Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние вопроса обеспечения долговечности железобетона в условиях воздействия углекислого газа воздуха 7
1.1. Карбонизация бетона и коррозия стальной арматуры 7
1.1.1. Классификация газов 7
1.1.2. Карбонизация бетона 9
1.1.3. Влияние состава бетона на скорость карбонизации 12
1.1.4. Влияние условий эксплуатации на процесс карбонизации 17
1.1.5. Условия депассивации стальной арматуры 23
1.2. Анализ нормативных документов по защите железобетона 27
1.3. Аналитические методы оценки долговечности железобетона 29
1.4. Постановка задачи исследований 32
ГЛАВА 2. Материалы и методики 34
2.1. Характеристика исходных материалов 34
2.2. Методики физико-химических исследований 37
2.3. Методики физико-механических исследований 37
2.4. Методика оценки технического состояния бетона и железобетона 38
ГЛАВА 3. Моделирование процесса карбонизации бетона 42
3.1. Принципы математического моделирования 43
3.2. Математическая модель процесса карбонизации бетона 46
3.3. Учет условий эксплуатации конструкций 52
ГЛАВА 4. Определение коэффициейтов условий работы по результатам натурных обследований и лабораторных исследований . 53
4.1. Влияние влажности среды 55
4.2. Влияние климатических факторов 59
4.3. Влияние температуры 63
4.4. Влияние концентрации углекислого газа воздуха 65
ГЛАВА 5. Результаты физико - химических и физико - механических исследований 71
5.1. Исследование образцов бетона, отобранных из эксплуатируемых конструкций 71
5.1.1. Рентгенофазовый, дифференциально-термический и химический анализы 72
5.1.2. Определение глубины карбонизации по окраске индикатора 77
5.2. Исследование составов для ремонта поврежденных железобетонных конструкций 84
5.2.1. Удобоукладываемость 84
5.2.2. Деформации усадки и расширения 87
5.2.3. Прочность, морозостойкость, проницаемость 90
5.2.4. Составы проникающего действия и пропитки 92
ГЛАВА 6. Рекомендации по получению железобетона с гарантированной долговечностью 95
6.1. Новые конструкции 95
6.1.1. Мероприятия на стадии проектирования 95
6.1.2. Мероприятия на стадии изготовления 97
6.2. Эксплуатируемые конструкции 101
6.3. Предложения по уточнению действующих нормативных документов 104
ГЛАВА 7. Внедрение результатов исследований и их экономическая эффективность 107
Общие выводы 109
Список использованной литературы 112
Приложения 125
- Влияние состава бетона на скорость карбонизации
- Методика оценки технического состояния бетона и железобетона
- Математическая модель процесса карбонизации бетона
- Влияние концентрации углекислого газа воздуха
Введение к работе
Поскольку на Земле практически нет воздуха, не содержащего углекислого газа, его воздействию подвергаются практически все надземные и, частично, подземные конструкции. В процессе эксплуатации железобетона в обычных условиях происходит неизбежное его старение, связанное с воздействием на бетон и других кислых газов, однако, основная роль в нейтрализации бетона принадлежит углекислому газу. Карбонизация защитного слоя бетона приводит к депассивации арматуры, ее коррозии и, вследствие этого, выходу железобетонных конструкций из работоспособного состояния.
Результаты натурных обследований эксплуатируемых объектов свидетельствуют о значительном увеличении в последние годы числа аварийных ситуаций вследствие карбонизации бетона и необходимости проведения масштабных работ по ремонту конструкций. В целом это обусловлено приближением сроков эксплуатации зданий и сооружений к нормативным значениям для большей части объектов, построенных в 50-60-е годы - периода начала массового применения железобетона в России. Однако, имеются также многочисленные случаи раннего (через 10... 15 лет) повреждения железобетона как из-за нарушения технологии изготовления конструкций, так и недооценки агрессивности среды. В современных условиях возросла доля реконструируемых объектов, в которых новые условия эксплуатации могут существенно отличаться от параметров первоначального проекта, что также будет влиять на долговечность железобетона.
