КАРБОНІЗАЦІЯ БЕТОНУ І КОРОЗІЯ АРМАТУРИ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ КОНСТРУКЦІЙ ПІДЗЕМНИХ КАНАЛІЗАЦІЙНИИХ СИСТЕМ
DOI:
https://doi.org/10.32347/2524-0021.2021.37.47-56Ключові слова:
корозія, арматура, карбонізація, бетон, експозиціяАнотація
Вивчався процес карбонізації бетону з різним співвідношенням води до цементу (В/Ц), а також досліджували вплив середовища на корозійні ушкодження арматури залізобетону. Наведені результати дослідження карбонізації бетону на спеціально приготовлених модельних зразках бетону розміром 250х250х250мм з терміном експозиції в розчині NACE на протязі 500 діб без зовнішнього навантаження. Виконані замірі корозійних ушкоджень арматурних стрижнів, які були розміщені всередині бетонних кубів. Методика оцінки величини карбонізації бетону і корозії арматури детально викладена у відомих наукових роботах. Отримані дані свідчать про активну карбонізацію бетону впродовж всього терміну експозиції зразків в розчині NACE, однак особливо значній за інтенсивністю карбонізації піддається бетон, приготовлений на співвідношенні В/Ц = 0,5 і 0,6. Меншою мірою піддається ушкодженням бетон із співвідношенням В/Ц = 0,7. Причому, аналогічна тенденція спостерігається й для корозії арматури. Це пояснюється тим, що збільшення водного середовища в бетонній масі полегшує дифузійні процеси доставки до реактивної зони хімічно-агресивних інгредієнтів, таких як вуглекислого газу, хлорид-іонів, водню, сірки, сульфат-іонів, різних видів бактерій тощо. Експериментально досліджена кінетика карбонізації бетону і корозії арматурних стрижнів в хімічно-агресивному середовищі NACE в залежності від терміну експозиції зразків в модельному розчині. Встановлено, що зі збільшенням водно-цементного відношення В/Ц від 0,5 до 0,7 різко зростає глибина карбонізації і товщина шару корозійних продуктів. Експериментальним шляхом встановлено наводнення поверхневих шарів арматури та їх сильне окрихчення в процесі тривалої експлуатації арматури в структурі залізобетону, що спричиняє зниження тріщиностійкості в цілому залізобетонних конструкцій. Експериментально із залученням високоточного металографічного обладнання досліджена деградація арматурної сталі в процесі тривалої експлуатації в агресивних середовищах, що призводить до передчасних корозійних ушкоджень арматури з подальшим руйнуванням конструкції.
Посилання
Makarenko V. D. (Ed.) (2021) Koroziyno-mekhanichni ruynuvannya hi-drotekhnichnykh sporud Ukrayiny [Corro-sion and mechanical destruction of hydraulic structures of Ukraine]: monograph. Kyiv: NUBiP of Ukraine. [in Ukrainian]
Staroselsky, A. A. (Ed.) (1988) Korrozy-ya y zashchyta zhelezobetonnykh kon-struktsyy y sooruzhenyy élektryfytsyro-vannykh zhelez-nykh doroh [Corrosion and protection of reinforced concrete structures and structures of electrified railways]: textbook. Kharkiv: KhIIT, 1988. [in Russian]
Makarenko, V. D., Kuzʹmenko, O. H., Kuskov, Yu. M., Bilyk, S. I., Vynnykov, Yu. L., & Makarenko, Yu. V. (2021) Koroziyni ruynuvannya kanalizatsiynykh system Ukrayiny [Corrosion destruction of sewage systems of Ukraine]: monograph. Kyiv: Scientific and Publishing Department of NULES of Ukraine. [in Ukrainiane]
Schreier, L. L. (Ed.) (1981) Corrosion: a handbook. Moskow: Metallurgy. [in Russian]
NACE TM0177-SG (2016) Laboratory Testing of Metals for Resistance to Sulfide Stress Cracking and Stress Corrosion Cracking in H2S Environments. Retrieved from https://store.ampp.org/tm0177-2016
Makarenko, V. D., Muravjev, K. A., & Kalyanov, A. I. (2006) Special features of manual ans welding of root joints in nonrotating welds in pipelines in Westem Siberia. Welding International, 20 (5). 410-413. https://doi.org/10.1533/wint.2006.3640
Makarenko, V. D. (Ed.) (1996) Svarka i korroziya neftegazoprovodov Zapadnoy Sibiri [Welding and corrosion of oil and gas pipelines in Western Siberia]. Kyiv: Naukova dumka. [in Russian]
Makarenko, V. D. (Ed.) (2000) Kor-rozionnaya stoykost' svarnykh metallokon-struktsiy neftegazovykh ob"yektov [Corrosion resistance of welded metal structures of oil and gas facilities]. Moscow: LLC "Nedra-Business Center". [in Russian]
Okada, T., & Hattori, S. (1985) The relationship between the salt concentration in water and the resistance to corrosion fatigue of structural steel containing 0.37% carbon. - Proceedings of the American Society of Mechanical Engineers. Moscow: Mir, 3. 98-107. [in Russian]
Sakharov, V. N. & Mayorov, V. G. (2005) Sovremennyye metody antikorrozion-noy zashchity metallokonstruktsiy v gidrotekhnike [Modern methods of anticorrosion protection of metal structures in hydraulic engineering]. Hydraulic engineering, 3. 46-11. [in Russian]
Schluger, M. A, Ajogin, F. F, & Efimov, E. A. (1981) Korroziya i zashchita metallov [Corrosion and protection of met-als]. Moscow: Metallurgy. [in Russian]
ISO 12944-2: 2017 Paints and varnishes – Corrosion protection of steel structures by protective paint systems. Re-trieved from https://www.iso.org/standard/64834.html
Mezenov, V. & Golovnenkova, M. (2009) Tough call for coating. Bridge: design and engineering, 55(15). 64 p.
Babik, K. M, Gakh, N. D, & Shalinsky, V. V. (2020) Tekhnichnyy stan konstruktsiy ta elementiv zemlyanoyi vstavky avtodorozhnʹoho pereyizdu sporudamy Dniprovsʹkoyi HES [Technical condition of structures and elements of the earthen insert of the road crossing structures of the Dnieper HPP]. Industrial Construction and Engineering Structures, 4. 7-15. [in Ukraini-an]
Likverman, A. I., Glazman, F. B., & Rasporov, K. O. (2001) Effektivnaya siste-ma zashchity metallicheskikh mostov ot kor-rozii [Effective system of protection of metal bridges against corrosion]. Transport construction, 8. 2-5. [in Russian]
Marinin, A. N., Garibov, R. B., Ovchinnikov, I. G. (2008) Soprotivleniye zhelezobetonnykh konstruktsiy vozdeystviyu khloridnoy korrozii i karbonizatsii [Resistance of reinforced concrete structures to the effects of chloride corrosion and carbonization]. Saratov: RATA. [in Russian]
Moskvin, V. M. (1980) Korroziya beto-na i zhelezobetona; metody ikh zashchity [Corrosion of concrete and reinforced concrete; methods of their protection]. Mos-cow: Stroyizdat.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Валерій Макаренко, Володимир Гоц, Тетяна Хомутецька, Юлія Макаренко, Тетяна Аргатенко, Ірина Прибитько, Олена Панченко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a) Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 70 років після смерті останнього співавтора з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b) Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c) Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
