Газобетон срок службы: Плюсы и минусы дома из газобетона, срок службы

Содержание

Долговечность газобетона и что на это влияет

Какая долговечность у газобетона, и сколько лет прослужит газобетонный дом? Чаще всего, такими вопросами задаются частные застройщики, которые выбирают материал для своего будущего дома. Мы постараемся дать обширный ответ на этот вопрос, но сперва развеем мифы о недолговечности газобетона.

Начнем с того, что газобетон действительно является очень хрупким материалом, и на первый взгляд он кажется слишком легким и ненадежным, от чего и появляются сомнения в прочности и рождается множество мифов о его недолговечности. Более того, люди сравнивают газобетон с губкой, которая сильно впитывает воду. Но действительно ли это всё так? Давайте разбираться.

Газобетон действительно легкий, пористый и хрупкий, но его прочности (несущей способности) вполне хватает для постройки двухэтажного дома и более. Хрупкость и легкость газобетона – это плата за его теплоту, так как тепло в нем удерживается именно за счет воздушных пор.

Теперь что касается водопоглощения газобетона. На самом деле, газобетонные блоки не могут впитать много воды, и все дело как раз в порах, которые препятствуют глубокому капиллярному подсосу воды. Другими словами, поры прерывают капилляры, осложняя прохождение воды в толщу газобетонного блока.

Если привести пример из реальных условий эксплуатации, то от сильного и длительного дождя, газобетон промокает максимум на 30 мм, а внутренняя часть газоблока остается полностью сухой.

Плавно переходим к вопросу долговечности. Что есть долговечность материала? Долговечность правильнее применять не к самому материалу, а к конструкции, ведь ее срок службы будет зависеть от множества технических решений. Единственным нормируемым параметром каменных материалов, от которого зависит долговечность, является морозостойкость.

Морозостойкость у газобетонных блоков очень хорошая, чему способствуют резервные поры в его структуре. То есть, при намокании и замерзании, вода из капилляров вытесняется в резервные поры, то есть, морозное расширение воды, не разрушает другие поры.

Морозостойкость современных автоклавных газобетонов составляет F50, что запросто обеспечивает срок службы здания в сто лет и более.

Важно! Хоть капиллярное водопоглощение газобетона и небольшое, но оставлять верхнюю часть кладки и сами блоки открытыми на зиму нельзя. Так как это приведет к застою воды сверху газоблока, и верхний слой начнет разрушаться.

Если заглянуть в историю ячеистых бетонов, то в 60-х годах, в Риге и Ленинграде, было построено много газобетонных домов, которые эксплуатируются и по сей день. Причем некоторые такие дома находятся без внешней отделки.

Итоги. Если дом из автоклавного газобетона делать грамотно, с соблюдением всех технологий, то такой дом будет очень долговечным, и прослужит более ста лет.

Какой срок службы у газобетона

Срок службы газобетона

Известно, что универсальных, на все случаи жизни, строительных материалов не существует. У каждого из них есть свои плюсы и минусы. Все дело в технологии производства работ и условиях последующей эксплуатации строения. Покупателю всегда приходится принимать компромиссное решение. Но одним из общих критериев, который обязательно учитывается при выборе, является срок службы будущего жилища. Причем без капитального ремонта.

Применение газосиликатных блоков позволяет решить одновременно много задач. Не в последнюю очередь частных застройщиков привлекает долговечность газобетона. Специалисты утверждают, что по этому показателю материал ничуть не хуже давно используемого в строительстве кирпича. Но кроме этого, он отличается меньшей теплопроводностью, следовательно, лучше сохраняет тепло. Но ничего вечного не бывает. Поэтому у любого домовладельца возникает естественный вопрос о том, что влияет на срок службы газобетона и можно ли его увеличить. Попробуем разобраться.

Данные о долговечности газобоков

Организации, занимающиеся оценкой качества строительных материалов, проводят различные исследования. Вот некоторые данные по особенностям и срокам эксплуатации газобетона.

1. Наружная часть здания разрушается интенсивнее, чем внутренняя. Дело в том, что если стена с внешней стороны не защищена, то материал примерно на 1/3 толщины способен накапливать до 15% влаги (от общей массы). Учитывая влияние температурных колебаний, понятно, что разрушение по всему объему блоков идет неравномерно. Стены из газобетона нуждаются во внешней облицовке.

2. Большое значение имеет создание таких условий эксплуатации, которые предотвратят накопление влаги между стеной и облицовкой. Специалисты утверждают, что если между ними зазора нет, то срок службы газобетонных блоков составляет примерно 60 лет. Применение системы вентилируемого фасада позволяет обеспечить безремонтную эксплуатацию и до 100.

Вывод – внешняя отделка должна монтироваться на несущий каркас. Кстати, это позволит сделать и качественное дополнительное наружное утепление стен.

Однако здесь требуется уточнение. Производители дают неполную информацию о продукции. Как правило, в частном домостроении применяются газосиликатные блоки 400 и 500 марок. Однако профессионалы не рекомендуют использовать их для внешних стен, если подразумевается дальнейшее устройство вентилируемого фасада. Нужно учитывать возможные динамические нагрузки, в частности – порывы ветра. Для этих целей подходят изделия от D600 и выше.

3. Срок службы домов из газобетона во многом зависит от правильного оборудования фундамента. Для частных домов в основном применяется ленточный тип. Однако он может быть заложен на разную глубину. Более дешевый вариант – мелкозаглубленный. Но его сооружение имеет ряд ограничений. Их накладывают характеристика почвы (и глубина ее промерзания), расположение подпочвенных пластов воды и многое другое. Это требует его правильного расчета и качественной гидроизоляции. Если «лента» лопнет, то это вызовет появление трещин в стенах.

Используя в строительстве газобетон, нужно учитывать, что наиболее приобретаемые марки 400 и 500 подходят для сооружения несущих конструкций, если высота здания не более одного этажа. Но прежде чем строить, необходимо сделать профессиональные расчеты. Тогда дом и будет надежной крепостью десятки лет.

Сроки службы газобетонных блоков

На рынке стройматериалов в последнее время особенно часто можно встретить такую разновидность ячеистого бетона как, газобетон. Среди преимуществ этого материала выделяют несколько основных плюсов — пониженную радиоактивность, по сравнению с другими видами бетона, высокий срок службы (долговечность конструкции) и хорошую теплоизоляцию. Традиционно считается, что дом из газобетона выстоит перед любыми ударами стихий, сохранив при этом тепло и обеспечивая комфорт живущим в нем людям.

Следует оградить от влаги

В то же время не следует забывать, что, так как этот материал появился сравнительно недавно — о его долговечности можно судить лишь по предварительным прогнозам. Срок службы такого вида ячеистого бетона обусловлен факторами, которые необходимо учитывать, перед тем как выбрать газобетон в качестве основного материала для строительства будущего дома. В первую очередь это, конечно же, погодные условия. Из-за пористого строения газобетон способен быстро впитывать влагу, о чем необходимо помнить при строительстве дома и не подвергать его прямому воздействию ветра и осадков. Если, для того чтобы избежать чрезмерной гигроскопичности (способности поглощать влагу), использовать более плотные разновидности газобетона — возникает риск потери одного из главных плюсовых качеств этого материала — теплоизоляции. Из чего следует вывод, что данный вид ячеистого бетона нуждается в облицовке, но опять же, лишь при условии, что между газобетонной кладкой и облицовкой не будет накапливаться влага.

Постараться снизить риски

Для того, чтобы повысить влагоустойчивость и увеличить срок службы дома желательно сделать вентилируемый фасад. Но не стоит забывать, что, несмотря на высокую пожароустойчивость самого газобетона, риск возгорания вентилируемого фасада достаточно велик, особенно если не соблюдать необходимые нормы при его постройке. Для того чтобы увеличить пожароустойчивость — следует избегать использования горючих материалов, таких как, например пенопласт (пенополистирол). При внезапном возгорании этот материал не только способствует быстрому распространению огня, но и выделяет ядовитые пары, которые могут стать причиной удушья. Необходимо также помнить, что такой материал, как газобетон очень слабо гнется. Поэтому не стоит его сильно нагружать различными тяжеловесными и режущими конструкциями. Именно поэтому дом из газобетона по общепринятым меркам не должен превышать трех этажей: выше третьего этажа газобетон применяется только для различных стенок и перегородок не несущих конструкций. Если есть желание и возможность — существует вариант постройки цокольного этажа из того же материала. Высота цоколя при этом не должна быть ниже 80 см.. Помимо основного бытового назначения, цокольный этаж несет на себе сугубо практичную функцию — он образует как бы воздушную подушку между почвой и основным строением, не давая осадкам и грунтовым водам «подбираться» к дому, что также увеличивает потенциальный срок службы всего строения из газобетона. При этом необходим фундамент из обычного «классического» бетона.

Делаем прочный фундамент с металлическим армированием

Во многом долговечность здания из газобетона зависит от того, насколько высок срок службы его фундамента. При строительстве дома стоит обратить особое внимание на то, нет ли рисков размывания грунта, и насколько глубоко ожидается промерзание почвы. При строительстве дома из газобетона лучше использовать ленточный тип фундамента, при этом желательно, чтобы фундамент был как можно более глубоким. Сам ленточный тип подразумевает два способа возведения: сборный или монолитный. Монолитным способом обычно пользуются при слишком высоком положении грунтовых вод. Для скальных или полускальных почв подойдет любой тип возведения. Вырытый котлован необходимо засыпать щебнем с песком, чтобы образовалась так называемая «подушка» — дренаж, не позволяющий фундаменту оседать и ограждающий его от проникновения грунтовых вод. Если экономить на стоимости постройки, используя мелкозаглубленный тип фундамента — усиливаются риски того, что лента может лопнуть. А это, в свою очередь, может вызвать самые разные последствия — от трещин в стенах до обрушения всего дома.

Итак, выводы:

Любой квалифицированный застройщик понимает — от того, как долго простоит его дом, зависит не только жизнь и безопасность многих людей, но и его лицо на рынке недвижимости, а также его авторитет в глазах конкурентов. При выборе газобетона как основного материала для будущего дома, безусловно, существует множество плюсов: жилище будет теплым и экологичным; его постройка будет экономически выгодной. А при соблюдении всех перечисленных выше условий существуют все шансы на то, что срок эксплуатации здания составит от 80 до 100 лет.

Для справки:

Впервые пористый бетон (газобетон, ячеистый бетон) удалось получить чешскому химику Гоффману путем добавления солей и кислот в гипсовые и цементные растворы. Получив в 1889 году патент за свое достижение, но не имея коммерческой жилки, Гоффман не смог наладить какое-нибудь стоящее производство. Однако его последователи, представители Нового Света, Дайер и Аулсворт — усовершенствовали метод своего предшественника, заменив кислоты на цинк и алюминий. Но настоящим рождением в качестве стройматериала газобетон обязан архитектору Ю.А.Эриксону, который в 1929 году наладил производство этого материала в промышленных масштабах (в первый же год его фирма Ytong в местечке Исхульт произвела 14 тысяч кубометров газобетона).

Долговечность газобетона и что на это влияет

При всех плюсах древесины многие будущие домовладельцы не хотят выбирать этот вид материала для своего дома из-за небольшого срока службы. При этом никто не сможет дать единого внятного ответа, сколько составляет срок службы дома из бруса. Варианты можно встретить самые разные: от 50 до 150 лет, при этом каждый владелец понимает, что итоговая долговечность зависит не столько от самой древесины, сколько от правильности ухода за ней.

Блок: 1/3 | Кол-во символов: 439
Источник: https://projbuild.ru/the-term-of-a-problemfree-service-of-a-house-made-of-aerated-concrete.html

Газобетонные блоки

Газобетонные блоки отлично обрабатываются, распиливаются и склеиваются. Они не крошатся, как пеноблоки, и не деформируется при влиянии на них.

Идея создания ячеистых бетонных конструкций возникла у производителей строительных материалов в процессе производства монолитных бетонных конструкций. Сам по себе бетон очень тяжел, но самое главное – очень теплопроводен и неморозоустойчив.

Самым лучшим способом уменьшить теплопроводность является создание пустот внутри бетонного «тела». Это и было сделано благодаря применению технологии «вспенивания» бетона.

Для сравнения, обработка газобетоновых блоков производится посредством алюминиевой крошки, или пудры, которая добавляется в бетонную смесь и при перемешивании под воздействием пара вступает в реакцию, выделяя активный водород, обеспечивающий пористость газобетона. Производство газосиликатных блоков производиться только в автоклаве. Газобетон может твердеть и без применения автоклава.

Блок: 2/8 | Кол-во символов: 962
Источник: http://howbuilds.ru/wooden-house/on-what-depends-the-service-life-of-the-house-from-the-timber-the-term-of-a-problemfree-service-of-a-house-made-of-aerated-concrete.html

Аргумент № 1 (он же главный)

Что представляет собой понятие «долговечность» в отношении того или иного материала? Применять понятие «долговечность» к какому-либо материалу не совсем корректно, так как говорит нужно о долговечности конструкций, построенных их этого материала, исходя из состава и условий эксплуатации.

Пример: Рассмотрим условия эксплуатации помещений общественных бань в городе Санкт-Петербург. В данных климатических условиях стены из полнотелого кирпича служат 20-30 лет. Если же возвести такие же стены из пустотелого щелевого кирпича, идентичного по химическому составу с полнотелым, то они прослужат гораздо меньший срок. В чем же причина? При строительстве стены из пустотелого кирпича в конструкции появляются замкнутые полости, в которых конденсируется пар, поступающий из парной. В итоге при сильном морозе вода замерзает и ломает перегородки пустотелого кирпича. Получается, что стена из пустотелого кирпича с морозостойкостью F75 в этих условиях разрушится через 2-5 лет, а из полнотелого кирпича с морозостойкостью F25 в этих же условиях простоит несколько десятков лет. Отсюда получается, что долговечность конструкции зависит не только от характеристик материала, но и условий эксплуатации.

Поговорим о газобетоне. Он – единственный из каменных материалов, в адрес которого раздаются панические упреки-предположения о низких возможных сроках службы.

А что же на самом деле? Корни паники лежат в том, что газобетон стал самым массовым стеновым материалом в России. Он объективно вытесняет с рынка другие каменные материалы. А представители вытесняемых вытесняемыми быть не хотят.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 1639
Источник: http://bikton.ru/articles/srok-sluzhby-gazobetona/

Технические параметры материала

Правильный выбор газоблоков доступен только при понимании всех параметров, которые стоит сравнивать до покупки

Правильный выбор газоблоков доступен только при понимании всех параметров, которые стоит сравнивать до покупки:

  1. Теплопроводность варьируется от 0,075 Вт/мК до 0,25 Вт/мК. Чем выше показатель, тем прохладнее в доме;
  2. Плотность. Различают следующие марки: D300, D 350, D 400, D 500, D 600, D 700, D 800, D 900, D1000, D1100, D1200 кг/м3. Чем выше значение, тем прочнее блок, обладающий сниженной теплопроводностью и высокой звукоизоляцией;
  3. Прочность зависит от плотности. Указывается литерой М с цифрой, обозначающей среднее значение прочности на сжатие. Выбирать лучше газоблоки с высокими показателями, например плотность 350-400кг/м3;
  4. Огнеупорность. Материал имеет класс Г1, что обозначает негорючий и не поддерживающий горение. На практике стена из газоблоков выдерживает 2 часа непрерывного горения;
  5. Паропроницаемость высокая, вне зависимости от плотности блоков;
  6. Звукоизоляция измеряется в Iв и выражается в дБ – высокий индекс обозначает повышенное свойство скрадывать шумы;
  7. Размерный ряд газоблоков определяется по стандарту, принятому производителем. Сегодня предлагаются элементы, оснащенные пазогребневой системой торцевых плоскостей, что облегчает кладку и позволяет не заполнять вертикальные швы.

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 1350
Источник: https://KakPostroitDomic.ru/stroitelstvo/bloki/gazopeno-bloki/stoit-li-stroit-dom-iz-gazobetona.html

Пенобетонные материалы

Изтотовить петобетон можно самостоятельно. В качестве сырья подойдут зола и песок

Существуют еще пенобетонные блоки. Они производятся путем добавления синтетических или органических добавок, образующих в растворе пену, пузырьки которой, равномерно распределяясь, после затвердевания обеспечивают ячеистую структуру. Процесс отвердения происходит на воздухе.

Главное достоинство пеноблока в его влагостойкости. Сравнение некоторых характеристик показывает, что он уступает газобетону, который при такой же легкости конструкции обеспечивает ей более высокую прочность, сопротивление разнообразным видам нагрузок, высокую тепло- и шумоизоляцию, высокую пожаробезопасность. Несомненным достоинством блоков является то, что они отлично переносит распил, сверление и прочие воздействия, что делает возможным их применение в зданиях со сложными архитектурными формами.

