Коррозия железобетона и его восстановление торкретированием
У статті розглянуті проблеми корозії бетонних і залізобетонних конструкцій, наведено класифікацію основних видів корозійних процесів і зовнішніх факторів, що сприяють руйнуванню залізобетону. Окреслено шляхи застосування торкретування, як одного з головних заходів з ліквідації пошкоджень викликаних...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Геотехническая механика |
|---|---|
| Дата: | 2008 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С.Полякова НАН України
2008
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31490 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Коррозия железобетона и его восстановление торкретированием / М.М. Козерема // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2008. — Вип. 78. — С. 245-258. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-31490 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Козерема, М.М. 2012-03-09T13:53:40Z 2012-03-09T13:53:40Z 2008 Коррозия железобетона и его восстановление торкретированием / М.М. Козерема // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2008. — Вип. 78. — С. 245-258. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31490 622. 691 У статті розглянуті проблеми корозії бетонних і залізобетонних конструкцій, наведено класифікацію основних видів корозійних процесів і зовнішніх факторів, що сприяють руйнуванню залізобетону. Окреслено шляхи застосування торкретування, як одного з головних заходів з ліквідації пошкоджень викликаних корозією. In article are considered problems corrosion of concrete and reinforced concrete structures, shows a classification of the main types of corrosion processes and external factors contributing to the destruction of reinforced concrete. Outlines ways of applying shotcrete, as one of the main measures to eliminate the damage caused by corrosion. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С.Полякова НАН України Геотехническая механика Коррозия железобетона и его восстановление торкретированием Corrosion of reinforced concrete and its rehabilitation by shotcreting Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Коррозия железобетона и его восстановление торкретированием |
| spellingShingle |
Коррозия железобетона и его восстановление торкретированием Козерема, М.М. |
| title_short |
Коррозия железобетона и его восстановление торкретированием |
| title_full |
Коррозия железобетона и его восстановление торкретированием |
| title_fullStr |
Коррозия железобетона и его восстановление торкретированием |
| title_full_unstemmed |
Коррозия железобетона и его восстановление торкретированием |
| title_sort |
коррозия железобетона и его восстановление торкретированием |
| author |
Козерема, М.М. |
| author_facet |
Козерема, М.М. |
| publishDate |
2008 |
| language |
Russian |
| container_title |
Геотехническая механика |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С.Полякова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Corrosion of reinforced concrete and its rehabilitation by shotcreting |
| description |
У статті розглянуті проблеми корозії бетонних і залізобетонних конструкцій, наведено класифікацію основних видів корозійних процесів і зовнішніх факторів, що сприяють руйнуванню залізобетону. Окреслено шляхи застосування торкретування, як одного з головних заходів з ліквідації пошкоджень викликаних корозією.
In article are considered problems corrosion of concrete and reinforced concrete structures, shows a classification of the main types of corrosion processes and external factors contributing to the destruction of reinforced concrete. Outlines ways of applying shotcrete, as one of the main measures to eliminate the damage caused by corrosion.
|
| issn |
1607-4556 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31490 |
| citation_txt |
Коррозия железобетона и его восстановление торкретированием / М.М. Козерема // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2008. — Вип. 78. — С. 245-258. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT kozeremamm korroziâželezobetonaiegovosstanovlenietorkretirovaniem AT kozeremamm corrosionofreinforcedconcreteanditsrehabilitationbyshotcreting |
| first_indexed |
2025-11-26T23:18:57Z |
| last_indexed |
2025-11-26T23:18:57Z |
| _version_ |
1850787127483170816 |
| fulltext |
"Геотехническая механика" 245
УДК 622. 691
М.М. Козерема
КОРРОЗИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА И ЕГО ВОССТАНОВЛЕНИЕ
ТОРКРЕТИРОВАНИЕМ
У статті розглянуті проблеми корозії бетонних і залізобетонних конструкцій, наведено класифікацію ос-
новних видів корозійних процесів і зовнішніх факторів, що сприяють руйнуванню залізобетону. Окреслено
шляхи застосування торкретування, як одного з головних заходів з ліквідації пошкоджень викликаних
корозією.
CORROSION OF REINFORCED CONCRETE AND ITS
REHABILITATION BY SHOTCRETING
In article are considered problems corrosion of concrete and reinforced concrete structures, shows a classification
of the main types of corrosion processes and external factors contributing to the destruction of reinforced concrete. Out-
lines ways of applying shotcrete, as one of the main measures to eliminate the damage caused by corrosion.
