автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Защита от коррозии арматуры надземных железобетонных конструкций катодной поляризацией

Харьковский государственный технический университет строительства й архитектуры

На прагах рукописи

БОНЛАРЬ Виктор Александрович

ЗАЩИТА^ОТ КОРРОЗИИ АР'йТУ?Ц НАДЗКШХ ШЕЗОББТОННйХ КОНСШКЦЮ томоъ ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ

Специальности: 05.23.05- строительные материалы

я изделия; 05.17.14- химическое сопротивление

материалов и задита от коррозии

Автореферат диссертации на соискание учЭноЯ степени доктора технических неук

Харьков - 1594

Диссертация является рукописи».'

Работа выполнена в Полтавской инженерно-строительном институте

Научный консультант - докт.техн.наук, профессор БАЕУЬКИН В.И.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Л.А.СГАРОСБДЬСКСТЯ

.доктор технических наук, профессор Б.И.ЬАЯРАЧНЫЯ

доктор технических наук, профессор З.В.ГОРОХОВ

Ведущая организация - Харьковский ПроистройНИИпроект

Запита состоится "Ш 1ШМ 1994 Г » в ¡У -часов на заседании специализированного совета Д.068.33.01 Харьковского государственного технического университета строительства я архитектуры по адресу:*310002, г.Харьков, у4.Сумская,Ю

С диссертацией можно ознакомиться а библиотеке Харьковского государственного технического университета строительства и архктекту;

Автореферат разослан "Ж " -¿¿¿ир 1994 г.

УчЭный секретер»

специализированного совета.д.т.и. С* .А.Емельянова

I.ОБШАЯ ХАРАКТЕРЙСГЕ!КА" РАБОТЫ

Актуальность. Известный специалист по коррозии и защите железобетона С.Н.Алексеев в одной из своих публикаций отмечает, что широко рпспространЗнноо мнение об абсолотной защите арматуры бетоном неправильно. Снижение запасов прочности, сопровождавшее совершенствование методов расчёта конструкций, экономия цемента, уменьве-ние сечений, применение железобетона в- зданиях и сооружениях с агес-сиькыми средами - всё это привело к тому, что усилились случаи повреждения конструкций в результате возникновения и развития в них. кор' розии аркатуры." ,

СложиЕвиеся условия не позволяет репить проблему защиты железобетона только традиционными методами. Широкое распространение в развитых зарубежных странах получил эффективный метод "защиты арматуры в бетоне за счёт её катодной поляризации.постоянным током. К сожалении в отечественной практике этод метод нашёл ограниченное применение (в осноеном только^для конструкций в почве и воде). И это не случайно. Разработка систем катодной защиты надземных железобетонных' конструкций связана с определёнными трудностями.

Б отличие от систем катодной защиты конструкций в почве и воде на решение систем катодной защиты надземных конструкций решавшее влияние оказывает сами защищаемые конструкции, специфика коррозии их арматуры, условия эксплуатации. Поэтому репвнна проЗаенз возможно только на базе комплексных исследований коррозионных характеристик железобетонных конструкций, их.строения, эксплуатации и защиты.

В данной работе сделана первая попытка проведения таких исследований, результаты которых дапт возможность значительно расширить методы защиты от коррозии арматуры надземных железобетонных конструкций .

Цель работы. Б решении научной и практической проблемы - защиты арматуры надземных железобетонных конструкций катодной поляризацией в отечественной практике.

Автор, защи-щает:

-общуп методику, положения и принципы решения задвч заяиты арматуры надземных железобетонных конструкций катодной поляризацией;

-математические модели и экспериментальные данные исследований коррозии арматуры, усложнённой действием макрогальЕвнических.пар;

-кетолику аналитического описания и результаты экспериментальных исследований образования манжетной, жидкости на арматуре периодического профиля;

-г* -ногув коррозионнув характеристику железобетонного элемента -. модуль поверхности;

-катематические модели электрополя в бетоне при линейннх анодах, изменяющихся характеристиках бетона, при раздичной форме поперечного сечения железобетонного элемента;

-методику и результаты производственных испытаний по выявление анодных учестков на арматуре железобетонных конструкций;

-рекомендации по разработке отечественных систем катодной защиты арматуры надземных железобетонных конструкций;

-новые системы и элементы катодной защиты арматуры надземных железобетонных конструкций.

Методика исследований. Б работе использованы аналитические, численные и экспериментальные методы исследований. Методы математического моделирования и экспериментальные методы применены при исследовании распределения электродных участков на арматуре при её коррозии. Бопроеы распределения зацитиого потенциала не арматуре исследованы также методами математического и физического моделирования. При расчёте параметров катодной защиты применены численные и экспериментальные методы. При проверке предлагаемых систем и элементов катодной защиты применены экспериментальные методы исследований. Ресение математических моделей проводилось методами разделения переменных, изучением симметрийкых свойств уравнений, конформным преобрг.зогением координат и др.

