Способ определения долговечности изделий из железобетона Советский патент 1985 года по МПК G01N29/00 G01N33/38 

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля и может быть использовано в промышленности строительных материалов для определения долговечности железобетонных конструкций, предназначенных для эксплуатации в агрессивной воздушновлажной среде (с относительной влажностью 75-90%).

Цель изобретения - повышение надежности и производительности определения долговечности изделий из железобетона.

На чертеже представлена тарировочная зависимость- эффективного коэффициента .диффузии от скорости ультразвуковых колебаний в изделии.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Опасность раннего разрушения железобетонных конструкций в условиях агрессивной воздушно-влажной среды возникает вследствие нейтрализации (снижения рН 11,8) защитного слоя бетона кислыми газами на всю тодщину с последующей интенсивной коррозией и оголением арматуры. Ведущим процессом нейтрализации является взаимодействие бетона с углекислым газом воздуха (карбонизация), содержание которого в сотни раз может превышать концентрацию других агрессивных газов. Диффузионная проницаемость по отношению к углекислому газу определяется эффективным коэффициентом диффузии. По величине эффективного коэффициента диффузии на основании известной формулы кинетики карбонизации можно рассчитать длительность нейтрализации защитного слоя, по которой судят о долговечности изделий из железобетона по признаку сохранност арматуры.

Эффектич 1ый коэффициент диффузии углекислого газа в бетоне и скорость ультразвука в нем функционально связаны со структурной пористостью бетона. Поэтому изменение пористости вызывает изменение и этих параметров. Степень согласованно ;ти изменения (теснотаСвязи) эффективного коэффициента диффузии и скорости ультразвука, оцененная по корреляционному отношению, равному 0,972, позволяет заключить, что связь этих параметров достаточно близка и может быть использована для опре93572

деления одного из параметров по измеренному другому (чертеж).

Способ осуществляется следующим образом.

5 Предварительно экспериментально устанавливают зависимость эффективного коэффициента диффузии углекислого газа в железобетоне от величины скорости распространения в нем ультра

10 звуковых колебаний. Для этого в образцах из бетона , -железобетонных конструкций, предназначенных для использования в агрессивной воздушно-влажной среде, измеряют скорость

15 .распространения ультразвуковых колебаний при поверхностном прозвучивании с частотой 60 кГц и базой прозвучивания 150-200 мм, что позволяет получить информацию о структуре поверхностных слоев бетона толщиной 20-30 мм, ограниченной областью защитного слоя. Затем образцы помещают в камеру ускоренной карбонизации с концентрацией углекислого газа 10 об.%, относительной влажностью 75-3% и температурой 20 - . После длительного (порядка 14 сут.) пребывания образцов в камере замеряют толщину нейтрализованного слоя обJQ разцов. Для этого образцы раскалывают перпендикулярно прозвученным граням, скол обрабатывают 0,1%-ным раствором фенолфталеина в этиловому спирте и затем производят замеры толщины неокрашенной кромки бетона по

5 периметру скола.Одновременно химическим анализом проб бетона определяют количество углекислого газа, поглощенного единицей объема бетона. На основании измеренных величин

определяют эффективный коэффициент диффузии углекислого газа бетонного образца по формуле

т,

D

2 -сде ш - реакционная емкость бетона или объем газа, поглощенного единицей объема бетона; X - толщина нейтрализхгванного

слоя бетона, см; с - концентрация углекислого газа в атмосфере в отно.сительных величинах по ., объему;

t) - продолжительность воздействия газа на образец железобетона.

3

На основании указанных измерений и расчетов для бетонных образцов различных составов строят тарировочную кривую зависимости эффективного коэффициента диффузии углекислого газа в бетоне от величины скорости в нем ультразвуковых колебани

Для оценки долговечности железобетона контролируемого изделия в некольких его участках измеряют скорость ультразвуковых колебаний.При этом замеры скорости производят в возрасте бетона, принятом при посроении тарировочной кривой. По значениям скорости ультразвуковых колебаний по построеннрй ранее тарировочной кривой определяют эффективный коэффициент диффузии углекислого газа в бетоне для каждого участка. Значение эффективного коэффициента диффузии для конструкции в целом определяют с учетом среднего квадратического отклонения его значений по отдельным участкам, что позволяет оценить фактическую йеоднородность проницаемости бетона

72

конструкции и выявить статистически возможное максимальное значение эффективного коэффициента диффузии, принимаемое за расчетное при определении долговечности.

. Затем рассчитывают долговечность контролируемого изделия из железобетона, характеризующуюся : временем нейтрализации защитного слоя железобетона контролируемого изделия по известной формуле кинетики карбонизации.

t

га и

Xu

2 GU D

где

реакционная емкость жеm. лезобетона контролируемого изделия; толщина защитного слоя железобетона изделия; концентрация углекислого газа в атмосфере в относительных величинах по объему;

D эффективный коэффициент диффузии.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА в условиях агрессивной воздушно-влажSlolci /c mi чтчт нт ЧУХ v,n/c ной среды, заключакицийся в том, что определяют эффективный коэффициент диффузии, характеризующий проницаемость железобетона для углекислого газа, и по известной зависимости определяют искомый параметр, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности и производительности, измеряют скорость ультразвуковых колебаний в изделии, а эффективный коэффициент диффузии определяют по тарировочной зависимости эффективный коэффициент диффузии - скорость ультразвуковых колебаний. (Я