В прошлом веке при интенсивных темпах индустриализации и роста по-
требностей мирового хозяйства бетон, армированный стальной арматурой был
избран в качестве основного строительного материала. Этот выбор был основан
на убеждении, что именно бетон является наиболее прочным и долговечным
материалом из всех существующих. Никто не задумывался о том, что через ка-
ких-нибудь 40-50 лет многие ответственные железобетонные сооружения будут
находиться в аварийном состоянии по причине явления коррозии, разруши-
тельно действующей на металлоконструкции и прочие использующиеся строи-
тельные материалы. Окружающая среда оказалась враждебной для твердого,
пористого, искусственно созданного из неорганического связующего (цемент-
ного камня) и минеральных заполнителей материала, со скрытым внутри сталь-
ным армокаркасом.
В последние годы проблемы коррозии железобетонных сооружений и ее
предотвращения становятся все более актуальными. В Украине сотни произ-
водственных и гидротехнических (тоннели, каналы, насосные станции водово-
ды, плотины ГЭС и ГАЭС) сооружений, а также горных выработок [1, 2] нуж-
даются в принятии срочных и эффективных мероприятий по реабилитации.
Перед тем, как принять необходимые решения, относительно технологии
ремонта и восстановления поврежденного железобетона важно, в первую оче-
редь, определить, каким конкретным видам коррозионных процессов подвер-
глась конструкция и какие последствия негативного влияния на неё коррозии.
В настоящее время существует определенная классификация агрессивных
воздействий на бетон. На рис. 1 приведена схема, в которой систематизированы
наиболее часто встречающиеся виды и типы коррозии, а также прослежена
взаимосвязь между некоторыми из них.
Как уже было отмечено, бетон является пористой структурой. Наличие пор
в бетоне обуславливается физическими свойствами цементного камня и техно-
логическими факторами производства бетона [3]. Величина пор колеблется в
пределах 0,5 нм – 1 мм и выше.
246 Выпуск № 78
Р
и
с.
1
–
К
л
ас
си
ф
и
к
ац
и
я
к
о
р
р
о
зи
о
н
н
ы
х
п
р
о
ц
ес
со
в
в
ж
ел
ез
о
б
ет
о
н
е
"Геотехническая механика" 247
Наименьшими размерами, соизмеримыми с размерами молекул воды, харак-
теризуются так называемые гелевые поры, образующиеся в гидросиликатном
геле в процессе гидратации цемента. Их объем в цементном тесте составляет
около 28 %.
Однако практический интерес с позиции долговечности бетона представля-
ют собой поры гораздо больших размеров: воздушные (сферические) и седи-
ментационные, служащие своеобразными каналами для циркуляции влаги в те-
ле бетона. Такого рода поры образуются вследствие недостаточно тщательного
перемешивания бетонного раствора, либо же из-за применения воздухововле-
кающих добавок для повышения морозостойкости бетона (рис.2).
Рис. 2 – Шаровые поры, образуемые воздухововлекающими добавками
Объем относительно крупных по величине пор составляет около 5 % от объ-
ема затвердевшего бетона, однако площадь их внутренней поверхности, сопри-
касающейся с реагентами из внешней среды (различные газы в водном конден-
сате, растворы кислот и солей), очень велика.
Наиболее часто разрушение бетона происходит во влажной среде. Проф.
В.М. Москвин, в своей книге «Коррозия бетона и железобетона, методы их за-
щиты» [4], разграничивает коррозию по механизмам воздействия на три основ-
ных вида. К I виду относятся нарушения, связанные с явлением фильтрации во-
ды сквозь бетонный массив. При такой фильтрации химические вещества, из
которых состоит цемент, растворяются и вымываются, а бетон теряет свою
Поры в аншлифе
бетона
248 Выпуск № 78
прочность. Этот процесс называется также выщелачиванием, поскольку вымы-
ваются гидроксид, гидросиликаты и гидроалюминаты кальция.
Большое значение для повышения устойчивости бетона в условиях возмож-
ного выщелачивания имеет процесс карбонизации поверхностного слоя бетона.
При карбонизации на воздухе, с содержащемся в нем углекислом газе, образу-
ется труднорастворимый карбонат кальция, который одновременно уплотняет
поверхностный слой бетона за счет увеличения объема на 11 % при переходе
Са(ОН)2 в СаСО3.