В действующем СНиП 2.03.11-85 «Защита конструкций от коррозии» и пособиях к нему нормативный срок службы и методы защиты не дифференцируются в зависимости от назначения объекта и свойств бетона, отсутствуют требования к параметрам ремонта, что требует совершенствования норм. Необходимость этого акцентируется и в новой редакции СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», которая предусматривает разработку сводов правил (СП) в виде отдельных документов по вопросам не только вое становления конструкций, их стойкости в агрессивных средах, но также стойкости к технологическим и климатическим температурно-влажностным воздействиям. В связи с вступлением в ВТО, одним из главных показателей качества, по которым будет оцениваться строительная конструкция или объект, будет их гарантированная долговечность. Поэтому актуальными являются исследования, направленные на расчетно-экспериментальное обоснование методов обеспечения нормативной долговечности железобетона как на этапе проектирования, изготовления и ремонта, так и при перепрофилировании объектов.
Автор выражает благодарность коллективу сотрудников ХНИЛ УГНТУ «Уфимский городской центр СТРОИТЕХЭКСПЕРТИЗА» за помощь в выполнении обследовательских работ.
Влияние состава бетона на скорость карбонизации
Увеличение во времени глубины карбонизации определяется главным образом структурой бетона, особенно долей капиллярных пор и способностью связывать СОг, т.е. в основном количеством поставляемого Са(ОН)2 [40].
Вид цемента. Вид и содержание цемента в бетоне влияют как на способность связывать углекислый газ, так и на диффузионное сопротивление его прониканию. Чем больше имеется в бетоне щелочных продуктов гидратации, тем больше СОг может быть связано и тем медленнее перемещается фронт карбонизации вглубь бетона [40]. По данным автора работы [4] наименьшая глубина карбонизации у бетона на портландцементе, средняя - у бетона на шлакопортландцементе и сульфатостойком цементе, наибольшая - на шлакопортландцементе с содержанием шлака 80 и 50%. По данным Мейера [4] скорость карбонизации увеличивается при переходе от портландцемента к шлакопортландцементу: при 50% шлака — в 1,5 раза, при 75% - в 2 раза. Это объясняется неодинаковым запасом способных к карбонизации продуктов и прежде всего Са(ОН)2 [4]. Цементы, содержащие пуццолановые добавки (такие, как силикатная пыль, зола-унос или трасс), со временем снижают количество СаО вследствие реакции с пуццоланой, и скорость карбонизации в этом случае выше. Однако, присутствие пуццоланы и других гидравлических материалов приводит к улучшению пористой структуры [40]. Следует отметить, что Шредер и Смольцик [4] в своих опытах не обнаружили существенного влияния вида цемента на карбонизацию бетона, а автор работы [4] констатирует, что вид цемента не определяет однозначно скорости карбонизации.
Таким образом, несмотря на противоречивость литературных данных о влиянии вида цемента на процесс карбонизации, большая их часть свидетельствует о том, что бетоны на шлакопортландцементах карбонизируются быстрее, по сравнению с бетонами на портландцементе. Т.е. чем больше шлака содержит цемент, тем быстрее идет карбонизация.
Вид заполнителя. Ввиду того, что заполнитель в тяжелом бетоне практически непроницаем, на процесс карбонизации он практически не влияет [40]. При использовании пористых легких заполнителей карбонизация бетона ускоряется [4].