Блок: 3/8 | Кол-во символов: 885
Источник: http://howbuilds.ru/wooden-house/on-what-depends-the-service-life-of-the-house-from-the-timber-the-term-of-a-problemfree-service-of-a-house-made-of-aerated-concrete.html

Дом из газоблоков: стоит ли его строить

Фактор продолжительности эксплуатации – один из важнейших после ценового

Фактор продолжительности эксплуатации – один из важнейших после ценового. Долго ли будет стоять дом? Специалисты определяют срок службы минимум в 100 лет, но на практике доказать подобное невозможно из-за недавнего применения материала в строительстве. Практические же советы от застройщиков рекомендуют ориентироваться на срок службы домов из газобетона, составляющий 50-60 лет.

Подбирая нужный материал для строительства собственного дома, не стоит останавливаться только на кирпиче, брусе или других дорогих и известных материалах. Благодаря технологическим прорывам, застройщикам предлагаются весьма неплохие альтернативные варианты, которые к тому же, оказываются намного дешевле известных «проверенных» и при этом обладают не меньшими достоинствами.

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 873
Источник: https://KakPostroitDomic.ru/stroitelstvo/bloki/gazopeno-bloki/stoit-li-stroit-dom-iz-gazobetona.html

Вопрос долговечности

Итак, достоинства газобетона и пенобетона очевидны.

Но вопрос долговечности домов из этих блоков до сих пор остается открытым, так как чаще всего ответ основан он лишь на наблюдении за эксплуатацией небольшого количества зданий в Европе и Америке, построенных из в 50-х годах 20 века.

Если вы строите не времянку,и перед вами стоит вопрос, выбрать пеноблок или газоблок, лучше все-таки использовать газобетон.

Заявленный производителям срок службы домов из составляет приблизительно 100 лет при условии проведения капремонта после 60 лет эксплуатации. Однако эти сроки весьма и весьма относительны, потому что на срок эксплуатации могут влиять сторонние факторы, такие как правильность расчетов несущих конструкций дома, соблюдение технологии возведения, условия, при которых эксплуатируется здание. Если все эти требования соблюдены, то заявленные сроки корректны. В остальных случаях о таком длительном сроке службы говорить преждевременно.

Блок: 4/8 | Кол-во символов: 965
Источник: http://howbuilds.ru/wooden-house/on-what-depends-the-service-life-of-the-house-from-the-timber-the-term-of-a-problemfree-service-of-a-house-made-of-aerated-concrete.html

Заключение


И еще раз о долговечности. Нет никаких причин думать, что ваш дом, который вы построили из газобетонных блоков простоит меньше чем построенный из других материалов. Главное и основное условие эксплуатации вашего дома не допустить переувлажнения конструкции и соблюдать простые рекомендации по содержанию вашего жилья: крыша должна быть в исправном состоянии, а под окнами делать отливы. И в этом случае ваш дом прослужит вам не одно поколение.

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 466
Источник: http://bikton.ru/articles/srok-sluzhby-gazobetona/

Какой брус можно назвать самым долговечным

Принято считать, что если дом строится «на века», то он обязательно должен быть возведён из кирпича, камня или бетона. Однако без внимания хозяина ветшать и постепенно разрушаться начинает любое здание: бетон страдает от постоянной заморозки и разморозки, кирпичная кладка со временем может дать трещину. Для дома из бруса срок службы также во многом зависит от того, как владелец относится к своему жилищу, и насколько он готов о нём заботиться.

Разные древесные материалы по-разному реагируют на воздействия окружающей среды и требуют различной интенсивности защиты. В России можно встретить немало памятников русского деревянного зодчества, которые простояли несколько столетий и не собираются разрушаться, однако их долговечность обуславливается, в первую очередь, многолетней заботой владельцев.

Каков срок службы брусового дома? На этот вопрос может быть несколько ответов:

  • Дом из обычного бруса, будь то капитальное строение или дачный домик, обычно рассчитывается приблизительно на 50 лет, хотя на практике такие здания могут стоять намного дольше. Даже каркасные сооружения, которые изначально возводились как временные, могут в итоге служить и сохранять тепло десятилетиями, что подтверждает опыт строительства в условиях крайнего севера.
  • Срок службы дома из бруса профилированного изначально запланирован как более долгий. При прочном и плотном соединении венцов между собой в щели не попадает влага, что становится гарантией предупреждения гниения.
  • Кроме того, сразу высушенная в специальной камере древесина не деформируется, и в стенах не образуются губительные для дома щели. Срок службы может спокойно достигнуть 100 лет, и примеры такого строительства наблюдаются в Финляндии и других странах.

  • Срок службы дома из клеёного бруса должен быть очень большим. По прочности этот материал можно сравнить с кирпичом, кроме того, специальные пропитки полностью устраняют все особые «древесные» угрозы.

Такой материал не трогают мыши и насекомые, на стене из клеёного бруса не появится плесень. Он не разрушается от времени, поэтому качественный клеёный брус может прослужить полторы сотни лет.

Таким образом, брусовые дома, построенные с соблюдением всех технологий, трудно назвать недолговечными. Многое зависит и от породы дерева: практически вечными являются кедр и лиственница, так как их не трогают вредители и гниение.

Одним из самых недолговечных видов древесины считается осина: из-за рыхлой структуры она быстро впитывает влагу и начинает постепенно загнивать в самой середине. Хвойные деревья намного более прочные, и им обеспечена безупречная служба в течение многих десятилетий.

Как продлить срок службы дома

Деревянному зданию угрожает целый ряд опасностей, с которыми владельцу придётся постоянно бороться. Чаще всего, брусовые дома разрушаются не из-за некачественного или непрочного материала, а именно из-за небрежного отношения. Чтобы здание простояло долго, необходимо использовать сразу несколько способов.

Каждому из нас хотелось бы, что б построенный нами дом перешел по наследству детям, внукам и даже правнукам и продолжал бы их радовать своей крепостью долгие годы. Конечно же, производство нынешних строительных материалов бюджетной стоимости оставляет желать лучшего качества. Но к счастью, есть современные варианты и подходы, чтоб построенный вами дом стал родовой крепостью на многие годы и поколения. Долговечность на ряду с пригодностью к ремонту, являются основными критериями к любым постройкам. Долговечными должны быть основные конструкции дома, такие как фундамент и стены. Кроме того, что они являются основными частями любого здания, это те части которые сложно, а иногда и не возможно укрепить или восстановить. При выборе материалов для их постройки и возведения — экономия не лучший товарищ. Поговорим о основных вариантах постройки домов, которые способны прослужить не один век.

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 3877
Источник: https://projbuild.ru/the-term-of-a-problemfree-service-of-a-house-made-of-aerated-concrete.html

Условия для обеспечения долговечности

В связи с этим для увеличения срока службы здания из газо- и пенобетона соблюдать следующие условия.

Изготовить пенобетон не сложно, поэтому он является недолговечным материалом. Дом из газобетона может простоять более 50 лет.

  1. Внешние факторы более агрессивно разрушают необлицованный фасад здания. Для сравнения, незащищенный пенобетон в состоянии накапливать 1/5 часть влаги по отношению к собственной массе. При колебаниях температур от минуса к плюсу это приведет к неравномерному разрушению блоков.
    Поэтому стены из этого материала необходимо облицовывать снаружи. Для этого используют штукатурку, силикатный или облицовочный кирпич, отделочные плитки и пр.Однако и в этом случае необходимо полностью исключить попадание влаги между стеной и облицовкой.
    Для сравнения, срок службы невентилируемого фасада здания из газобетона прогнозируется в 60 лет, при устройстве вентилируемого фасада – в 100. При устройстве вентилируемых фасадов на зданиях из вспененных бетонов необходимо учитывать возрастающие нагрузки и брать блоки из бетона более высоких марок.
  2. Необходимо правильно выбирать тип фундамента. Чаще всего это ленточный фундамент. Однако глубина его заглубления должна быть достаточной, выбранной с учетом особенностей грунта. Лопнувшая «лента» фундамента вызовет появления трещин на стенах дома из пенобетона и повлияет на его долговечность.
  3. При возведении необходимо соблюдение этажности строения. Для зданий из газо- и пенобетона выше одного этажа необходимо устройство специального армированного пояса, который укрепит каркас здания и подготовит несущие стены для опирания на них плит перекрытия, предотвратив возможное «срезание» стены при монтаже и ее разрушение в процессе эксплуатации.

Таким образом, соблюдения норм и правил, установленных СНиПом и ГОСТом для возведения зданий из газобетона и пенобетона, а также его правильная эксплуатация продлят срок службы вашего дома до сроков, обещанных производителями .

Каждому из нас хотелось бы, что б построенный нами дом перешел по наследству детям, внукам и даже правнукам и продолжал бы их радовать своей крепостью долгие годы. Конечно же, производство нынешних строительных материалов бюджетной стоимости оставляет желать лучшего качества. Но к счастью, есть современные варианты и подходы, чтоб построенный вами дом стал родовой крепостью на многие годы и поколения. Долговечность на ряду с пригодностью к ремонту, являются основными критериями к любым постройкам. Долговечными должны быть основные конструкции дома, такие как фундамент и стены. Кроме того, что они являются основными частями любого здания, это те части которые сложно, а иногда и не возможно укрепить или восстановить. При выборе материалов для их постройки и возведения — экономия не лучший товарищ. Поговорим о основных вариантах постройки домов, которые способны прослужить не один век.

Блок: 6/8 | Кол-во символов: 2873
Источник: http://howbuilds.ru/wooden-house/on-what-depends-the-service-life-of-the-house-from-the-timber-the-term-of-a-problemfree-service-of-a-house-made-of-aerated-concrete.html

Кол-во блоков: 15 | Общее кол-во символов: 20226
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:
  1. http://howbuilds.ru/wooden-house/on-what-depends-the-service-life-of-the-house-from-the-timber-the-term-of-a-problemfree-service-of-a-house-made-of-aerated-concrete.html: использовано 5 блоков из 8, кол-во символов 6882 (34%)
  2. https://KakPostroitDomic.ru/stroitelstvo/bloki/gazopeno-bloki/stoit-li-stroit-dom-iz-gazobetona.html: использовано 3 блоков из 4, кол-во символов 3708 (18%)
  3. http://bikton.ru/articles/srok-sluzhby-gazobetona/: использовано 4 блоков из 5, кол-во символов 5320 (26%)
  4. https://projbuild.ru/the-term-of-a-problemfree-service-of-a-house-made-of-aerated-concrete.html: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 4316 (21%)

Газосиликатные блоки (справочная информация) — информация на сайте Кирпич.ру

Первоначально газобетон предназначался для утепления зданий, а не для их возведения, но после того, как строители и проектировщики оценили этот удобный в монтаже и обработке, прочный материал, область применения газобетона существенно расширилась. В настоящее время газобетонные изделия применяются в малоэтажном строительстве для возведения наружных и внутренних несущих стен, перегородок, перемычек, перекрытий и даже ступеней. В отдельных случаях блоки используют в качестве утеплителя для малоэтажных домов. В высотном строительстве газобетонные изделия применяются для заполнения стен зданий на каркасной основе. Блоки используется при наращивании этажности, реконструкции старых зданий, возведении мансард, обеспечении звукоизоляции и утеплении строений без изменения конструктивных особенностей и несущей способности фундамента.),

 Газобетон изготавливается из негорючего природного минерального сырья, не горит и не поддерживает горение. Он может в течение 3-7 часов выдерживать одностороннее воздействие огня.

Использование газобетона в строительстве позволяет снизить нагрузку на фундамент. Кладка методом тонких швов, по сравнению с традиционной кладкой, снижает расход кладочного раствора в шесть раз. Значительно снижается и трудоемкость строительных работ. 1 газосиликатный блок заменяет 15 – 20 кирпичей, следовательно, во время выкладки стены из газобетона рабочие должны будут произвести в 15 – 20 раз меньше операций, чем при кладке кирпичной стены такого же размера. Газосиликатнные блоки при большом размере имеют малый объемный вес. Для работы с ними не нужны специальные подъемные механизмы. Все это сокращает трудозатраты. При использовании газосиликатнных блоков скорость возведения здания увеличивается примерно в четыре раза, а стоимость строительства снижается.)

Воздух, заключенный в многочисленных порах, обеспечивает отличные теплосберегающие свойства газосиликата. Стены дома из газобетонных блоков соответствуют строительным нормам, предусмотренным для жилых и общественных зданий. Сухой газобетон имеет коэффициент теплопроводности 0,12-0,14 Вт/м•°С. Чем ниже объемный вес газобетона, тем выше его теплоизоляционные характеристики, однако с уменьшением плотности прочность газобетонных блоков уменьшается. 

В настоящее время для возведения частных домов и коттеджей используется конструктивно-теплоизоляционный газобетон с объемным весом от 500 до 600 кг/м³, в котором прочность сочетается с достаточной легкостью и хорошими теплоизоляционными свойствами. 

Гладкая поверхность и точные геометрические размеры газобетонных блоков позволяют применять технологию тонкошовной кладки. Свойства стен в домах, сложенных по этой технологии приближаются к свойствам монолитных стен. Зазор между блоками составляет всего 1 – 3 мм, что предотвращает образование «мостиков холода» и значительно уменьшает тепловые потери. Следствием низкой теплопроводности является меньшая тепловая инерция газосиликата. Дома, сложенные из газосиликатнных блоков, в отличие от кирпичных, прогреваются всего за несколько часов.)

Под морозостойкостью материала понимают его способность выдерживать полное замораживание и оттаивание в состоянии максимального насыщения водой. При проведении испытаний газосиликат погружают на 8 часов в воду, а затем на 8 часов помещают в морозильную камеру. 

Такое действие считается одним циклом. Испытания повторяют до тех пор, пока газосиликат не начнет терять прочность и массу. Газосиликатные блоки пронизаны тысячами мелких пор, в которые при замерзании вытесняется лед и вода. Это обеспечивает сохранность газобетона при замерзании в течение 100 и более циклов. Для сравнения: нормы морозостойкости кирпича, пригодного для использования в Центральном регионе – строительный – 15-25 циклов, лицевой – 50 циклов. Пенобетон выдерживает до 35 циклов заморозки. )

Несмотря на небольшую объемную массу, составляющую для газобетона, обычно используемого в коттеджном строительстве, всего 500-600 кг/м³, материал обладает высокой прочностью на сжатие — 28-40 кгс/ м². Газобетон может применяться в малоэтажном строительстве для возведения безкаркасных строений высотой не более 14 метров, создания внутренних стен и перегородок. Срок службы газобетонных блоков примерно равен сроку службы традиционных кирпичей. Производители обычно дают гарантию на 80 лет, но уже сейчас понятно, что этот материал может служить дольше – стены зданий, построенных из газобетонных блоков более восьмидесяти лет назад, не обнаруживают никаких признаков разрушения или изменения основных характеристик материала.)

Данные блоки широко применяются  в строительстве монолитных домов, зданий, сооружений в качестве стенового материала особенно широко газосиликатные блоки применяются в жилищном малоэтажном строительстве.

 

Газобетон легко обрабатывается обычным ручным и электрическим инструментом. Его можно сверлить, колоть и резать. Газобетонные блоки разрезают, используя обычную ручную или электрическую пилу. Штробы под арматуру и проводку прокладывают электродрелью со специальной насадкой. Отверстия под розетки и выключатели также высверливают дрелью. Округлые формы создают при помощи ленточной шлиф-машины. Газобетонные изделия могут использоваться в качестве отделочного и декоративного материала, из которого изготавливают колонны, подставки, тумбы, декоративные украшения, имитирующие лепнину.)

Газобетонные блоки — теплый экономичный дом — ДСК ГРАС

10.08.2019

Теплый дом давно перестал быть роскошью. Современная постройка из дерева, кирпича или других материалов обязательно будет теплой. Поэтому во время стройки чаще всего думают о цене строительства. А о стоимости отопления здания вспоминают только в процессе эксплуатации. Ячеистые блоки, такие как газобетон, – оптимальный материал, который позволяет уменьшить стоимость строительных работ и снизить расходы на отопление.

Ячеистые блоки для строительства – что это такое?

Легкий строительный материал пористой структуры называют ячеистым бетоном. Различают газо- и пенобетон. Несмотря на привлекательную стоимость пенобетона, для строительства теплого экономичного дома следует купить газобетонные блоки.

Поскольку пенобетон создан на основе производственных отходов, его пористая структура неравномерна, ниже коэффициент теплопередачи, выше показатель усадки во время эксплуатации. Газобетон стабилен во время всего срока службы.

Ведущие производители газобетонных блоков, такие как ДСК ГРАС, делают инновационный строительный материал из экологически чистого сырья.

Основные компоненты газобетона:
•цемент;
•известь;
•кварцевый песок;
•алюминиевая паста;
•вода.

Почему для строительства дома стоит купить газобетонные блоки?

