Установление степени коррозионного и температурного поражения элементов зданий и сооружений

Воздействие агрессивной среды на железобетонные конструкции может вызвать коррозию бетона, армату­ры и закладных деталей и привести к снижению несу­щей способности конструкции в целом. В связи с этим при обследовании необходимо определить участки кор­розионного повреждения бетона, арматуры и закладных деталей, характер, вид, степень и глубину коррозионных повреждений физико-химическим анализом проб бетона и арматурной стали.

При этом определяют: глубину нейтрализующего слоя бетона путем анализа реакции спиртового раство­ра фенолфталеина на свежеобработанный скол бетона защитного слоя; ожидаемую глубину карбонизации и нейтрализации бетона агрессивными газами; вид и от­носительное количество продуктов коррозии (гипса, кар­боната кальция, гидросульфоалюмината кальция и др.), исследуя интенсивность соответствующих термических эффектов и дифракционных отражений методами диф­ференциального термического и фазового рентгеновско­го анализа состава вяжущей составляющей цементного камня с помощью пирометров, дифрактометров в ком­плекте с гониометрами различного типа; количествен­ную и качественную структуру цементного камня путем оптико-микроскопических исследований микроскопами МБК-6, МИН-8 по ГОСТ 22023—76; величину капилляр­ного водопоглощения по ГОСТ 12730.0—78; концентра­цию водородных ионов в водной вытяжке из цементного камня с помощью рН-титра.

В процессе обследований необходимо установить степень и вид поражения металла коррозией: общая (равномерная) или местная (язвенная). Степень пора­жения материалов равномерной коррозией определяется сравнением поперечных сечений пораженных участков с проектными. При местной коррозии устанавливают размеры язв и их количество на единицу площади.

Коррозия арматуры чаще всего обнаруживается ви­зуально по появлению продольных трещин и ржавых пятен на поверхности защитного слоя бетона, а также электрическим методом в соответствии с положениями «Методических рекомендаций по исследованию ингиби­торов коррозии арматуры в бетоне» (НИИЖБ Госстроя СССР. М., 1980).

Проведение и анализ результатов физико-химических и электрохимических исследований осуществляется спе­циализированными организациями.

Одним из часто встречающихся дефектов, возникаю­щих при неправильной эксплуатации промышленных зданий, является промасливание бетонных конструкций. Исследования показывают, что плотно уложенный и вы­сокопрочный бетон практически не подвергается промасливанию. Бетон недостаточной плотности с трещинами и раковинами может быть пропитан различными техни­ческими маслами на значительную глубину. Прочность такого бетона может снижаться в 2 раза.

При обследовании железобетонных конструкций осо­бое внимание необходимо уделить элементам, подверга­ющимся специфическим воздействиям высоких и низких температур.

Стойкость бетона к воздействию повышенных и вы­соких температур устанавливают путем проведения ис­пытания по выявлению остаточной прочности образцов на сжатие, огневой усадки и термической стойкости по СН 156—67, а деформации под нагрузкой по ГОСТ 23283—78.

При кратковременном температурном воздействии, характерном во время пожара, тяжелый бетон при тем­пературах 60 и 90 °С снижает призменную прочность на 35 и 21 %. При температурах 200...400⁰ призменная прочность увеличивается на 5...10 %, а при нагревании бетона выше 400 °С уменьшается, снижаясь при 600 °С на 35 % и при 700 °С на 52 %. Изменяются и деформативные свойства бетона. Так, при нагреве до 100 °С модуль упругости уменьшается на 30 %, при 500 °С — на 57%, а при 700 °С— на 82 %. Существенные изменения .физико-механических свойств под влиянием высокой температуры происходят и у стальной арматуры.

Воздействие высокой температуры на железобетон­ные конструкции приводит к резкому снижению сцепле­ния арматуры с бетоном. При нагреве до 100 °С сцепле­ние гладкой арматуры с бетоном уменьшается на 25 %, а при 450 °С — сцепление нарушается полностью. На­грев до 200 °С железобетонных конструкций с горяче­катаной арматурой периодического профиля практиче­ски не снижает сцепления, но при более высоких темпе­ратурах происходит снижение величины сцепления, ко­торое достигает 25 % при 450 °С.

Строительные конструкции часто эксплуатируются в режимах попеременного замораживания и оттаивания, что может существенно сказаться на прочности мате­риалов. Морозостойкость бетона определяется на образ­цах, вырезанных из конструкции по ГОСТ 10060—87, -и другими лабораторными методами в специальных кли­матических камерах.

Натурные испытания

При обследовании эксплуатирующихся зданий и соо­ружений несущую способность строительных конструк­ций, как правило, устанавливают на основе данных о прочности материалов, реальных расчетных схем, на­грузках и геометрических размерах. Однако в ряде слу­чаев может возникнуть необходимость в непосредствен­ных испытаниях существующих конструкций, их фраг­ментов или узлов. Конструкции испытывают как в про­ектном положении, так и после демонтажа.

В первом случае, как правило, конструкции не дово­дят до разрушения, а испытывают контрольными рас­четными нагрузками, фиксируя прогибы, углы поворота, трещинообразование, и, основываясь на этих данных, определяют несущую способность. При этом необходимо обратить внимание на возможность совместной работы сопряженных между собой конструкций, особенности граничных условий и другие факторы, оказывающие су­щественное влияние на работу элементов под нагруз­кой.

Испытание конструкций после их демонтажа осуще­ствляется относительно редко. Такая возможность возникает в основном уже в процессе реконструкции, при разборке части здания. В этом случае испытания прово­дят на стендах в специальных испытательных лаборато­риях или в полевых условиях.

Методика испытаний при статическом и динамичес­ком нагружении конструкций, оборудование и приборы приведены в курсе испытаний конструкций и сооруже­ний.