Глубина нейтрализации цементного камня (неокрашенный слой) в зависимости от количества нитрит-нитрата кальция (ННК) в бето Добавки. Воздухововлекающие и газообразующие добавки способствуют уменьшению проницаемости бетона: по данным Венуа и Александера [56] умеренное количество вовлеченного воздуха делает бетон менее проницаемым для углекислого газа. С другой стороны, авторы работы [40] пишут, что использование воздухововлекающих добавок для повышения морозосолестойкости бетона может вызвать увеличение глубины карбонизации. По данным Л.А. Ван-даловской [56], бетоны, имеющие В/Ц=0,3-0,35 с добавкой ССБ и мылонафта, практически не карбонизируются. Можно полагать, что положительное влияние на карбонизацию бетона, т.е. на замедление ее скорости, оказывают те добавки, которые обеспечивают получение бетона с максимально плотной структурой. Это убедительно доказывают результаты исследований авторов работы [90], приведенные на рис. 1.1.
Слева направо - образцы бетона без добавки и с добавкой 1, 2, 4, 6% ННК. Продолжительность испытания - 45 часов [90].
Водоцементное отношение. Зависимость глубины карбонизации бетонов на различных цементах от водоцементного отношения представлена на рис. 1.2. Как видно из этих двух графиков, зависимость глубины карбонизации от водоцементного отношения линейна. Это объясняется тем, что с увеличением водоцементного отношения растет капиллярная пористость, т.е. доля наиболее крупных пор в бетоне, которые образуются потому, что в бетонную смесь вво-дят значительно больше воды, чем требуется для реакции с цементом. С увеличением пористости возрастает коэффициент диффузии углекислого газа. При прочих равных условиях глубина карбонизации бетона с В/Ц=0,5 почти в 2 раза меньше, чем бетона с В/Ц=0,8, а при В/Ц=0,45 и хорошем уплотнении бетонной смеси получаются практически некарбонизирующиеся бетоны, что подтверждается авторами работы [4]. Анализ данных авторов работ [4, 9,40, 56] позволяет сделать вывод о том, что водоцементное отношение весьма существенно влияет на скорость карбонизации, а также является решающим фактором в регулировании пористости бетона.
Прочность. Многие авторы отмечают, что между глубиной карбонизации и прочностью существует обратная зависимость [4,9,40], которая иллюстрируется графиком рис. 1.4. Фактически эта зависимость соответствует рассмотренной ранее зависимости глубины карбонизации от пористости, поскольку при увеличении прочности пористость бетона уменьшается [11, 24].
Режим твердения. Для газонепроницаемости бетонов особенно важны условия твердения. В воде получаются некарбонизирующиеся структуры, а при воздушном твердении и пропаривании - легкокарбонизирующиеся [4]. Наиболее опасно пересушивание бетона в раннем возрасте, а также жесткие режимы тепловой обработки, которые также увеличивают проницаемость [4]. Пропаренные бетоны карбонизируются в два раза быстрее, чем твердеющие 28 сут в нормальных влажных условиях [56], так как при пропаривании общая пористость растворной части бетона увеличивается незначительно, но резко увеличивается переходная и макропористость [4]. На рис. 1.5. приведен график зависимости общей пористости от относительной влажности среды твердения.
Из данных рис. 1.5. видно, что независимо от состава бетона и водоце-ментного отношения общая пористость относительно постоянна до значения относительной влажности воздуха 80%, а при ее увеличении общая пористость уменьшается.
Проведение мероприятий по исключению раннего высушивания твердеющего бетона может существенно повысить степень гидратации в поверхностных слоях бетона, тем самым понижая его проницаемость (рис. 1.6.)
