Технологии и приборы для неразрушающего исследования бетона. Исследования бетона


Неразрушающие методы контроля и исследования бетона

Определение показателя прочности на усилие сжатия производится путем расчета по формулам и графикам, указанным в ГОСТ 22690-88, а также с использованием графиков прилагаемых производителями приборов. И в ГОСТе, и в графиках производителя указываются градуировочные зависимости между самим параметром прочности и его косвенным значением.  

Получение показаний приборами производится при исследовании самой строительной конструкции. Кроме этого, могут проводиться и испытания полученных из конструкции проб.  Это необходимо для получения показаний прочности на сложно доступных участках, а также при отрицательных температурах наружной среды. Полученные пробы заливаются бетонным раствором прочностью не менее 50% от прочности пробы. Для этого удобно использовать типовые формы согласно ГОСТ 10180-2012. Порядок размещения проб после заливки указан на рис.1.

ris.jpg

Рис.1. 1 - проба бетона; 2 - наиболее удобная для испытания сторона пробы; 3 - раствор, в котором закреплена проба

Как уже говорилось выше, приборы для проведения неразрушающего контроля имеют собственные графики градуировочной зависимости или базовые настройки для исследований тяжелого бетона средних марок.

Для получения показаний прочности конструкций возможно использование технологий упругого отскока, ударного импульса или пластической деформации.  Получение точного значения производится с помощью градуировочной зависимости определенной для бетона, разнящегося с испытываемым своим составом, условиями застывания, возрастом или влажностью. Уточнение значений производится по методике указанной в пр. 9. ГОСТ 22690-88.

Для определения показателей прочности ультразвуковым способом необходима градуировка и корректировка данных полученных прибором согласно ГОСТ 17624 и ГОСТ 24332. В таблице 1 приведены данные расстояний между точками испытаний и количество испытаний для различных методик неразрушающего контроля.

Таблица 1

Наименование метода

Число испытаний на участке

Расстояние между местами испытаний, мм

Расстояние от края конструкции до места испытаний, мм

Толщина конструкции

Упругий отскок

5

30

50

100

Ударный импульс

10

15

50

50

Пластическая деформация

5

30

50

70

Скалывание ребра

2

200

-

170

Отрыв

1

2 диаметра диска

50

50

Отрыв со скалыванием

1

5 глубин вырыва

150

Удвоенная глубина установки анкера

 

Испытание методом упругого отскока

Методика определения прочности конструкции требует расстояния между точками приложения усилий и арматурой не менее 50 мм. Процесс испытания состоит из следующих этапов:

  • Размещение прибора на поверхности конструкции таким образом, чтобы направление усилия шло под углом 90°.
  • Относительно горизонтали прибор располагается таким же образом, как и при испытании образцов для определения градуировки. Если выбирается иная точка установки, то необходимо внесение  поправок в соответствии с рекомендациями производителя прибора.
  • Определяется косвенная характеристика.
  • Производится расчет косвенной характеристики на участке конструкции.

Определение прочности на усилие сжатия прибором "Склерометр - Schmidt тип N"

original_schmidt_n.jpg

Склерометр – это прибор для замера показаний прочности бетона и бетонного раствора с посредством методики упругого отскока в соответствии с требованиями ГОСТ 22690-88. Границы замеров для данной методики составляют от 5 до 50 МПа (для марок М50 - М500).

Прибор состоит из ударного механизма и стрелки-индикатора, помещенных в корпус цилиндрической формы. Замер проводится приведением в действие ударного механизма. Величина отскока бойка прибора фиксируется стрелкой. Полученный показатель твердости при ударе переводится в показатель прочности с помощью графика, прилагаемого к склерометру. График составлен на основании сопоставления показаний разрушающих измерений на пробах кубической формы путем раздавливания в прессе и испытаний склерометром. 

grafik.jpg

Отрыв со скалыванием

Для проведений испытаний по методике отрыва со скалыванием точки закладки анкеров должны располагаться в зонах минимального напряжения от действующих на конструкцию нагрузок или минимального усилия обжатия предварительно напряженной арматуры.