Идеальный строительный материал, газобетон, имеет неоспоримые преимущества по сравнению с привычным кирпичом. Еще на этапе строительства газобетон показывает себя с наилучшей стороны:
• Низкая трудоемкость строительства. Легкий ячеистый газобетонный блок весит менее 30 кг. А по объему один блок заменяет 30 кирпичей.
• Скорость кладки. Малый вес изделия снижает затраты на перевозку, подачу каменщику и саму кладку. Каменщик укладывает газобетонные блоки в 9 раз быстрее чем кирпич. Для удобства выпускают блоки с захватами для рук. Система паз-гребень позволяет буквально складывать стену за несколько часов.
• Малые физические затраты каменщика. Операция по укладке одного газобетонного блока приравнивается к 20 операциям с кирпичом. Кроме этого, укладка газобетона исключает дополнительные работы по выравниванию стены.
• Легкая обработка. Газобетон режется обычной пилой. Поэтому из него легко сделать самые причудливые формы.

Характеристики газобетонных блоков. Качественный автоклавный газобетон от производителя – проверенные временем привлекательные характеристики:

• Долговечность. Срок службы газобетонных блоков ДСК ГРАС – не менее 80 лет. Газобетон не гниет, не портится, не поддается заражению грибком и плесенью.
• Теплоизоляция. Воздух, заключенный в порах блоков, сохраняет тепло. Чтобы дом быстро прогрелся и долго не остывал, используют блоки D300, D350, D400 соответствующей прочности 0,7-1 и 1,7-2 Мпа.
• Пожароустойчивость. Газобетон – негорючий материал. Его часто используют как обшивку для металлических конструкций.
• Безопасность для здоровья людей. Отсутствие вредных примесей, слюдяных элементов и гранитной крошки в составе газобетонных блоков делает его абсолютно безвредным для людей и окружающей среды. Кроме того, стены из газобетона обеспечивают доступ кислорода в здание.

Благодаря исключительным характеристикам и совершенным свойствам, газобетонные блоки – идеальный строительный материал для частных домов. Но чтобы все параметры ячеистого бетона раскрылись в полном объеме, купить газобетонные блоки лучше всего у известного производителя автоклавного газобетона ДСК ГРАС.

Опубликовано на портале все о строительстве дома «Pro Remont»

 

по ГОСТу и опыту эксплуатации дома, от чего зависит и как его продлить?

Газобетонные блоки часто используют для возведения жилых и нежилых объектов.

Выбирая их в качестве строительного материала, нужно собрать о них максимальное количество доступной информации.

Важным параметром является срок службы газоблока, так как от него зависит срок службы всего здания. Именно поэтому об этом показателе и пойдет речь в статье.

Что это такое?

Срок службы газобетонных блоков – это их долговечность. Под ней подразумевается способность строительного материала сохранять первоначальные свойства в период эксплуатации, с учетом ремонта и других видов обслуживания.

На протяжении установленного срока службы производитель газобетонных блоков обязуется гарантировать потребителю возможность их использования по назначению, без утраты качества. Он исчисляется со дня покупки.

Долговечность газобетонных блоков

Различают срок службы газоблоков по ГОСТ и по реальному опыту его использования. Перед строительством, нужно изучить обе стороны вопроса, так как в нормативных документах четко прописаны требования, которым должен соответствовать строительный материал, чтобы считаться пригодным к эксплуатации.

Реальные постройки могут простоять намного дольше, чем указано в ГОСТ, поэтому обязательно обращают внимание на опыт, накопленный не только в РФ, но и в тех странах, где из газоблоков дома возводят уже много десятилетий.

По ГОСТ

Срок службы газобетонных блоков регламентируется ГОСТ 25820. В нормативных документах закреплено следующее положение: «строительный материал не утрачивает своих эксплуатационных характеристик, если его морозоустойчивость составляет не менее 25 циклов, прочность на сжатие кладки не ниже класса В12.5, а минимальный показатель водонепроницаемости не ниже 0,2 МПа».

По ГОСТ минимальный срок службы газобетонных блоков составляет 50 лет.

По опыту эксплуатации

Опыт эксплуатации газобетонных блоков в разных странах:
  1. Европа. В европейских странах дома из газоблока строят давно. Одно- и двухэтажным зданиям из этого материала насчитывается уже более 80 лет.

    Например, в Риге стоят дома без какой-либо отделки, но успешно эксплуатируются 70 лет.

  2. Прибалтика. Жители Прибалтики живут в газобетонных домах более 50 лет.
  3. Россия. В России этот материал начал набирать обороты популярности сравнительно недавно – около 15 лет назад. Однако с каждым годом спрос на газобетонные блоки лишь увеличивается, что объясняется его прочностью и долговечностью.

Более того, 15 лет газобетонные блоки применяют в РФ именно для возведения частных домов. В сфере многоэтажного строительства их используют уже более 40 лет. Только в Советском Союзе за 10 лет было возведено более 250 млн. м2 жилых зданий.


На 100% достоверно оценить количество сохранившихся построек невозможно, так как для этого необходимо проведение узкоспециализированной экспертизы. Однако достоверно известно, что на 2015 год из эксплуатации было выведено не более 5% от жилого фонда, построенного в период 1980-1990 гг. Если учесть климатические особенности России, этот процент очень мал.

Отталкиваясь от накопленного опыта, можно утверждать, что срок службы домов из газобетонных блоков составляет не менее 50 лет.

Как продлить?

Чтобы продлить срок службы газобетонных блоков и возведенных из них стен, нужно соблюдать следующие рекомендации:

  1. Выполнять кладку в соответствии с типовой технологической картой, не нарушая основные положения этого комплексного документа.
  2. Не оставлять стены из газоблока незащищенными. Установка крыши, отделка и облицовка, монтаж окон и дверей должны быть реализованы в кратчайшие сроки. Если недострой планируется оставить в зиму, его обязательно консервируют и изолируют от внешней среды.
  3. Обеспечить качественную вентиляцию в помещении.
  4. Не экономить время и средства на гидроизоляции фундамента.
  5. Правильно подобрать газоблоки с учетом их прочности и этажности здания.

Причины снижения

Некоторые обладатели домов из газобетонных блоков счастливо живут в них несколько десятилетий, а другие уже через год начинают жаловаться на появление трещин и крошение материала. Срок службы газоблоков снижается по абсолютно реальным причинам, среди которых:

  • Карбонизация. Это химическая реакция, которая происходит внутри газобетонного блока.

    При ее запуске твердые карбонаты и силикаты трансформируются в воду и углекислый газ, из-за чего строительный материал разрушается.

    Действительно, это явление существует, но для того, чтобы избежать его, необходимо покупать качественные газобетонные блоки, которые производятся на крупных заводах и имеют сертификаты качества.

    Карбонизация, как явление активно исследовалась учеными Советского Союза. Было установлено, что интенсивнее всего этот процесс запускается во влажных условиях. Сухой и морозный климат России – враг карбонизации. Поэтому столкнуться с ней рискуют только те люди, которые сэкономили на строительном материале и приобрели газоблоки подпольного производства.

  • Повышенная влажность. Вода может проникать в ячеистую структуру газоблока, заполняя его на 20%. Если она будет сохраняться внутри долгое время или замерзнет, то это приведет к разрушению строительного материала. По этой причине блоки не используют для возведения фундамента, не строят из него подземные сооружения.

    Чтобы избежать разрушающего влияния влаги на газобетон, нужно обеспечить качественную гидроизоляцию и как можно быстрее выполнить отделку объекта.

  • Замерзание влажного блока. Если он наполнен водой, то при увеличении в размерах она начнет разрушать блоки изнутри. Допускать такой ситуации нельзя.
  • Некачественная изоляция. Внимание нужно уделить не только наружной, но и внутренней отделке здания. Она позволит защитить газоблоки от намокания, промерзания и разрушения.

Важно! Не рекомендуется использовать газоблоки для открытой облицовки вентиляционных магистралей и дымоходных шахт. Постоянная сырость и тепло ускоряет карбонизацию, как явление в несколько раз, что приведет к разрушению блоков.

Заключение

Срок службы качественного газоблока составляет не менее 50 лет. Этот временной отрезок зафиксирован в ГОСТ и подтвержден опытом использования строительного материала. Чтобы он прослужил еще дольше, необходимо возводить объект с соблюдением технологий строительства и не допускать воздействия факторов внешней среды на незащищенные блоки.

Долговечность

Долговечность — это способность прослужить долгое время без значительного износа. Прочный материал помогает окружающей среде, сохраняя ресурсы и сокращая отходы и воздействие на окружающую среду ремонта и замены. Производство строительных материалов на замену истощает природные ресурсы и может привести к загрязнению воздуха и воды.

Бетон устойчив к атмосферным воздействиям, химическим воздействиям и истиранию, сохраняя при этом свои желаемые инженерные свойства.Для разных бетонов требуется разная степень прочности в зависимости от условий окружающей среды и желаемых свойств. Ингредиенты бетона, их пропорции, взаимодействие между ними, методы укладки и отверждения, а также условия эксплуатации определяют окончательную долговечность и срок службы бетона.

Замененный двигатель Wacker Drive в центре Чикаго был рассчитан на срок службы от 75 до 100 лет.

Расчетный срок службы большинства зданий часто составляет 30 лет, хотя здания часто служат от 50 до 100 лет или дольше.Из-за их долговечности большинство бетонных и каменных зданий сносятся из-за функционального устаревания, а не изношенности. Однако бетонную оболочку или конструкцию можно использовать повторно, если изменяется использование или функция здания, или при обновлении интерьера здания. Бетон, как конструкционный материал и внешняя обшивка здания, способен противостоять обычным природным механизмам разрушения, а также стихийным бедствиям.

Прочность бетона можно определить как способность бетона противостоять атмосферным воздействиям, химическим воздействиям и истиранию, сохраняя при этом свои желаемые инженерные свойства.Для разных бетонов требуется разная степень прочности в зависимости от условий окружающей среды и желаемых свойств. Например, бетон, подверженный воздействию морской воды, будет иметь другие требования, чем бетонный пол в помещении.


Эти бетонные панели размером 3 на 5 футов с декоративной отделкой были выставлены на улице в относительно суровую погоду в районе Скоки, штат Иллинойс (недалеко от Чикаго). За некоторыми исключениями, их внешний вид очень мало изменился после более чем 40 лет воздействия яркого солнечного света, ветра, снега, кислотных дождей, замораживания и оттаивания, жаркого лета и холодной зимы

Факторы, влияющие на прочность бетона

Высокая Влажность и дождь: Бетон, практически не содержащий органических веществ, устойчив к разрушению из-за гниения или ржавчины в жарком влажном климате.Влага может попасть в здание только через стыки между бетонными элементами. Ежегодный осмотр и ремонт стыков минимизируют этот потенциал. Что еще более важно, если влага проникает через швы, она не повредит бетон. Стены должны дышать, иначе бетон высохнет, если не будет покрыт непроницаемой мембраной.

Портландцементную штукатурку (штукатурку) не следует путать с системами внешней изоляции и отделки (EIFS) или системами синтетической штукатурки, которые могут иметь проблемы с эксплуатационными характеристиками, включая повреждение от влаги и низкую ударопрочность.Синтетическая штукатурка обычно составляет небольшую часть толщины штукатурки из портландцемента, что обеспечивает меньшую ударопрочность. Благодаря своему составу он не позволяет внутренней части стены высыхать, когда внутрь попадает влага. Захваченная влага в конечном итоге разрушает изоляцию, обшивку и деревянный каркас. Он также разъедает металлический каркас и металлические детали. Было меньше проблем с использованием EIFS на твердых основаниях, таких как бетон или каменная кладка, потому что эти основания очень стабильны и не подвержены гниению или коррозии.

Стойкость к ультрафиолету: Ультрафиолетовая часть солнечного излучения не вредит бетону. Использование цветных пигментов в бетоне позволяет сохранить цвет эстетических элементов (например, стен или полов) еще долго после того, как краска потускнела из-за воздействия солнца.

Несъедобный: Паразиты и насекомые не могут разрушить бетон, потому что он несъедобный. Некоторые более мягкие материалы несъедобны, но по-прежнему обеспечивают путь насекомым. Благодаря своей твердости, паразиты и насекомые не протыкают бетон.

Условия воздействия для бетона от умеренных до тяжелых: Ниже перечислены важные условия воздействия и механизмы разрушения бетона. Бетон может противостоять этим эффектам при правильном проектировании. «Руководство специалиста по долговечному бетону», EB221 и «Проектирование и контроль бетонных смесей» , EB001.15 предназначены для предоставления достаточной информации, позволяющей практикующему специалисту выбрать материалы и параметры конструкции смеси для получения прочного бетона в различных средах.

Устойчивость к замерзанию и оттаиванию: Самым потенциально разрушительным фактором выветривания является замерзание и оттаивание во влажном бетоне, особенно в присутствии противогололедных химикатов. Ухудшение вызвано замерзанием воды и последующим расширением пасты, частиц заполнителя или того и другого.

Когда бетон имеет надлежащую систему микроскопических пузырьков воздуха, полученных за счет добавления воздухововлекающей добавки и тщательного перемешивания, бетон обладает высокой устойчивостью к замерзанию и оттаиванию.Эти микроскопические пузырьки воздуха в бетоне компенсируют расширение воды в лед и, таким образом, снижают создаваемое внутреннее давление. Бетон с низким водоцементным отношением (0,40 или ниже) более прочен, чем бетон с высоким водоцементным отношением (0,50 или выше). Бетон с воздухововлекающими добавками с низким водоцементным соотношением и содержанием воздуха от 5 до 8 процентов правильно распределенных воздушных пустот без проблем выдержит большое количество циклов замораживания и оттаивания.

Химическая стойкость: Бетон устойчив к большинству природных сред и многим химическим веществам. Бетон регулярно используется для строительства сооружений для транспортировки и очистки сточных вод из-за его способности противостоять коррозии, вызываемой высокоагрессивными загрязнителями в потоке сточных вод, а также химическими веществами, добавляемыми для обработки этих отходов.

Однако бетон иногда подвергается воздействию веществ, которые могут разъедать и вызывать разрушение.Бетон на предприятиях химического производства и складских помещений особенно подвержен химическому воздействию. Влияние сульфатов и хлоридов обсуждается ниже. Кислоты разрушают бетон, растворяя цементное тесто и заполнители на основе кальция. В дополнение к использованию бетона с низкой проницаемостью можно использовать поверхностную обработку, чтобы предотвратить контакт агрессивных веществ с бетоном. Влияние веществ на бетон и руководство по защитным обработкам. В , IS001 , обсуждается влияние сотен химикатов на бетон и приводится список обработок, помогающих контролировать химическое воздействие.Подробнее о кислотостойкости.

Сопротивление сульфатной атаке: Большое количество сульфатов в почве или воде может разрушить и разрушить бетон, который не был должным образом спроектирован. Сульфаты (например, сульфат кальция, сульфат натрия и сульфат магния) могут разрушать бетон, вступая в реакцию с гидратированными соединениями в затвердевшем цементном тесте. Эти реакции могут вызвать давление, достаточное для медленного разрушения бетона.

Подобно природным камням, таким как известняк, пористый бетон (обычно с высоким водоцементным соотношением) подвержен выветриванию, вызванному кристаллизацией соли.Примеры солей, которые, как известно, вызывают выветривание бетона, включают карбонат натрия и сульфат натрия.

Сульфатное воздействие и кристаллизация соли более серьезны в местах, где бетон подвергается циклам смачивания и высыхания, чем циклы непрерывного смачивания. Для наилучшей защиты от внешнего воздействия сульфатов бетон с низким соотношением воды и цементного материала (Вт / см) (менее 0,45 для сред с умеренным содержанием сульфатов и менее 0,40 для более жестких сред) следует использовать вместе с цементами или комбинациями цементирующих материалов. специально разработан для сульфатных сред.

Мост Конфедерации через пролив Нортумберленд между островом Принца Эдуарда и Нью-Брансуиком был специально разработан для обеспечения высокой прочности в суровых условиях и 100-летнего срока службы.Мост должен противостоять замораживанию и оттаиванию, воздействию морской воды и истиранию плавучим льдом.

Воздействие на морскую воду: Бетон уже несколько десятилетий используется при воздействии морской воды с отличными характеристиками. Однако в таких суровых условиях требуется особая осторожность при проектировании смесей и выборе материалов. Конструкция, подверженная воздействию морской воды или брызг морской воды, наиболее уязвима в зоне приливов и брызг, где происходят повторяющиеся циклы смачивания и сушки и / или замораживания и оттаивания.Сульфаты и хлориды в морской воде требуют использования бетона с низкой проницаемостью, чтобы минимизировать коррозию стали и воздействие сульфатов. Полезен цемент, устойчивый к воздействию сульфатов. Должно быть обеспечено надлежащее бетонное покрытие поверх арматурной стали, а водоцементное соотношение не должно превышать 0,40.

Хлоридостойкость и коррозия стали: Хлориды, присутствующие в простом бетоне (который не содержит арматурную сталь), обычно не являются проблемой долговечности. В усиленном виде паста защищает закладную сталь от коррозии благодаря своей щелочной природе.Среда с высоким pH в бетоне (обычно (более 12,5) вызывает образование пассивной защитной оксидной пленки на стали. Однако присутствие хлорид-ионов из антиобледенителя или морской воды может разрушить пленку или проникнуть в нее. При достижении порога хлоридной коррозии электрохимический ток образуется вдоль стали или между стальными стержнями, и начинается процесс коррозии.

