Железобетонные конструкции в условиях воздействия агрессивных сред

Железобетон – непрерывно развивающийся строительный материал. В настоящее время существует проблема повышения его эксплуатационных свойств в условиях агрессивной среды.

Основную часть зданий и сооружений составляют железобетонные конструкции с длительными сроками эксплуатации. Современная тенденция в строительства обусловила опережающие темпы роста объемов реконструкции объектов промышленного, сельскохозяйственного и жилищного назначения в сравнении с новым строительством. Эксплуатация железобетонных конструкций в условиях агрессивных сред приводит к увеличению объемов работ по их восстановлению.

В последние годы наблюдается снижение работоспособности эксплуатируемых железобетонных конструкций из-за изменившейся окружающей среды городов: выхлопные газы от автомобилей, выбросы промышленных предприятий. Эти и многие другие источники загрязнения приводят к уменьшению надежности зданий и сооружений.

Рис. 1 Разрушение железобетонных конструкций (повреждение бетона и арматуры).

Обеспечение долговечности бетонных и железобетонных конструкций – процесс комплексный и сложный, включающий в себя как технологические, так и конструктивные требования. Защита строительных конструкций от коррозии - одна из главных и больших проблем в решении вопроса обеспечения долговечности зданий и сооружений. [5]

Значительную часть конструктивных систем зданий и сооружений составляют железобетонные конструкции с длительными сроками эксплуатации. Эксплуатация железобетонных конструкций в условиях одновременного воздействия нескольких агрессивных сред снижается в несколько раз. Одной из главных причин коррозии железобетонных конструкций является воздействие агрессивных сред техногенного и природного характера.[2] Особенно наглядно разрушительные процессы наблюдаются в зонах переменного уровня воды, активного химического и физического воздействия среды.

Основным фактором, влияющим на несущую способность строительных конструкций зданий и сооружений, возведенных из бетона и железобетона, который может вызвать повреждения, и даже выход из строя строительных конструкций, является агрессивная среда. Агрессивность внешней среды - условное понятие, которое может быть конкретизировано только при рассмотрении и оценке взаимодействия внешней среды и конкретного бетона. [7] При нормировании агрессивности и оценки степени агрессивности следует учитывать, по отношению к какому материалу, какому бетону эта агрессивность определяется и оценивается. Согласно действующих норм проектирования защиты строительных конструкций от коррозии агрессивные среды классифицируются по их физическому состоянию на жидкие, газообразные и твердые. Степень агрессивного воздействия среды на бетон зависит:

• –    для газовой среды – от влажности, температуры, от вида и концентрации газа;

• –    для жидкой среды – от вида и концентрации агрессивного агента, температуры, вида вяжущего, плотности структуры бетона;

• -    для твердой среды – от влажности эксплуатационной среды,

растворимости в воде, гигроскопичности. [6]

Наибольшую опасность для бетона и железобетона представляют жидкие среды, постоянно или периодически действующие на конструкции, так как большинство коррозионных процессов является химическими реакциями, для прохождения которых при обычных температурах необходима жидкая среда.

Коррозионные повреждения относятся к несиловым повреждениям, они развиваются во времени и необратимы.

Агрессивное воздействие может быть постоянным или меняться во времени, влиять на поверхность конструкции равномерно или неравномерно в различные периоды времени.

Коррозионные воздействия снижают силовое сопротивление железобетона, а силовое деформирование бетона влияет на интенсивность и последствия коррозионных воздействий.

Таким образом, мы можем сделать вывод: при проектировании конструкций зданий и сооружений различного назначения следует учитывать воздействие агрессивной среды, которое может вызвать коррозию бетона или стальной арматуры.

Обеспечение долговечности железобетонных конструкций – комплексный процесс, который начинается с момента проектирования и продолжается после сдачи в эксплуатацию здания или сооружения. Общая теория процессов, протекающих при воздействии окружающей среды на конструкции из бетона и железобетона, находится пока в стадии своего развития. Особенности процесса разрушения бетона нашли отражение в работах Г.Г. Цыпкина и В.М. Москвина [2]. Исследования проблемы долговечности железобетонных конструкций ведутся с различных исходных позиций, что позволяет надеяться на освоение в конечном счете надежных методов оценки их долговечности и рациональных способов увеличения их срока службы.