Процесс замера состоит из следующих этапов:

  • Если лепестковый анкер не был заложен до бетонирования, то проводится бурение отверстия или пробивка шпура размером и глубиной соответствующим требованиям используемого прибора.
  • Анкерное устройство крепится в отверстии или шпуре.
  • Производится соединение прибора и заложенного анкера.
  • Приводится в действие прибор, начиная с минимальной нагрузки на отрыв с последующим увеличением со скоростью от 1,5 до 3 кН/с.
  • После отрыва фиксируются показатели приложенного усилия и минимальная с максимальной глубины скалывания. Точность замера глубин должна составлять не менее 1 мм.

Таким способом определяется точный показатель прочности бетона за исключением случаев:

  • если разница максимальной и минимальной величин скалывания между границами разрушения и поверхностью разнятся более чем в 2 раза;
  • разница между глубинами вырыва и заделки отличается более чем на 5%.

При указанных выше факторах применение итогов допускается только для примерной оценки.

Рекомендуется применение анкерных устройств в соответствии с приложением 2. ГОСТ 22690-88 для которых определена следующая градуировочная зависимость (пр. 5.).

ПРИЛОЖЕНИЕ

В случае применения  согласно ГОСТ 22690-88 анкерных устройств, показатель прочности бетона R, МПа определяется по формуле перевода разрушающего усилия (Р) полученного в ходе испытаний к прочности на сжатие:

R = m1 * m2 *P,

где:

m1 – коэффициент учета предельного размера большого заполнителя. Принимается равным 1 при крупности до 50 мм, 1.1 – при крупности от 50 мм.;

m2 – коэффициент перевода к прочности на сжатие, находится в зависимости от марки бетона и обстоятельств его затвердевания.

При замерах тяжелого бетона прочностью от 10 МПа и керамзитового бетона прочностью от 5 - 40 МПа показатель m2 принимается равным в соответствии с таблицей 2

Таблица 2

Условие твердения бетона

Тип анкерного устройства

Предполагаемая прочность бетона, МПа

Глубина заделки анкерного устройства, мм

Значение коэффициента m2 для бетона

тяжелого

легкого

Естественное

I

? 50

48

1,1

1,2

> 50

35

2,4

-

II

? 50

48

0,9

1,0

> 50

30

2,5

-

III

? 50

35

1,5

-

Тепловая обработка

I

? 50

48

1,3

1,2

> 50

35

2,6

-

II

? 50

48

1,1

1,0

> 50

30

2,7

-

III

? 50

35

1,8

-

 

Прибор для замера показателя прочности бетона методом отрыва со скалыванием «Оникс-ОС»

oniks_os.jpg

Для проведения замеров необходим участок ровной поверхности размером 200х200 мм. В центре участка пробивается или пробуривается (шлямбургом или электромеханическим инструментом) отверстие глубиной 55x10-3 м строго перпендикулярно поверхности конструкции с отклонением не более 1 градуса.

Процесс измерения состоит из следующих этапов:

  • В отверстие соответствующее вышеуказанным параметрам закладывается анкер, состоящий из конуса и трех сегментов.
  • Закручивается гайка-тяга с усилием необходимым для предотвращения проскальзывания анкера.
  • Опора устройства до упора закручивается в рабочий цилиндр.
  • Винт насоса устанавливается в верхнее положение.
  • Устройство подсоединяется к гайке-тяге.
  • Опора вкручивается до плотного соприкосновения с поверхностью конструкции.
  • Анкерное устройство вырывается путем вращения ручки насоса.
  • Определяется разрушающее усилие визуальным методом по показаниям давления на манометре. Точность должна составлять до 2,5 кгс/см2.

Очень важно чтобы при проведении испытаний не производилось проскальзывание анкерной конструкции. Итоги замера не учитываются при проскальзывании более 5х10-3 м. Не допустимо повторное использование отверстия т. к. это может привести к некорректным результатам.

Определение глубины скалывания определяется с помощью двух линеек. Первая располагается ребром на испытуемой поверхности, второй определяется глубина. 