Стойкость бетона к хлоридам хорошая; однако для тяжелых условий окружающей среды, таких как настил мостов, ее можно повысить, используя низкий уровень воды. цементный коэффициент (около 0.40), не менее семи дней влажного отверждения и дополнительных вяжущих материалов, таких как микрокремнезем, для снижения проницаемости. Увеличение бетонного покрытия над сталью также помогает замедлить миграцию хлоридов. Другие методы уменьшения коррозии стали включают использование добавок, замедляющих коррозию, арматурной стали с эпоксидным покрытием, обработки поверхности, бетонных покрытий и катодной защиты.

Устойчивость к щелочно-кремнеземной реакции (ASR): Щелочно-кремнеземная реакция (ASR) — это расширяющаяся реакция между определенными формами кремнезема в заполнителях и щелочами калия и натрия в цементном тесте.Реакционная способность потенциально опасна только тогда, когда она вызывает значительное расширение. Признаками наличия реакционной способности щелочных агрегатов может быть сеть трещин, замкнутых или растрескавшихся стыков или движение частей конструкции. Щелочно-кремнеземную реакцию можно контролировать путем правильного выбора заполнителя и / или использования дополнительных вяжущих материалов (таких как летучая зола или шлаковый цемент) или смешанных цементов, проверенных испытаниями для контроля реакции. С некоторыми реактивными заполнителями контроль уровня щелочи в бетоне был успешным.Также было показано, что добавки на основе лития предотвращают вредное расширение из-за ASR. Стандартное руководство по снижению риска образования щелочных агрегатов в бетоне, ASTM C1778, содержит подробные инструкции.

Устойчивость к истиранию: Бетон устойчив к абразивному воздействию обычной погоды. Примерами сильного истирания и эрозии являются частицы в быстро движущейся воде, плавающем льду или местах, где допускается использование стальных шипов на шинах.Стойкость к истиранию напрямую зависит от прочности бетона. Исследования показывают, что для участков с сильным истиранием хорошо подходит бетон с прочностью на сжатие от 12 000 до 19 000 фунтов на квадратный дюйм (psi).

материалов | Бесплатный полнотекстовый | Оценка срока службы железобетонной канализационной конструкции, отремонтированной с использованием бактериального смешанного покрытия: вероятностно-детерминированным методом

1. Введение Канализационные конструкции из железобетона

являются жизненно важной системой для общественной жизни пользователей и требуют периодического ремонта и технического обслуживания. к его ухудшению.В общем, RC-конструкции обычно используются для систем отвода сточных вод, но попадание сульфат-ионов приводит к разрушению поверхностного слоя бетона, что приводит к армированию и протечкам в стыках, что требует больших затрат для решения этих проблем [1,2 ]. В случае проникновения сульфатов, в отличие от воздействия хлоридов и карбонизации, основными проблемами являются растрескивание и разрушение из-за расширения бетона на поверхности. Что касается биохимического разрушения бетона, с идентификацией Thiobacillus thiooxidans (сульфатредуцирующие бактерии ), эрозия поверхности бетона и разрушение внутренних гидратов [3].В отличие от водопроводных труб, городские сточные воды, поступающие в канализацию, имеют разный объем и скорость притока и выпуска в трубе, и поэтому шлам и ил обычно откладываются на дне канала. Анаэробные бактерии, присутствующие в отложениях, генерируют большое количество газообразного сероводорода за счет восстановления сульфат-ионов (SO 4 2-) до сероводорода (H 2 S) в процессе разложения и потребления необходимых отложенных органических веществ. как питательные вещества для роста [4].Это происходит из-за процесса анаэробного дыхания, при котором анаэробные бактерии окисляют органическое вещество, используя кислород, связанный с серой (SO 4 2-) вместо чистого кислорода (O 2 ) с целью синтеза белка и приобретение энергии, необходимой для роста. В этом процессе образуется сероводород, который долгое время считался основным фактором износа канализационных сооружений [5,6]. Было начато несколько исследований по оценке разрушения бетона из-за серной кислоты и сероводорода в канализационных сооружениях.Эти методы могут использоваться для косвенных и количественных методов определения распространения и уровня роста сульфатредуцирующих бактерий. Однако при использовании процедуры определения уровня размножения и роста бактерий трудно количественно оценить сульфатредуцирующие бактерии из-за различных бактерий, существующих в среде сточных вод; поэтому были предложены различные технологии для оценки прогресса эрозии бетона путем обнаружения изменений влажности и температуры в сооружениях сточных вод RC с учетом роста и размножения сульфатредуцирующих бактерий [7,8].Кроме того, были предложены методы прогнозирования глубины коррозии путем мониторинга изменения pH поверхности бетона из-за серной кислоты и газов сероводорода, образующихся в результате роста этих бактерий [9]. На рисунке 1 показан метаболический процесс образования водорода. сульфида из-за роста анаэробных бактерий, а на рисунке 2 показан механизм разрушения бетона, вызванный воздействием сероводорода и серной кислоты. факторов износа, и большая часть разработанных методик ориентирована на заживление трещин и повышение долговечности цементных композитов с помощью бактерий [10,11,12].Эти исследования показали механизмы, в которых ионы кальция (Ca + ) в цементных смесях разлагают мочевину на аммоний, а карбонат кальция (CaCO 3 ) образуется в результате бактериального гидролиза мочевины и биоминерализации окисления органических кислот, тем самым заживляя внутренние пустоты. и микротрещины. С другой стороны, внимание привлекли исследования использования бактерий с функцией ингибирования проникновения и диффузии факторов разрушения с использованием вязкой слизи, образующейся на поверхности клеток.Были проведены исследования по формированию поверхностного защитного покрытия на бетонных конструкциях, подверженных ухудшению условий окружающей среды, путем культивирования бактерии Rhodobacter capsulatus, образующей слизь [12,13,14]. Предыдущее исследование показало, что покрытие, ремонтируемое бактериями, продемонстрировало превосходную стойкость к сульфатам и показало улучшение долговечности и механических характеристик, таких как уменьшение диффузии сульфат-ионов и сохранение прочности в условиях воздействия серной кислоты, по сравнению с обычными ремонтными растворами для бетона. [15].Когда эти ремонтные материалы используются в структуре канализации RC, срок службы может увеличиваться, что снижает затраты на техническое обслуживание, что позволяет разработать эффективный план технического обслуживания. Для плана обслуживания эффективна оценка структуры RC с помощью неразрушающего контроля, такого как 3D-сканирование и визуальный осмотр. Что касается трещин или разрушения поверхности в бетоне из-за химического разрушения, необходима оценка ширины и глубины трещины; тем не менее, у неразрушающего контроля все еще есть ограничения по применению [16,17].Для оценки трещин и больших пустот внутри бетона также считается эффективным GPR (наземный радар проникновения) [18]. Для обслуживания конструкции канализации RC необходимо определить предельное состояние для срока службы и обычно используется детерминированный метод. Этот метод направлен на обеспечение требуемых характеристик в течение предполагаемого срока службы с учетом фактора окружающей среды и фактора снижения долговечности. В спецификациях и руководящих принципах многих стран пять видов разрушения, такие как воздействие хлоридов, карбонизация, проникновение сульфатов, замораживание-оттаивание и реакция щелочных агрегатов, рассматриваются в качестве элементов расчета долговечности для конструкций RC [19, 20, 21].Для хлоридного воздействия и карбонизации был предложен ряд моделей для прогнозирования срока службы, которые основаны на механизме диффузии и конвекции. В случае срока службы при сульфатной атаке, уравнение глубины разрушения [1,22], которое учитывает коэффициент диффузии сульфат-ионов и характеристики смешения, оценка срока службы с учетом снижения прочности при испытании на ускорение [23,24] , и оценка срока службы для многослойной диффузии с учетом диффузии покрытия [25].Изменение химического состава и pH при проникновении сульфата было изучено с помощью лабораторных измерений, испытаний и глубины коррозии, а потеря веса была связана с периодом продолжительности [9,26]. Многие исследования по вероятностной оценке срока службы также были выполнены. выполняется с целью учета инженерных неопределенностей для количественных материалов, проектирования и строительства. Вероятностный метод означает метод проектирования, при котором вероятность выхода из критического состояния в течение предполагаемого срока службы считается ниже заданной целевой вероятности долговечности [27,28,29,30].С этой целью следует определить распределение вероятностей каждого проектного параметра, и инженер-конструктор должен определить целевую вероятность долговечности (вероятность отказа) в соответствии с целевым сроком службы. С 1990-х годов для хлоридного воздействия и карбонизации был предложен ряд методов проектирования с использованием детерминированных и стохастических методов, а также были проведены исследования по анализу с учетом пространственной изменчивости, отражающей характеристики, зависящие от времени [31,32].Тем не менее, существуют ограничения в исследованиях изменения срока службы в случае ремонтируемых конструкций, подверженных воздействию сульфатов, таких как конструкции канализации RC. Это связано с тем, что может иметь место сложный процесс разрушения, такой как замораживание-оттаивание, и трещины из-за расширения бетона и последующего проникновения факторов разрушения, а также проникновение ионов сульфата и реакции с внутренними гидратами (гидроксид кальция и гипс). непрерывно. Было проведено несколько исследований срока службы сульфата с помощью детерминированных методов, но очень мало исследований срока службы сульфата, учитывающих теорию вероятности и расчетные параметры с вариациями.

Фактически, расчет на долговечность был разработан на основе детерминированных и вероятностных инженерных неопределенностей, таких как изменение навыков строительства, ошибки проектирования и изменение качества материалов. Что касается проникновения сульфат-ионов, оценка срока службы с помощью вероятностного подхода очень ограничена, поскольку репрезентативный метод оценки не предлагается в спецификациях и проектных нормах; Таким образом, неясно ни влияние проектного параметра на срок службы, ни целевой отказ от долговечности.Изменение проектных параметров также влияет на срок службы, и допустимые отклонения проектных параметров и коэффициентов безопасности могут быть разумно получены путем сравнения результатов детерминированного и вероятностного подходов. В этом исследовании изменяющийся срок службы был проанализирован с помощью детерминированных и вероятностных методов для бетона, отремонтированного с использованием обычных ремонтных материалов и бактериального покрытия для железобетонных канализационных конструкций. С этой целью были определены четыре основных проектных параметра, таких как внешняя концентрация сульфат-иона, коэффициент диффузии, толщина покрытия (покрытия) и шероховатость поверхности.Кроме того, было оценено влияние каждого параметра на срок службы, и результаты двух методов были сопоставлены с учетом изменения проектных параметров. Разработанное бактериальное покрытие было оценено как эффективное для продления срока службы с учетом его инженерных преимуществ, и в ходе исследования были количественно проанализированы изменения срока службы с изменяющимися характеристиками конструктивных параметров.

4. Изменения срока службы в структуре сточных вод RC с использованием различных ремонтных материалов

В этом разделе срок службы оценивался с двумя внешними концентрациями сульфата, нормальным уровнем сульфат-иона (120 ppm) и немного более высоким уровнем (200 мм). к предыдущей полевой оценке [35].Как объяснялось ранее, срок службы определялся как период, когда глубина разрушения превышает сумму глубины покрытия и толщины покрытия, и он оценивался в следующих трех случаях: только бетон без ремонтного материала, защита обычным ремонтным раствором, и защита с помощью бактериального покрытия. Кроме того, для оценки срока службы конструкции задавали каждому расчетному параметру вариацию 0,1, 0,2 и 0,3. На рисунке 14 показаны изменения срока службы канализационной конструкции RC в зависимости от внешней концентрации сульфата.При детерминированном методе срок службы был оценен как 21,6 года в случае без ремонта при воздействии окружающей среды до 120 ppm, он составил 25,7 года при нанесении обычного ремонтного раствора и 42,1 года при нанесении бактерицидного покрытия. При переходе на вероятностный метод срок службы несколько сократился. При увеличении COV с 0,1 до 0,3 срок службы резко снизился с 26,5 до 15,0 лет для обычного бетона, с 30,6 до 17,2 лет при использовании обычного ремонтного раствора и с 45 лет.От 1 до 25,3 года при нанесении бактериального покрытия (Рисунок 15). Степень снижения была оценена как от 56,1 до 56,6%, а в случае 200 ppm степень снижения составляла от 56,2 до 57,7%, что указывает на аналогичный уровень. В случае концентрации сульфата 200 ppm, детерминированным методом, срок службы без ремонта составил 12,9 года; это увеличилось до 15,4 лет, когда применялся обычный ремонтный раствор, и далее увеличилось до 25,3 лет, когда использовалось покрытие бактериями.При применении вероятностного метода в тех же условиях срок службы находился в диапазоне 9,2–16,0, 10,5–18,2 и 15,4–27,4 года, соответственно, в зависимости от вариации, показывая значительную разницу в зависимости от типа ремонта. материал.

Чем меньше толщина покрытия обычной железобетонной канализационной системы, тем меньше будет засорения в потоке. Учитывая толщину покрытия 5 мм, бактериальное покрытие продемонстрировало срок службы в 1,47–1,50 раз больше, чем у обычного ремонтного раствора, и срок службы был оценен как более длительный по мере уменьшения COV.В случае разработанного бактериального смешанного покрытия было показано, что качество может стабильно поддерживаться под воздействием непрерывных сульфид-ионов и влажности. Срок службы конструкции сточных вод RC, отремонтированной с использованием бактерицидного материала при проникновении сульфат-ионов, может быть значительно продлен за счет низкого коэффициента диффузии и низкой COV.

С учетом стоимости ремонта условной единицы и предполагаемого срока службы (60 лет) стоимость ремонта может быть снижена за счет увеличения срока службы и уменьшения количества ремонтов.Стоимость ремонта блока [37] и общая стоимость ремонта при проникновении сульфатов 120 и 200 ppm показаны в Таблице 8 и на Рисунке 16. Как показано, количество ремонтных работ было сокращено с девяти до одного раза, а стоимость ремонта — с 441,9 до 65,8 долл. / М 2 менее 120 промилле. Для случая 200 ppm они были снижены с 19 до 3 раз и с 932,9 до 98,7 долл. / М 2 соответственно.

Таблица 8. Стоимость ремонта единицы для каждой техники (толщина = 5 мм).

Таблица 8. Стоимость ремонта единицы для каждой техники (толщина = 5 мм).

Срок службы армированного бетона
Ремонтный раствор Бактериальное покрытие
Материал
Стоимость ремонта (долл. США / м 2 ) 49,1 32,9
Мосты во Флориде подвергаются воздействию хлоридов | NACE CORROSION

РЕФЕРАТ

Расчет на долговечность новых конструкций в Департаменте транспорта Флориды (DOT) в настоящее время выполняется на основе экологической классификации участков конструкции.Среды основания и надстройки моста можно классифицировать как слегка агрессивные, умеренно агрессивные или чрезвычайно агрессивные в соответствии с Руководством по проектированию конструкций FDOT. Каждая классификация требует предварительных условий относительно состава бетона и бетонного покрытия. Ограничение этого подхода к проектированию долговечности заключается в том, что фактический достижимый срок службы остается неизвестным. Однако доступны полные вероятностные модели срока службы для прогнозирования срока службы в случаях коррозии арматуры, вызванной хлоридом.Целью статьи является определение избранного эталона прочности конструкции железобетонных мостов во Флориде с помощью вероятностного моделирования.

ВВЕДЕНИЕ

Предпосылки

Эффективность и отказоустойчивость нашей инфраструктуры в решающей степени зависит от долговечности ее компонентов, но особенно от ее железобетонных конструкций. Расчет на долговечность новых железобетонных конструкций в FDOT стандартизован предписывающими правилами и определяется только условиями окружающей среды.Бюллетень fib 76 1 назвал этот предписывающий подход «удовлетворительным». Механизмы нежелательного износа предотвращаются спецификациями используемых материалов и геометрических параметров. Каждое условие окружающей среды требует других предпосылок, касающихся состава бетона, бетонного покрытия и, в последнее время, типа армирования. В деталях, спецификации устанавливают максимальное соотношение воды и вяжущего, минимальное содержание цемента, минимальное удельное сопротивление бетона, минимальную прочность на сжатие, максимальную ширину трещины и верхний предел содержания хлоридов в свежем бетоне.Эти требования являются результатом внутренних исследований 2 и национального опыта и должны гарантировать срок службы около 75 лет.

Этот подход к долговечности содержит некоторые ограничения, поскольку фактический срок службы спроектированной конструкции остается неизвестным. Обычно напряжения и условия окружающей среды гораздо более изменчивы, чем отражено в спецификациях, и, следовательно, следствием этого может быть неэкономичный дизайн. Еще один недостаток состоит в том, что фактические данные контроля не могут быть объединены с текущими правилами проектирования для вероятностной оценки состояния.Решением для преодоления этих ограничений может стать проектирование долговечности, основанное на характеристиках, с использованием полностью вероятностного прогнозирования срока службы. Полно-вероятностный подход к характеристикам требует моделей, описывающих механизм разрушения, статистической количественной оценки напряжений и сопротивлений материалов, определения предельных состояний и определения приемлемых вероятностей / надежности отказов. Согласно Еврокоду 3 предельное состояние — это условие, при превышении которого конструкция больше не может соответствовать соответствующим критериям проектирования.

