Можно ли ржавую арматуру использовать в бетоне: Как использовать ржавую арматуру в фундаменте
- Как использовать ржавую арматуру в фундаменте
- Рекомендации по применению в железобетонных конструкциях арматуры, покрытой ржавчиной ГлавСтройИнвест
- Как избавиться от ржавчины >>> Статьи компании «Частное предприятие «АДЕНТИНА СЕРВИС»
- Почему ржавеют стены . Коррозия арматуры в бетоне.
- Защита арматуры от коррозии в бетоне
- Коррозия стали в бетоне — Бетон на практике — Вопросы и ответы
- Методы обеспечения бетонного покрытия арматуры
- Типы трещин в бетонных балках и их причины
Как использовать ржавую арматуру в фундаменте
Коррозии подвержены наиболее популярные классы арматуры, так как это металлические пруты и хранятся они, подвергаясь воздействию климатических условий, таких как дождь, снег, сырость. Поэтому налёт ржавчины не опасен для строительства, но стоит обратить внимание на степень коррозии.
Виды ржавчины
Есть несколько степеней коррозии, которые показывают, стоит ли использовать тот или иной материал:
- Если на стали есть небольшой налёт ржавчины, который не изменяет основного цвета изделия, его вес и свойства, то это совершенно безвредно.
- Если ржавчина покрывает стальной прут плотным слоем, но легко убирается при помощи щётки или ветоши, такая арматура не навредит вашему фундаменту.
- Если ржавчина появилась на металлических прутах вследствие попадания воды, но удаляется металлической щёткой, немного стирая сечение — такую арматуру можно использовать.
- Если ржавчина оставляет следы после удаления различными способами, то её характеристики по применению уже изменены, поэтому такие пруты не стоит применять.
Арматура с четвёртой степенью коррозии может продаваться по очень сниженной цене, что, конечно же, способно привлечь внимание, но стоит помнить, что перед тем, чтобы её использовать, вам понадобятся специальные средства очистки и проверка специалистами, что повлечёт дополнительные затраты.
Как влияет ржавчина?
Коррозия не появляется сразу же после изготовления, для этого ей необходимо время. За пару лет налёт на стали может быть толщиной около 0,3 миллиметров, после чего скорость её роста снижается и для того, чтобы она стала слоем в один миллиметр, коррозии может понадобиться около десяти лет.
Чаще всего сильной коррозии и наиболее быстрому её росту способствует внешняя среда и условия хранения. Но и формы металлических изделий, тоже влияют на степень роста ржавого налёта. Больше всего коррозии подвержены трубы и плоский листовой металл, реже изделия с более сложной геометрией.
Самой устойчивой формой считается круг, именно к этой форме относится арматура. К тому же, сечение и толщина металла так же тормозит рост ржавчины. А так как для фундаментов используют арматуру классов А3 и она с рифлёной поверхностью, то степень коррозии, скорей всего, на ней безопасна для строительства.
К тому же, некоторые строители считают, что лёгкий налёт ржавчины, наоборот, очень способствует более лучшему сцеплению арматуры с бетоном, вступая с ним в ряд химических процессов и действуя как клей, прилипая к цементу.
Избавляемся от коррозии
Лёгкий налёт ржавчины просто вытирается ветошью, иногда для этого применяется металлическая щётка или болгарка, но иногда нужны более сложные способы очистки. Некоторые строители считают, что можно очистить ржавчину с помощью раствора ортофосфорной кислоты с перманентом калия и глицерином.
Но можно упростить задачу и приобрести химическое средство «ИФХАН-58ПР», которое разработано именно для этого. Оно сохранит все технологические и эксплуатационные свойства и характеристики арматуры, не навредив им.
Хранение арматуры
Приобретая строительную арматуру на будущее, например вы купили её осенью, а строиться планируете весной, стоит сразу позаботиться о её хранении, что исключит дальнейшие проблемы с ржавчиной и её устранением. Итак, как же стоит хранить арматуру:
- Лучше всего в закрытом, проветриваемом помещении, с небольшой влажностью.
- Если это открытая площадка, то она должна быть под навесом, чтобы не было прямого попадания осадков.
- Если навеса нет, то пруты стоит проверять не меньше одного раза в месяц и протирать сухой тряпкой от влаги.
Эти способы хранения не только защитят ваш материал, но и сэкономят ваше время и финансы во время строительных работ.
Рекомендации по применению в железобетонных конструкциях арматуры, покрытой ржавчиной ГлавСтройИнвест
Рекомендации по применению в железобетонных конструкциях арматуры, покрытой ржавчиной
В документе предельно просто разобраны возможные виды ржавчины, с ее характерными признаками, а также условия применения такой арматуры и условия ее хранения.
В 2004 г. Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона им. А.А. Гвоздева (НИИЖБ) утвердил и выпустил документ под названием «Рекомендации по применению в железобетонных конструкциях арматуры, покрытой ржавчиной».