Ультразвуковой метод определения прочности бетона

Определение прочностных показателей бетона ультразвуковым методом производится на основании существующих зависимостей между скоростью распространения звуковых волн и прочность материала. Для этого используются специальные градуировочные зависимости между скоростью ультразвука и прочностью или между временем распространения и прочностью. Выбор зависимости основан на технологии ультразвукового сканирования.

Для ультразвукового исследования используются методики сквозного или поверхностного прозвучивания. Для сборных строительных конструкций, таких как колоны, ригели, балки и т. д. применяется сквозная методика ультразвукового сканирования с направлением волн в поперечном направлении. При наличии затруднений со сквозным сканированием в силу конструктивных особенностей, а также для стеновых панелей, ребристых плоских панелей и др. плоских стройконструкций применяется поверхностное сканирование. База прозвучивания устанавливается как и на пробах при установке градуировочной зависимости.

Между поверхностями прибора и стройконструкций обеспечивается плотный акустический контакт с помощью технического вазелина и др. вязких материалов. От выбора методики прозвучивания зависит определение градуировочной зависимости. При сквозном определяется зависимость прочности от скорости прохождения звуковой волны, при поверхностном – зависимость прочности от времени её прохождения.  При поверхностном сканировании возможно использование соотношения «скорость-прочность» с применением коэффициента перехода (пр. 3.).

Время прохождения звуковой волны через материал определяется при направлении под прямым углом к уплотнению при расстоянии от 30 и более мм от края исследуемой поверхности строительной конструкции. Также обязательным является направление волны под прямым углом к заложенной в конструкции арматуре при её концентрации в зоне исследований не более 5% от объёма железобетона.  Возможно направление волны параллельно арматуре при расстоянии от арматуры не меньше чем 60% от длины базы.

 

Пульсар 1.2

pulsar.jpg

Рис. 2. Внешний вид прибора Пульсар-1.2: 1 - вход приемника;
 2 - выход излучателя

В состав прибора Пульсар (рис. 2.) входит электронный блок и ультразвуковые преобразователи. Последние могут быть раздельными или объединенными в единый блок. Электронный блок оснащен клавиатурой и дисплеем, имеются разъёмы для подключения блока поверхностного сканирования или отдельных ультразвуковых преобразователей для сквозного сканирования. Прибор также оснащен USB-разъёмом для подключения к информационно-вычислительным системам. Доступ к автономным источникам питания производится через крышку в нижней части.

Функции прибора основана на замере времени преодоления  ультразвукового импульса через исследуемый материал  от излучателя к приемнику. Скорость (V) прохождения волны определяется по формуле:

V=N/t

где:

N – расстояние от излучателя до приемника;

t – время прохождения волны.

Максимально точный показатель определяется как результат обработки данных после шести измерений. Проводится от 1 до 10 измерений с определением среднего значения, а также с учетом двух коэффициентов – вариации и неоднородности.

Скорость прохождения ультразвуковой волны через исследуемый бетон зависит от показателей:

  • плотность и упругость;
  • присутствие либо отсутствие дефектов (трещин и пустот), от которых зависят прочностные свойства и качество материала.

Исходя из этого, сканируя ультразвуком элементы стройконструкций возможно получение информации о:

  • прочностных показателях;
  • монолитности структуры;
  • параметрах модулей плотности и упругости;
  • наличии/отсутствии изъянов, а также об их местонахождении и конфигурации;
  • форме А-сигнала.

Возможно проведение исследований с применением смазки и посредством сухого контакта см. рис. 3.

varianty_prozvuchivaniya.jpg

Рис. 3. Варианты прозвучивания

Прибор «Пульсар» производит фиксацию и визуализацию ультразвуковых импульсов, оснащен цифровыми и аналоговыми фильтрами для отсеивания помех. При  работе в режиме осциллографа есть возможность визуального наблюдения за сигналами на дисплее, оператор может самостоятельно устанавливать курсор в положение контрольной метки первого вступления, изменять увеличение измерительного тракта,  сдвигать ось времени для изучения импульсов первого вступления и огибающей.