Методика оценки технического состояния бетона и железобетона
Главной целью обследовательских работ являлось определение глубины карбонизации бетона - для исследования зависимости этого параметра от условий эксплуатации, плотности бетона и срока эксплуатации. Наиболее достоверным и удобным в практической реализации методом определения глубины карбонизации является использование раствора фенолфталеина. Однако, для этого необходимо иметь свежий скол бетона. Очевидно, что проведение таких работ на большом числе конструкций не только трудоемко, но сопряжено также с необходимостью повреждения этих конструкций и последующего их восстановления в местах измерений. В связи с этим, нами была разработана методика обследования конструкций, при которой глубина карбонизации бетона определялась двумя способами: прямым измерением - раствором фенолфталеина на сколе бетона (на малом числе конструкций), и косвенно - расчетным путем в зависимости от ширины раскрытия трещин, образовавшихся вдоль корродирующей арматуры (на основной части конструкций). Возможность применения косвенного метода основана на результатах исследований А.И.Васильева [18] и
К. Андраде [134] (табл.2.1), которыми установлено наличие линейной зависимости между шириной раскрытия трещины и глубиной коррозии арматуры, и что «...образование продольной (идущей вдоль арматурного стержня) трещины в защитном слое происходит при очень малом коррозионном износе стали (около 30 мкм). Тем самым, трещина появляется спустя весьма короткое время после нарушения пассивности арматуры» [18]. С.Н. Алексеев и Н.К. Розенталь отмечают, что «... трещины в бетоне образуются при глубине коррозии стали более 0,2 мм» [9], не указывая однако при этом ширину раскрытия трещин. Как видно из данных табл. 2.1, при такой глубине коррозии ширина раскрытия трещин может составлять 0,2 мм и более. Однако, коррозия арматуры может начаться не сразу после достижения ее поверхности фронтом нейтрализации, а лишь спустя несколько лет после этого, о чем свидетельствуют результаты исследований авторов работы [118]. По-видимому это связано с защитным действием межфазных пленок, образующихся на поверхности арматуры в бетоне [39]. Для определения продолжительности этого периода были проведены специальные исследования на конструкциях ребристых плит, демонтированных из покрытия через 30 лет эксплуатации.
При этом, поскольку достоверно могут быть определены трещины шириной раскрытия не менее 0,1 мм, то именно они были приняты в качестве показателя, характеризующего «момент» начала коррозии арматуры вследствие карбонизации защитного слоя бетона. В этих местах на конструкции проводилось измерение толщины защитного слоя прибором ИПА-МГ4, которое и принималось предварительно в качестве глубины карбонизации. Затем определялась фактическая толщина защитного слоя, глубина коррозии стали и глубина карбонизации по фенолфталеину. В результате было установлено, что глубина карбонизации в среднем на 10% превышает толщину защитного слоя при ширине раскрытия трещин 0,1 мм, на 20% - при 0,3 мм и на 30% - при 1,0 мм (рис.2.1).
Таким образом, при косвенном методе измерялись два параметра: ширина раскрытия трещин и толщина защитного слоя бетона, а затем рассчитывалась глубина карбонизации бетона с учетом этих поправочных коэффициентов. Необходимо отметить, что при ширине раскрытия трещин более 1 мм имеется большой разброс экспериментальных данных, что не позволяет пользоваться предлагаемой методикой. Для построения зависимости «глубина карбонизации - время - плотность бетона» из части однотипных конструкций отбирались образцы бетона с целью определения его водопоглощения.
Для отбора конструкций, на которых имелась возможность определения глубины карбонизации косвенным методом, предварительно на каждом объекте проводилось их визуальное обследование по критериям, приведенным в табл. 2.2...2.4. и СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений» [112]. Эти конструкции имели бал оценки технического состояния от 1 до 3.
Данная методика была отработана при исследовании сорока ребристых плит, демонтированных из покрытия производственного здания (рис. 5.5).
На основании лабораторных и натурных исследований установлено [34], что к свойствам, характеризующим состояние конструкций и используемых для прогноза их остаточного ресурса, относятся прочность и проницаемость бетона в зоне максимальных нагрузок (механических, циклических, коррозионных), данные количественного химического состава бетона (реакционной емкости), вяжущего, продуктов взаимодействия, прочность и деформативность арматуры в зоне максимальных нагрузок и местах повреждений, геометрические размеры фактических сечений конструкций, дефекты в бетоне и арматуре, фактический и перспективный прогноз нагрузок и воздействий, данные расчетной схемы сооружения и возможности ее изменения.
