Ползучесть бетона при наличии арматуры
В результате стеснённого деформирования бетона ползучесть железобетонных элементов при обычных процентах армирования примерно в 1,5...2 раза меньше, чем неармированных.
Вследствие ползучести бетона напряжённое состояние железобетонного элемента, находящегося под постоянной нагрузкой, изменяется в течение времени за счёт перераспределения усилий между бетоном и арматурой. Процесс перераспределения усилий особенно интенсивно протекает в течение первых 3...4 месяцев после нагружения, а затем в течение длительного времени (более года) затухает.
Количественный анализ перераспределения напряжений (усилий) вследствие ползучести бетона можно дать, рассмотрев работу железобетонной призмы (короткой, в которой не ощущается сильно влияние продольного изгиба) с симметрично расположенной арматурой на осевое сжатие при действии постоянной длительной нагрузки.
В статически неопределимых конструкциях вследствие ползучести бетона может происходить выгодное перераспределение усилий (главным образом изгибающих моментов) между отдельными поперечными сечениями.
В некоторых других случаях ползучесть бетона может приводить к ухудшению работы железобетонной конструкции. Например, в изгибаемых элементах (балки, плиты) со временем значительно увеличиваются прогибы (примерно в 2...3 раза по сравнению с первоначальным), особенно при загружении бетона в раннем возрасте.
8. Коррозия железобетона и меры защиты от неё
Под коррозией железобетона следует понимать неблагоприятное воздействие на него жидкой или газообразной агрессивной среды, которое может привести к серьёзным повреждениям или снизить долговечность конструкции.
Процессы коррозии могут протекать как в бетоне, так, при некоторых условиях, и в арматуре.
Степень склонности железобетона к коррозии зависит от
- характера агрессивной среды;
- плотности бетона;
- вида цемента;
- скорости поступления агрессивной среды к поверхности бетона.
Различают три вида коррозии бетона.
При недостаточно плотных бетонах под действием фильтрующейся воды с малой жёсткостью растворяется основная часть цементного камня — гидрат окиси кальция [Са(ОН)2 — гашёная известь]. Этот раствор выносится на поверхность бетона, образуя на ней белые хлопья. Наиболее опасными являются мягкие воды с малым содержанием солей кальция. Наибольшее количество Са(ОН)2 содержится в портландцементе, поэтому он наименее стоек к этому виду коррозии (выщелачиванию).
Другой вид коррозии может происходить в результате химического взаимодействия Са(ОН)2 и агрессивной среды (водной или газообразной), которая содержит некоторые кислоты и соли (серную кислоту, её соли, соли Mg, СОз). Продукты обменных реакций этих веществ с составляющими цементного камня либо остаются на месте в виде аморфной массы, не обладающей прочностью, либо в растворённом виде уносятся с водой. Могут появляться потёки в виде белой слизи на поверхности бетона.
Разрушение бетона может происходить и оттого, что продукты взаимодействия агрессивной среды и цементного камня, кристаллизуясь, постепенно заполняют поры и каналы последнего. По мере накопления этих отложений сначала цементный камень уплотняется, а затем начинает разрушаться, так как накопление кристаллов приводит к разрыву стенок пор. Например, при действии на цементный камень сернокислых солей.
В реальных условиях обычно наблюдается одновременно коррозия всех трёх видов с преобладанием одного из них. Из кислот для бетона наиболее опасны: соляная и азотная, серная и сернистая. Морская вода и раствор сахара также вредно воздействуют на бетон.
Коррозия (ржавление) арматуры обычно протекает одновременно с коррозией бетона. Арматура защищается от коррозии бетонной оболочкой из щелочной среды, создаваемой наличием Са(ОН)2 в цементном камне. При эксплуатации углекислый газ, имеющийся в воздухе, диффундирует, проникая через поверхность и систему пор в глубь железобетонной конструкции. Углекислый газ вступает в реакцию с цементным камнем, и в результате протекающего процесса карбонизации утрачиваются щёлочность и защитное действие бетона по отношению к арматуре.
При хорошей водо- и газопроницаемости бетона, а также при наличии в нём трещин шириной 0,2...0,25 мм и более может начаться коррозия арматуры независимо от коррозии бетона. Продукты коррозии арматуры имеют больший объём по сравнению с первоначальным объёмом стали. Они создают отпор и откалывание участков защитного слоя бетона, после чего процесс коррозии протекает ещё быстрее. Чаще всего коррозия арматуры начинается при недостаточной толщине защитного слоя бетона и в местах с дефектами укладки бетона. Развитию коррозии в арматуре способствуют блуждающие токи.
Мероприятия по защите железобетона от коррозии:
1. Повышение плотности бетона.
2. Расход цемента на 1 м3 бетона для наружных конструкций должен быть не менее 250 кг, для конструкций, эксплуатируемых в закрытых помещениях — не менее 220 кг.
3. Применение бетонов, приготавливаемых на шлакопортландцементе и глинозёмистом цементе (в них мало СаО).
4. Применение битумных и асфальтовых покрытий.
5. Применение керамической кислотоупорной облицовки или оклеечной изоляции.
6. Применение полимербетонов.
Дата добавления: 2014-12-30; просмотров: 1215;