Почему современный раствор крошится, а римский бетон прослужит тысячелетия | Наука

Страна: Страна * AfghanistanAland IslandsAlbaniaAlgeriaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBolivia, многонациональное государство ofBonaire, Синт-Эстатиус и SabaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика theCook IslandsCosta RicaCote D’IvoireCroatiaCubaCuraçaoCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland острова (Мальвинские ) Фарерские острова, Фиджи, Финляндия, Франция, Французская Гвиана, Французская Полинезия, Французские Южные территории, Габон, Гамбия, Грузия, Германия, Гана, Гибралтар, Греция, Гренландия, Гренада, Гваделупа, Гватемала, Гернси, Гвинея, Гвинея-Бисау, Гайана, Гаити, Остров Херд и МакДональда IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran, Исламская Республика ofIraqIrelandIsle из ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKorea, Корейская Народно-Демократическая Республика ofKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народная Демократическая RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Арабская JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedonia, бывшая югославская Республика ofMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorwayOmanPakistanPalestinianPanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalQatarReunionRomaniaRussian FederationRWANDASaint BarthélemySaint Елены, Вознесения и Тристан-да-КуньяСент-Китс и НевисСент-ЛюсияСент-Мартен (французская часть) Сен-Пьер и МикелонСент-Винсент и ГренадиныСам oaSan MarinoSao Том и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint Маартен (Голландская часть) SlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Джорджия и Южные Сандвичевы IslandsSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwanTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTimor-LesteTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited арабского EmiratesUnited KingdomUnited StatesUruguayUzbekistanVanuatuVenezuela, Боливарианская Республика ofVietnamVirgin остров, BritishWallis и Футуна Западная Сахара Йемен Замбия Зимбабве

Пожертвовать сейчас
Поддержка некоммерческой научной журналистики

Если мы чему-то научились из пандемии COVID-19, так это тому, что мы не можем дождаться реакции кризиса. Science и AAAS неустанно работают над предоставлением достоверной, основанной на фактах информации о последних научных исследованиях и политике с широким бесплатным освещением пандемии. Ваш не подлежащий налогообложению вклад играет решающую роль в поддержании этих усилий.

Раскрытие благотворительной информации

Информация об армированном автоклавном ячеистом бетоне (RAAC)

Обновление: 10 февраля 2021 года DfE опубликовало руководство, которое поможет ответственным органам определять армированный автоклавный газобетон (RAAC) в школах.

RAAC — это легкий бетон, который использовался в основном для крыш с середины пятидесятых до середины восьмидесятых годов. Хотя мы полагаем, что он использовался в жилищном строительстве, в основном он использовался в офисах, школах и т. Д. Ограниченная долговечность крыш RAAC давно признана; однако недавний опыт (который включает два обрушения крыши без предупреждения или с небольшим предупреждением) предполагает, что проблема может быть более серьезной, чем предполагалось ранее, и что многие владельцы зданий не знают, что она присутствует в их собственности.RAAC, по-видимому, использовался некоторыми муниципальными архитекторами в большом количестве зданий, не все из которых все еще находятся в государственном секторе.

Предлагаемые шаги, которые вам необходимо предпринять как ответственный орган:

  1. определить любые объекты недвижимости, построенные с использованием RAAC, и надлежащим образом подтвердить потенциальный риск
  2. учитывает и отслеживает возможное влияние сокращенных режимов обслуживания на состояние вашего портфеля недвижимости, в частности, там, где используется RAAC.
  3. Соответствующий персонал должен также ознакомиться с этим предупреждением о RAAC, выпущенным Постоянным комитетом по структурной безопасности; и эти перекрестные отчеты

874 Кровельные доски из армированного автоклавного газобетона (RAAC) — обмен опытом

908 Разрушение досок RAAC в школах

RAAC

обычно использовался в строительстве в Великобритании с середины 1950-х по 1980 год, но, возможно, использовался впоследствии. [1]

Его можно найти в различных типах зданий, включая школы, но не ограничиваясь ими.

В 1990-х и снова в 2002 году Строительное научно-исследовательское учреждение описало трудности в обслуживании кровельных досок RAAC и прокомментировало случаи чрезмерных и прогрессирующих прогибов при эксплуатации, связанных с широко распространенными микротрещинами на потолке досок.

По результатам испытаний, проведенных BRE, отчет пришел к выводу, что доски RAAC давали адекватное предупреждение за счет визуального ухудшения перед разрушением. Тем не менее, , , две недавние неисправности показывают, что на больше нельзя полагаться, и поэтому необходимо пересмотреть режимы технического обслуживания и осмотра.

В одном случае проверки, проводимые местными властями, выявили некоторые проблемы, свидетельствующие о наличии дефектов в досках RAAC, которые в сочетании с суровыми погодными условиями привели к механизму долговременной ползучести, и, кроме того, экономия на техническом обслуживании может влиять на производительность бетонных досок в целом. При осмотре эти факторы сочетаются с дефектами панели; которые включали в себя продольный армированный стальной стержень недостаточной длины, очень высокое соотношение пролета / глубины и плохую смесь заполнителя, что привело к срезанию досок и обрушению.Последующие проверки других зданий, проведенные Управлением, пока не выявили каких-либо существенных проблем с эксплуатационными характеристиками других объектов RAAC, но это еще предстоит сделать.

Второй случай рассматривается в отчете CROSS выше.

Рисунок 1: Дифференциальный прогиб досок
Рисунок 2: Сдвиговая трещина в балке

Учитывая, что недавние аварии не соответствовали ожиданиям, полученным в результате расследований BRE, и учитывая, что многим зданиям RAAC сейчас не менее 38 лет, LGA и DfE теперь рекомендуют членам и ответственным школьным органам предпринять следующие шаги в качестве меры предосторожности. для подтверждения безопасности конструкции РААЦ:

  • Убедитесь, что состояние всех зданий регулярно контролируется, используя подход, основанный на оценке рисков, который дает должное обдумывание использования здания с учетом возможных последствий сокращения технического обслуживания.
  • Убедитесь, что они определили любую собственность RAAC в своем портфеле
  • Убедитесь, что свойства RAAC регулярно проверяются инженером-строителем, в том числе с помощью измерителя покрытия для проверки наличия поперечной и продольной арматуры, отмечать прогибы, проверять панели в непосредственной близости от опоры, ширину опорной опоры, трещины, воду проникновение и признаки коррозии арматуры и любые несоответствия между панелями. Частота последующих проверок должна определяться инженером-строителем, проводящим первоначальную проверку.
  • Принять надлежащие методы ухода за кровлей: в частности:
    • убедитесь, что выпускные отверстия для воды чистые и находятся на таком уровне, который обеспечивает свободный отвод воды с крыш.
    • , если внутренняя поверхность досок должна быть декорирована, используйте краску, пропускающую пары влаги. Защитите внешние поверхности покрытием, которое обеспечивает эффективный барьер против проникновения жидкой воды.
    • , где возможно, уменьшить статическую нагрузку на крышу, удалив сколы и заменив их подходящим солнцезащитным покрытием.
    • обеспечивает поддержание всех водонепроницаемых мембран в хорошем состоянии
    • ведет учет прогибов планок RAAC и регулярно проверяет конструкцию.
  • гарантирует, что лица, ответственные за повседневное управление любым зданием RAAC:
    • Знайте, что RAAC используется в здании и где он используется
    • Регулярно проверяйте наличие визуальных признаков трещин, проникновения воды, прогиба к потолкам и выступов к крышам
    • Убедитесь, что весь персонал знает, как сообщать о любых трещинах и / или других выявленных потенциальных проблемах с дефектами.
    • Получили указание немедленно закрыть любую часть здания, где появляются трещины или другие дефекты материала, в ожидании дальнейших проверок.

Список литературы

SCOSS Армированный газобетон автоклавный

BRE IP 10/96 Армированные доски из автоклавного газобетона, разработанные до 1980 г.

BRE Report 445 2002 Армированные панели из газобетона в автоклаве — Обзор поведения и изменений в оценке и проектировании


[1] Отчет BRE 445 2002 Армированные панели из газобетона автоклавирования — Обзор поведения и изменений в оценке и проектировании (стр. 15) определяет три категории RAAC:

  • Панели RAAC, разработанные до 1980 г. — в итоге панели были протестированы и признаны безопасными, но были опасения, что эффективное для пролета соотношение глубины было порядка 28, было неадекватным и не соответствовало CP110, где ожидаемое значение могло быть быть меньше 20.
  • Панели RAAC, построенные после 1980 года, но до создания руководства по проектированию prEN12602: 2000
  • Панели
  • RAAC сконструированы в соответствии с руководством по проектированию prEN12602: 2000. Таким образом, в отношении данного руководства BRE сообщил: Панели
    • , сконструированные по этой направляющей, имели меньшее отношение пролета к глубине, чем предыдущие
    • . Ограниченные испытания
    • показывают, что эксплуатационные характеристики, вероятно, будут удовлетворительными. , но было бы разумно контролировать их фактическую производительность после нескольких лет эксплуатации. .

(NB: Панели — это описание BRE, но это то же самое, что и доски).

Прогнозирование срока службы зольного бетона с использованием искусственной нейронной сети.

  • 1.

    Дир Р. К., Хьюлетт П. К., Чан Ю. Н. Характеристики бетона вблизи поверхности: прогнозирование устойчивости к карбонизации. Журнал исследований бетона, 1989, 41 (148): 137–143

    Статья Google ученый

  • 2.

    Туутти К.Коррозия стали в бетоне. Стокгольм: Шведский научно-исследовательский институт цемента и бетона, 1982

    Google ученый

  • 3.

    Эльхассан Дж. Оценка надежности воздействия климатических факторов на коррозию железобетонных балок Применение к ливанскому случаю. Диссертация на соискание ученой степени доктора. Клермон-Ферран: Университет Блеза Паскаля-Клермона II, 2010 г. (на французском языке)

    Google ученый

  • 4.

    Пападакис В., Фардис М., Вайенас К. Гидратация и карбонизация поццалановых цементов. Журнал материалов ACI, 1992, 89 (2): 119–130

    Google ученый

  • 5.

    Барогель-Боуни В. Расчет бетона для заданного срока службы конструкций — Контроль долговечности с учетом коррозии арматуры и щелочной реакции — Современное состояние и руководство по реализации подхода к характеристикам на основе показателей устойчивости.Париж: Французская ассоциация гражданского строительства, 2004 г. (на французском языке)

    Google ученый

  • 6.

    Фагерлунд Г. Срок службы конструкций. В кн .: Материалы симпозиума по контролю качества бетонных конструкций. Стокгольм: шведский C & CRI, 1979, 3: 199–215

    Google ученый

  • 7.

    Ниу Д. Т., Чен Ю. К., Ю. С. Модель и анализ надежности карбонизации бетонных конструкций.Журнал Сианьского университета архитектуры и технологий, 1995, 27 (4): 365–369

    Google ученый

  • 8.

    Лян М. Т., Ван К. Л., Лян К. Х. Прогнозирование срока службы железобетонных конструкций. Исследование цемента и бетона, 1999, 29 (9): 1411–1418

    Статья Google ученый

  • 9.

    Чо Х. К., Ли Д. Х., Джу Х., Ким К. С., Ким К. Х., Монтейро П. Дж. М. Оценка оставшегося срока службы железобетонных зданий на основе нечеткого подхода.Компьютеры и бетон, 2015, 15 (6): 879–902

    Статья. Google ученый

  • 10.

    Шуберт П. Карбонизация строительных растворов и бетона, сделанных с использованием летучей золы. Специальные публикации ACI, 1987, SP-100: 1945–1962

    Google ученый

  • 11.

    Парк Г. К. Прочность и карбонизация бетона. Журнал Корейского института бетона, 1995, 7: 74–81

    Google ученый

  • 12.

    Миндесс С., Янг Дж. Ф., Дарвин Д. 2-е изд. Конкретный. Нью-Джерси: Прентис Холл, 2002

    Google ученый

  • 13.

    Burden D. Прочность бетона с высоким содержанием летучей золы. Диссертация на соискание ученой степени доктора. Фредериктон: Университет Нью-Брансуика, 2006

    Google ученый

  • 14.

    Юнси А. Карбонизация бетонов с высокими показателями замещения цемента минеральными добавками.Диссертация на соискание ученой степени доктора. Ла-Рошель: Университет Ла-Рошель, 2011 (на французском языке)

    Google ученый

  • 15.

    Chaussadent T. Состояние дел и размышления о карбонизации железобетона. Исследования и исследования в лабораториях мостов и дорог. Париж: Центральная лаборатория дорог и мостов, 1999 (на французском языке)

    Google ученый

  • 16.

    Borges P H R, Costa J O, Milestone N B, Lynsdale C J, Стритфилд Р. E.Карбонизация CH и C-S-H в композитных цементных пастах, содержащих большое количество BFS. Исследование цемента и бетона, 2010, 40 (2): 284–292

    Статья Google ученый

  • 17.

    Биер Т. А. Влияние типа цемента и твердения на процесс карбонизации и структуру пор гидратированных цементных паст. В: Материалы симпозиума Общества исследования материалов. США: Cambridge University Press, 1986, 85–123

    Google ученый

  • 18.

    Мета П. К., Монтейро П. Дж. Бетон, микроструктура, свойства и материалы. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 2006

    Google ученый

  • 19.

    Атис С. Д. Ускоренная карбонизация и испытания бетона, изготовленного с использованием летучей золы. Строительство и строительные материалы, 2003, 17 (3): 147–152

    Статья. Google ученый

  • 20.

    Ога Х., Нагатаки С. Прогноз глубины карбонизации бетона летучей золой.В: 3-я Международная конференция по летучей золе, дыму кремнезема, шлаку и природным пуццоланам в бетоне. Тродхейм: Американский институт бетона, ACI SP-114, 1989, 275–294

    Google ученый

  • 21.

    Marques P F, Chastre C, Nunes Â. Моделирование срока службы карбонатных железобетонных конструкций для бетона с портландцементом и цементными смесями. Цемент и бетонные композиты, 2013, 37: 171–184

    Статья. Google ученый

  • 22.

    Томас М. Д. А., Мэтьюз Дж. Д. Карбонизация бетона из летучей золы. Журнал Concrete Research, 1992, 44 (160): 217–228

    Статья Google ученый

  • 23.

    Khunthongkeaw J, Tangtermsirikul S, Leelawat T. Исследование по прогнозированию глубины карбонизации для бетона из летучей золы. Строительство и строительные материалы, 2006, 20 (9): 744–753

    Статья. Google ученый

  • 24.

    Анитеску Ч., Атрощенко Э., Алайлан Н., Рабчук Т. Методы искусственных нейронных сетей для решения краевых задач второго порядка. Компьютерные материалы Continua, 2019, 59 (1): 345–359

    Статья. Google ученый

  • 25.

    Гуо Х., Чжуан Х, Рабчук Т. Метод глубокой коллокации для анализа изгиба пластины Кирхгофа. Компьютер, материалы и континуа, 2019, 59 (2): 433–456

    Статья Google ученый

  • 26.

    Yan L, Zhao S, Yi C. Прогноз глубины карбонизации бетона на основе нейронной сети RBF. В: Второй международный симпозиум по применению интеллектуальных информационных технологий IITA’08. Шанхай: IEEE, 2008, 3: 544–548

    Google ученый

  • 27.

    Лю С., Лю Р. Прогнозирование глубины карбонизации предварительно напряженного бетона при различных состояниях напряжения с помощью искусственной нейронной сети. Достижения в искусственных нейронных системах, 2009, 5: 1–8

    Статья. Google ученый

  • 28.

    Наруи Б., Гуоли Ю., Хуэй З. Прогнозирование глубины карбонизации бетона на основе нейронной сети DE-BP. В: Третий международный симпозиум по применению интеллектуальных информационных технологий. Наньчан: IEEE, 2009, 240–243

    Google ученый

  • 29.

    Луо Д., Ниу Д., Донг З. Применение нейронной сети для прогнозирования глубины карбонизации бетона. В: Материалы 4-й Международной конференции по прочности бетонных конструкций. Западный Лафайет: Университет Пердью, 2014

    Google ученый

  • 30.

    Taffese W Z, Sistonen E, Puttonen J. CaPrM: Модель прогнозирования карбонизации для железобетона с использованием методов машинного обучения. Строительство и строительные материалы, 2015, 100: 70–82

    Статья. Google ученый

  • 31.

    Kellouche Y, Boukhatem B, Ghrici M, Tagnit Hamou A. Изучение основных факторов, влияющих на карбонизацию зольного бетона с использованием искусственной нейронной сети. Нейронные вычисления и приложения, 2019, 31 (S2): 969–988

    Статья Google ученый

  • 32.

