Бетоны. Бетоноведение

Ремонт и гидроизоляция железобетонных изделий

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Обычно считают, что морское сооружение находится в не

благоприятной окружающей среде и условия ее воздействия

на такое сооружение называют «суровыми». Опыт подтверж

дает, что морские сооружения подвергаются разрушению в

большей степени, чем большинство конструкций, расположен

ных   на   суше.

Морское железобетонное сооружение может разрушаться в результате воздействия различных факторов, зависящих в основном от его географического местоположения и условий на площадке, а также от конструктивного решения, метода npq-нзводства работ и качества бетона. Что касается географического расположения, то чем теплее море, тем быстрее протекают химические реакции. Кроме того, в таких районах, как, например, Красное море и Персидский залив, концентрация солей в воде значительно выше, чем в зонах с более умеренным климатом. В крайних районах севера и юга часть года море покрыто льдом, и отрицательные температуры могут вызвать механическое разрушение бетона. Когда вода в поверхностных слоях бетона превращается в лед, ее расширение разрывает бетон. Как правило, наиболее уязвимым является участок сооружения в зоне брызг, т. е. от нижней точки отлива до определенной точки над высшим уровнем прилива. Эта общая высота зоны брызг зависит от степени воздействия окружающей   среды   и   погодных   условии.

Условия на площадке также оказывают значительное воздействие на долговечность бетона таких сооружений. Некоторые участки, на которых расположено сооружение, достаточно укрыты от воздействия погоды, другие не защищены от действия штормов и порывистых сильных ветров. Такие сооружения, как молы, набережные и волноломы, подвергаю-ются иногда интенсивному истиранию песком и галькой, которые вместе с водой с силой ударяют по незащищенным поверхностям бетона. С другой стороны, те части сооружения, которые расположены под нижней точкой отлива, эксплуатируются в относительно постоянном диапазоне температур, не подвергаются переменным циклам увлажнения и высыхания и не испытывают всю силу интенсивного воздействия волн и ветров.

Исследования  долговечности    бетона  в   морской   воде  ведутся в ряде стран много лет. Результаты некоторых работ включены в библиографию в конце этой главы. ^орвежский ученый профессор Гьёрв опубликовал данные о бетонных образцах, которые находились в морской воде длительные периоды времени, некоторые — до 30 лет (см. журнал Американского института бетона, январь 1971). Эксперименты показали, что портландцемспты с относительно низким содержанием трехкальциевого алюмината (менее 8%) обладали большей долговечностью, чем аналогичные цементы с более высокими содержаниями СзА. Кроме того, эти эксперименты свидетельствовали о том, что глиноземистый цемент так же долговечен, как и лучшие портландцементы, производимые в Норвегии и ФРГ. Между тем пока не существует точного и ясного объяснения механизма реакции между портландцементом и растворенными в морской Еоде солями, а также коррозии стальной   арматуры.

Фактические данные, получаемые при эксплуатации существующих сооружений, противоречивы. Степень повреждений некоторых сооружений более значительная, чем это можно было бы разумно объяснить, в то время как другие демонстрируют неожиданную и поразительную долговечность. Часть стальной арматуры в бетоне сооружений Малберри Харборс, возведенных в 1943 г. для посадочных площадок, находилась 30 лет спустя в отличном состоянии, несмотря на то что толщина защитного слоя составляла всего 25 мм. Очевидно, что первостепенное значение имеет качество бетона, определяемое расходом цемента и водонепроницаемостью, а не толщина защитного слоя. Это подтверждается долговечностью (отсутствием коррозии арматуры) лодок из бетона и армоцемента, в которых толщина защитного слоя часто бывает значительно меньше   25   мм.

Химические составляющие морской воды рассмотрены в одном из разделов главы 2. посвященном вопросу использования морской   воды  при   приготовлении   бетона   и   раствора.

От химической агрессии бетон разрушается в результате воздействия на него растворенных в воде сульфатов. В водах Атлантики концентрация сульфатов составляет примерно 2000 мг/л. Считают, что сульфат магния является более агрессивным, чем сульфат кальция и натрия в той же концентрации. При концентрации сульфатов 2000 мг/л в грунтовой воде потребовалось бы применение сульфатостонкого портландцемента для предотвращения сульфатной агрессин бетона. Однако хорошо известно, что плотный и водонепроницаемый бетон на портландцементе не разрушается от сульфатной агрессии в нормальной морской воде на побережье Великобритании. Это явное противоречие до настоящего времени не имеет удовлетворительного объяснения; полагают, что присутствие других еолей замедляет эту реакцию.  Следует отметить, что вышеизложенное относится к «нормальной» морской воде. В некоторых случаях вода в эстуариях и портах загрязнена сточными водами и промышленными отходами. Кроме того, если приливные и отливные течения имеют преграды, то концентрация солей и агрессивных органических веществ в воде прибрежной зоны может увеличиваться. В таких случаях возможна   коррозия   бетона.