Железобетон при воздействии карбонизации и хлоридной агрессии: вероятностная модель расчета-прогноза срока службы

Коррозия арматуры морских и прибрежных гидротехнических сооружений вследствие хлоридной агрессии и карбонизации бетона ведет к резкому снижению безопасности сооружения. Арматура подвергается процессу депассивации как только концентрация хлорида на ее поверхности превысит пороговую либо значение рН в защитном слое бетона уменьшится до порогового значения в результате карбонизации. При проникновении кислорода до поверхности арматуры реализуются электрохимические реакции с образованием продуктов коррозии. Это приводит к растрескиванию защитного слоя бетона, уменьшению площади сечения арматуры. В статье предложен метод прогнозирования комплексной деградации железобетонных конструкций прибрежных сооружений с учетом различных механизмов коррозионного износа, что позволяет разработать эффективные способы повышения долговечности и ремонтопригодности конструкций, эксплуатируемых в морской среде. Разработана методика прогнозирования долговечности железобетонных конструкций при совместном воздействии карбонизации и хлоридной агрессии с использованием конечно-разностной и вероятностной моделей. Учтены периоды инициирования и распространения коррозии арматуры для условий шельфовой зоны острова Сахалин. Выполнены полевые исследования сооружений портов Холмск и Корсаков. Произведена оценка фронта карбонизации и содержания хлоридов по глубине защитного слоя бетона. Предложена модель, позволяющая определить средний период до ремонта с учетом скорости деградации защитного слоя бетона от одновременного воздействия двух коррозионных процессов: карбонизации и хлоридной агрессии.

1. Leonovich S. N., Shalyi E. E., Falaleeva N. A., Kim L. V. (2016) The Influence of Carbon Dioxide on the Durability of Offshore Concrete Structures. International Ocean and Polar Engineering Conference (ISOPE-2016), 26 June – 2 July, Rhodes, Greece.

2. Leonovich S. N., Kim L. V., Shalyi E. E. (2016) Prediction of Durability of Concrete Pier Number 5 in the Port of Petropavlovsk-Kamchatka. Defekty Zdanii i Sooruzhenii. Usilenie Stroitel'nykh Konstruktsii: Sbornik Nauchnykh Statei XX Nauchno-Metodicheskoi Konferentsii VITU [Defects of Buildings and Structures. Strengthening of Building Structures: Collection of Scientific Articles of the XX Scientific-Methodical Conference VITU]. St. Petersburg, VITU, 238–242 (in Russian).

3. Shalyi E. E., Kim L. V., Leonovich S. N. (2016) Probability Calculation of Depth and Distribution of Carbonization Front in Concrete of Hydraulic Engineering Installations on the Khabarovsk Territory. Innovatsii v Betonovedenii, Stroitel'nom Proizvodstve i Podgotovke Inzhenernykh Kadrov: Materialy Mezhdunar. Nauch.-Tekhn. Konf., Posvyashch. 100-Letiyu so Dnya Rozhdeniya I. N. Akhverdova i S. S. Ataeva, 9–10 Iyunya 2016 g. Ch. 1 [Innovations in Concrete Knowledge, Construction Operations and Training of Engineering Personnel: Proceedings of International Scientific and Technical Conderence Dedicated to 100th Anniversary of the Birthday of I. N. Akhverdov and S. S. Ataev, June 9–10, 2016. Part 1]. Minsk, 243–247 (in Russian).

4. Shalyi E. E., Kim L. V., Leonovich S. N. (2016) Simulation Modeling of the Degradation of Reinforced Concrete Structures of Hydraulic Structures. VI International “Symposium Actual Problems of Computational Simulation in Civil Engineering”. Vladivostok, FEFU, 175–177 (in Russian).

5. Shalyi E. E., Kim L. V., Leonovich S. N. (2016) Probabilistic Calculation of the Depth and Spread of the Carbonization Front in Concrete Hydraulic Structures. Perspektivnye Napravleniya Innovatsionnogo Razvitiya Stroitel'stva i Podgotovki Inzhenernykh Kadrov: Materialy XX Mezhdunarodnogo Nauchno-Metodicheskogo Seminara (Grodno, 17–19 Fevralya 2016 g.) [Prospective Directions of Innovative Development of Construction and Training of Engineering Personnel: Materials of the XX International. Scientific Metod. Seminar (Grodno, February 17–19, 2016)]. Grodno, Yanka Kupala State University of Grodno, 328–333 (in Russian).

6. Leonovich S. N., Shalyi E. E., Kim L. V., Dzhogolyuk A. G. (2017) Degradation of Marine Reinforced Concrete Berth Structures on Sakhalin Island. The 27th International Ocean and Polar Engineeing Conference (ISOPE-2017), 25–30 June, San Francisco, California.

7. Leonovich S. N., Kim L. V., Shalyi E. E., Shalaya T. E. (2017) Prediction of the Service Life of the Concrete Berths of the Amursk Timber Terminal. Defekty Zdanii i Sooruzhenii. Usilenie Stroitel'nykh Konstruktsii: Sbornik Nauchnykh Statei XXI Nauchno-Metodicheskoi Konferentsii VITU [Defects of Buildings and Structures. Strengthening of Building Structures: Collection of Scientific Articles of the XXI Scientific-Methodical Conference VITU]. St. Petersburg, VITU, 172–177 (in Russian).

8. Shalyi E. E. (2018) Analysis of the Degradation of Concrete Structures on the Island of Sakhalin. Vestnik Inzhenernoi Shkoly Dal'nevostochnogo Federal'nogo Universiteta = Far Eastern Federal University: School of Engineering Bulletin, (1), 65–76 (in Russian).

9. Shalyi E. E., Kim L. V. (2018) The Chloride Corrosion of Marine Concrete. Vestnik Inzhenernoi Shkoly Dal'nevostochnogo Federal'nogo Universiteta = Far Eastern Federal University: School of Engineering Bulletin, (1), 101–110 (in Russian).

10. Shalyi E. E., Leonovich S. N., Kim L. V., Rumyantseva V. E., Budrevich N. A. (2018) Probabilistic Model of the Combined Effect of Carbonization and Chloride Aggression on Structural Concrete. Vestnik Grazhdanskikh Inzhenerov = Bulletin of Civil Engineers, (3), 123–131 (in Russian).