Оформление полученных данных прочности конструкций методами неразрушающего контроля

Итоги проведенных испытаний заносятся в журнал в котором указываются:

  • название стройконструкции, номер исследуемой партии;
  • вид исследуемой прочности и ее необходимый параметр;
  • параметры бетона;
  • наименование применяемой методики исследований,  модель используемого прибора и его заводской номер;
  • средний косвенный показатель прочности и должное значение прочности материала;
  • данные об применении корректирующих коэффициентов;
  • итоговые показатели прочности;
  • данные о лицах проводившие испытания и их подпись, дата проведения испытаний.

Для определения прочности ультразвуковым методом необходимо использовать форму, указанную в пр. №8-9, ГОСТ 17624-87 «БЕТОНЫ. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ»

 

Ударно-импульсный метод определения прочности бетона

udarno-impulsnyy_metod.jpg

Установление марки бетона  посредством  технологии ударно-импульсного исследования производится прибором ИПС-МГ4.01 в соответствии с требованиями ГОСТ 22690-88.

Технические характеристики прибора ИПС-МГ4.01:

Пределы замеров прочности, МПа

3...100

Величина погрешности замера, %

± 10

Количество сохраняемых в памяти прибора показаний замеров

500

Количество индивидуальных градуировочных зависимостей, шт.

9

Количество базовых градуировочных зависимостей, шт.

1

Принцип работы ударно-импульсного оборудования заключается в проверке показателей твердости и упругости строительной конструкции  с помощью ударного импульса. Для этого проводится серия ударов (15 шт.) в одно место поверхности стройконструкции. Далее прибор производит пересчет полученных значений и определяет средний показатель. На основании полученного показателя и определяется фактическая марка бетона строительной конструкции.

Главным достоинством данной методики является его простота и возможность работы в сложных условиях. Однако следует учитывать, что полученных данных недостаточно для экспертной оценки прочности бетона.  Для этого необходимы другие методики контроля, в частности отрыв со скалыванием.

ic-lsk.ru

Исследование основа качества бетона.

Для того чтобы обеспечивать партнеров только хорошей продукцией мы оборудовали на бетонном заводе специальную лабораторию. В ней регулярно проводится испытание материала, чтобы определить его технологические и эксплуатационные свойства. Для этого задействуются специальные устройства и высококвалифицированный персонал. Испытания под руководством профессиональных технологов позволяют определить свойства бетона и помогают контролировать качество продукта, как на промежуточных этапах, так и в конечной стадии. Такое изучение проводится на самом современном оборудовании и с помощью физико-химических и механических методов. Работа технологов позволяет определить прочность бетона, провести испытания устойчивости к морозу, давлению воды и т.д. Контролируется температура твердения бетона, показателей его заполнителей и т.д. Бетон испытывается на механическую прочность, устойчивость к сжатию и растяжению, ударам и изгибанию, кручению и срезам, усталости, твердости и т.д. Изучаются и физические свойства, к которым помимо морозостойкости относится и теплопроводность, поскольку легкие сорта бетона часто применяются в качестве теплоизоляционного слоя. Качественный материал должен противостоять температурному и химическому воздействию, деформации, и быть пластичным для технологической обработки.

  • Проверка бетона на прочность
  • Проверка бетона на прочность в лаборатории
  • Анализ прочности бетона
  • Анализ бетона на прочность в лабораторной установке - начало.

Проверка на прочность.

Сам по себе бетон является затвердевшей смесью, которая состоит из вяжущей основы, заполняющего материала и воды. Качество этого материала зависит в первую очередь от прочности, поэтому лабораторные испытания, которые проводятся на заводе, имеют большое значение. Такая экспертиза позволяет контролировать качество отгружаемой продукции и обеспечивает ее соответствие ГОСТам. Благодаря работе наших специалистов мы по желанию заказчика предоставляем полный пакет документов, состоящий из паспорта качества, протокола лабораторного испытания и т.д. Это, несомненно, позволяет вывести отношения с клиентами на совершенно иной уровень доверия. Высокая прочность бетона позволяет материалу сопротивляться внешним воздействиям без разрушений. Исходя из этого показателя, определяется марка, а значит и проектируемые нагрузки. Часто критерием оценки становится прочность бетона при сжатии, которая измеряется при разрушении группы контрольных образцов, подвергающихся статической нагрузке. Помимо этого метода лаборатории могут применять акустический, ультразвуковой, динамический, магнитометрический методы, а также методы вихревых токов и нейтронной радиографии. Это возможно только благодаря качественному оснащению лаборатории и специалистам с высокой квалификацией, которые проводят анализы. В галерее фотографий отображены различные интересные рабочие моменты из повседневной жизни лаборатории.

