Сцепление бетона восстановления с коррозионно-деструктурированной железобетонной конструкцией

Сцепление бетонов является решающим фактором при восстановлении работоспособности железобетонных конструкций. Во время эксплуатации железобетона в агрессивной среде агрессивные агенты через поры и капилляры проникают к арматуре, которая начинает корродировать. Образующиеся продукты коррозии обладают большим объемом, чем сам металл, и создают давление на защитный слой бетона изнутри. В конечном счете, он отслаивается, незащищенная арматура еще интенсивнее разрушается, и вскоре конструкция теряет несущую способность. Стандартное восстановление включает в себя очистку поврежденной поверхности, дополнительное армирование и обетонирование конструкции. Однако часто спустя некоторое время наблюдается отслоение ремонтного бетона. Это происходит потому, что поврежденный коррозией слой не обеспечивает качественного сцепления «старого» бетона с «новым». Причина – в разрушении структуры поверхностного слоя бетона агрессивными воздействиями. В большинстве случаев агрессивным агентом выступает углекислый газ. Исследование влияния углекислого газа на цементный камень показало разрушение кристаллического каркаса материала и снижение его когезионной прочности. Микрофотографии поврежденного и неповрежденного коррозией цементного камня, сделанные с увеличением в 7000 раз, убедительно демонстрируют результаты разрушительной работы углекислоты. Это существенно влияет на сцепление. Применение форсированного разогрева ремонтной смеси при ее укладке в контакт с поверхностью восстанавливаемой конструкции ведет к появлению температурных градиентов, усиливающих термодиффузию. И чем больше температурный градиент, тем интенсивнее и глубже проникновение продуктов растворения цемента из ремонтного бетона в тело бетона восстанавливаемой конструкции. А это, в свою очередь, способствует пропитыванию поврежденного цементного камня жидкой фазой из ремонтной бетонной смеси. Кристаллизуясь, продукты растворения цемента формируют в поврежденном цементном камне новую кристаллическую структуру, которая усиливает его когезионную прочность и связывает ремонтный бетон с неповрежденной структурой бетона восстанавливаемой конструкции, гарантируя качество сцепления.

1. Rise of Carbon Dioxide Unabated [Electronic Resource]. Mode of access: https://research.noaa.gov/article/ArtMID/587/ArticleID/2636/Rise-of-carbon-dioxide-unabated. Date of access: 04.06.2020.

2. Albaali, G. Carbon Emission Calculations & a Case Study / Ghani Albaali // LAP LAMBERT Verlag. Saarbrucken. 2015. 173 p.

3. EDGAR – Emissions Database for Global Atmospheric Research [Electronic Resource]. Mode of access: https://edgar.jrc.ec.europa.eu/overview.php?v=booklet2020. Date of access: 14.10.2021.

4. Потенциал природных и техногенных источников диоксида углерода для реализации технологии смешивающегося вытеснения на территории РФ / Н. Г. Главнов [и др.] // Роснефть. Профессионально о нефти. 2017. Т. 4, № 2. С. 47–52.

5. Ребиндер, П. А. Физико-химическая механика дисперсных структур / П. А. Ребиндер. М.: Наука, 1966. 203 с.

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

7. Мануйлов, Л. А. Физическая химия и химия кремния / Л. А. Мануйлов, Г. И. Клюковский. М.: Высш. шк., 1962. 311 с.

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

9. Лыков, А. В. Тепло- и массообмен в капиллярно-пористых телах / А. В. Лыков. Москва: Наука и техника, 1965. 156 с.

10. Молодин, В. В. Форсированный разогрев смеси как фактор увеличения сцепления бетонов, подвергшихся коррозии / В. В. Молодин, А. Е. Ануфриева, А. Х. Навоян // Известия вузов. Строительство. 2020. № 2. С. 56–71. https://doi.org/10.32683/0536-1052-2020-734-2-56-71.

11. Совместное действие карбонизации и хлоридной агрессии на конструкционный бетон: вероятностная модель / Е. Е. Шалый [и др.] // Вестник гражданских инженеров. 2018. Т. 68, № 3. С. 123–131. https://doi.org/10.23968/1999-5571-2018-15-3-123-131.

12. 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. 49–61.