Явление карбонизации имеет также свою негативную сторону, так как спо-
собствует разрушению пассивирующей (защитной) пленки на поверхности ар-
матуры. Именно поэтому карбонизация относится ко ІІ виду коррозии, характе-
ризующейся воздействием на железобетон водных растворов кислот и солей.
Дело в том, что за счет реакции углекислоты с гидроксидом кальция щелоч-
ная среда в бетоне постепенно переходит в кислую (падение уровня рН до 9 и
ниже) [5, 6, 7]. В случае, если карбонизированный слой бетона доходит до по-
верхности арматуры, то последняя становится практически не защищенной от
действия агрессивной по отношению к ней среды. Последствия подобных явле-
ний показаны на графике (рис. 3)
Рис. 3 – Коррозия стали в водных растворах в зависимости от уровня рН
Зависимость глубины карбонизации от ряда факторов [8] проиллюстрирова-
на формулой:
x
c
c
DY ⋅⋅=
2
12
"Геотехническая механика" 249
где Y – глубина карбонизации, мм; D – коэффициент диффузии (сопротив-
ляемость прониканию СО2 – зависит от плотности бетона), мм2/с; с1 – концен-
трация углекислого газа в атмосфере у поверхности бетона, гр/м3 (составляет
около 0,6 гр/м3); с2 – необходимое для карбонизации 1 м3 бетона количество уг-
лекислого газа, гр/м3 (определяется содержанием свободной гидроокиси каль-
ция в бетоне); х – продолжительность карбонизации, годы.
Примером наиболее активной карбонизации может служить физико-
химический процесс, происходящий у оголовка заводских дымовых труб для
отвода печных газов. В данном случае оголовок трубы покрывается обильно
насыщенным СО2 водным конденсатом, который в виде углекислоты проникает
в глубь бетона и разрушает его (рис. 4).[9]
Рис. 4 – Коррозия бетона оголовка заводской дымоотводящей трубы
вследствие конденсации агрессивных печных газов
Подобным образом на бетон воздействуют и другие минеральные кислоты:
HCl, HNO3, HF, H2SO4, H3PO4 и др. В процессе их взаимодействия с составом
цементного камня, образуется ряд соединений, в частности геля силикатной ки-
слоты и различных по растворимости кальциевых солей, а также гидроксидов
железа и алюминия. Продукты реакций скапливаются на поверхности бетона в
виде аморфной по своей консистенции массы, создавая тем самым своеобраз-
ный защитный барьер и не давая возможности для интенсификации коррозии.
Дальнейшее развитие коррозии в этом случае зависит от диффузионной спо-
собности реагентов.
Коррозия III вида обусловлена в основном действием на бетон сульфатов,
которые в больших количествах находятся в шахтных водах горных выработок.
При воздействии на бетон сульфатов (SO2, SO3, SO4) происходят реакции с гид-
роксидом и алюминатом кальция, сопровождающиеся образованием влажных
солей, объем которых в 3, а иногда и в 4 раза превышает объем исходных ком-
250 Выпуск № 78
понентов. На начальной стадии это выглядит как уплотнение бетона (верхних
его шаров), однако со временем (в течение нескольких лет), по мере накопления
продуктов реакции в поровом пространстве бетона происходит разрушение
(разрыв), вследствие нарастания внутренних напряжений в бетонной структуре
(рис. 5).
Рис. 5 – Изменение прочности в начальный период действия сульфатов
в зависимости от их накопления в цементном растворе
Особым образом на бетон воздействуют хлориды, в частности NaCl [10].
Воздействие растворов солей на железобетон происходит в нескольких направ-
лениях:
- химические реакции с составляющими цементного камня;
- электрохимические процессы коррозии арматуры с участием ионов хлора,
содержащихся в солевом растворе (питтинговая коррозия или «хлоридная ата-
ка»);
- растворенная в воде соль принимает активное участие в процессе разру-
шения бетона при воздействии температурно-влажностных факторов.
В результате реакций хлоридов с цементным камнем образуются хлористо-
кальциевые соединения. Из-за повторяющихся в течение многих лет химиче-
ских воздействий может произойти распад вяжущих или разрыв структуры
вследствие внутреннего давления, обусловленного образованием соединений
большого объема в поровых пространствах бетона.