Разработчик документа — заведующий лабораторией арматуры НИИЖБ, доктор технических наук, профессор С.А. Мадатян классифицировал ржавчину на арматуре на 4 вида (по степени и глубине коррозии) и первые 3 группы рекомендовал применять в производстве без всяких ограничений. При 4-й степени коррозии (с наличием язв и т.п. заметных дефектов) он рекомендовал дополнительные исследования и испытания ржавой арматуры.
Степени коррозии стали:
1.наличие легкого налета ржавчины, не изменяющего общий цвет стали и не изменяющий вес арматуры и ее свойства.
2.присутствие на арматурных стержнях плотной ржавчины, покрывающей поверхность стержня, которую можно без особых усилий удалить с помощью ветоши или специальных металлических щеток. Такая ржавчина полностью удаляема при вибрации в бетоне конструкции. При этом сечение арматурного стержня после обработки от ржавчины не уменьшается.
3.арматурный стержень покрыт локальной ржавчиной, вызванной попаданием воды. Такая степень ржавчины так же легко удаляется ветошью или специальными средствами, и совсем незначительно изменяется сечение стержня арматуры.
4.наличие на стержне ржавчины, вызванной значительной поверхностной коррозией стали. Даже, если удалить такую ржавчину специальными средствами, останутся легко заметные следы коррозии и соответственно сечение арматуры уменьшится, также изменятся эксплуатационные характеристики.
При закладки фундамента и возведении железобетонной конструкции можно применять арматурную сталь, не подвергая ее обработке при наличии ржавчины одной из трех вышеперечисленных степеней.
За год-два типовая сталь покрывается пленкой оксидов и гидроксидов (ржавчиной) средней толщиной 0,2-0,3 мм, и затем скорость ее роста ощутимо снижается — чтобы добраться до глубины 0,5-1 мм, потребуется 10 лет. По мере нарастания толщины пленка ржавчины сама по себе в некоторой степени тормозит дальнейшее поступление кислорода и воды к поверхности активного металла, т. е. снижает скорость коррозии.
Скорость коррозии металла оказывается в разы ниже типовой указанной зависимости при использовании малолегированных сталей, более сухого климата или некоторой защиты стали от осадков. В разы быстрее идет коррозия более прочных марок углеродистой стали, с термической или механической обработкой (напряженных). Особенно — во влажной и солесодержащей среде.
Теперь перейдем к существенному фактору формы ржавеющего металла.
Наименее открыт коррозии круг (катанка, арматура и т.п.), чуть более — шестигранник, далее — квадрат. Более развитую поверхность имеют различные профили (уголок, швеллер, балка). Весьма сложно удержаться от коррозии основной массе стали в трубах и плоском прокате (стальные листы).
Чем больше сечение металла, тем меньше его конструкционным свойствам угрожает коррозия. Толстая арматура почти не потеряет потребительских свойств даже за десяток лет, а тонкая стальная проволока может быть полностью «съедена» коррозией за год.
Особенность стальной арматуры для строительства общеизвестна и «видна на глаз»: ее большая часть выпускается рифленой для повышения сцепления (адгезии) с бетоном. Отметим, что это тем более важно потому, что сортопрокатного стана арматура выходит с небольшим загрязнением поверхности технологической смазкой (ТСМ смеси минерального масла с жировыми присадками), применяемой для снижения износа валков. Это небольшое загрязнение, характерное для новой арматуры с приятным металлическим блеском, как раз и снижает ту самую адгезию, необходимую монолитной конструкции ЖБИ.
А ржавая арматура, наоборот, всей своей поверхностью готова «прилипнуть» к цементу и бетону. Уже в обычном портландцементе содержится 2-4% окислов железа, в высокопрочных цементах на основе доменных шлаков — до 10%. В процессе затворения цемента в бетон ржавчина успешно вступает в текущие химические реакции.
Она их чуть притормаживает, но образует сложные алюминаты и силикаты железа с отличной адгезией как к бетонному камню, так и к железу арматуры. Что лучше многих современных «нанодобавок» к бетону, зачастую выполняющих схожие задачи.
Отметим, что при хранении на открытом воздухе быстрее ржавеют более новые марки стальной арматуры А400С (А500С), нежели традиционные марки AIII (сталь 35ГС, 25Г2С), но и та и другая группа имеет при хранении на открытом воздухе сравнительно не большие потери прочности (на уровне до 1-3% в первый год). Для всех строительных конструкций и изделий ЖБИ это много меньше как допустимых отклонений, так и типов запасов прочности.
Так что ржавую (в меру) арматуру бояться не следует.
Как избавиться от ржавчины >>> Статьи компании «Частное предприятие «АДЕНТИНА СЕРВИС»
Ржавая арматура?поправимо!
Сколько раз вы видели применение арматуры со следами ржавого налета на поверхности при производстве монолитных работ ?
Практически всегда.
А ведь использование в монолитной конструкции ржавой арматуры существенно снижает расчетные характеристики элемента в целом и создает дополнительные, не учтенные расчетом опасные напряжения в здании в целом. Неизбежным следствием этих вольностей являются аварии в будущем….