Методика лабораторного исследования.

  • лабораторное испытание бетона на прочность
  • Взятие пробы щебня работником лаборатории для анализа качества
  • Подготовка бетона для лабораторной установки для проверки на прочность
  • Проверка пробы бетона электричеством

 

 

 

Метод образцов считается самым точным. Испытаниям предшествует изготовление самих образцов, при этом обязательно фиксируется номер и время изготовления, которое имеет большое значение. После этого образцы испытываются на прессе, а результаты экспериментов фиксируются и обрабатываются. Точка разрушения образца и есть необходимая величина для расчета прочности бетона. Если проводится лабораторное исследование готовой бетонной конструкции в ходе экспертизы, образцы могут добываться прямо из объекта. Из каждой производимой заводом партии обязательно отбираются образцы для анализа. В специальной климатической камере проводятся испытания на термостойкость, влагостойкость бетона. Морозостойкость, как один из важнейших показателей, включается в маркировку бетона и относится к одному из его специфических свойств. Во многом такая устойчивость зависит от плотности материала и минимального количества полостей и пустот. Благодаря камере моделируются конкретные условия, и анализируется их влияние на материал. При этом современная техника позволяет проводить испытания ускоренным методом. Затем вес и другие показатели фиксируются с помощью компьютерной техники, а вес отгружаемых партий – с помощью автомобильных весов.

beton-tesla.ru

Коррозия железобетонных конструкций. Исследование химического состава высолов на бетоне. Исследование образцов затвердевшего бетона.

Прочность и долговечность бетона и железобетона зависит от многих факторов. Если при проектировании и получении бетона учтены все эти факторы, то изделие со временем только набирает прочность.

В данной статье рассматривается факт прямо противоположный: уже в ходе строительных работ на железобетонных плитах перекрытия между подвалом и первым этажом строящегося здания наблюдается появление высолов, продольных трещин, затем отшелушивается поверхностный слой бетона и куски бетона отпадают(отстреливают), открывая железную арматуру, частично покрытую ржавчиной, т. е. наблюдается разрушение плиты. Первый этап разрушения — появление высолов; обнаружено на 90 % плит перекрытия.

По внешним проявлениям было сделано предположение, что разрушение бетонной плиты, которое сопровождается коррозией арматуры, может быть вызвано хлоридной коррозией бетона ІІ вида. Если в бетон попадают хлориды, то усиливаются процессы растворения других составляющих. Гидроксид кальция выносится по капиллярным порам на поверхность бетона. На поверхности бетона образуется налет карбоната кальция. Щелочность поровой жидкости бетона падает, начинается коррозия железной арматуры. Присутствующие хлориды ускоряют этот процесс. Для установления присутствия хлоридов в бетоне была выявлена их концентрация в высолах и водной вытяжке трех образцов бетона.

Другой причиной появления высолов и трещин на бетоне может быть коррозия III вида, т. е. образование в бетоне кристаллогидратов, имеющих больший объем, чем исходные соединения. В бетоне создается напряжение, которое приводит к появлению трещин. Типичным примером коррозии III вида является сульфатная коррозия. Но не только сульфатная коррозия относится к III виду. Многие соли cпособны давать кристаллогидраты большего объема, чем исходные соединения. Для определения вероятности коррозии III вида были проанализированы высолы и водные вытяжки трех образцов бетона на присутствие сульфатов и карбонатов.

В литературе описаны подобные случаи раз рушения плит перекрытия строящихся зданий г. Москвы. Авторы считают, что разрушение можетбыть связано с загрязнением сырья при перевозке или с нарушением технологии получения бетона.