Особую роль в процессе разрушения железобетона играет коррозия армату-
ры. Зачастую этот процесс имеет электрохимическую природу, в основе кото-
рой лежит катодно-анодная эмиссия. В общем случае реакции происходят за
счет разности потенциалов между бетоном (катодом), содержащим влагу, кото-
рая одновременно является электролитом, и самим металлом арматуры (ано-
дом). Как уже подчеркивалось выше, на поверхности арматуры существует за-
щитная пленка окиси трехвалентного железа, которая образуется за счет обще-
щелочной среды в бетоне. Однако из-за нарушения герметичности укрывающе-
го арматуру бетонного слоя пассивирующая пленка разрушается под действием
реагентов из внешней среды. Негативно заряженные ионы хлора активно уча-
1 2 3
70
80
90
100
110
120
130
140
Прочность %
Годы
"Геотехническая механика" 251
ствуют в этом процессе.
Исчерпывающей иллюстрацией к сказанному служит рисунок 6.
Рис. 6 – Классическая модель питтинговой коррозии; автор – Wranglen G.
Corrosion Sci, 1974
Последствия коррозии арматуры весьма значительно сказываются на общем
состоянии конструкции. На начальных этапах довольно сложно определить, в
каком состоянии находится арматура в бетоне. Разрушения становятся замет-
ными, когда на поверхности конструкции возникают выколы в местах заложе-
ния арматуры. Откалывание кусков бетона в данном случае связано непосред-
ственно с нарастанием внутреннего давления в бетонной структуре за счет уве-
личения слоя ржавчины, объем которой значительно превышает объем исход-
ного материала.
Многие надземные железобетонные сооружения, контактирующие с мор-
ской водой и находящиеся в переменных температурно-влажностных условиях,
подвергаются комплексу разрушительных воздействий, среди которых опреде-
ляющее значение имеют факторы перепада температур (замораживание - от-
таивание) и чрезмерная засоленность морской воды. Помимо агрессивного фи-
зико-химического действия на железобетон растворов солей и хлорид-ионов,
коррозии также способствуют периодические смены температуры в воде и в
воздухе, которые окружают конструкцию. При накоплении и кристаллизации в
поровом пространстве бетона солей и влаги происходят процессы, сходные с
теми, которые разрушают бетон при сульфатной агрессии и ржавлении армату-
ры.
В состав морской воды входят такие агрессивные по отношению к бетону
соединения как хлориды натрия, кальция и магния, сульфаты магния. Общее
содержание солей в воде морей и океанов колеблется в пределах 13 – 35 гр/л.
Можно представить, что происходит с железобетоном в такой среде. Особенно
252 Выпуск № 78
страдают приливно-отливные зоны морских сооружений находящиеся на уча-
стках попеременного увлажнения и высушивания. Кроме накопленных в порах
конструктивного элемента малорастворимых соединений, бетон разрывается
изнутри кристаллами соли NaCl и льда, расширяющегося на 19 % от жидкой
исходной фазы, а в результате электрохимических реакций рвется и предвари-
тельно напряженная арматура (рис. 7).
Рис. 7 – Последствия воздействия морской воды и перепадов температур на железобетонную
опору причального сооружения (Courtesy NACE International)
Частным случаем «хлоридной атаки» и температурно-влажностного воздей-
ствия на бетон может служить следующий пример.
В зимнее время дорожное полотно улиц страдает от гололеда, и чтобы пре-
дотвратить негативные последствия этого явления, коммунальные и дорожные
службы разбрасывают песок, а в некоторых случаях – антиобледенительные
вещества (неочищенную морскую соль). При таянии соленая вода проникает
вглубь асфальтобетонного покрытия. Если подобное происходит на дорожном
покрытии моста то, стекая по поверхности его наружных элементов (опоры,
пилоны, свод), соленый раствор через поры и трещины в конструкциях попада-
ет в бетон и активизирует процесс его деструкции.
Говоря о воде, как о веществе, в котором растворены соли, кислоты и про-
чие химические реагенты, а также как об ионизированной токопроводящей сре-
де, не стоит забывать о том, что вода может оказывать прямое физическое воз-
действие на материалы.
Одной из причин, по которым разрушаются бетонные поверхности водо-
сбросов, турбинных водоводов, является кавитация.
