действием вод с  малой временной жесткостью. При  этом некоторые составляющие цементного камня растворяются в воде и уносятся при ее фильтрации сквозь толщу бетона.

    Ко  второй группе (коррозия II вида) относятся  процессы, развивающиеся в бетоне под действием вод, содержащих вещества, вступающие в химические реакции  с цементным камнем. Образующиеся при этом продукты реакций либо легкорастворимы  и уносятся водой, либо выделяются на месте реакции в виде аморфных масс, не обладающих вяжущими свойствами. К этой группе могут быть отнесены, например, процессы коррозии, связанные  с воздействием на бетон различных  кислот, магнезиальных и других солей.

    В третьей группе (коррозия III вида) объединены процессы коррозии, вызванные обменными  реакциями с составляющими цементного камня, дающими продукты, которые, кристаллизуясь в порах и капиллярах, разрушают  его. К этому же виду относятся  процессы коррозии, обусловленные отложением в порах камня солей, выделяющихся из испаряющихся растворов, насыщающих бетой.

    Солевая форма коррозии (III вид коррозии). Отложение солей в порах цементного камня возможно и при химической коррозии, сопровождающейся, в частности, образованием гидротрисульфоалюмината  кальция (эттрннгита), а также двуводного гипса. В чистом виде солевая форма  физической коррозии проявляется в  том случае, когда благодаря капиллярному подсосу солевые растворы систематически проникают в поры цементного камня  при одновременном испарении  из них воды. Концентрация солевых  растворов постепенно возрастает до насыщенного состояния, после чего начинается выделение кристаллов, при  определенных условиях до предела заполняющих  поры. Такой процесс сопровождается сильным давлением кристаллов на стенки пор и капилляров и возникновением напряжений, вызывающих деформации в  цементном камне и бетоне и  даже их разрушение.

    По  данным А. И. Минаса, при подсосе растворов разных солей 5 %-ной концентрации в течение 3 месяцев кристаллизационное давление может достигать: при Na₂S0₄—4,4; MgS0₄—3,6; NaCi—2,7; CaS0₄—0,09 МПа. Основными условиями, приводящими к возникновению этого вида физической коррозии, по А. И. Минасу, являются: наличие в грунте водорастворимых солей (особенно Na₂S0₄, MgS0₄, Na₂S0₃) в количестве более 1 % или высокий уровень грунтовых вод с минерализацией не менее 3 г/л; теплота и сухость климата (дневные температуры в июне — августе 28—30 °С и выше при относительной влажности воздуха 30 % и менее). В этих условиях происходят подсосы водных растворов через те части фундаментов и цоколей зданий, которые находятся в грунте.

    При особенно неблагоприятных температурных  и влажностных условиях в порах  цементного камня такие соли, как Na₂S0₄, MgS0₄-H₂0 из безводных или маловодных форм могут переходить в соединения с большим количеством молекул воды (N2S0₄' 10H₂O, MgS0₄-7H₂0 и т. п.). Такой переход сопровождается увеличением объема твердой фазы в 1,5—3 раза и возникновением напряжений в теле бетона в десятки МПа, вызывающих большие деформации.

3 Защита столбчатых фундаментов от солевой коррозии

      При действии сульфатных сред основным способом защиты является применение цементов, при гидратации которых получается наименьшее количество свободного гидрооксида  кальция, участвующего в образовании  крупных сульфатосодержащих  кристаллов, вызывающих  растягивающие напряжения в бетоне. К этим вяжущим относятся  пуццолановый и шлако- портландцементы, которые используют при слабой и  средней степени агрессивности  среды. Увеличение концентрации сульфатов  требует применения более стойких, надежных минеральных вяжущих, которыми являются глиноземистый цемент, сульфатостойкий  портландцемент и шлако- портландцемент. Можно вводить в бетоны и растворы гидрофобизирующие вещества, например этилсиликонат натрия, хлопковое мыло, мылонафт в количестве около 0,1 %. Они способствуют резкому снижению капиллярного подсоса агрессивных растворов в конструкции

    ГОСТ 31384 «Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Общие технические требования» устанавливает требования, учитываемые при проектировании защиты от коррозии бетонных и железобетонных конструкций в зданиях и сооружениях, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах с температурой от минус 70 °С до плюс 50°С.

    В настоящем стандарте определены технические требования к защите от коррозии бетонных и железобетонных конструкций для срока эксплуатации 50 лет. При больших сроках эксплуатации конструкций защита от коррозии должна выполняться по специальным требованиям.

    Проектирование  реконструкции зданий и сооружений должно предусматривать анализ коррозионного  состояния конструкций и защитных покрытий с учетом вида и степени  агрессивности среды в новых  условиях эксплуатации.

    Требования  настоящего стандарта следует учитывать  при разработке других нормативных  документов, а также технических  условий (ТУ), по которым изготавливаются или возводятся конструкции конкретных видов, для которых устанавливаются нормируемые показатели качества, обеспечивающие технологическую и техническую эффективность, а также при разработке технологической и проектной документации на данные конструкции.