А теперь вопрос ,необходима ли антикоррозийная обработка арматуры перед укладкой бетонной смеси? Ответ очевиден.
При использовании в производстве монолитных работ различных преобразователей ржавчины, наконец был отобран «ИФХАН-58ПР», который великолепно зарекомендовал себя так как наиболее полно отвечал всем возможным требованиям, а именно: технологичность нанесения (полная реакция за один, максимум два прохода),не высокий расход, нейтральная реакция на поверхности для исключения применения последующей операции смывки пассиваторами, не высокая цена.
Всем этим требованиям удовлетворяет нейтральный преобразователь ржавчины «ИФХАН-58ПР»
выдержки со строительного форума про « Ржавую арматуру в бетоне «
…Металл или точнее арматура не ржавеет там, т.к. для окисления нужен кислород а бетон не содержит такового…
Не правда. Основной принцип защиты арматуры- это то, что бетон в нормальном состоянии имеет щелочной ph. Он образует на поверхности металла специальный, т.н. пассивационный слой, т.е. слой который уже не может окисляться. Поэтому, несмотря на наличие кислорода и воды, арматура не ржавеет. Минус такой защиты- что вообще говоря такая пара бетон-арматура работает как батарейка и защитный слой на арматуре работает до тех пор, пока в результате взаимодействия бетона с окружающей средой (в основном с углекислым газом, но вообще говоря у бетона куча видов коррозии- сульфатная к примеру) ph бетона не падает до 9-10. Тогда защита перестает работать и арматура начинает гнить прямо в бетоне. Такое бывает со старым бетоном, бетоном в агрессивных средах, слишком пористым, неправильно сделанным. При обследовании конструкции всегда обращают внимание на ph бетона защитного слоя. Для это отколотый кусок бетона (или керн) с защитным слоем и более глубинными слоями (обычно просто оббивают угол конструкции) поливают по-моему фенолфталеином и смотрят- покрасится защитный слой в фиолетовый цвет али нет- защищает он арматуру или уже не защищает.
…поэтому вся арматура, которая попала в бетон, является огрунтованной и не может ржаветь…
Это далеко от реалий. Бетон- довольно пористый и живой материал. Он намокает, замерзает, размерзается, «дышит», т.е. впитывает газы, впитывает соли из воды или наоборот- отдает свои соли пресной (пресная вода очень агрессивно по отношению в бетону). Основной принцип защиты был описан выше. Остальное- косвенные методы, помогающие продлить жизнь бетона, который тогда и сам будет дольше защищать арматуру. Например, пористость бетона сильно зависит от водоцементного отношения при приготовлении бетона. Чем оно ниже- тем меньше пористость, но хуже удобоукладываемость бетона. Чем меньше пористость- тем меньше взаимодействие бетона с окружающей средой. Поэтому при необходимости (сульфатостойкие морские бетоны, морозостойкие бетоны) в бетоны, например, вводят пластификаторы, которые позволяют достигать удобоукладываемости смеси при очень малом количестве воды и соответственно бетон будет получаться с низкой пористостью, т.е. более живучий и менее подверженный влиянию окружающей среды. Ну и кроме того, никто не отменял метод борьбы с коррозией массой- увеличивать долговечность путем увеличения массы конструкции и защитных слоев арматуры. Кстати минимальные защитные слои нормируются в зависимости от агрессивности среды.
Но все эти «менее»- это лишь относительно. Создать бетон, не реагирующий со средой и не корродирующий вообще говоря также трудно, как создать идеально нержавеющую сталь, т.е. невозможно.
…а по поводу того как бетон прилипает к ржавчине все очень просто…
Ой… не так уж и просто…
бетон к ней не прилипает…
А это- смотря к какой арматуре. К ржавой- не прилипает А к чистенькой- прикипает и довольно неплохо. По нормам арматура, закладываемая в конструкции должна очищаться от ржавчины, обезжириваться и прочее, прочее, прочее, чего у нас никто не делает. Нас спасает только то, что мы строим пока сравнительно невысокие здания и такая вещь как ржавчина там не очень сказывается. А вообще говоря, при ответственных и серьезных сооружениях ржавчину на арматуре не допускают на пушечный выстрел. Это, кстати не говоря о том, что ржавая арматура легче продолжает ржаветь, бетон ее защищает хуже, т.к. образование защитной пленки затруднено. К тому же, ржавея арматура увеличивается в объеме, и попросту скалывает защитные слои.
…бетон создает вокруг арматуры или арматурной сетки прочную оболочку, которая держит сама себя…
Ну.. сама себе она может держать максимум от стержня до стержня, если это изгибаемый элемент. А вообще-то в изгибаемом элементе (колонны, балки, плиты) бетон держится за арматуру, поэтому сцепление крайне важно. У меня в шкафу валяется кусок бетона с испытаний опытных колонн. Арматура там была такая ржавая, что при минимальных усилиях попросту отлетала от бетона, оставляя весь слой ржавчины на отколотом бетоне. Страшная картина.