При больших скоростях потока воды ( > 15 м/с) в местах неровностей гра-
ничной поверхности из-за давления возникают пузырьки водяного пара. При
"Геотехническая механика" 253
разрыве стенок такого пузырька образуются струйки воды с исключительно
высокой скоростью. Происходит серия гидравлических ударов (рис. 8).
Рис. 8 – Прослеживание явления кавитации на стенде в лабораторных условиях
Характерными дефектами кавитационного типа являются неровные вы-
щербленные сколы с острыми краями на поверхности бетона, наличие которых
ведет к усугублению кавитации и, как следствие, к еще более интенсивному
разрушению покрытия.
Интенсивному износу бетона гидротехнических сооружений способствуют
также потоки воды, несущие с собой различные по крупности абразивные
включения. Степень разрушения в данном случае зависит от таких факторов,
как общая прочность бетона, скорость потока воды, характеристики абразива,
вид потока воды (турбулентный или ламинарный), периодичность воздействия
и т. д.
Особое внимание стоит уделить термическому воздействию на железобетон
огня и сжиженных газов вследствие аварий на производстве и пожарах в желе-
зобетонных помещениях.
Как известно даже при относительной влажности воздуха 50 % в капилляр-
ной структуре цементного камня бетона сохраняется влага, являющаяся свое-
образным катализатором деструктивных процессов внутри бетона в моменты
резкого охлаждения либо нагрева. Во время пожара, например, влага внутри
конструкции способствует откалыванию верхнего слоя бетона за счет расшире-
ния, однако главной причиной разрушения конструкций служит значительное
удлинение арматурных стержней, что ведет к появлению глубоких трещин в
бетоне и дальнейшему обрушению (рис. 9)
254 Выпуск № 78
Рис. 9 – Разрушение бетонного потолка и прогибы арматурной сетки вследствие длительного
воздействия открытого огня (Г. Руфферт. Дефекты бетонных конструкций.)
Случаи резкого охлаждения (эндотермические реакции) на практике встре-
чаются довольно редко. В основном это последствия утечки или разлития на
бетон сжиженных газов: метана, кислорода, азота, водорода, диапазон темпера-
тур которых находится в пределах от -160о
С до -253о
С соответственно. послед-
ствиями такого воздействия являются отслоения корки бетона.
Среди множества коррозионных факторов неорганического происхождения
способствующих разрушению бетона существует целый ряд биологических
факторов. Жизнедеятельность биологических организмов иногда негативно
влияет на состояние бетонных конструкций. Тионовые бактерии, обитающие в
некоторых водопроводящих сооружениях перерабатывая сероводород, окисля-
ют его до серной кислоты, что в сущности отвечает II виду коррозии по Моск-
вину. Некоторые водоросли и плесень также разрушают структуру бетона за
счет реакций метаболизма во влажной питательной среде. В случаях, если плот-
ность бетона очень низкая, а бетонная конструкция заглублена в землю, то в та-
ком случае возможно поражение бетона корнями растений.
В заключение ко всему вышесказанному стоит отметить, что все процессы,
связанные с разрушением железобетонных конструкций зависят, в первую оче-
редь от плотности и состава бетона, а также от влажности, концентрации агрес-
сивных веществ в воде и температуры.
Разрабатывая технологические карты по ремонту и восстановлению повре-
жденных, вследствие коррозии бетонных сооружений проектировщик должен
быть проинформирован о комплексе факторов способствовавших разрушению
промышленного или гидротехнического объекта [11]. Такие данные можно по-
лучить только после тщательно проведенного осмотра с выводами о качествен-
ных и количественных видах дефектов.
Главным пунктом при выполнении ремонтно-восстановительных мероприя-
тий является выбор средств и технологии.
"Геотехническая механика" 255
Уже более сорока лет технология торкретирования считается основным спо-
собом восстановления корродированных бетонных конструкций. Благодаря
гибкости регулирования состава торкрет-смесей и режимов торкретирования
эта технология стала незаменимой для санации и гидрозащиты железобетонных
сооружений [12, 13].
Торкретирование включает в себя комплекс мероприятий: выбор способа
набрызга (мокрый – сухой), подбор состава смеси и подготовка восстанавли-
ваемой поверхности.
