Разделы сайта:

Главная

История бетона

Состав бетона

Водонепроницаемый бетон

Монолитный бетон

Электропроводный бетон

Железобетон

Полимербетон

Добавки в бетон

Материалы для бетонной смеси

Специальные цементы

Заполнители бетона

Производство цемента

Бетон и железобетон

В. Е. КРУШЕДОЛЬСКАЯ, В. Я. ФЛАКС, кандидаты техн. наук, В. Л. ЧЕРНЯВСКИЙ, д-р техн. наук (Харьковский ПромстройНИИпроект), Коррозионное поведение арматуры в бетонах на шлакопортландцементах

Общепризнанно, что бетоны на шлакопортландцементах (ШПЦ) независимо от состава шлака (кислый, основной) и его содержания (20...80 % массы цемента), а также условий твердения (нормальные, термообработка) обладают первоначальным пассивирующим действием по отношению к стальной арматуре (1]. Однако их длительные защитные свойства в эксплуатационных агрессивных средах изучены недостаточно. Это относится, в частности, к периодическому воздействию сульфатных растворов и нагрева, которому подвергаются многие строительные конструкции объектов металлургического производства [2] . Исследовали изменения во времени электрохимического и коррозионного поведения стальной арматуры в бетонах на ШПЦ в агрессивных средах в лабораторных условиях. В сравниваемых бетонах использовали два вида ШПЦ на основных доменных гранулированных шлаках: Амвросиевский марки 300, 60 % шлака (АШПЦ) и Балаклейский марки 400, 50 % шлака (БШПЦ), а в качестве эталона — Амвросиевский сульфатостойкий портландцемент марки 400 (ССПЦ).

Исследуемые образцы представляли собой бетонные призмы размером 40X40X160 мм с расположенными внутри гладкими стержнями из стали марки Ст. 3 диаметром 4 и длиной 120 мм. Толщина защитного слоя бетона в образцах составляла 18...20 мм.

Коррозионные испытания проводили циклами по шести режимам. Один цикл (48 ч) включал увлажнение водопроводной водой (200 мг/л сульфат-иона) в течение 24 ч и последующий в течение 24 ч нагрев при 40, 60, 90 °С (режимы IA, IIA, IIIA) или тот же цикл при увлажнении 5 %-ным раствором сульфата натрия в рассматриваемых растворах (при нормальной температуре) электродные потенциалы ср и снимали анодные поляризационные потенциодинамические кривые стали в бетоне известными методами [3]. Затем стержни извлекали из бетона и по размерам площади и глубины коррозии оценивали их состояние. Появлению продуктов коррозии стали отвечала, как правило, плотность анодного тока при потенциале ф=+0,3 В по НХСЭ 325 мкА/см2, что согласуется с данными [4] , поэтому предельное число циклов N , при котором арматура сохраняла пассивность, определяли путем интерполяции по экспериментальным зависимостям 03—N.

Исходные электрохимические характеристики арматуры (табл. 1) при некоторых различиях, зависящих от вида цемента, условий твердения бетона, а также состава электролита, свидетельствуют о пассивном состоянии стали. Значения Nn (рис. 1, табл. 2)

Депассивация арматуры не всегда сопровождалась понижением (на 0,1...0,2 В) исходного электродного потенциала, что может быть связано с различием в соотношениях скорости протекания анодных и катодных реакций, влияющих на электродный потенциал, по которому нельзя однозначно судить о коррозионном состоянии арматуры.

Результаты визуально-инструментальной оценки показали, что скорость коррозии арматуры в за- критической области (после депассивации) у бетонов на ШПЦ и ССПЦ при прочих равных условиях достаточно близка (см. табл. 2). Подтверждена также и более низкая скорость коррозии арматуры в бетонах более высокой марки чо водонепроницаемости.

При воздействии сульфатных растворов и нагрева установлена нелинейиая зависимость между температурой нагрева и защитными свойствами исследуемых бетонов по отношению к стальной арматуре (рис. 2). При низком содержании сульфатов (водопроводная вода) наиболее иитеисивно снижаются защитные свойства при 40...60 °С, а при высоком содержании (5 %-ный раствор Na2S04) при 60...90 °С.

Близость коррозионного поведения арматуры в бетонах на ШПЦ и ССПЦ в агрессивных средах объясняется, в частности, меньшей интенсивностью снижения исходных значений pH жидкой фазы бетонов на ШПЦ по сравнению с бетонами на ССПЦ. Этим выравниваются имеющиеся различия в исходных значениях pH жидкой фазы таких бетонов.

Вывод

Бетоны на шлакопортландцементах в исследованных агрессивных средах обладают практически такими же длительными защитными свойствами по отношению к стальной арматуре, как и бетоны на сульфатостойком портландцементе. Учитывая установленную ранее [5] высокую коррозионную стойкость бетонов на ШПЦ, можно рекомендовать использование этих вяжущих вместо дефицитного сульфатостойкого портландцемента для железобетонных конструкций, эксплуатируемых в рассмотренных агрессивных средах.