Влияние карбонизации бетонных поверхностей на их сцепление со свежеуложенным бетоном

В процессе эксплуатации бетонные и железобетонные конструкции подвержены воздействию агрессивной среды углекислого газа. При реконструкции и капитальном ремонте причальных сооружений прибрежной зоны морей Дальнего Востока установлена слабая прочность сцепления «старого» карбонизированного и «нового» ремонтного бетонов. Причиной, препятствующей надежному сцеплению бетонов, является образование непрочных продуктов коррозии в порах и на поверхности «старого» бетона. В процессе исследования выполнены ускоренные испытания карбонизации бетона от воздействия углекислого газа. Структура карбонизированного цементного камня исследована с помощью электронного сканирующего микроскопа. Результаты исследований позволили оценить структуры «здорового» и пораженного карбонизацией цементных камней. Выполненный анализ процесса карбонизации бетона, включая микрофотографии образцов, показал, что под действием углекислоты поверхностный слой толщиной 4 мм  и более претерпевает перестройку структуры. Волокнистые образования разрушаются, и карбонизированный объем представляет собой груду слабосвязанных рыхлых новообразований и пленок, перекрывающих входы в капиллярную систему бетона. Они не являются надежной основой для сцепления «нового» и «старого» бетонов и препятствуют проникновению жидкости, содержащей продукты растворения цемента из «нового» бетона в капилляры здоровой структуры «старого» для их надежного соединения.

1. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты / В. М. Москвин [и др.]. М.: Стройиздат, 1980. 536 с.

2. Exposure of Mortars to Cyclic Chloride Ingress and Carbonation / J. Backus [et al.] // Advances in Cement Research. 2013. Vol. 25, Nо 1. 3–11. https://doi.org/10.1680/adcr.12.00029.

3. Прочность, трещиностойкость и долговечность конструкционного бетона при температурных и коррозионных воздействиях / С. Н. Леонович [и др.]. Минск: БНТУ, 2016. Ч. 2. 204 с.

4. Вероятностный расчет глубины и распространения фронта карбонизации в бетоне гидротехнических сооружений / Е. Е. Шалый [и др.] // Наука и техника. 2018. Т. 17, № 2. С. 106–113. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-2-106-113.

5. Шалый, Е. Е. Анализ деградации бетона сооружений на острове Сахалин / Е. Е. Шалый // Вестник Инженерной школы Дальневосточного государственного технического университета. 2018. Т. 34, № 1. С. 65–76.

6. Philip, H. Perkins Concrete Structures: Repair, Waterproofing and Protection / Н. Philip. Applied Science Publishers LTD. London, 1976. 256 p.

7. Молодин, В. В. Сцепление зрелого и твердеющего бетона, уложенного с термообработкой в зимних условиях / В. В. Молодин, Д. А. Иванов // Известия вузов. Строительство. 2019. № 4. С. 82–93.

8. Ахвердов, И. Н. Основы физики бетона / И. Н. Ахвердов. М.: Стройиздат, 1981. 464 с.

9. Мчедлов-Петросян, О. П. Химия неорганических строительных материалов / О. П. Мчедлов-Петросян. М.: Стройиздат, 1971. 224 с.

10. Алексеев, С. Н. Коррозионная стойкость железобетонных конструкций в агрессивной промышленной среде / С. Н. Алексеев, Н. К. Розенталь. М.: Стройиздат, 1976. 208 с.

11. Розенталь, Н. К. Коррозионная стойкость цементных бетонов низкой и особо низкой проницаемости / Н. К. Розенталь. М., 2005. 36 c.

12. Овчинников, И. И. Моделирование кинетики деформирования армированных конструкций в специальных эксплуатационных средах / И. И. Овчинников, В. Н. Мигунов, И. Г. Овчинников. Пенза: ПГУАС, 2014. С. 280.

13. Яковлев, В. В. Прогнозирование коррозионной стойкости бетона и железобетона в агрессивных жидких и газовых средах / В. В. Яковлев. Уфа, 2000. 38 c.

14. Установка для определения кинетики карбонизации бетона с беспроводной системой управления: пат. 137728U1 Рос. Федерации, МПК G01N 33/38, C04B 40/00 / В. М. Латыпов, П. А. Федоров, Т. З. Гильмутдинов. Опубл. 27.02.2014.

15. Установка для определения кинетики карбонизации бетона: а. с. № 388227 (СССР) / Н. К. Розенталь, П. В. Язев. Опубл. 22.06.1973.

16. Устройство для проведения ремонтных работ на гидротехническом сооружении: пат. 170227U1 Рос. Федерации, МПК E02B 1/00 / В. В. Рублев, С. В. Дедов, С. С. Гучиев, Е. В. Рогожников. Опубл. 18.04.2017.

17. Устройство для проведения ремонтных работ на различных участках гидротехнических сооружений: пат. 2683479C1 Рос. Федерации, МПК E02B 1/00 / С. В. Дедов, В. В. Рублев. Опубл. 28.03.2019.

18. Устройство для проведения ремонтных работ на внутренних углах гидротехнических сооружений: пат. 181039U1 Рос. Федерации, МПК E02B 1/00 / С. В. Дедов, В. В. Рублев. Опубл. 04.07.2018.

19. Устройство для проведения ремонтных работ на угловых участках гидротехнических сооружений: пат. 182712U1 Рос. Федерации, МПК E02B 1/00 / С. В. Дедов, В. В. Рублев. Опубл. 29.08.2018.

20. Устройство для проведения ремонтных работ на криволинейных участках гидротехнических сооружений: пат. 182778U1 Рос. Федерации, МПК E02B 1/00 / С. В. Дедов, В. В. Рублев. Опубл. 31.08.2018.

21. Навоян, А. Х. Исследование сцепления твердеющего бетона со зрелым при замоноличивании стыков и ремонте конструкций / А. Х. Навоян, В. В. Молодин // Труды НГАСУ. 2020. Т. 23, № 1. С. 107–121.