Кроме того- бетон и арматура вообще-то имеют разные модули деформации, поэтому при совместной работе могут «напрягать» друг друга. И тогда опять очень важно сцепление. Ржавая арматура- враг качественного железобетона.
…не ровной поверхностью, или лучше рельефной поверхностью…
Насечки называются. Бывает арматура периодического профиля (с насечками) и гладкая. Например AIII и А400С- периодическая, AII и А240С- гладкая. (уточняю- даже в наше время есть гладкая арматура)
…а арматурный каркас держится за пустоты в бетоне своей….
Какие пустоты? Там же нет кислорода, по-вашему утверждению? На самом деле тут явно описка. Вообще говоря, бетон состоит из наполнителя и заполнителя. На пример: наполнитель- на портландцементе, заполнитель- гравий. Но может быть наполнитель- полимерцемент. Или заполнитель- скажем пемза для очень легких бетонов. Есть варианты. Или классика: наполнитель- известка. Получаем известковый классический римский бетон. Так что собственно за наполнитель и заполнитель и цепляется арматура насечками. Плюс не только физически, но и в случае чистой поверхности арматуры- еще и химическими связями.
…Поэтому если на железобетон дать нагрузку на сжатие, то работает бетон…
Не соответствует действительности в общем случае. Арматура тоже бывает сжатой. Если сжатие слишком велико и бетон его не воспринимается, то и в колонны, и в балки в сжатую зону вводится сжимаемая арматура. То, что вы описали- не правило, а лишь частный случай. Хотел бы я посмотреть, как вы колонну тонн на 1000-1500 да с моментами 100 тс*м в двух направлениях без сжатой арматуры законструируете
Почему ржавеют стены . Коррозия арматуры в бетоне.
Для полного исключения коррозии арматуры в бетоне и увеличения долговечности строения есть только один путь — замена металлической арматуры на равнопрочностную, но значительно более долговечную стеклопластиковую или базальтопластиковую арматуру. Применение такой композитной арматуры набирает обороты не только в мире, но и в России. Цена стеклопластиковой арматуры не выше или меньше стоимости равнопрочностной металлической, а учитывая существенную экономию на транспорте, обрезках и скорости монтажа использование стеклопластиковой арматуры дает суммарный выигрыш по цене в 30-50%.
Но по сложившейся с прошлого века традиции проектировщики закладывают в проект металлическую арматуру и тогда для борьбы с коррозией, очень важно соблюдать достаточную толщину защитного слоя, тем самым, повышая надежность и долговечность всей монолитной конструкции.
Максимально облегчить процедуру формирования заданного в проекте защитного слоя и одновременно упростить процесс возведения монолитных конструкций позволяют закладные детали из пластмассы (фиксаторы арматуры), непосредственной функцией которых является фиксация арматуры в определенном положении, что гарантирует стабильность толщины защитного слоя как в процессе монтажа арматуры так и при заливки бетона в опалубку.
Бетон — это тяжелый раствор и при его заливке (особенно с помощью бетононасосов) динамическое воздействие на арматурный каркас очень велико и здесь фиксаторы защитного слоя арматуры выполнят свою задачу. Также пластиковый фиксатор арматуры не даст сдвинутся арматурному каркасу при виброуплотнении. Цена фиксаторов арматуры — это крохи по сравнению с приносимой ими пользой. И только недобросовестные строительные организации могут экономить на применении пластиковых фиксаторов арматуры , работая по принципу «быстрее сдать» и перекладывая проблемы последующей коррозии и разрушения на плечи заказчика.
Одним из преимуществ этих фиксаторов является их универсальность, то есть возможность применения с любой арматурой, используемой в строительстве (металлической, оцинкованной, стеклопластиковой арматурой, базальтопластиковой арматурой). Материал, из которого изготовлены фиксаторы арматуры, имеет высокий уровень морозостойкости, устойчивость к воздействию агрессивных сред, что увеличивает долговечность готовых конструкций и позволяет решать многие задачи при возведении объектов различного назначения.
Наибольшее распространение получили такие фиксаторы арматуры как «Звездочка«, «Опора«, «Стойка» и «Стульчик» , а также несъемный фиксатор опалубки одновременно выполняющий и задачи фиксации защитного слоя арматуры и крепления элементов сборной несъемной опалубки. Полный ассортимент таких фиксаторов арматуры в Москве можно приобрести в компании «ЛегоБетон», где специалисты помогут подобрать оптимальный вид фиксаторов и осуществить полную комплектацию Вашего строительства.
Защита арматуры от коррозии в бетоне
Компания Sika предлагает высокоэффективные материалы для защиты арматуры железобетонных конструкций от коррозии.