При подготовке поверхности под набрызг необходимо тщательно ее очи-
стить от продуктов коррозии, масляных пятен, грязи и пыли. В случаях когда
сооружение длительное время подвергалось воздействию карбонизации, накоп-
лению в поверхностных слоях бетона нерастворимых продуктов химических
реакций, может возникнуть надобность в вырубывании потенциально опасного
бетонного слоя. Те же меры применяются при коррозии арматуры (рис. 10).
В зависимости от степени коррозии арматуры и бетона иногда возникает по-
требность в дополнительном армировании конструкции. В случаях чрезмерного
насыщения конструкции арматурой набрызг производят по сухому способу.
Существует огромное количество специальных добавок для раствора, при-
меняющегося при торкретировании. Их подбирают в зависимости от условий, в
которых работает сооружение.
Рис. 10 – Водяная фреза фирмы Courtesy of Aquajet Systems AB
удаляет корродированный верхний слой бетона и очищает арматуру
При химической агрессии применяют в основном сульфатостойкие цемен-
ты.
256 Выпуск № 78
В условиях холодного климата применяют особые полимерные воздуховов-
лекающие добавки. В работе [14] представлен ряд рекомендаций по примене-
нию морозостойких торкрет-смесей.
Авторы утверждают, что на практике лучшие результаты показывает тор-
крет-смесь с мелким заполнителем менее подвержена негативному воздейст-
вию низких температур. Торкрет-смесь должна быть уплотнена и не содержать
пустот. Нельзя использовать «бедные» смеси. Водоцементное отношение в та-
ком растворе не должно превышать 0,45.
Питер С. Татнал [15] в своей работе, посвященной взрывному откалыванию
бетона в огнеупорных торкрет-панелях доказывает, что торкретбетон без осо-
бых полимерных волокон более подвержен коррозии при действии высоких
температур.
Было показано, что использование тонкого полипропиленового моноволок-
на (приблизительно 6 денье, или 0,0012 дюймов (30 мкм) в диаметре) ослабляет
последствия взрывного откалывания при воздействии огня, поддерживаемого
углеводородными источниками.8,9
Серьезно отличающиеся друг от друга тепло-
вые характеристики полипропиленового волокна и матрицы торкретбетона вы-
зывают раскрытие микротрещин на поверхности раздела между волокнами и
матрицей, т.к. при нагревании скорость расширения волокон не совпадает со
скоростью расширения матрицы.8 Эти маленькие просветы позволяют давать
выход давлению пара в сооружении. Результаты исследования, проведенного
центром Hagerbach в отношении торкретбетона, показали, что торкретбетон
можно сделать огнеупорным с использованием этой же технологии. Более того,
испытание центра Hagerbach доказывает, что включение крупных волокон из
стали или полипропилена не оказывает влияния на процесс взрывного откалы-
вания, который происходит при воздействии на торкретбетон огня по условиям
кривой RWS. Вероятнее всего, это происходит вследствие различного количе-
ства волокон в матрице – более 52 млн. волокон на фунт (114 млн. волокон на
кг) в случае с микроволокном против всего лишь 9 000 -13 000 волокон на фунт
(20 000 – 30 000 волокон на кг) при использовании крупного волокна (рис. 11).
а) б) в)
Рис. 11 – Огнеупорные испытания образцов торкретбетона
а) Печь Hagerbach, работающая на дизельном топливе; б) Панель, армированная сеткой, без
включения волокон: через 15 минут воздействия огня; в) Вид панели из торкретбетона со
стальными и тонкими полипропиленовыми волокнами после двухчасового испытания
"Геотехническая механика" 257
В таблице 1 [16, 17] регламентированы случаи в которых следует применять
технологию торкретирования для санации и восстановления ответственных со-
оружений
Таблица 1 – Требования к изоляции
Торкрет-штукатурка
Требования к изоляции
На цементе
С полимерными добав-
ками
По величине напора:
- противокапиллярная;
- нормальная (напор до 10 м);
- усиленная (напор > 10 м);
- при работе на отрыв
-
+
+
+
-
+
++
++
По условиям производства работ:
- строительная площадка
- зимние условия
+
О, с
+
О, с
По химической агрессивности во-
ды-среды:
- выщелачивающая
- общекислотная;
- углекислотная;
- магнезиальная;
- сульфатная;
- нефтехимическая
-
-
+
-
-
О, окр.
+
-
+
+
+
+
Обозначения: «++» - имеет безусловное преимущество; «+» - рекомендуется; «-» - не
рекомендуется; «О» – требуются дополнительные мероприятия; «с» – со специальным под-
бором состава; «окр.» – с дополнительной окраской поверхности.