    Феликс Э. Ф., Поссан Э., Карразедо Р. Анализ параметров обучения в процессе обучения ИНС для картирования конкретной глубины карбонизации. Журнал строительной патологии и реабилитации, 2019, 4 (1): 1–13

    Статья Google ученый

  • 33.

    Акпинар П., Увануаква И. Д. Исследование параметров, влияющих на глубину карбонизации бетона, с помощью искусственных нейронных сетей. Materiales de Construcción, 2020, 70 (337): 209

    Статья Google ученый

  • 34.

    Бенитес П., Родригес Ф., Талукдар С., Гавилан С., Варум Х., Спаконе Э. Анализ корреляции между реальными данными о деградации и моделью карбонизации для бетонных конструкций. Цемент и бетонные композиты, 2019, 95: 247–259

    Статья. Google ученый

  • 35.

    Хехт-Нильсен Р. Теория нейронной сети обратного распространения. В: Нейронная сеть для восприятия: вычисления, обучение, архитектуры. ACM, 1992, 2, 65–93

  • 36.

    Джеффри Х. Обучение и нейронные сети. Париж, 1992, 181: 124–132 (на французском языке)

    Google ученый

  • 37.

    Сулафа П., Вонг С. Ф., Ви Т. Х., Сваддивудхипонг С. Карбонизация бетона, содержащего минеральные примеси. Журнал материалов в гражданском строительстве, 2003, 15 (2): 134–143

    Статья Google ученый

  • 38.

    Сисомфон К., Франке Л. Скорость карбонизации бетонов, содержащих большое количество пуццолановых материалов.Исследование цемента и бетона, 2007, 37 (12): 1647–1653

    Статья Google ученый

  • 39.

    Lammertijn S, de Belie N. Пористость, газопроницаемость, карбонизация и их взаимодействие в бетоне с большим объемом летучей золы. Журнал Concrete Research, 2008, 60 (7): 535–545

    Статья Google ученый

  • 40.

    Jiang L, Liu Z, Ye Y. Долговечность бетона, содержащего большие объемы низкокачественной летучей золы.Исследование цемента и бетона, 2004, 34 (8): 1467–1469

    Статья Google ученый

  • 41.

    Rozière E, Loukili A, Cussigh F. Основанный на характеристиках подход к долговечности бетона, подверженного карбонизации. Строительство и строительные материалы, 2009, 23 (1): 190–199

    Статья. Google ученый

  • 42.

    Xu H, Chen Z Q, Li S. B, Huang W, Ma D. Исследование карбонизации бетона с низким содержанием кальциевой летучей золы.Прикладная механика и материалы, 2010, 34–35 (35): 327–331

    Статья. Google ученый

  • 43.

    Дас Б., Пандей С. П. Влияние крупности летучей золы на карбонизацию и электропроводность бетона. Журнал материалов в гражданском строительстве, 2011, 23 (9): 1365–1368

    Статья Google ученый

  • 44.

    Чжан П., Ли К. Влияние летучей золы на долговечность высокоэффективных бетонных композитов.Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology, 2013, 6 (1): 7–12

    Статья Google ученый

  • 45.

    van den Heede P, de Belie N. Потенциал глобального потепления на основе срока службы для бетона с большим объемом зольной пыли, подверженного карбонизации. Строительство и строительные материалы, 2014, 55: 183–193

    Статья. Google ученый

  • 46.

    Hamdia K M, Zhuang X, Rabczuk T.Эффективный подход к оптимизации для создания моделей машинного обучения на основе генетического алгоритма. Нейронные вычисления и приложения, 2021, 33 (6): 1923–1933

    Статья Google ученый

  • 47.

    Куан Х. З., Касами Х. Экспериментальное исследование по повышению долговечности бетона из летучей золы с добавкой, улучшающей долговечность. The Scientific World Journal, 2014, 1–11

  • 48.

    Gao Y, Cheng L, Gao Z, Guo S. Влияние различных минеральных добавок на сопротивление карбонизации легкого заполнителя бетона.Строительство и строительные материалы, 2013, 43: 506–510

    Статья. Google ученый

  • 49.

    Хуанг К. Х., Гэн Г. Л., Лу И С., Бао Дж., Лин З. Р. Исследование глубины карбонизации бетона с использованием небольшого количества летучей золы. Прикладная механика и материалы, 2012, 155–156: 984–988

    Статья Google ученый

  • 50.

    Chen S, Sun W., Zhang Y, Guo F. Прогнозирование глубины карбонизации бетона из летучей золы, подвергнутого 2- и 3-мерному воздействию CO 2 .Границы архитектуры и гражданского строительства в Китае, 2008, 2 (4): 395–400

    Статья Google ученый

  • 51.

    Пападакис В. Влияние дополнительных вяжущих материалов на сопротивление бетона карбонизации и проникновению хлоридов. Исследование цемента и бетона, 2000, 30 (2): 291–299

    Статья Google ученый

  • 52.

    Khunthongkeaw J, Tangtermsirikul S.Модель для моделирования карбонизации зольного бетона. Журнал материалов в гражданском строительстве, 2005, 17 (5): 570–578

    Статья Google ученый

  • 53.

    Shi H S, Xu B W, Zhou X C. Влияние минеральных добавок на прочность на сжатие, газопроницаемость и карбонизацию высококачественного бетона. Строительство и строительные материалы, 2009, 23 (5): 1980–1985

    Статья Google ученый

  • 54.

    Саетта А. В., Шрефлер Б. А., Виталиани Р. В. Карбонизация бетона и механизм теплового воздействия влаги и потока углекислого газа через пористые материалы. Исследование цемента и бетона, 1993, 23 (4): 761–772

    Статья Google ученый

  • 55.

    Саетта А. В., Шрефлер Б. А., Виталиани Р. В. Шрефлер Б. А., Виталиани Р. В. Двухмерная модель карбонизации и теплового потока влаги в пористых материалах. Исследование цемента и бетона, 1995, 25 (8): 1703–1712

    Статья Google ученый

  • 56.

    Саэтта А. В., Виталиани Р. В. Экспериментальное исследование и численное моделирование процесса карбонизации в железобетонных конструкциях. Исследования цемента и бетона, 2005 г., 35 (5): 958–967

    Google ученый

  • 57.

    Келлуш Ю. Прогнозирование ресурса бетонных конструкций на основе цементных добавок. Диссертация на соискание ученой степени доктора. Шлеф: Университет Хассиба Бенбуали, 2018 (на французском языке)

    Google ученый

  • 58.

    Sabet B, Jong H C. Эффект предварительного кондиционирования бетона при ускоренном испытании. В кн .: Материалы 31-й конференции «Наш мир в бетоне и конструкциях». Сингапур: CI Premier Pte Ltd, 2006

    Google ученый

  • 59.

    Czarnecki L, Woyciechowski P. Моделирование карбонизации бетона: это процесс, неограниченный во времени и ограниченный в пространстве? Вестник Польской академии наук, технические науки, 2015, 63 (1): 1–12

    Google ученый

  • Практический пример оценки оставшегося срока службы бетонной конструкции для забора охлаждающей воды в Индонезии

    В данной статье рассматривается оценка оставшегося срока службы бетонной конструкции для забора охлаждающей воды (CWICS), подверженной коррозии из-за воздействия хлоридов.Были проведены полевые и лабораторные испытания для определения текущего существующего состояния конструкции. Для получения параметра, необходимого для оценки, использовались как разрушающие, так и неразрушающие испытания. На основании текущего состояния и результатов испытаний был проведен структурный анализ и определен оставшийся запас прочности CWICS. В результате анализа было установлено, что большинство бетонных элементов CWICS имеют коэффициент запаса прочности больше единицы и могут отработать предполагаемый срок службы до 2033 года.Однако меньшее количество элементов требует немедленного усиления для продления срока их службы.

    1. Введение

    Коррозия арматурной стали из-за воздействия хлоридов считается основной причиной разрушения бетона железобетонной конструкции [1]. Этот фактор в сочетании с неэффективным детальным проектированием, плохим надзором и плохим исполнением строительства приводит к преждевременному разрушению бетонных конструкций. Бетонные конструкции, построенные 30–40 лет назад, часто не соответствуют современным требованиям к долговечности.Например, в большинстве современных норм по бетону указано, что минимальное покрытие для бетонных конструкций, построенных в морской среде, составляет 65 мм [2], тогда как соответствующее минимальное покрытие бетона в это время составляет около 50 мм. Кроме того, теоретические основы проникновения хлоридов в бетонные конструкции в то время еще не были полностью разработаны и хорошо изучены. Этот недостаток знаний и понимания конкретного механизма ухудшения ведет к непреднамеренным ошибочным конкретным действиям. Поэтому неудивительно, что старые бетонные конструкции часто имеют проблемы с долговечностью до того, как истечет их расчетный срок службы.

    Также ожидается, что бетонные конструкции, построенные в тропической стране, такой как Индонезия, будут иметь более высокую скорость коррозии, чем бетонные конструкции, построенные в умеренных или холодных регионах [3]. Эта более высокая скорость коррозии вызвана более высокой средней температурой и более высокой влажностью, испытываемой бетонными конструкциями на протяжении многих лет. Кроме того, качество изготовления и строительная практика в Индонезии не так хороши, как в развитой стране. Все эти факторы могут привести к преждевременному разрушению бетонных конструкций и сокращению срока службы бетонных конструкций.

    2. Практический пример

    В этом документе представлено исследование оценки оставшегося срока службы [4] бетонной конструкции водозабора охлаждающей воды (CWICS) в Индонезии. Исследование состоит из полевых и лабораторных испытаний с последующим аналитическим исследованием. CWICS находится в эксплуатации от 19 до 33 лет и постоянно подвергается атакам хлоридов из близлежащего моря. Таким образом, он практически достигает расчетного срока службы в 30 лет. Кроме того, часть CWICS также подвергается воздействию высокой температуры от заводской охлаждающей воды на выходе.Эта более высокая температура может увеличить скорость коррозии стальной арматуры в бетоне [5]. Все эти условия могут сократить срок службы CWICS и поставить под угрозу заводскую работу. CWICS играет важную роль на заводе по производству газа, так как поставляет охлаждающую морскую воду, необходимую для завода.

    В настоящее время на некоторых частях CWICS обнаружены некоторые признаки повреждений, такие как образование пятен, ржавчина, растрескивание, отслоение и расслоение бетона, см. Рис. 1. Эти повреждения указывают на то, что хлориды, возможно, уже проникли через бетонный покров, достигли арматуры. уровень хлоридов и накопленная до порогового уровня концентрация хлоридов, вызывающая коррозию.Коррозия могла привести к уменьшению поперечного сечения арматуры и снижению прочности некоторых элементов конструкции CWICS. Если это условие не будет исправлено в ближайшее время, это может поставить под угрозу всю структуру CWICS и прекратить работу завода. Остановка завода может привести к значительной потере доходов для владельца завода.


    Цели этого исследования можно резюмировать следующим образом: (i) определить текущее существующее состояние CWICS; (ii) определить оставшийся срок службы CWICS; (a) определить коэффициент безопасности CWICS на 2013 год; (b) определить коэффициент безопасности CWICS к 2033 году.

    3. Конструктивная конфигурация бетонной конструкции забора охлаждающей воды

    Бетонная конструкция забора охлаждающей воды (CWICS) состоит из бетонной конструкции, поддерживаемой стальными сваями. Бетонная конструкция CWICS состоит из плит (перекрытий), балок и стеновых элементов. Стальная рама установлена ​​наверху CWICS для работы крана (см. Рисунок 2). Кроме того, на бетонной конструкции установлено несколько машин для перекачивания морской воды. Большинство этих машин работают 24 часа без остановки.CWICS состоит из 4 поездов, которые имеют практически аналогичную конструктивную конфигурацию. Это поезда A / B, C / D, E / F и G / H, построенные в 1977, 1982, 1987 и 1995 годах соответственно. Эти поезда строили разные подрядчики.


    4. Методология

    Чтобы определить оставшийся срок службы CWICS, необходимо исследовать текущее состояние CWICS и определить скорость износа. Конечная цель этого исследования состояла в том, чтобы определить, сможет ли CWICS выполнить запланированный срок службы до 2033 года без усиления.Для достижения этой цели в данном исследовании были использованы следующие этапы и тесты: (i) Соберите информацию о критериях проектирования из доступного документа и чертежа исполнения, и любые изменения могут произойти в течение периода обслуживания. (Ii) Определите текущую плотность бетона и бетон. прочность на сжатие CWICS. (a) Испытание на сжатие образца бетона, пробуренного керном. (b) Испытание скорости ультразвукового импульса (UPV). (c) Испытание молотком. (d) Испытание на пористость. (iii) Определение глубины карбонизации. (a) Фенолфталеиновый тест. (Iv) Определите предел текучести арматуры и остаточную толщину стальной арматуры.(a) Испытание на растяжение образцов арматуры, взятых из проб бетона с просверленными отверстиями. (b) Измерение потери толщины корродированного арматурного стержня. (v) Определение содержания хлоридов и pH в бетоне на разной глубине. (a) Испытание на содержание хлоридов из керна- просверленные образцы бетона. (b) испытание на pH. (vi) определение содержания хлоридов и сульфатов в морской воде. (vii) определение вероятности коррозии арматуры. (a) измерение потенциала половинной ячейки. (viii) моделирование конструкции и нагрузки CWICS с использованием доступный конечный элемент. программа для определения внутренних сил.(ix) Определите скорость разрушения бетона. (a) Измерение глубины бетонного покрытия. (x) Определите текущую несущую способность структурного элемента CWICS. (xi) Определите оставшийся срок службы CWICS.

    В данной статье рассматривается только конкретная структура CWICS. Стальные сваи, поддерживающие CWICS, будут рассмотрены в другом исследовании. Здесь необходимо отметить, что во время полевых испытаний нельзя прерывать заводскую работу. Кроме того, меры безопасности в исследуемой области были очень жесткими, и для проведения полевых испытаний был предоставлен только ограниченный доступ.Поэтому количество и место проведения тестов было довольно ограниченным. Чтобы компенсировать этот недостаток, интерпретация данных испытаний была объединена с инженерной оценкой для прогнозирования оставшегося срока службы CWICS. Из-за ограниченного количества данных, полученных в результате этого исследования, в данной статье обсуждался только детерминированный подход.

    4.1. Определите текущее состояние бетона CWICS

    . Информацию о расчетной прочности бетона на сжатие CWICS можно найти в имеющихся чертежах и спецификациях документов.Указанная прочность бетона составляла 28 МПа при максимальном водоцементном отношении 0,4 и использованном цементе типа II. Эта прочность бетона немного ниже, чем минимальные требования к прочности бетона в настоящее время в морской среде, составляющие 35 МПа. Однако фактическая прочность на сжатие, достигнутая во время строительства, не была хорошо задокументирована. Следовательно, эти данные должны быть получены путем проведения полевых и лабораторных испытаний. Четыре различных теста были использованы для оценки текущего состояния бетона CWICS. Они включали испытание на сжатие образца бетона с просверленным отверстием, испытание ударным молотком, испытание UPV и испытание пористости.Самый точный метод определения прочности бетона — это испытание на сжатие образца бетона с просверленным отверстием. Однако этот разрушающий метод очень дорог в исполнении и создает необратимые дефекты в существующей конструкции (см. Рисунок 3). Поэтому этот метод был объединен с неразрушающими испытаниями, такими как испытание молотком и UPV, чтобы получить больше данных для определения прочности и однородности бетона. Испытания молотком и UPV были выполнены для каждого места пробуренного керна бетонного образца и других мест.Если данных достаточно, можно составить диаграмму корреляции между этими испытаниями и прочностью на сжатие. Используя эту диаграмму, можно сделать вывод о прочности бетона по результатам испытаний молотком и UPV. Однако, как показано далее в следующем разделе, хороший коэффициент корреляции не всегда получался между этими тестами по ряду причин.


    В таблице 1 указано количество проб бетона, пробуренных керновым отверстием для каждой линии. Эта таблица показывает, что из старого поезда взято больше образцов, чем из нового.Этот подход был использован, поскольку более старый поезд показал больше признаков бедствия, чем новый поезд. Расположение пробуренного керна образца на линии A / B показано на рисунке 4. Аналогичная схема отбора проб также использовалась для других линий. Чтобы избежать появления арматуры в бетоне, перед тем, как начинать бурение, сначала проверялось расположение просверленных отверстий с помощью детектора арматуры. Однако из пятнадцати пробуренных керном образцов только десять образцов были успешно испытаны на сжатие, а пять образцов были сломаны в процессе бурения.Были исследованы сломанные образцы, и было обнаружено, что в этих образцах образовались трещины. Просверленные образцы были получены с вершины CWICS, поскольку доступ с другой стороны был очень ограничен, и фабрика должна работать постоянно, без остановок. Прочность на сжатие пробуренных отверстий приведена в таблице 2.