Способы и материалы Sika для защиты арматуры в бетоне от коррозии
В железобетонных конструкциях коррозионные процессы протекают в силу неустойчивости термодинамической системы «бетон — стальная арматура». Эти процессы возникают самопроизвольно и развиваются в основном на поверхности арматуры, хотя могут проникать и вглубь элементов. Под воздействием коррозии поперечное сечение арматуры уменьшается, продукты коррозионного процесса занимают в бетоне объем, превышающий объем самой арматуры, что приводит к появлению в железобетонных конструкциях трещин.
Основные способы защиты арматуры от коррозии в бетоне:
-
применение бетона специального состава для улучшения качеств окружающей стальную арматуры среды и исключения или минимизации негативного воздействия соединений, провоцирующих коррозионные процессы; -
применение пластифицирующих добавок для уменьшения проницаемости (пористости) бетонного камня, что способствует снижению водоцементного отношения и проницаемости бетона; -
добавление в бетонную смесь ингибиторов коррозии ― специальных веществ, прекращающих или замедляющих коррозионное разрушение арматуры; -
пассивация арматуры путем создания на поверхности металла оксидной защитной пленки, что может быть выполнено предварительно для защиты арматуры от коррозии перед бетонированием или с помощью вводимых в бетонную смесь пассиваторов. Этот способ позволяет остановить коррозионные процессы в период, который требуется для полного просыхания железобетонной конструкции, и в который происходит самая сильная коррозия металла.
Материалы Sika для защиты стальной арматуры от коррозии в бетоне
Компания Sika предлагает следующие материалы для антикоррозийной защиты арматуры:
При небольших разрушениях бетонного камня мы рекомендуем применять однокомпонентный состав на основе портландцемента Sika MonoTop-910 N Red. В состав добавлены полимеры, микрокремнезем, специальные добавки. Представляет собой порошок красного цвета, поставляется в мешках весом 25 кг. Легко смешивается с водой и наносится с помощью валика или кисти. Возможно нанесение методом мокрого торкретирования.
Sika MonoTop-910 N Red защищает стальную арматуру от коррозии и повышает адгезию к бетонным поверхностям. Отличается стойкостью к коррозионным средам, проникновению воды и хлоридов, к антиобледенительным солям. Для защиты арматуры от коррозии состав наносят двумя слоями, толщина каждого слоя 2 мм. Расход составляет примерно 4 кг состава для покрытия 2 слоями 1 м² арматуры. Одного мешка хватает для приготовления 14,5 л раствора, смеситель должен работать на низкой скорости. Производится обработка арматуры от ржавчины перед бетонированием, наносят первый слой толщиной 1 мм, через 4-5 часов наносят второй слой такой же толщины.
При высоких динамических нагрузках или воздействии агрессивных сред мы советуем использовать трехкомпонентный состав на эпоксидно-цементной основе SikaTop Armatec-110 EpoCem. Сухая смесь (компонент С) поставляется в мешках весом 16 кг, компоненты A (смола) и B (отвердитель) поставляются в бутыли и канистре весом 1,14 кг и 2,86 кг. Для антикоррозийной защиты требуется примерно 4 кг покрытия для нанесения на 1 м² поверхности слоя толщиной 1 мм. Технология предусматривает нанесение двух слоев. Арматура предварительно должна быть очищена от коррозии, пыли, грязи, масляных пятен ― всего того, что негативно повлияет на адгезию.
Покрытие SikaTop Armatec-110 EpoCem
отличается стойкостью к воде и хлоридам, имеет большую прочность на сдвиг, продолжительное время жизни. Для приготовления компоненты A и B предварительно нужно взболтать, затем вылить в емкость и смешивать смесителем с винтовыми лопастями на низкой скорости в течение 30 секунд. После этого в емкость постепенно добавляется сухой порошок (компонент C). Состав надо перемешивать в течение 3 минут, добавление воды запрещено. Наносится покрытие кистью или распылителем.
Для замедления коррозионных процессов мы рекомендуем применять однокомпонентную пропитку с ингибиторами коррозии Sika FerroGard-903 Plus. Состав содержит неорганические и органические соединения, которые после проникновения в бетон создают на поверхности арматуры мономолекулярный защитный слой.
Пропитка Sika FerroGard-903 Plus не оказывает влияния на паропроницаемость и продлевает срок службы железобетонной конструкции. Очень экономична при использовании. Готовая к применению пропитка продается в канистрах по 25 кг или бочках весом 220 кг. Наносится валиком, кистью или распылителем. Расход составляет около 0,5 кг/м². На горизонтальные поверхности достаточно нанести 1-2 слоя пропитки, на вертикальные 2-3 слоя.
Коррозия стали в бетоне — Бетон на практике — Вопросы и ответы
РЕЗЮМЕ. Как ограничить коррозию
- Используйте воздухововлеченный бетон с водо-цементным соотношением 0,4 или ниже.
- Заливайте минимум 4 сантиметра в высоту и минимум на 2 сантиметра больше максимального размера щебня в бетоне над армированием.
- Увеличьте минимальную высоту поверхностного слоя до 5 сантиметров для противогололедных сред и до 6 сантиметров для морской среды.