Это связано с тремя факторами: во-первых, бетон получали c использованием цемента или заполнителей, загрязненных инородными примесями. Например, чистые продукты перевозили в вагонах из-под удобрений, угля, извести, доломита и других веществ. Наличие мнородных веществ нарушает процесс структурообразования. Размер «отстрелянных», вырванных кусков бетона в описанных случаях, так же как и в нашем, составлял от 10 до 500 мм, число «отстрелов» достигало 50–60 единиц на площадь перекрытия. От количества и характера попавших примесей, по мнению авторов, зависит длительность процесса. Он может продолжаться от месяца до нескольких лет.

Во-вторых, бетон получали с использованием заполнителей, содержащих активный кремнезем. Щелочи реагируют на SiO2, и это приводит к образованию вначале мелких трещин, потом более крупных, а затем сколов.

В-третьих, бетон — это неоднородное гетерогенное тело. Наличие пор и трещин в бетоне — неотъемлемая особенность строения материала. Формулы для расчета прочности бетона учитывают неоднородность и дефекты структуры материала. Заданная прочность достигается только при определенном соотношении однородности и неоднородности. Авторы считают, если смешивать цементы разных производителей, разных марок, то неоднородность и дефектность структуры достигают критического уровня. Например, нельзя смешивать цементы марки ПЦ400-Д0, ПЦ400-Д20, ПЦ400-Д5. Схватывание различных цементов проходит с разной скоростью, темп набора прочности различается, поэтому структура бетона будет иметь дефекты. Это приведет к высолам и «отстрелам». То же самое наблюдается, если использовать смесь цемента ПЦ400-Д0 разных производителей.

Кроме перечисленных факторов на появление микротрещин оказывают влияние объемные деформации, различие температурных и влажностных деформаций отдельных компонентов, температурные и влажностные градиенты, коррозионные воздействия среды эксплуатации и т. п. Процесс разрушения бетона можно рассматривать как развитие трещин, возникающих обычно по месту контакта цементного камня и заполнителя. Авторы отмечают, что развитие микротрещин в бетоне со временем прекращается (эффект «самозалечивания»). В рассматриваемом случае процессы образования и развития трещин почти прекратились примерно через полгода.

В ходе настоящего исследования был определен химический состав высолов и сделан анализ водных вытяжек трех образцов бетона.

Методика и результаты исследования

Исследование химического состава высолов на бетоне

Высолы для анализа взяты в двух удаленных друг от друга точках на разных плитах перекрытия (образец № 1 — сухие высолы, образец № 2 — мокрые высолы). Были исследованы водные вытяжки высолов и определено содержание в фильтрате хлоридов, сульфатов, карбонатов, гидрокарбонатов, кальция, магния.

Таблица №1: Результаты анализа водной вытяжки высолов.

Результаты анализа водной вытяжки высолов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчеты показали, что растворимая в воде часть высола в обоих образцах представлена в основном гидрокарбонатами кальция и магния и гидроксидом кальция.

Затем исследовали солянокислую вытяжку высолов. Для этого часть высола, нерастворимого в воде, растворяли в НCl; наблюдалось активное выделение углекислого газа.

Часть высолов ни в воде, ни в HCl не растворяется. Разница нерастворившейся части для образцов связана с различными условиями отбора проб. В первом случае сухие высолы снимали скальпелем с бетона, была вероятность попадания в образец песка из бетона, который в НCl не растворяется. В соляно-кислой вытяжке определяли сульфаты, силикаты, полуторные окислы, кальций, магний.

Таблица №2: Результаты анализа солянокислой вытяжки высолов.

Результаты анализа солянокислой вытяжки высолов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица №3: Результаты анализа п.п.п. и водной вытяжки трех образцов бетона.

Результаты анализа п.п.п. и водной вытяжки трех образцов бетона.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, если не учитывать песок, попавший в образцы при отборе проб, то 98,19 и 99,07 % высолов образцов 1 и 2 растворимы только в НCl с выделением СО2 — это карбонат кальция. Для проверки выводов, сделанных о составе высола, определяли потери при прокаливании образца № 2 при 950 °С.

