Влияние минеральных добавок на коррозионную стойкость стальной арматуры в железобетонных конструкциях

Журнал: №1-2-2023
Авторы:

Александрова О.В.,
Нгуен Дык Винь Куанг,
Булгаков Б.И.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-810-1-2-69-75
УДК: 666.97

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Одной из основных причин утраты работоспособности железобетонными конструкциями в процессе их эксплуатации является коррозия стальной арматуры. Процесс коррозии арматуры вызывает повреждение строительных конструкций вследствие уменьшения силы сцепления цементного камня бетона с арматурой в результате растрескивания и отслаивания защитного бетонного слоя от поверхности арматурных стержней. В статье рассматриваются экспериментальные результаты изучения последствий введения в бетонную смесь тяжелого бетона тонкодисперсных активных минеральных добавок, обладающих большой пуццоланической активностью из-за высокого содержания в их составе аморфного диоксида кремния в виде микрокремнезема и топливной низкокальциевой кислой золы-уноса, а также нанодисперсного кремнезема совместно с водоредуцирующим поликарбоксилатным суперпластификатором и их влияния на коррозионную стойкость стальной арматуры в бетоне со структурой, модифицированной указанными добавками. Проводилась оценка коррозионной стойкости стальной арматуры в железобетонной конструкции, подверженной воздействию агрессивных сред, содержащих высокие концентрации ионов хлора. Выявлено, что частичная замена сульфатостойкого портландцемента в составе разработанного многокомпонентного вяжущего тонкодисперсными минеральными добавками повышает коррозионную стойкость стальных арматурных стержней и снижает потери массы арматурной стали, а также длину, ширину и глубину питтинга трещин на поверхности арматуры, вызываемых коррозией, в результате уплотнения структуры модифицированных бетонов использованными химическими, а также нано- и тонкодисперсными минеральными добавками.
О.В. АЛЕКСАНДРОВА1, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
НГУЕН ДЫК ВИНЬ КУАНГ2, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Б.И. БУЛГАКОВ1, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

1 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
2 Индустриальный колледж Хюэ (530000, Социалистическая Республика Вьетнам, г. Хюэ, Нгуен Хюэ Стрит, 70)