- Убедитесь, что бетон выдерживается в правильной температуре и влажности.
- Используйте золу уноса, печно-доменные шлаки, микрокремнезем и/или проверенный ингибитор коррозии.
ЧТО такое коррозия стали?
Терминология ASTM (G 15) определяет коррозию как «химическую или электрохимическую реакцию между материалом, обычно металлом, и его средой, которая вызывает разрушение материала и его свойств». Для стали, находящейся в бетоне, коррозия означает образование ржавчины, которая больше исходного объема в 2-4 раза и не имеет никаких из полезных свойств. Коррозия также вызывает появление ямок и дырок на поверхности армирующей стали, уменьшая потенциал прочности из-за ухудшения сцепления с бетоном.
ПОЧЕМУ важна коррозия в бетоне?
В железобетоне (бетоне с арматурой) используется сталь для придания материалу эластичных свойств, необходимых в конструкциях. Это предотвращает повреждения бетонных структур, подверженных нагрузкам на растяжение и изгиб из-за ветров, веса конструкции и температурных циклов. Однако, когда сталь корродирует, образование ржавчины приводит к потери сцепления между сталью и бетоном и последующим расслоению и откалыванию. Если это оставить неисправленным, ухудшится целостность структуры. Уменьшение сцепления приводит к снижению потенциала прочности. Это особенно пагубно при нагрузках на растяжение в преднапряженном железобетоне.
ПОЧЕМУ сталь в бетоне корродирует?
Обычно сталь в бетоне находится в некорродирующей, пассивной среде. Однако, армированный сталью бетон часто используется в агрессивных средах, с морской водой или противогололедными реагентами. Когда хлориды проникают в бетон, они разрушают пассивный слой, заставляя сталь корродировать и образовывать ямки.
Карбонизация бетона — еще одна причина коррозии стали. Когда бетон карбонирует до уровня стальной арматуры, обычная щелочная среда, защищающая бетон от коррозии, замещается более нейтральной средой. В этих условиях сталь не пассивна, и начинается стремительная коррозия. Скорость коррозии из-за карбонизации бетона, меньше, чем для коррозии, вызванной проникновением хлоридов.
Иногда недостаток кислорода, окружающего стальную арматуру, заставит металл разлагаться, оставляя жидкость с низким уровнем pH.
КАК избежать коррозии?
Качественный бетон — бетонные практики
Первая защита от коррозии стали в бетоне — это качественный бетон и надлежащая толщина бетонного слоя над арматурой. Качественный бетон имеет низкое водоцементное отношение (В/Ц), чтобы не позволить хлоридам проникать внутрь и препятствовать карбонизации. В/Ц должно быть 0,5, чтобы уменьшить скорость карбонизации, и меньше 0,40, чтобы минимизировать проникновение хлоридов. Бетоны с низким в/ц можно получить с помощью:
- увеличения содержания вяжущих,
- уменьшением объема воды за счет замещения ее пластификаторами и водопоглотителями,
- использованием большего объема золы уноса, шлаков или других вяжущих.
В дополнение к этому, в исходных материалах бетона должно быть минимизировано содержание хлоридов. Свод строительных правил ACI 318 содержит ограничения по содержанию растворимых хлоридов в бетонной смеси.
Другой компонент, влияющий на качество бетона — это вовлеченный воздух. Требуется защитить бетон от рисков замораживания и оттаивания. Вовлечение воздуха также снижает выделение воды и проницаемость по каналам выделения воды. Откалывание может ускорить коррозию содержащейся внутри арматуры. Требуется надлежащее планирование операций по выравниванию, чтобы убедиться, что бетон не откалывается и не ломается.
Правильный объем стали способствует сдерживанию трещин. ACI 224 помогает проектировщику минимизировать образование трещин, которые могут разрушительно воздействовать на содержащуюся сталь. В общем случае, максимальный допустимый размер разломов — 0,18 мм для противогололедных областей и 0,15 мм для морской воды.
Адекватный слой бетона над армированием — также существенный фактор. Проникновение хлоридов будет проходить через поверхностный слой даже низкопроницаемых бетонов. Увеличение слоя отсрочит возникновение коррозии. Например, время, необходимое ионам хлоридов для достижения 5 сантиметров от поверхности, в 4 раза больше времени для 2,5 см. ACI 318 рекомендует минимум 3,8 см для большинства структур и его увеличение до 5 см, если используются противогололедные реагенты. ACI 257 рекомендует слой минимум в 6,3 см для водных условий. Чем больше размер заполнителей — тем больше требуется слой. Для заполнителей крупнее 20 мм рекомендуется добавить еще 20 мм к наибольшему размеру наполнителя для противогололедных сред, и 45 мм для морской среды. Например, для бетона с крупностью наполнителя в 25 мм следует иметь слой в 70 мм.