По признаку ведущего деструктивного процесса все газовые среды можно разделить на 2 группы [9]. К первой относятся среды, которые, воздействуя на железобетонные конструкции, вызывают послойное разрушение бетона с последующей коррозией арматуры. Ко второй - лишающие бетон способности защищать арматуру. Продукты коррозии стали, увеличиваясь в объеме более чем в 2 раза [4], приводят к разрушению защитного слоя бетона, что снижает несущую способность всей конструкции. Именно по такому механизму воздействует на железобетон углекислый газ воздуха.
По [19] лимитирующим фактором карбонизации является скорость диф-фузии углекислого газа в тонкопористой структуре бетона защитного слоя, поскольку процесс медленно продвигается от поверхностных слоев конструкции к арматуре. Диффузия углекислого газа в бетоне относится к явлениям так называемой внутренней массопередачи, протекающей совместно с химической реакцией связывания двуокиси углерода в практически нерастворимый карбонат кальция.
Математическая модель процесса карбонизации бетона
На основании литературного обзора было установлено, что механизм процесса карбонизации бетона и коррозии стальной арматуры достаточно хорошо изучен как с точки зрения физико-химических аспектов этого явления (см. раздел 1.1), так и в математическом описании (см. раздел 1.3). Однако, до настоящего времени не разработаны инженерные методы расчета, позволяющие проектировщику (а не исследователю) выполнить оценку глубины карбонизации бетона в конкретных условиях эксплуатации. Это связано в основном с тем, что для выполнения таких расчетов необходимо знание ряда параметров, значения которых не табулированы и их определение возможно только лабораторным путем. Наиболее близкой к инженерному методу на наш взгляд является формула (1.1), где все параметры (с, D4 и то) могут быть известны проектировщику (конечно, при разработке соответствующего нормативного документа), и для практической реализации проектных требований необходимо «оснащение заводских лабораторий приборами», позволяющими определять эффективный коэффициент диффузии D4 углекислого газа в бетоне каждой конструкции [8]. Однако, реализация этого метода контроля не осуществлена до настоящего времени не только в связи с отсутствием на заводах ЖБИ в достаточном количестве этих достаточно сложных приборов, но также и с большой продолжительностью и трудоемкостью метода определения эффективного коэффициента диффузии углекислого газа в бетоне конструкций согласно приложения 4 Пособия [83].
В связи с этим необходимо изучить возможность создания математических моделей, которые с одной стороны, достаточно строго описывают физико-химические процессы карбонизации, а с другой - содержат параметры, которые могут быть табулированы. В этом отношении заслуживает внимания метод, который широко применяется при разработке инженерных методов расчета, при этом вначале устанавливается «базовая» зависимость, отражающая физико-химические и физико-механические закономерности процесса, а влияние на этот процесс различных факторов учитывается путем введения коэффициентов условий работы. Например, в нормах проектирования строительных конструкций число коэффициентов условий работы к расчетному сопротивлению составляет 10 - по СНиП П-25-80 «Деревянные конструкции»: Rj = (КОтптвШгтдтнтбтгнтслтоШа (все коэффициенты ШІ имеют значения в интервале 0,65. ..1,4); 3 - по СНиП П-23-81 «Металлические конструкции»: ус, yb, yh (интервал изменения коэффициентов составляет 0,75..Л,35); 12 - по СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции»: уы - уыг (интервал изменения коэффициентов составляет 0,45...1,35). Такой же прием используется при оценке вибростойкости бетона [130], где применяется четыре корректирующих коэффициента: n = 0,923k1k2k3k4 (коэффициенты kj имеют значения в интервале 0,95...1,09), и в других областях строительного материаловедения. Целесообразность такого подхода подчеркивается Ф.М. Ивановым и Н.К. Ро-зенталем, многие годы исследовавших закономерности процессов карбонизации бетона и коррозии арматуры. В работе [47] этими авторами отмечается, что в современных условиях необходим новый подход к определению сроков службы, при котором проектирование конструкций с заданной долговечностью должно базироваться на закономерностях кинетики коррозии, полученных эмпирических коэффициентах скорости этих процессов и, на этой основе, прогнозированию сроков службы бетона и железобетона. При большом разнообразии состава агрессивных сред и условий эксплуатации нельзя разработать универсальные методы расчета, однако такие расчеты можно осуществлять для отдельных достаточно распространенных случаев. В частности, «... можно создать достаточно общую методологию расчета сроков службы бетона или сохранения им защитных свойств по отношению к арматуре. Ближайшие 5... 10 лет можно считать переходными от существующей системы нормирования показателей агрессивности с качественной оценкой по отдельным параметрам к новой с максимальным использованием расчетных методов» [47].