    Шлейф Номера

    A / B / D 4
    E / F 3
    G / H 3

    Всего 15
    9015 9015 907 907 907 816 816 / F

    No. Код Расположение Прочность на сжатие (кг / см 2 )

    1 Сердечник 1 Шлейф A / B 222,13 9018 2 222,13 Линия A / B 246,63
    3 Сердечник 3 Линия A / B 279,66
    4 Сердечник 6 Поезд C / D Core 8 Поезд C / D 401.70
    6 Ядро 9 Цепь C / D 377,76
    7 Ядро 10 Цепь E / F 373,76
    373,76
    351,93
    9 Сердечник 12 Шлейф E / F 397,65
    10 Сердечник 14 Шлейф G / H 41175 41175

    Таблица 2 показывает, что прочность на сжатие пробуренных керном образцов линии A / B ниже, чем прочность на сжатие пробуренных керном образцов из других линий.Этот результат может указывать на то, что бетон в этом самом старом составе уже испытал большее ухудшение прочности, чем бетон в других поездах. Прочность бетона на линии A / B ниже, чем современные требования к минимальной прочности бетона для морской среды (т. Е. 350 кг / см 2 ), как указано в [2], а также ниже указанной прочности бетона 280 кг. / см 2 , как показано на заводском чертеже. Для сравнения, самая высокая прочность на сжатие была получена на новейшей линии G / H на 411.01 кг / см 2 . Однако для этого поезда был успешно испытан только один пробуренный образец. Помимо корончатого сверления по бетону, были проведены испытания UPV и ударным молотком, как показано на рисунках 5 и 6. Место проведения этих тестов можно увидеть на рисунках 7 и 8, соответственно.





    В таблице 3 показана скорость ультразвука и соответствующая ей прочность на сжатие для всех поездов. Эта таблица показывает, что почти все скорости ультразвука в бетоне опускаются ниже 3000 м / с, за исключением скорости ультразвука сердечников 3 и 8.На основании [6] такие низкие скорости ультразвука можно отнести к категории сомнительных. Эти низкие значения скорости ультразвука, возможно, связаны с неоднородностью бетонной плиты (плиты) CWICS. После тщательного исследования пробуренных образцов в лаборатории было обнаружено, что 20-миллиметровый безусадочный цементный материал был уложен поверх бетонной плиты для дополнительной защиты от хлоридной среды. Поскольку этот материал и старый бетон, представленный ниже, имеют разные свойства, между ними возникает разрыв.Этот разрыв снижает скорость ультразвука в бетоне. Ультразвуковой импульс может дифрагировать вокруг неоднородностей, таким образом увеличивая путь и время прохождения [7].

    6 907 907 907 К / Д

    Номер Код Местоположение Предел прочности на сжатие (кг / см 2 ) Скорость ультразвука (м / с)
    Core 1 Поезд A / B 222.13 1830
    2 Ядро 2 Цепь A / B 246,63 2338
    3 Ядро 3 Цепь A / B 27152 4 Core 6 Поезд C / D 408,35 2420
    5 Core 8 Поезд C / D 401,70 3002
    377.76 2413
    7 Сердечник 10 Цепь E / F 373,76 1842
    8 Ядро 11 Цепь E / F 352 9 Core 12 Поезд E / F 397,65 2008
    10 Core 14 Поезд G / H 411.01 2610
    Таблица 3 показывает, что керн 1, пробуренный на линии A / B, дает самую низкую скорость ультразвука 1830 м / с.Это самое низкое значение соответствует самому низкому пределу прочности на сжатие 222,13 кг / см 2 . Подобная тенденция также наблюдается для линии C / D, где низкая прочность на сжатие соответствует низкой скорости ультразвука. Однако эта тенденция не распространяется на поезд E / F, где низкая прочность на сжатие дает высокую скорость ультразвука. Таблица 3 также показывает, что самая высокая скорость ультразвука 3232 м / с обнаружена в сердечнике 8 с соответствующей прочностью на сжатие 279,66 кг / см 2 . Поскольку каждый поезд был построен в разные годы и использовал разные бетонные смеси, диаграмма корреляции между UPV и прочностью на сжатие для каждого поезда была построена отдельно.Диаграмма корреляции показана на рисунках 9, 10 и 11 для поездов A / B, C / D и E / F соответственно.




    Рисунки с 9 по 11 показывают, что наилучшая корреляция между скоростью ультразвука и прочностью на сжатие обнаружена для образцов, взятых на линии A / B, с коэффициентом корреляции () 0,997. Напротив, на рисунке 11 показана противоположная тенденция между этими двумя испытаниями на линии E / F, где самая высокая скорость ультразвука дает более низкую прочность. Этот результат снова подтверждает, что результаты неразрушающего контроля не следует использовать только без разрушающего контроля, поскольку это может привести к неправильной интерпретации.

    На рисунке 12 показана диаграмма корреляции между ударной вязкостью и прочностью на сжатие на линии C / D. Это дает разумный коэффициент корреляции () 0,72089. Однако, если все испытания на удар для всех поездов объединить в одну диаграмму, коэффициент корреляции между ударным усилием и прочностью на сжатие упадет до 0,19884, как показано на Рисунке 13. Здесь необходимо упомянуть, что перед проведением ударных испытаний молотковое оборудование было откалибровано. сначала с помощью стандартной наковальни от производителя. Далее бетонную поверхность сначала отшлифовали, чтобы получить ровную поверхность.Однако показатели отскока, полученные во время испытания, были ниже, чем те, которые доступны в литературе, а также давали более низкий коэффициент корреляции между ударной нагрузкой и прочностью на сжатие [8]. Одним из возможных объяснений этого условия было то, что испытания ударом проводились на верхней стороне бетонной плиты. Как обсуждалось ранее в этом разделе, было обнаружено, что в течение срока службы CWICS на бетонную плиту был уложен 20-миллиметровый безусадочный цементный материал. Этот материал не содержит грубых заполнителей и, следовательно, приводит к меньшему количеству ударных испытаний на отскок.Испытание ударом, проведенное на других элементах, таких как балка и элементы стены, дало более высокое число отскока, чем полученное для элемента из бетонной плиты. Тем не менее, образцы бетонного сверла с балок и стеновых элементов не были взяты, так как полевые условия не позволяли выполнить процесс бурения на этих элементах.



    Пористость бетона является основным фактором, влияющим как на прочность, так и на долговечность бетонной конструкции. Бетон с высокой пористостью имеет низкую бетонную прочность и низкую долговечность.Для определения пористости бетона можно использовать ряд методов, таких как метод насыщения, гелиевая пикнометрия и порозиметрия с проникновением ртути. Для этого исследования был проведен тест на пористость с использованием аппарата вакуумного насыщения [9]. Результат этого испытания представлен в таблице 4. Эта таблица показывает, что большая часть образца имеет пористость менее 10%, за исключением образца, взятого из керна 1. Керн 1 имеет наивысшую пористость 11,5%. Это значение также соответствует самому низкому пределу прочности на сжатие среди всех образцов.Для сравнения, сердцевина 6 имеет самую низкую пористость — 4,3%, но дает только второе по величине значение всей прочности на сжатие.

    % 907 907 907 9018 9018 / F

    Код Шлейф Пористость Прочность на сжатие (кг / см 2 )

    222,13
    Сердечник 2 A / B 7.8% 246,63
    Сердечник 6 C / D 4,3% 408,35
    Сердечник 9 C / D 9,8% 8,3% 373,76
    Core 14 G / H 8,4% 411.01

    по сравнению с имеющимися данными,

    11], пористость бетона, приведенная в таблице 4, ниже при той же прочности бетона.Литературные данные показывают, что при прочности бетона от 30 до 40 МПа пористость бетона составляет от 15 до 20%. Напротив, данные в таблице 4 показывают пористость бетона 4,3–11,5%, но с соответствующей максимальной прочностью бетона всего 40 МПа. Здесь необходимо отметить, что все имеющиеся в литературе данные в основном получены в возрасте 28–90 дней, а данные по пористости, представленные здесь, были взяты после 19–33 лет. Похоже, что более старый бетон дает более низкую пористость, чем более молодой, но без значительного увеличения прочности.

    На рисунке 14 показана диаграмма корреляции между пористостью и прочностью на сжатие для всех линий. По сравнению с рисунком 13, пористость лучше коррелирует с прочностью на сжатие, чем ударное испытание, имея коэффициент корреляции 0,54. Этот результат еще раз подтверждает, что разрушающий тест, такой как тест на пористость, имеет лучшую точность, чем неразрушающий тест, такой как тест UPV. Однако испытание на пористость требует, чтобы образцы были взяты из существующей структуры, и, следовательно, его проведение является дорогостоящим.


    4.2. Определение глубины карбонизации

    После того, как был получен образец с просверленным отверстием в бетоне, образец цилиндра сразу же был протестирован на глубину карбонизации. Глубину карбонизации проверяли с помощью раствора индикатора фенолфталеина, который становится розовым при контакте с щелочным бетоном со значениями pH выше 9 и бесцветным при более низких уровнях pH [12]. Это испытание чаще всего выполняется путем распыления индикатора на только что обнаженные поверхности бетона, отколовшегося от конструкции, или на расколотые стержни.Все четырнадцать образцов изменили свой цвет на розовый, как показано на Рисунке 15. Это показало, что карбонизация бетона CWICS до настоящего времени не обнаружена, несмотря на то, что некоторые поезда эксплуатируются более 30 лет.


    4.3. Определение предела текучести арматурного стержня и остаточной толщины стального арматурного стержня

    Предел текучести арматурного стержня можно получить из имеющегося чертежа в исполнении. Однако для получения более точных данных о пределе текучести было проведено испытание на растяжение.В качестве образцов использовались арматурные стержни, извлеченные во время бурения бетонных стержней. Четыре образца арматуры успешно прошли испытания на растяжение. Результат одного из испытаний на растяжение показан на Рисунке 16. Предел текучести арматуры составил от 533 до 560 МПа, в то время как их соответствующие значения предела прочности были от 759 до 878 МПа. Этот предел текучести был выше, чем указанный предел текучести 400 МПа.


    Потеря толщины арматуры из-за коррозии была измерена с помощью металлургической камеры Olympus и металлургического микроскопа Union, как показано на рисунках 17 и 18.Образцы арматуры для этого испытания были получены из бетона с просверленным отверстием. В таблице 5 показана коррозионная толщина арматуры для каждой линии. Эта таблица показывает, что линия E / F имеет самую высокую скорость коррозии 0,1875–0,5 мм / год. Эта скорость коррозии намного выше, чем скорость коррозии цепей A / B и C / D и составляет 0,0003–0,0006 и 0,0007–0,0017 мм / год, соответственно. У этих двух поездов почти нет коррозии. Более высокая скорость коррозии, наблюдаемая на линии E / F, скорее всего, связана с местным происшествием, таким как местное низкое уплотнение бетона.Следовательно, это значение не следует использовать в качестве репрезентативного значения скорости коррозии стали линии E / F. Кроме того, поскольку для этого испытания для каждого поезда был взят только один образец, этот результат следует использовать с осторожностью и его следует сравнивать с другими формами испытаний или формул для определения скорости коррозии CWICS. Репрезентативное значение скорости коррозии каждой линии будет обсуждено и определено в разделе 4.8.

    5 9024

    Номер Код Диаметр арматуры Цепь Коррозионная толщина Скорость коррозии (мм / год)
    Сердечник 3 19 A / B 10 ~ 20 µ м 0.0003–0,0006 Перлит и феррит
    2 Сердечник 8 19 C / D 20 ~ 50 µ м 0,0007–0,0017 Перлит Сердечник 15 19 G / H 3 ~ 8 мм 0,1875–0,5 Перлит и феррит


    3 44. Определите глубину, содержание хлоридов и рН бетона в бетоне

    После испытания на сжатие пробуренного керна образца обломки от этого испытания были проверены на хлорид. Для измерения содержания хлоридов использовались три различных глубины, то есть 0,0, 2,5 и 5,0 см от поверхности бетона. В то же время был измерен pH бетона. Результаты хлорид-теста и pH-теста представлены на рисунках 19 и 20 соответственно.



    На рисунке 19 показано, что содержание хлоридов, измеренное по массе бетона (в%) на поверхности бетона для всех образцов, очень близко друг к другу, за исключением образца, взятого из керна 15.Керн 15, пробуренный на линии G / H, показывает самое высокое содержание хлоридов на всех измеренных глубинах. Это самое высокое содержание хлоридов коррелирует с самой высокой потерей толщины арматуры, как показано в таблице 5. Рисунок 19 также показывает, что все образцы имеют очень похожее содержание хлоридов 0,01% на глубине бетона 50 мм, где находится арматура. Это значение можно сравнить с пороговым уровнем хлоридов, вызывающим коррозию, равным 0,025%, как это предусмотрено в Кодексе строительства бетонных конструкций Индонезии [2].

    Рисунок 20 показывает, что pH бетона относительно постоянен по мере увеличения глубины от поверхности бетона.Самый низкий pH составляет 11,25 на бетонной поверхности и 11,35 на глубине 5 см. Это указывает на то, что бетон все еще находится в очень щелочном состоянии и не испытывает снижения pH из-за коррозии. Этот результат подтверждается предыдущим результатом (см. Рисунок 19), который указывает на то, что коррозия бетона еще не началась в CWICS. Обратите внимание, что сердцевина 15, которая имеет самое высокое содержание хлоридов, также имеет самый низкий pH при глубине бетона 0,0 и 25 мм и второй самый низкий pH при глубине бетона 50 мм.Сердечник 15 также имеет самые высокие потери толщины арматуры, как показано в Таблице 5.

    4.5. Определение содержания хлоридов и сульфатов в морской воде

    Морская вода, окружающая CWICS, была протестирована для определения концентрации ее основных агрессивных элементов, которые влияют на степень воздействия хлоридов. Были протестированы два образца, и результаты представлены в таблице 6. Эта таблица показывает, что максимальное содержание хлоридов и сульфатов в морской воде составляет 14250 мг / л и 1600 мг / л, соответственно. Эти значения ниже, чем содержание хлоридов и сульфатов в морской воде в Персидском заливе [13] и составляет 26800 мг / л и 3460 мг / л соответственно.Такое более низкое содержание, возможно, вызвано большим количеством осадков в Индонезии, чем в Персидском заливе.

    6. Определите вероятность коррозии арматуры

    Риск коррозии арматуры в бетоне можно оценить с помощью испытания потенциала половинной ячейки. Проверка потенциала полуэлементов проста, дешева и неразрушает. Электродом, используемым для этого теста, является медно-сульфатный электрод (CSE). Испытание проводилось на основе ASTM [14]. Результат этого теста представлен в таблице 7.


    Параметр Ед. мг / л 1600 1585

    Хлорид мг / л 14250 14240

    9018 0,090

    120

    0,150 −07182 9015 −0,214 −0,214 12152 9015 −0,214 9018 9018 9018 9018 9018 18 18 18 050 9018 9018 9018 9018 9018 9018 520

    9018 В среднем

    9018

    77

    Номер Поезд A / B Поезд C / D Поезд E / F Поезд G / H
    Показания (мВ)

    1 −0.380 −0,120 −0,080 −0,090
    2 −0,330 −0,130 −0,090 −0,070 −0,120 −0,100
    4 −0,370 −0,030 −0,100 −0,070
    2 2 2
    −0,110 −0,080
    6 −0,220 −0,090 −0,130 −0,100
    −0,100
    −0,100
    −0,100
    −0152 −0,120
    8 −0,130 −0,280 −0,130 −0,060
    9
    9 2 2100 −0,080
    10 −0,200 −0,140
    11
    −0,214 −0,150 −0,120
    13 −0,180 −0,240
    1418210 −0,190
    15 −0,140 −0,180
    16 −0152
    17 −0,050 −0,270
    18 −0,050 −0,320
    −0,270
    20 −0,100 −0,270
    21 9018 9018 −0,340
    23 −0,510
    24
    25

    52
    −0,520

    9018 9018 9018 мин.

    Максимум −0,050 −0,030 −0,080 −0,060

    −0,226 −0,112 −0,086

    Таблица 7 показывает, что наиболее отрицательный потенциал арматуры (т.е. −0,520 мВ) был обнаружен на участке C / D, затем следуют поезда A / B, E / F и G / H. Все возможные показания указывают на то, что потенциал арматуры уже находится в отрицательной стороне. Согласно ASTM C-876 значение потенциала менее -350 мВ означает, что вероятность коррозии арматуры превышает 90%.Если результат измерения потенциала объединить с тестом pH (например, -0,520 мВ и pH 11,35), а затем построить график с использованием диаграммы Пурбе, то тенденцию к коррозии арматуры можно увидеть на рисунке 21. Этот рисунок показывает, что бетон CWICS является все еще в некорродирующей стадии (в зоне пассивации). Этот результат подтверждает результат измерения скорости коррозии, обсужденный в разделе 4.3, который показывает, что линия имеет почти незначительную скорость коррозии, обнаруженную в ядрах 3 и 8. Однако это состояние может перейти в стадию коррозии, если pH бетона снизится до менее 10 .0.