Бетон должен быть надлежащим образом уплотнен и выдержан. Влажное выдерживание минимум на 7 дней требуется для бетона при температуре 21 °C с В/Ц 0,4, в то время как для В/Ц 0,6 — уже 6 месяцев для достижения сопоставимых показателей. Отдельные исследования показывают, что пористость бетона существенно уменьшается с увеличением времени на выдерживание бетона, что, соответственно, увеличивает сопротивляемость коррозии.
Специфические бетоны и системы защиты от коррозии
Увеличенная сопротивляемость коррозии также может быть достигнута использованием добавок в бетон. Микрокремнезем, зола уноса, и печно-доменные шлаки снижают проницаемость бетона к проникновению ионов хлоридов. Ингибиторы коррозии, такие как хлорид кальция, предотвращают коррозию при достижении ионами хлоридов уровня армирования. В любом случае, они добавляются в бетон при уровне В/Ц не больше 0,45.
Гидрофобные присадки уменьшают проникновение жидкости и до определенного уровня и хлоридов в их числе. Однако, ACI 222 показывает, что они неэффективны в обеспечении долговременной защиты. Поскольку качественный бетон уже имеет высокую водонепроницаемость, дополнительные добавки уже не столь важны.
Другие способы включают в себя защитные мембраны, катодную защиту и покрытие арматуры эпоксидом.
Методы обеспечения бетонного покрытия арматуры
Толщина бетонного покрытия является основной мерой защиты, предотвращающей коррозию и разрушение арматурных стержней. Существует ряд подходов, которые использовались для обеспечения точной требуемой толщины покрытия во время строительства.
Эта статья прольет свет на различные практические методы, используемые для выполнения и поддержания бетонного покрытия в процессе строительства здания, чтобы обеспечить соответствие толщины покрытия, указанной в проекте.
Рис.1: Пластиковая распорка для удержания бетонного покрытия во время заливки бетона
Рис.2: Бетонная распорка, используемая для обеспечения точного покрытия бетона во время строительства
Способы обеспечения бетонного покрытия при строительстве
Применение бетонных кубоидов (печенье)
Этот метод является одним из наиболее известных практических методов выполнения бетонного покрытия.Обычно размер печенья составляет 50×100 мм, а его толщина зависит от требований к толщине бетонного покрытия.
На рис. 3 показано применение кусков бетонных кубов при строительстве железобетонной плиты.
Рис. 3: Использование бетонных кубов для обеспечения сохранения расчетной толщины покрытия во время строительства
Стальная проволока вставляется в печенье для привязки стальных стержней к прямоугольным сечениям и сохранения необходимого расстояния между стержнями, как показано на рисунке 4.
Рис.4: Стальная проволока, используемая для связывания бетонных прямоугольников со стальными опорами
Самым выдающимся преимуществом печенья является его рентабельность. Что касается недостатка бетонных кубов, кубы могут иметь трещины и повреждения из-за сосредоточенных нагрузок, которые прикладывают рабочие, когда они перемещаются по стержням для заливки бетона или для проверки и наблюдения за процессом строительства.
Таким образом, если печенье потрескалось и повредилось, то оно не будет служить своей цели — поддержанию заданной толщины бетонного покрытия в процессе строительства.
Использование пластиковых деталей для бетонного покрытия
Этот метод считается наиболее практичным по сравнению с другими методами. Пластиковые детали не только невысоки, но и точно соответствуют толщине покрытия, поскольку могут выдерживать большие нагрузки благодаря своей высокой прочности. Поэтому в последнее время применение этих пластиков значительно расширилось.
В зависимости от диаметра и формы стержня, толщины бетонного покрытия и расположения стальных стержней производятся различные типы пластмасс.
Различные формы пластиковых деталей показаны на рисунках 5-7.
Рис.5: Круглая пластиковая распорка, используемая для поддержания бетонного покрытия во время строительства
Рис.6: Пластиковая распорка с зажимом A
Рис. .7: Пластиковые детали, используемые для надежного покрытия бетона во время строительства
Пластиковые детали будут стабилизировать арматурные стержни и поддерживать толщину покрытия различных железобетонных элементов, таких как балки, колонны, плиты и фундаменты.
Когда покупатель делает заказ, поставщик должен получить от покупателя определенную информацию. Эта информация включает количество и толщину бетонного покрытия, диаметр стальных стержней, которые будут использоваться, и тип железобетонного элемента, который будет построен, поскольку тип пластика будет варьироваться в зависимости от типа элементов, таких как колонны, балки и плиты.
Кроме того, существуют определенные типы пластмасс, которые специально производятся для пересечения сталей, как показано на Рисунке 8.
Рис.8: Пластиковые детали на стыке стальных поверхностей
Кубоиды этого типа не только поддерживают толщину покрытия, но также предотвращают перемещение стальных стержней и, следовательно, сохраняют требуемое усиление промежутков.
Наконец, печенье можно использовать для поддержки стульев, которые полезны для защиты стальных стержней, которые подвергаются воздействию внешней поверхности бетона.
Использование заполнителя под стальными стержнями для бетонного покрытия
Нанесение заполнителя подходящего размера под стальными стержнями — еще один метод поддержания толщины бетонного покрытия, который применялся до предыдущих методов.