Кинетику разрушения бетона оценивают по сохранности арматуры в бетоне, которая не должна корродировать в течение всего срока эксплуатации. Поэтому расчетная область карбонизации бетона ограничивается его наружным слоем толщиной, не превышающей толщины защитного слоя [54].
На основе анализа литературных данных было установлено (см. раздел 1.3), что математические модели процесса карбонизации бетона, разработанные на основе принципов математического моделирования разными авторами (С.Н. Алексеев, Б.В. Гусев, А.Ф. Полак, Н.К. Розенталь, В.Ф. Степанова, А.С. Фай-вусович, В.В. Яковлев, а также К. Kishitany, Т. Nishi, H.G. Smolzyk, М. Hamada, H.L Wiering) сводятся, в конечном счете, к выражению вида: где: L - глубина нейтрализации бетона, мм, Т - срок эксплуатации, г, А - коэффициент, зависящий от концентрации углекислого газа С, эффективного коэффициента диффузии D4 и реакционной емкости бетона Щ).
Уравнение (3.1) имеет многочисленные экспериментальные подтверждения и, таким образом, может рассматриваться в качестве математической модели, достаточно точно описывающей процесс карбонизации бетона при неизменных условиях эксплуатации. Однако, для выполнения практических расчетов по уравнению (3.1) необходимо знание величины коэффициента А, который зависит не только от вышеперечисленных параметров с, Dv и то, но и от ряда других свойств как внешней среды (температуры и влажности воздуха), так и самого бетона (вида цемента, наличия добавок, соотношения цемент-заполнитель). В связи с этой многовариантностью, приводимые в разных работах значения коэффициента А и математические выражения для его определе-ния существенно отличаются. Таким образом, главной задачей повышения надежности прогноза по формуле (3.1) является повышение достоверности в определении значений коэффициента А.
Влияние концентрации углекислого газа воздуха
Для того, чтобы ремонтный состав можно было нанести на защищаемую поверхность, он должен обладать свойством удобоукладываемости. Параметры этого свойства, в свою очередь, зависят от ориентации защищаемой поверхности: для горизонтальных поверхностей пола должны применяться литые составы, для вертикальных и потолочных поверхностей - тиксотропные составы. Кроме того, литые составы применяются для обетонирования поврежденных конструкций (например, балок перекрытий). Таким образом, ремонтные составы должны обладать либо литой консистенцией, либо иметь высокие тиксотропные свойства, которые обусловлены высокой когезией данного материала.