Показатель п.п.п. равен 46,2 %. Расчет показывает, что химически чистый гидроксид кальция должен давать п.п.п. 24 %, карбонат кальция — 44 %, а гидрокарбонат кальция — 65,4 %. Таким образом, полученный результат свидетельствует о том, что высол представлен карбонатом кальция с незначительной примесью гидрокарбоната (растворимая часть 1,48 и 0,83 %), хлориды и сульфаты в составе высола отсутствуют.

Исследование образцов затвердевшего бетона.

Определены потери при прокаливании и получены водные вытяжки трех образцов бетона:

проба № 1 — новая партия плит перекрытия, без повреждений;

проба № 2 — куски бетона, отвалившиеся от дефектных плит перекрытия;

проба № 3 — отшелушившийся верхний слой бетона дефектных плит перекрытия.

Образцы бетона были предварительно разрушены, отобрана через сито мелкая цементно-песчаная фракция. Определены п.п.п. по общепринятой методике при 950 °С.

Для получения водной вытяжки образцы были залиты водой и периодически перемешивались в течение суток. Взвесь отфильтровали. Анализ водной вытяжки приведен в таблице №3.

Следует отметить, что чем больше разрушение бетона, тем ниже рН среды, меньше щелочность.

Снижение рН среды приводит к образованию ржавчины на арматуре, что и наблюдается в действительности. Увеличение показателя «потери при прокаливании» можно объяснить карбонизацией гидроксида кальция: чем больше гидроксида кальция в бетоне, тем меньше п.п.п. В разрушенных образцах гидроксид кальция карбонизован. Хлориды в водных вытяжках всех образцов отсутствуют, сульфаты присутствуют в незначительном количестве.

Выводы

Высолы на бетонных плитах перекрытия почти на 99 % состоят из карбоната кальция, что установлено двумя независимыми методами анализа.

Хлориды отсутствуют как в составе высолов, так и в водной вытяжке бетона, что свидетельствует о том, что разрушение бетона не связано с хлоридной коррозией.

Сульфаты отсутствуют в высолах, а в водной вытяжке образцов бетона присутствуютв количестве 0,2–0,35 % от массы взятого цементно-песчаного раствора. Такое количество сульфатов не может вызвать сульфатную коррозию.

Повышение потерь при прокаливании в разрушающемся бетоне по сравнению с обычным образцом и понижение рН водной вытяжки бетона и его щелочности свидетельствуют о карбонизации гидроксида кальция. О снижении концентрации гидроксида кальция в бетоне свидетельствует так-же появление ржавчины на арматуре.

Карбонизация гидроксида кальция в разрушающемся бетоне, образование высолов на поверхности плит, появление трещин на бетоне и сколов — последствия дефектов структуры бетона.

Причиной нарушения структуры бетона может быть как нарушение технологии получения железобетонных плит, так и температурно-влажностные условия эксплуатации.

Учитывая, что разрушению подвергались только плиты перекрытия между подвалом и первым этажом здания, необходимо обратить внимание на следующую причину образования микротрещин — температурные и влажностные градиенты. Температура в подвальном помещении летом на несколько градусов ниже, а влажность воздуха выше, чем на открытом пространстве. При относительной влажности воздуха 70 % и выше резко повышается агрессивность внешней среды, наблюдается увеличение скорости гидратации C3S и продвижение образующегося гидроксида кальция к поверхности. Высолы наблюдались на плитах только со стороны подвала, что подтверждает возможность описанного процесса.

Если уменьшается концентрация гидроксида кальция в бетоне, то снижается прочность цементного камня и бетона. Присутствие гидроксида кальция положительно влияет на прочностные свойства бетона, а также является регулятором стабильности других продуктов гидратации. Например, 3CaO · SiO2 · nh3O устойчив в водном растворе, содержащем не менее 1,1 г CaO/л. При потере 10 % CaO снижение прочности цементного камня достигает 10 %, при 20 %-ной потере CaO прочность уменьшается на 25 %, а при потере 33 % CaO наступает разрушение цементного камня. Поэтому выход на поверхность гидроксида кальция на значительной части плит может способствовать потере прочности, появлению трещин и сколов.

В будущем следует осуществлять проветривание подвальных помещений, чтобы избежать значительного повышения влажности воздуха в подвале. 

 

 

 

www.voscem.ru


Смотрите также