Но в настоящее время этот метод неприемлем, так как не гарантирует правильного выполнения заданной толщины покрытия.
Однако применение заполнителей надлежащего размера под стальными прутками не прекратилось полностью, и в некоторых развитых странах они все еще используются в недорогих зданиях.
Тем не менее, показано, что этот метод приводит к неправильному выполнению толщины бетонного покрытия, и, следовательно, стальные стержни будут подвержены коррозии.
Стоимость ремонта изношенного бетонного элемента выше, чем стоимость использования пластмассовых деталей и бетонных кубов.Поэтому в некоторых спецификациях требуется измерение толщины бетонного покрытия в конструкциях, находящихся в тяжелых условиях.
Например, Британский стандарт гласит, что толщина бетонного покрытия должна измеряться в соответствии с BS 1881, часть 204, с использованием электромагнитных устройств. Такой прибор измеряет толщину покрытия и размер закладных стержней.
Согласно британскому стандарту, измеренная толщина покрытия не должна быть меньше необходимой номинальной толщины покрытия минус 5 мм.
Наконец, необходимо проверить арматуру и номинальное покрытие бетона как до, так и во время укладки, чтобы уменьшить или устранить ошибки.
Подробнее:
Предварительные проверки арматуры и ее покрытия
Минимальное бетонное покрытие для армирования
Технические характеристики бетонного покрытия для армирования в различных кодах
.
Типы трещин в бетонных балках и их причины
Несколько типов трещин возникают в бетонных балках из-за напряжения сдвига, называемого трещиной сдвига, коррозии арматуры, недостаточного покрытия арматуры, напряжения изгиба и разрушения при сжатии.
Обсуждаются детали этих трещин в железобетонных балках.
Типы трещин в бетонных балках
Трещины в балках из-за повышенного напряжения сдвига
Трещины в бетонных балках из-за увеличения напряжения сдвига появляются около опоры, такой как стена или колонна.Эти трещины также называются трещинами сдвига и наклонены под углом 45 градусов к горизонтали.
Этих трещин в балках можно избежать, обеспечив дополнительную поперечную арматуру рядом с опорой, где напряжение сдвига является максимальным. Напряжение сдвига максимально на расстоянии d / 2 от опоры, где d — эффективная глубина балки.
Трещины в бетонных балках из-за коррозии или недостаточного покрытия бетона
Обычно балки снабжены плитой наверху, поэтому верх балки не подвергается воздействию окружающей среды.Низ балки подвергается воздействию окружающей среды, и если покрытие арматуры недостаточно, то происходит коррозия арматуры. Итак, внизу балки появляются трещины из-за коррозии арматуры.
Эти трещины обычно появляются около боковой поверхности балки возле нижней арматуры по всей ее длине, как показано на рисунке ниже.
Трещины из-за коррозии арматуры в тяжелых случаях могут привести к растрескиванию бетона, и их можно предотвратить с помощью хорошего контроля качества во время строительства, обеспечив соответствующее арматурное покрытие в соответствии с условиями окружающей среды.
Трещины параллельно основной стали при коррозии балок
Эти трещины также появляются из-за коррозии арматуры, но на нижней поверхности балки. Они выглядят параллельно основным подкреплениям внизу.
Причина этой коррозии также связана с недостаточным покрытием арматуры, что приводит к коррозии основной арматуры.
Трещины от повышенного напряжения изгиба в балках
Трещины из-за повышенного напряжения изгиба в балках появляются около центра пролета балки под углом 45 градусов к горизонтали, поскольку изгибающий момент в этой точке максимален.
Если предусмотренная арматура недостаточна для нагрузки, которой подвергается балка, напряжение изгиба увеличивается, что приводит к увеличению прогиба в среднем пролете балки.
Трещины из-за повышенного изгибающего момента можно предотвратить, обеспечив соответствующее основное усиление в середине пролета балки. При проектировании балки необходимо учитывать все возможные нагрузки и сочетания нагрузок для ее расчета.
Недоармированная секция балки — основная причина трещины.
Трещины от разрушения балок при сжатии
Трещины из-за разрушения балок при сжатии появляются наверху, если балка чрезмерно усилена. В случае чрезмерного армирования балка способна выдерживать более высокое напряжение изгиба, но в то же время, если предоставленная верхняя арматура недостаточна для восприятия сжимающего напряжения, верхняя часть балки треснет.
Этот тип отказа можно предотвратить, спроектировав сбалансированную секцию, в которой способность балки при сжатии способна выдерживать дополнительное сжимающее напряжение.
Подробнее:
Какие методы ремонта трещин в бетоне?
Прокладка и заделка трещин в бетоне
Подбор ремонтных материалов бетонных конструкций
Герметизация различных типов стыков в строительстве
Покрытие из бетона для ремонта трещин в бетонных конструкциях
Заполнение цементным раствором трещин в бетоне и кирпичной кладке
.