4)Коррозия цементного камня

Коррозия цементного камня. Цементный камень является основой бетона и при воздействии агрессивной среды коррозирует, т. е. разрушается.

Агрессивные среды классифицируют по их физическому состоянию на твердые, жидкие и газообразные.

К наиболее распространенным жидким агрессивным средам относятся природные и промышленные водные растворы, содержащие различное количество растворенных веществ (кислот, солей, щелочей), а также некоторые органические жидкости.

Атмосферные воды, выпадающие в виде осадков, могут содержать повышенное содержание соли в приморских и засушливых солончаковых районах. Химический состав речной воды зависит от источников питания реки и вида пород, в которых проходит русло реки. По степени минерализации, т. е. содержанию солей, речная вода разделяется на четыре ступени: I — малой минерализации (до 200 мг/л), II — средней (200—500); III — повышенной (500—1000); IV — высокой минерализации (более 1000 мг/л). Природные и грунтовые воды также существенно различаются по составу. Для северных и горных районов характерны мягкие грунтовые воды, образовавшиеся в результате таяния снега и выпадения дождей. В южных районах СССР часто встречаются сильноминерализованные грунтовые воды.

Агрессивные по отношению к цементным бетонам газы содержат СОг, SO3, пары и аэрозоли различных кислот и солей. К твердым агрессивным средам относятся сухие минерализованные грунты и различные сыпучие химические вещества: удобрения, краски, инсектофунгициды, гербициды и др. Коррозионные процессы в газообразной и твердой средах протекают только в присутствии жидкой фазы.

Физико-химические и химические коррозионные процессы при воздействии различных сред на конструкции из бетона и железобетона соответствуют в основном трем видам коррозии (по В. М. Москвину).

Коррозия первого вида обусловлена растворением некоторых компонентов цементного камня и в первую очередь гидроксида кальция — продукта гидролиза трехкальциевого силиката (коррозия выщелачивания). Она идет интенсивно в мягких водах, особенно при фильтрации воды через бетон. При выщелачивании Са(ОН)2 наряду с уменьшением плотности и нарушением структуры цементного камня начинается разложение других гидратов, устойчивых лишь при определенной концентрации СаО. Продукты коррозии выщелачивания образуют на поверхности бетона белые пятна и натеки.

Коррозия второго вида основана на обменных химических реакциях взаимодействия между цементным камнем и агрессивным водным раствором с образованием легкорастворимых, вымываемых солей или аморфных продуктов, не обладающих вяжущими свойствами. К ней можно отнести кислотную, углекислую и магнезиальную коррозии.

5 Изготовление железобетонных изделий

Важнейшими технологическими операциями по производству железобетона являются: приготовление бетонной смеси, заготовка стальной арматуры, формование и уплотнение смеси и термовлажностная обработка, обеспечивающая надлежащее твердение изделия. Изготовление ненапрягаемой арматуры сводится к подготовке прутковой и проволочной арматуры на заводе, т. е. чистке, правке, резке, гнутью и сварке арматурных элементов, сборке плоских и объемных каркасов.

Арматурная сталь поступает на заводы железобетонных изделий в виде мотков (бухт) при диаметре до 14 мм или стержней-прутков большего диаметра. Размотку бухт, выпрямление и резку арматурной стали диаметром 3—14 мм осуществляют обычно на правильно отрезаных станках-автоматах, которые позволяют при помощи дискового ножа разрезать очищенную и выправленную проволоку на прутки заданной длины от 2 до 8 м. Резку арматурной стали диаметром более 14 мм производят на станках гильотинного типа.

Сварку стержней малого диаметра и проволочных прутков при изготовлении арматурных сеток и плоских каркасов производят с помощью контактной точечной электросварки. Через два прутка или стержня. Положенных один поперек другого и плотно пр-ижа-1 тых друг к другу, пропускают электрический ток большой силы.] В местах контакта прутков происходит нагревание стали несколько выше ее температуры плавления, и прутки свариваются. Соедине-' иие стержней больших диаметров производят с помощью контактной стыковой электросварки или обычной дуговой сварки внакладку или внахлестку.

Для точечной электросварки используют сварочные машины, позволяющие почти полностью механизировать сварку арматурных сеток и плоских каркасов. Такие машины в сочетании с другими агрегатами позволяют компоновать технологические линии для изготовления готовых сеток и полуфабрикатов для пространственных каркасов. Пространственные каркасы изготовляют в основном из плоских сеток-полуфабрикатов, которые соединяют между собой путем укрепительной сборки и сварки. При этом в ряде случаев для получения -пространственных каркасов требуется гнутье сеток под определенным углом, что осуществляется на гибочных станках.

Цилиндрические арматурные каркасы (наружный и внутренний) для армирования труб и других изделий изготовляют на навивочно-сварочной машине, а затем вставленные один в другой соединяют в общий арматурный каркас трубы. При армировании предварительно напряженных железобетонных изделий и конструкций натяжение арматуры производят различными способами: механическим, электротермическим и химическим (при использовании энергии расширения специальных видов цементов).

Экономически эффективным является метод электротермического натяжения арматуры. Он основан на способности стальных стержней разогреваться и удлиняться при прохождении через них электрического тока большой силы. Если удлинившийся при нагревании стержень прочно закрепить по концам в упорах формы, то после охлаждения в нем появятся напряжения, которые используют для предварительного обжатия бетона. Нагрев стержней электрическим током можно производить непосредственно в формах после укладки арматуры в проектное положение и размещения в вилочных упорах. Кроме того, существует более простой способ электротермического натяжения арматуры, не требующей подводки тока непосредственно к формам. В этом случае стержни арматуры нагревают электрическим током вне формы и укладывают в упоры в нагретом состоянии.

Расчетная температура нагрева стержней 250—400° С, зависящая от класса стали, достигается примерно за 2—3 мин. После указанного времени стержни, будучи закреплены в упорах, начинают охлаждаться и напрягаться. Спустя 10—15 мин, когда арматурные стержни охладятся до температуры 80—85° С, в форму подается и укладывается бетонная смесь. При натяжении стержневой арматуры, особенно электротермическим способом, следует уделять большое внимание технике безопасности. Величину натяжения арматуры необходимо тщательно контролировать, так как чрезмерное натяжение может привести к обрыву стержней или появлению трещин в сжатой зоне железобетонного изделия.