К методике сравнительной оценки долговечности бетонов и железобетонных конструкций

К методике сравнительной оценки долговечности бетонов и железобетонных  конструкций

Фактическая долговечность (время между капитальными ремонтами) железобетонных конструкций определенных промышленных объектов может быть выявлена путем обработки и анализа данных многочисленных натурных обследований однотипных предприятий.

Состояние конструкции на момент обследования (степень потери эксплуатационных качеств или степень физического износа) — это конечный результат, к которому привели те или иные воздействия в их совокупности в течение известного срока эксплуатации.

В процессе обследований обычно представляется возможным определить интенсивность основных эксплуатационных воздействий, а также отобрать образцы бетона для определения в лабораторных условиях его состава и структуры.

Изготовленные в лаборатории образцы из бетона с аналогичными характеристиками, а также образцы из более долговечного (предположительно) материала помещаются в одинаковые натурные условия.

При этом, естественно, следует стремиться к тому, чтобы схема работы образцов соответствовала схеме работы изучаемых конструкций (вид напряженного состояния, наличие трещин и др.).

Определяя изменение во времени несущей способности элементов, их деформативности, интенсивности коррозии арматуры и т. п. в течение определенного периода (например, за 1 год), можно приближенно оценить сравнительную долговечность сопоставляемых элементов, то есть отметить, что одна конструкция долговечнее другой, принятой за эталон, во столько-то раз. А зная фактическую долговечность эталонной конструкции (по данным обследований), можно ориентировочно установить ожидаемый срок службы новой конструкции.

Однако возникает вопрос, будет ли выявленное таким образом соотношение сохраняться и дальше, с увеличением срока испытаний. Кроме того, при выборе рекомендуемого типа бетона или конструкции долговечность каждого из промежуточных вариантов (в зависимости от состава, добавок, В/Ц, условий твердения, вида напряженного состояния и т. п.) должна систематически оцениваться в процессе исследований для возможности соответствующих корректировок.

Такая оценка может производиться на основании результатов ускоренных испытаний, проведение которых, однако, связано со значительными трудностями, обусловленными в основном сложностью в выборе воздействий при испытаниях и моделировании их интенсивности. С одной стороны, выбранные воздействия должны имитировать натурные условия, а, с другой стороны, долговечность испытываемой конструкции или материала должна быть исчерпана за сравнительно короткий срок. Обычно эти два условия взаимно исключают друг друга. Но в нашем случае данные ускоренных испытаний не служат основанием для суждения о фактической долговечности, то есть они не используются для количественной оценки срока службы конструкции. Здесь достаточна качественная сравнительная оценка. Поэтому первое условие (соответствие воздействий на материал или конструкцию в натурных и лабораторных условиях) может не удовлетворяться. Важно лишь, чтобы потеря долговечности испытываемого образца происходила из-за тех же повреждений, что и в реальной конструкции (деструктивные изменения в бетоне, коррозия арматуры и проч.). Для этого могут использоваться различные интенсификаторы. Например, при изучении скорости коррозии арматуры в бетоне, влияние жидких реагентов может быть усилено действием постоянного электрического тока через электролит; при изучении морозостойкости бетона вместо воды могут применяться растворы и т. п.

Выбранные для проведения лабораторных испытаний воздействия должны, преимущественно, иметь цикличный характер, поскольку зависимость между снижением какой-либо из физико-механических характеристик сравниваемых материалов или конструкций и количеством циклов приложения данного вида воздействия, вызвавших эти изменения, позволяет легко сопоставить полученные результаты.

В качестве сопоставляемых свойств материала или конструктивного элемента может выбираться прочность, несущая способность, деформативность, глубина и скорость коррозии арматуры и др. в зависимости от типа конструкции и ее расчетного предельного состояния.

В частности, при ускоренных лабораторных испытаниях бетона и железобетонных образцов небольших размеров, в качестве критерия для оценки их сравнительной долговечности может быть принят предел выносливости. Этот показатель целесообразно использовать не только и даже не столько для оценки долго-вечности конструкций, воспринимающих в реальных условиях динамические нагрузки, сколько как вид испытания, весьма чувствительный к различного рода изменениям структуры материала. Например, если какие-либо воздействия (цикличный нагрев, замораживание и др.) вызвали в бетоне даже незначительные микронарушения, они легко улавливаются и могут быть оценены по результатам испытаний на выносливость, в то время как при других видах испытаний эти деструктивные изменения еще существенно не проявляются. Это позволит резко сократить сроки испытаний. Конечно, указанные испытания должны сопровождаться соответствующими физико-химическими исследованиями.

Описанная методика ускоренных лабораторных исследований была применена при изучении сравнительной долговечности высокопрочных бетонов (марок «700» — «800») различного состава и технологии изготовления и оказалась весьма эффективной.

Результаты испытаний позволили ориентировочно наметить область применения таких бетонов с точки зрения их стойкости к различным видам физических и механических эксплуатационных воздействий (в сопоставлении с бетонами традиционных марок).

Читайте так же:

Комментарии запрещены.