1. Hans Böhni. Corrosion in reinforced concrete structures. A Volume in Woodhead Publishing Series in Civil and Structural Engineering. 2005. 264 p.
2. Carnot A. Corrosion mechanisms of steel concrete moulds in the presence of a demoulding agent. Journal of Applied Electrochemistry. 2002. Vol. 32, pp. 865–869.
3. Trần Đ.H., Nguyễn Q.H. Đánh giá chất lượng nước vùng cửa sông và biển ven bờ để định hướng giải pháp công nghệ xử lý phù hợp cho mục đích cấp nước sinh hoạt. Tạp chí khoa học công nghệ Xây dựng. 2019. Vol. 10, pp. 89–98.
4. Степанов С.Н. Прогнозирование долговечности железобетонных конструкций, работающих в агрессивных средах с учетом коррозионного износа рабочей арматуры: Дис. ... канд. техн. наук. Н. Новгород, 2005. 213 с.
4. Stepanov S.N. Forecasting the durability of reinforced concrete structures operating in aggressive environments, taking into account the corrosion wear of working fittings. Diss… Candidate of Sciences (Engineering). N. Novgorod. 2005. 213 p. (In Russian).
5. Li C., Chen Q., Wang R., Wu M., Jiang Z. Corrosion assessment of reinforced concrete structures exposed to chloride environments in underground tunnels: Theoretical insights and practical data interpretations. Cement and Concrete Composites. 2020. Vol. 112. 103652. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2020.10365
6. Федосов С.В., Румянцева В.Е., Коновалова С.В., Караваев И.В. Скорость проникновения хлорид-ионов к поверхности стальной арматуры в гидрофобизированных бетонах // Современные наукоемкие технологии. 2018. № 4 (56). С. 93–99.
6. Fedosov S.V., Rumyantseva V.E., Konovalova S.V., Karavaev I.V. The rate of penetration of chloride ions to the surface of steel reinforcement in hydrophobized concrete. Sovremennyye naukoyemkiye tekhnologii. 2018. No. 4 (56), pp. 93–99. (In Russian).
7. Amir Poursaee. Corrosion of steel in concrete structures. Elsevier Ltd. 2016. 294 p.
8. Булгаков Б.И., Танг Ван Лам. Исследование ускоренным методом коррозионной стойкости стальной арматуры в зависимости от структуры мелкозернистого бетона // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 5. C. 26–30.
8. Bulgakov B.I., Tang Van Lam. Investigation by accelerated method of corrosion resistance of steel reinforcement depending on the structure of fine-grained concrete. Promyshlennoye i grazhdanskoye stroitel’stvo. 2016. No. 5, pp. 26–30. (In Russian).
9. Said A.M., Zeidan M.S., Bassuoni M., Tian Y. Properties of concrete incorporating nano-silica. Construction and Building Materials. 2012. Vol. 36, pp. 838–844. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.06.044
10. Каюмов Р.А., Федосов С.В., Румянцева В.Е., Хрунов В.А., Манохина Ю.В., Красильников И.В. Математическое моделирование коррозионного массопереноса гетерогенной системы «жидкая агрессивная среда – цементный бетон». Частные случаи решения // Известия КГАСУ. 2013. № 4 (26). С. 343–348.
10. Kayumov R.A., Fedosov S.V., Rumyantseva V.E., Khrunov V.A., Manohina Yu.V., Krasilnikov I.V. Mathematical modeling of corrosion mass transfer of the heterogeneous system «corrosive liquids – cement concrete». Special cases of the solutions. Izvestiya KGASU. 2013. No. 4 (26), pp. 343–348. (In Russian).
11. Lei M., Peng L., Shi C., W S. Experimental study on the damage mechanism of tunnel structure suffering from sulfate attack. Tunnelling and Underground Space Technology. 2013. Vol. 36, pp. 5–13. https://doi.org/10.1016/j.tust.2013.01.007
12. Синицин Д.А., Халиков Р.М., Булатов Б.Г., Галицков К.С., Недосеко И.В. Технологичные подходы направленного структурообразования нанокомпозитов строительного назначения с повышенной коррозионной устойчивостью // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2019. Т. 11. № 2. С. 153–164.
12. Sinitsin D.A., Khalikov R.M., Bulatov B.G., Galitskov K.S., Nedoseko I.V. Technological approaches to directed structure formation of building nanocomposites with increased corrosion resistance // Nanotekhnologii v stroitel’stve: nauchnyy internet-zhurnal. 2019. Vol. 11. No. 2, pp. 153–164. (In Russian).
13. Fedosov S., Bulgakov B., Ngo H.X., Aleksandrova O., Solovev V. Theoretical and experimental models to evaluate the possibility of corrosion resistant concrete for coastal offshore structures. Materials. 2022. Vol. 15 (13). 4697. https://doi.org/10.3390/ma15134697/
14. Хунг Н.С., Булгаков Б.И., Александрова О.В. Влияние минеральных добавок на прочность сцепления цементного камня бетона со стальной арматурой // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 6. С. 25–31. DOI: 10.33622/0869-7019.2022.06.25-31
14. Hung N.S., Bulgakov B.I., Aleksandrova O.V. Influence of mineral additives on the adhesion strength of cement stone concrete with steel reinforcement. Promyshlennoye i grazhdanskoye stroitel’stvo. 2022. No. 6, pp. 25–31. DOI: 10.33622/0869-7019.2022.06.25-31. (In Russian).
15. Федосов С.В., Александрова О.В., Нгуен Дык Винь Куанг, Федосеев В.Н., Логинова С.А. Физико-математическое обоснование теоретических и инженерных изысканий по разработке коррозионно-стойких материалов для заглубленных сооружений прибрежных зон // Техника и технология силикатов. 2022. Т. 29. № 1. С. 45–54.
15. Fedosov S.V., Aleksandrova O.V., Nguyen Duc Vinh Quang, Fedoseev V.N., Loginova S.A. Physico-mathematical substantiation of theoretical and engineering surveys for the development of corrosion-resistant materials for buried structures in coastal zones. Tekhnika i tekhnologiya silikatov. 2022. Vol. 29. No. 1, pp. 45–54. (In Russian).
16. Нгуен Дык Винь Куанг, Баженов Ю.М., Александрова О.В. Влияние кварцевого порошка и минеральных добавок на свойства высокоэффективных бетонов // Вестник МГСУ. 2019. Т. 14. Вып. 1. С. 102–117. DOI: 10.22227/1997-0935.2019.1.102-117
16. Nguyen Duc Vinh Quang, Bazhenov Y.M., Aleksandrovna O.V. Effect of quartz powder and mineral admixtures on the properties of high-performance concrete. Vestnik MGSU. Vol. 14. No. 1, 2019. pp. 102–117. doi:10.22227/1997–0935.2019.1.102-117
17. Petropavlovskaya V., Novichenkova Т., Petropavlovskii K., Aleksandrova O.V., Fischer H.B. Application of Fuel ash as a microfiller in cement dispersion systems. Materials Science Forum. 2021. Vol. 1037. pp. 729–736. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.1037.729
18. Wang L. Zheng D., Zhang S., Cui H., Li D. Effect of nano-SiO2 on the hydration and microstructure of Portland cement. Nanomaterials (Basel). 2016. Vol. 6 (12). 241. DOI: 10.3390/nano6120241
19. Feng H., Wang Z., Sheikh M.N., Zhao X., Gao D., Hadi M.N. The effect of nano-SiO2, nano-Al2O3, and nano-Fe2O3 on the compressive strength and workability of magnesium phosphate cement-based mortar. Advance Civil Engineering Materials. 2019. Vol. 8, pp. 192–208. DOI: 10.1520/ACEM20190014
20. Snehal K., Das B., Akanksha M. Early age, hydration, mechanical and microstructure properties of nano-silica blended cementitious composites. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 233. 117212. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117212

Для цитирования: Александрова О.В., Нгуен Дык Винь Куанг, Булгаков Б.И. Влияниe минеральных добавок на коррозионную стойкость стальной арматуры в железобетонных конструкциях // Строительные материалы. 2023. № 1–2. С. 69–75. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-810-1-2-69-75