Анализируя данные таблицы 1, можно сделать вывод о том, что торкрет-
штукатурка с полимерными добавками имеет безусловные преимущества перед
другими технологиями по восстановлению бетона, однако вопросы подавления
капиллярной фильтрации и надежной защиты в условиях агрессивной кислот-
ной среды остаются открытыми.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Геомеханика управления состоянием массива вблизи горных выработок / Виноградов В.В.; Отв. Ред. Зо-
рин А.Н.; АН УССР. Ин-т. геотехн. Механики. – Киев: Наук. Думка, 1989. – 192 с. – ISBN 5-12-000877-1.
2. Свойства пород и устойчивость горных выработок / Усаченко Б.М. – Киев: Наук. думка, 1979. – 136 с.
3. Долговечность железобетона в агрессивных средах: [Совм. изд. СССР – ЧССР – ФРГ] / С.Н. Алексеев,
Ф.М. Иванов, С. Модры, П. Шисель. – М.: Стройиздат, 1990. – 320 с.: ил. – ISBN 5-274-00923-9.
4. Москвин В.М., Иванов Ф.М., Алексеев С.Н., Гузеев Е.А. Коррозия бетона и железобетона, методы их
защиты. – М.: Стройиздат, 1980, 535 с.
5. С.Н. Алексеев. Коррозия и защита арматуры в бетоне / Алексеев С.Н. [2-е изд.] переработанное и допол-
ненное; Госстрой СССР, Научно-исследовательский институт бетона и железобетона. – М.: Издательст-
во литературы по строительству, 1968. – 228 с.
6. John P. Broomfield. Corrosion of Steel in Concrete. Understanding, investigation and repair. / John P. Broom-
field. – [2nd edition]. – London and New York: «Taylor and Francis», Taylor and Francis group, 2007. – 277 p. Master
258 Выпуск № 78
e-book ISBN. ISBN 0-203-41460-8.
7. Ингибиторы коррозии стали в железобетонных конструкциях / С.Н. Алексеев, В.Б. Ратинов, Н.К. Розен-
таль, Н.М. Кашурников. – М.: Стройиздат, 1985. – 272 с., ил.
8. Г. Руфферт. Дефекты бетонных конструкций. / Г. Руфферт.; Пер. с нем. И.Г. Зеленцова. / Под ред.
В.Б. Семенова. – М.: Стройиздат, 1987. – 111 с.
9. Shotcrete • Fall 2006
10. Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин оборудования и сооружений: Справочник: В 2
т. Т. 2 / Под ред. А.А. Герасименко. – М.: Машиностроение, 1987. – 784 с., ил.
11. Ф. Перкинс. Железобетонные сооружения: Ремонт, гидроизоляция и защита. / Ф. Перкинс.; Пер. с англ.
/ Под ред. М.Ф. Цитрона. – М.: Стройиздат, 1980. – 256 с., ил.
12. Воронин В.С. Набрызгбетонная крепь. / Воронин В.С. М., Недра, 1980. – 199 с., ил.
13. Бетонная крепь технология и механизация её возведения / Ю.З. Заславский, В.П. Киндур, Е.А. Лопухин,
Ф.И. Перепичка. – Донецк: «Донбасс» Редакция производственно-технической литературы, 1973. – 183 с.
14. "Development of Durable Dry-mix Shotcrete in Quebec”, Shotcrete, V 3, No. 2, Spring, 2001, pp. 18 – 20
15. Огнеупорность торкретбетона: влияние добавления волокон на взрывное откалывание. Питер С. Татнал
«Торкретбетон» весна 2003
16. Единая система защиты от коррозии и старения. Основные положения: ГОСТ 9.101-2002. –
[Дата введения 2004—01—01]. – М.: Межгосударственный стандарт, 2004. – 4 с.
17. Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Общие технические требования:
ГОСТ 31384-2008. – [Дата введения 2008—01—01]. – [офиц-е изд.]. – М.: Межгосударственный совет по стан-
дартизации, метрологии и сертификации (МГС).= Interstate council for standardization, metrology and certifica-
tion (ISC).;. Межгосударственная научно-техническая комиссия по стандартизации, техническому нормирова-
нию и сертификации в строительстве (МНТКС), 2009. – 69 с.: – (Межгосударственный стандарт)
|