Литые составы по ГОСТ 10181-2000 «Смеси бетонные. Методы испытаний» должны иметь подвижность не ниже П5, что соответствует расплыву конуса более 31 см. Обычные ремонтные составы для приготовления литых смесей марки П5 имеют подвижность в пределах 31-35 см. Однако, такой подвижности недостаточно для восстановления массивных сечений методом обетонирования. Трудоемко также выполнение работ с такими смесями и при восстановлении горизонтальных поверхностей пола. В связи с этим, представляют интерес появившиеся в последнее время смеси, имеющие расплыв конуса 50-70 см и более. Столь сильный пластифицирующий эффект обусловлен применением пластификаторов нового поколения - так называемых гиперпластификаторов, производство которых освоено ведущими мировыми концернами - «Sika», «Mapei» и «Degussa». На рис. 5.10 представлен фрагмент испытаний по определению подвижности литой смеси марки Эмако 88, расплыв конуса которой составляет 55 см. Необходимо отметить, что понятие «расплыв конуса» не вполне соответствует категории подвижности таких смесей. Для испытаний удобнее пользоваться специальным лотком (см. рис. 5.10), в котором подвижность смеси характеризуется степенью наполнения лотка по его длине. Данный состав успешно применяется последние два года при восстановлении пролетных строений мостов, имеющих повреждения защитного слоя бетона из-за коррозии арматуры.
Тиксотропные составы. Отечественными нормативами не предусмотрена классификация материалов по этому показателю. Однако, возможность нанесение состава слоем достаточно большой толщины (от 10 до 40 мм) при однократном нанесении является свойством, которое становится все более востребованным организациями, проводящими ремонтные работы. Высокая тиксо-тропность составов обеспечивается как применением специальных добавок, так и введением фибры. На рис. 5.11 показаны образцы фибры из различных материалов, применяемых для изготовления тиксотропных составов серии Эмако.
На рис. 5.13 приведен фрагмент испытания тиксотропных свойств состава Эмако 88С. Толщина нанесенного слоя составила 60-80мм. Состав наносился методом набрызга растворонасосом. После удаления шпателем поверхностных наплывов до уровня контурной рейки толщиной 50мм, поверхность была выровнена терком. При этом в нанесенном слое отсутствовали разрывы и неплотности, а через сутки состав имел плотную структуру прочностью около 22 МПа. Аналогичные результаты получены при испытании составов Resisto Tixo, Mapegrout Thixotropic, гидроизоляционной штукатурки ЦМИД-3, Лахта ремонтный состав, Структурит НБ. Несколько худшие тиксотропные свойства имеет состав Монофлекс РС-3, для которого «устойчивая» толщина нанесенного слоя составила 40 мм.
Обычный цементно-песчаный раствор и бетон имеют значительную усадку при твердении на воздухе [11, 58, 73, 87]. По A.M. Невиллю [73] величина относительной усадки растворных и бетонных образцов через 6 мес. твердения при температуре 20С и относительной влажности воздуха 50% составляет от 2х10"4 до 12х10"4 при изменении В/Ц от 0,4 до 0,7 и отношения «заполнитель-цемент» от 7 до 3. Поскольку для ремонта используются, как правило, составы с высокой подвижностью (исходя из обеспечения их удобоукладываемо-сти), т.е. с наибольшими значениями В/Ц, то и усадка раствора и бетона на отремонтированных участках близка к верхним значениям, приведенным Невил-лем A.M., т.е. составляет (8...12)х10"4. В связи с этим, при использовании для ремонта обычных цементно-песчаных растворов через 1-2 года эксплуатации происходит их отслоение из-за повышенной усадки, что иллюстрируется схемой, приведенной на рис. 5.14. Помимо этого недостатка, повышенная усадка ремонтного раствора приводит к возникновению напряжений сжатия в арматуре, сопротивление которой приводит к дополнительному трещинообразованию в структуре раствора или бетона на отремонтированных участках (рис. 5.15,а). В связи с этим, в настоящее время в зарубежной, и все более в отечественной практике проведения ремонтно-восстановительных работ, используются безусадочные составы. В последние годы появились также составы, которые при твердении дают небольшое расширение, что не только повышает адгезию к старому бетону, но также обеспечивает дополнительное повышение плотности бетона на отремонтированных участках за счет эффекта обжатия арматурой (рис.5.15,6).