    4.7. Моделирование конструкции и нагрузки CWICS

    Моделирование конструкции и нагрузки CWICS было выполнено с использованием SAP 2000 для определения внутренних сил CWICS. Эти внутренние силы затем сравнивались с оставшейся мощностью структурных элементов CWICS. Оставшаяся мощность CWICS снизилась по сравнению с первоначальной проектной мощностью из-за коррозии арматуры. Если отношение несущей способности бетонного элемента к внутренней силе элемента (определяемой здесь как коэффициент безопасности) больше единицы, элемент считается безопасным.Однако, если это отношение достигает единицы или меньше, элемент теоретически вышел из строя и должен быть усилен для достижения минимальной безопасности 1,0. Обратите внимание, что эффект избыточности этой сильно неопределенной конструкции не учитывался в этом анализе, когда определялся коэффициент безопасности элемента. Следовательно, здесь необходимо упомянуть, что фактический коэффициент безопасности CWICS может быть выше, чем рассчитанный коэффициент безопасности, полученный в результате этого анализа.

    На рисунке 22 показана структурная модель CWICS поезда A / B.Конструкция состоит из балки, плиты (плиты) и стеновых элементов. Нагрузки, рассматриваемые в этом анализе, были мертвыми, живыми, нагрузками от оборудования и землетрясениями. Чтобы получить максимальные внутренние силы в бетонном элементе, определяется различное сочетание нагрузок на основе Кодекса по бетону Индонезии [2]. Распределение изгибающего момента поезда A / B под напряжением и под напряжением показано на рисунке 23.



    4.8. Определить скорость износа

    Скорость разрушения бетона или скорость коррозии можно определить двумя следующими способами.Это (i) прямой метод; (ii) косвенный метод.

    Прямой метод оценки скорости коррозии может быть выполнен путем измерения потери веса или толщины арматуры. Этот метод требует, чтобы образец стали извлекался из существующей конструкции. В таблице 5 показан результат прямого измерения скорости коррозии CWICS. Эта таблица показывает, что линии A / B и C / D имеют гораздо более низкую скорость коррозии, чем более новая линия G / H. В этом случае эти методы дают противоречивые результаты с фактическим полевым состоянием CWICS, которое показывает, что более старый поезд показывает больше признаков бедствия, чем более новый поезд.По этой причине в данном исследовании использовался косвенный метод измерения скорости коррозии, а прямой метод в основном использовался только для целей сравнения.

    Косвенный метод оценки скорости коррозии был выполнен с использованием эмпирических формул, имеющихся во многих литературных источниках. Эти формулы были разработаны в результате трех десятилетий исследований механизма коррозии и будут кратко рассмотрены в следующем абзаце. Чтобы оценить степень разрушения бетона косвенным методом, необходимо измерить фактическое покрытие бетона.Толщина бетонного покрытия определяет устойчивость бетонной конструкции к коррозионным агентам, таким как хлорид. Чтобы вызвать коррозию, хлорид должен проникнуть через бетонное покрытие, достичь уровня арматуры и накапливаться до порогового уровня хлорида. В этом исследовании бетонное покрытие измерялось с помощью Profometer 5+. Результат этого испытания представлен в Таблице 8. Обратите внимание, что согласно имеющимся документам, указанное бетонное покрытие составляло 75 мм.

    9018 9018 9157

    Расположение Бетонное покрытие (мм)
    Мин.0 83,3
    Шлейф C / D 32,5 65,0
    Шлейф E / F 53,0 74,0
    Шлейф G / H

    Таблица 8 показывает, что наименьшее среднее бетонное покрытие составляет 61,7 мм, обнаруженное в линии G / H. Это значение можно сравнить с минимальной толщиной покрытия, указанной в Индонезийском стандарте по бетону [2], который предусматривает, что минимальное покрытие для коррозионной среды составляет 65 мм.Однако все минимальное покрытие, обнаруженное во время теста, не соответствует требованиям современного кодекса. Фактическое бетонное покрытие, обнаруженное во время этого испытания, также может использоваться как показатель контроля качества на этапе строительства. Очень удивительно, что самый старый поезд (поезд A / B) показывает лучшее качество с точки зрения толщины покрытия, чем более новые поезда. Поезд A / B имеет самое высокое среднее бетонное покрытие и самое высокое минимальное бетонное покрытие — 83,3 мм и 50,0 мм соответственно.

    Стадия разрушения железобетонной конструкции, подвергшейся коррозии, можно разделить на две стадии [15]: (i) начало коррозии; (ii) распространение коррозии.

    Время, необходимое для того, чтобы концентрация хлоридов на поверхности стали достигла пороговой концентрации хлоридов, необходимой для разрушения пассивного слоя стали, определяется как начало коррозии. Вторая стадия называется распространением коррозии, когда стальной арматурный стержень корродирует, вызывая потерю площади (потерю металла) и снижает прочность на изгиб и сдвиг.

    Начало коррозии можно определить с помощью второго закона Фика [16] как где = содержание хлоридов на поверхности бетона, = пороговое содержание хлоридов, вызывающее коррозию, = коэффициент диффузии бетона, = покрытие бетона, и = функция ошибок.

    Содержание хлоридов на поверхности бетона () было определено на основе испытания хлоридов, обсуждаемого в разделе 4.4, в то время как пороговое содержание хлоридов, вызывающее коррозию (), предписано в большинстве конкретных нормативов или использовалось эмпирических значений, найденных в литературе. Среднее и минимальное значения бетонного покрытия, показанные в таблице 8, можно использовать при расчете начала коррозии для получения двух сценариев разрушения, то есть среднего и наихудшего сценариев.

    Коэффициент диффузии бетона в (1) можно оценить с помощью эмпирических формул [17] как где — водоцементный коэффициент, а — прочность на сжатие цилиндра из просверленного бетона.

    Распространение коррозии определяется по эмпирической формуле [15] как где — скорость коррозии в мкм А / см 2 . Обратите внимание, что плотность тока коррозии 1 мкм А / см 2 равна потере стального профиля 11,6 мкм м / год [18].

    Приведенные выше формулы используются для прогнозирования скорости коррозии бетонных конструкций при средней относительной влажности (RH) 80% и средней температуре 20 ° C. Для определения скорости коррозии при различных температурах можно использовать следующие формулы [5]: где = температура скорости коррозии> 20 ° C, = температура скорости коррозии 20 ° C, и = температура (° C).

    В данном исследовании использовалась средняя температура 31 ° C. Используя это значение и (4), скорость коррозии увеличивается примерно на 80% по сравнению со скоростью коррозии при 20 ° C.

    В предположении общей равномерной коррозии, как показано на рисунке 24, уменьшение диаметра арматурного стержня (арматуры) из-за коррозии можно оценить как Оставшуюся площадь арматурного стержня можно определить как где — время, измеренное после начала коррозии.


    Используя (1) — (6), затем можно определить износ бетона.В этом исследовании использовались два сценария: (а) сценарий условий наихудшего случая; (б) сценарий условий среднего случая.

    В наихудшем сценарии все параметры, использованные в анализе, были либо минимальным, либо максимальным значением, полученным в результате испытания, чтобы получить наиболее быстрое разрушение конструкции. Например, минимальное значение использовалось для толщины бетонного покрытия и параметра прочности бетона, тогда как максимальное значение использовалось для параметра содержания хлоридов. Напротив, для сценария среднего случая использовались средние значения параметров.В таблице 9 приведены результаты анализа с использованием этих двух сценариев. Обратите внимание, что прочность бетона, используемая в этом анализе, — это прочность бетона, полученная при испытании на сжатие образцов бетона, просверленных с помощью стержневых отверстий.

    74902 32,5 907 907 %

    Шлейф A / B C / D E / F G / H
    Scenarios W3 Средний случай Худший вариант Средний случай Худший случай Средний случай

    Год постройки 1977 1982 1977 1982 1987 (год) 1979 1984 1989 1997
    Прочность на сжатие (МПа) 22.2 24,9 37,8 39,6 35,1 37,4 41,1 41,1
    Толщина крышки (мм) 50 83 44 61,7
    Начало коррозии (год) 1,82 13,91 5,73 35,56 10,25 26,13 6,99 .13
    Скорость коррозии (мм / год) 0,229 0,100 0,118 0,056 0,081 0,053 0,079 0,056
    83% 77% 100% 90% 100% 94% 100%
    Остаточная мощность через 20 лет (%) 21% 67% 67% 59% 93% 77% 92% 80% 92%

    В таблице 9 показано, что у линии A / B самое короткое время начала коррозии худший и средний сценарии, поскольку он имеет самую низкую прочность на сжатие.Эта линия также имеет самую высокую скорость коррозии — около 0,229 мм / год для наихудшего сценария и 0,1 мм / год для среднего сценария, соответственно. Интересно сравнить эти скорости коррозии со скоростями коррозии, полученными прямым методом, как показано в таблице 5. Скорость коррозии линии A / B с использованием косвенного метода для двух сценариев выше, чем полученная прямым методом, который дает скорость коррозии 0,0003–0,0006 мм / год. Следовательно, определение скорости коррозии косвенным методом дает более консервативные результаты, чем результат прямого метода.По этой причине скорость коррозии косвенным методом будет использоваться для определения остаточной емкости CWICS.

    Исходя из вышеуказанного предположения, для наихудшего сценария оставшаяся пропускная способность поезда A / B на 2013 год составляет 44% от начальной пропускной способности. Однако для сценария средних условий пропускная способность поезда A / B на 2013 год составляет около 83% от начальной. Это среднее состояние, по-видимому, лучше отражает фактическое состояние поезда, поскольку до сих пор этот поезд все еще находится в эксплуатации, и нет никаких признаков значительного повреждения поезда.

    Таблица 9 также показывает, что для сценария среднего случая оставшаяся мощность поездов C / D, E / F и G / H в 2013 году по-прежнему составляет 100% от их первоначальной проектной мощности. К 2033 году эти оставшиеся мощности снизятся до 93%, 92% и 92% соответственно. Для сравнения, при наихудшем сценарии оставшаяся мощность этих поездов в 2013 году составляет 77%, 90% и 94% от их первоначальной проектной мощности соответственно. К 2033 году эти оставшиеся мощности снизятся до 59%, 77% и 80% от их первоначальной проектной мощности соответственно.

    4.9. Определить коэффициент безопасности

    Чтобы лучше понять текущее состояние CWICS, будет представлено снижение коэффициента безопасности различных элементов CWICS из-за коррозии арматуры от изгиба и сдвига. В следующем разделе будет обсуждаться только результат анализа поезда A / B, так как этот поезд находится в наихудшем состоянии.

    Коэффициент запаса прочности бетонного элемента против изгиба и сдвига можно сформулировать как где = номинальная способность бетонного элемента к изгибу после начала коррозии, = изгибающий момент из-за факторной нагрузки, полученный из структурного анализа, = номинальная прочность на сдвиг бетонного элемента после начала коррозии, и = сдвиг из-за факторной нагрузки, полученный из структурного анализа .

    Способность бетонного элемента противостоять изгибу и сдвигу при может быть определена как где = площадь сечения арматурного стержня в момент времени, = предел текучести арматуры, = высота сечения, = прочность бетона на сжатие, = ширина сечения, = эффективная глубина сечения, = площадь поперечной арматуры во времени, и = расстояние между сдвиговой арматурой .

    Площадь арматурного стержня для изгиба, определенного как и для сдвига, определенного как, затем может быть определена с помощью (6). Для целей настоящего исследования безопасность была определена в 2013 и 2033 годах с использованием (7) — (10).На рисунке 25 показано снижение коэффициента запаса прочности для элемента из бетонной плиты глубиной 600 мм, армированного арматурой диаметром 19 мм с шагом 150 мм.


    На рисунке 25 показано, что для сценариев среднего случая коэффициент запаса прочности пластинчатого элемента 600 мм снижается с 1,48 до 1,06 в 2013 году и до 0,82 в 2033 году, соответственно. Для сравнения, для наихудших сценариев коэффициент безопасности снижается с 1,48 до 0,57 в 2013 году и до 0,21 в 2033 году, соответственно. Следовательно, этот элемент требует немедленного усиления, поскольку коэффициент запаса прочности уже приближается к 1.0 в 2013 году.

    На рисунке 26 показано снижение коэффициента запаса прочности для бетонного элемента стены глубиной 600 мм, армированного арматурой диаметром 22 мм с шагом 150 мм. Этот рисунок показывает, что для сценариев среднего случая коэффициент запаса прочности 600-миллиметрового элемента стены снижается с 2,54 до 1,95 в 2013 году и до 1,62 в 2033 году, соответственно. По сравнению с наихудшими сценариями коэффициент запаса прочности снижается с 2,54 до 1,20 в 2013 году и до 0,58 в 2033 году, соответственно. Таким образом, этот элемент не требует немедленного усиления, поскольку коэффициент запаса прочности по-прежнему больше 1.0 в 2013 году для обоих сценариев.


    На рис. 27 показано уменьшение запаса прочности для балочного элемента с поперечным сечением 500 мм × 800 мм, армированного арматурой диаметром 4D28 мм от изгиба. Этот рисунок показывает, что для сценариев среднего случая коэффициент запаса прочности балки снижается с 2,46 до 1,94 в 2013 году и до 1,65 в 2033 году, соответственно. Для сравнения, для наихудших сценариев коэффициент безопасности снижается с 2,46 до 1,33 в 2013 году и до 0,81 в 2033 году, соответственно.Таким образом, эта балка не требует немедленного усиления, поскольку в 2013 году коэффициент безопасности все еще превышает 1,0.


    На рисунке 28 показано снижение коэффициента безопасности для элемента балки с поперечным сечением 500 мм × 800 мм и усиленного на сдвиг 2D Арматура диаметром 12 мм с шагом 150 мм против сдвига . Этот рисунок показывает, что для сценариев среднего случая коэффициент запаса прочности балки снижается с 4,36 до 3,39 в 2013 году и до 2,97 в 2033 году, соответственно.Для сравнения, для наихудших сценариев коэффициент безопасности снижается с 4,36 до 2,48 в 2013 году и до 2,24 в 2033 году, соответственно. Таким образом, эта балка не требует немедленного усиления, так как коэффициент запаса прочности все еще превышает 1,0 в 2013 году.


    Здесь следует отметить, что оценка оставшегося срока службы бетонной конструкции из-за коррозионного воздействия также имеет некоторые ограничения. Некоторые модели, используемые в анализе, основаны на идеализированных условиях.Например, предположение, используемое для модели инициирования коррозии на основе второго закона Фика, приведенного в (1), может не соответствовать фактическим условиям эксплуатации. Второй закон Фика предполагает, что бетон является однородным материалом и относительно влажным (насыщенным). В действительности бетонное покрытие обычно не насыщено водой, бетон является неоднородным материалом из-за наличия микротрещин, взаимосвязанных пор и агрегированных частиц, а коэффициент диффузии может со временем меняться из-за прогресса гидратации [19].Следовательно, оценка оставшегося срока службы железобетонной конструкции должна быть объединена с инженерным заключением и должна быть подтверждена фактическими полевыми условиями. Кроме того, оценку оставшегося срока службы следует проводить каждые 5–10 лет, поскольку условия могут значительно измениться, чем те, которые предсказываются имеющейся моделью износа.

    5. Выводы

    Основные выводы, сделанные в результате этого исследования, можно резюмировать следующим образом: (i) Полевые и лабораторные испытания не выявили значительной коррозионной активности в CWICS.Большая часть арматурных стержней все еще находилась в относительно пассивном состоянии, так как бетон, окружающий арматурные стержни, все еще находился в высокой щелочной стадии. Кроме того, уровень хлоридов в месте расположения арматуры составил около 0,01% от веса бетона. Это значение все еще было ниже порогового уровня хлоридов для инициирования коррозии, указанного в SNI-03-2847, при 0,025%. (Ii) По результатам испытания на сжатие пробуренного керна образца линия A / B имеет самую низкую среднюю прочность среди всех образцов. Однако с точки зрения толщины покрытия поезд A / B имеет самую высокую толщину покрытия из всех поездов.(iii) Из-за самой низкой прочности на сжатие, полученной при испытании на сжатие пробуренного керна образца, линия A / B имеет наивысшую скорость коррозии для всех линий. (iv) На основе имеющихся данных, собранных в результате испытаний, были использованы два разных сценария для оценки оставшегося срока службы CWICS. Используя этот подход, сценарий среднего случая представляет собой более близкое к фактическим условиям, чем сценарий наихудшего случая. Анализ с использованием наихудшего сценария для поезда A / B дает оставшуюся пропускную способность в размере 40% от начальной пропускной способности.Этот результат не отражает существующее состояние CWICS, которое до настоящего времени не показывает никаких значительных признаков бедствия. Напротив, использование среднего сценария для поезда A / B дает оставшуюся пропускную способность 83% от начальной пропускной способности. (V) Структурный анализ показывает, что коэффициент безопасности большинства конкретных элементов CWICS все еще был выше единицы до 2033 года. Однако было обнаружено, что меньшее количество элементов имеет коэффициент запаса прочности, приближающийся к единице в 2013 году. Эти элементы с низким коэффициентом безопасности требуют немедленного усиления для выполнения запланированного срока службы до 2033 года.

    Добавить комментарий