Научную новиануработы составит: * -системный подход в оценке защитных мероприятий для аркатуры надземных железобетонных конструкций, которые работают в условиях действия агрессивных сред, основанной на изучении влияния геометрических характеристик железобетонных ионструкций, конструктивных- признаков железобетонных конструкций, характеристик бетона и арамвтуры на распределение электродных участков на араматуре; 4"

-математическая модель атмосферной коррозии, определяющая прот цессы на арматуре в условиях диффузионной кинетики, которая позволила выявить неравномерность распределения коррозионных токов по окружности сечения арматурного стертая в зависимости от типа железобетонной конструкции, расположения арматуры в ней, характеристик бетона; ■;:;■■ ""' ■ • . ^ ;

-аналитические представления и результаты экспериментальных исследований влияния периодического профиля на появление манжетной жидкости на арматуре;

-у.атематическая модель, описывавшая поведение манжетной жидкости на поверхности арматурного стержня периодического профиля;

-математическая иодель и результаты экспериментальных исследований распределения электродных участков на арматуре периодического профиля при низкопотенциальаой коррозии, которая позволила оценить коррозионные процессы на арматуре в зависимости от геометрии её профиля;

-математическая модель работы протяжённых макрогальванических элементов на арматуре линейных железобетонных конструкций, особенности которой является то, что реальная поверхность арматуры условно разбивается на участки с постоянными электрохимическими параметрами, а возникающие уравнительные токи в бетоне рассматривался как внеп-ний поляризующий ток;

-новая коррозионная характеристика - модуль поверхности (отношение площади поверхности арматуры к площади поверхности самой железобетонной конструкции), которая позволяет увязать прочностные и коррозионные характеристики железобетонного элемента;

-установленные обобщенные принципы создания систем катодной защиты арматуры надземных железобетонных конструкций, выполнение которых позволяет обеспечить их оптимальный синтез;

-математическая модель электроподя протяжённого анода в бетоне, основанная на строгой постановке задач электрохимической защиты как краевой задачи математической физики,:в результате решения которой получены простые инженерные формулы для расчёта защитного потенциала но окружности сечения арматурного стержня;

математическая модель, позволяющая получить распределение электрического потенциала на арматуре методом суперпозиции.полей при работе нескольких протяженных анодов;

-установленные закономерности, которые позвиля»* использовать ьатекатъческке модели электрополя протяжённых анодов для расчёта потенциала на арматуре при распределённом на поверхности конструк- • ции аноде;

-математическая модель электрического поля в условиях неодно-• родных электрических характеристик бетона конструкции;

-математическая модель электрополя в бетоне при групповом расположении анодов на поверхности сечения железобетонного элемента, позволявшая добиться равномерного распределения защитного потенци-. ала по окружности сечения, арматурного стержня с учётом формы поперечного сечения железобетонного элемента;

-экспериментальные методики и результаты экспериментальных исследований распределения защитного лотенциала ^на поверхности арматурного стержня при линейных анодах, которые позйолили установить адекватность математических моделей описываемым процессам;

- разработанные методики и результата производственных испытаний по'определенно анодных участков пдоль арматурных стержней железобетонных конструкций, позволяющих выбрать систему, катодной защи--ты и правильно распределить аноды Сиди протекторы).

ь ' ■

Достоверность результатов подтверждается адекватностью результатов расчёта на уатематичесхих моделях и действующих систем катодной защиты, хоровей сходимостью результатов теоретических, лабораторных исследований с опытом эксплуатации разработанных систем катодной защиты

Практическая ценность. Выполненные исследования позволили создать простые и надёжные системы катодной защиты надземных железобетонных-элементов на существующей приборной базе. Их использование позволяет снизить затраты на ремркт конструкций s 2 и более раз, расширяет возможности защитных мероприятий в условиях действующих производств.Разработаны рекомендации по изменению конструктивных решений железобетонных'элементов, способствующие повывению их коррозиестойкости и снижению затрат при их электрохимической защите. Полученные результаты могут сдуккть основой для разработки нормативных документов по защите от коррозии арматуры железобетонных конструкций, расширения-разделов СНиП по звщите строительных конструкций от коррозии.

. Ееализа.цвя работы. Работа выполнена на основании Постановления Совета Министров УССР от II июля 1985 года £272, по заказам предприятий, а также научно-технической программы Госкомитета Украины по вопросам науки и технологий 05.52.01 ■ "Противокоррозионная защита моталяофонда Украмш"0»риказ »15 ст • 01.03.93). ■

Внедрение разработанных систем осуществлено рядом организаций и предприятия: П'О "Химволокно"г.Черкассы, П/0 "Химпром"г.Сумы, Черкасская фабрика гигроскопической ваты, Полтбеский гормолокозавод, завод газорозрядных ламп г.Полтава, Полтавский Облавтодор.

А. п р о о б а ц и я работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на: ■■

Республиканском секинаро "Пог-ыоенко долговечности и скетеккэ материалоёмкости конструкций" (Полтава, 1984 г.);

Республиканской научно-технической конференции "Повышенно эффективности сельскохозяйственного строительства на ссноза иохпнизаики я сокращения затрат ручного труда" (Полтава, 1935 г.);

Республиканской ноучно-техличзской конференции "Совзрт'стгова-ние келезобетонных конструкций, раэотаюаих на слохныз виды дефоркэ-ций и их внедрение 2 строктольиуи практику" (Полтава, IS39 г.);

ii!i Всесоюзной научно-практичоской конференции "Коррозия и защита строительных конструкций проиэводствзииих зданий а соэрухеигП (Донецк, 1990 г.);

У-й Украинской конференции по электрох:;мкк (Ужгород, 1990 г.);

Всесоюзно:-: сз::ккаре-преэентаикй "Защита or коррозия а строительства" (Челябинск, 1991 г.);

ьаучко-п^актичесг.ой конференции "Оценка состояния к уетодн усиления строительных конструкций зданий и сооруг:еЕКй"(Караг8нда, 19?2г);

Научных конференциях профессоров, преподавателей, научна:: работников, аспирантов и студентов Полтавского ингссверно-строитель-ного института (Полтава, I2G5 - 199г.г.)

П у б л к а ц и и. Осговние положения диссертация изложены в 35 публикациях, имеется 5 авторских свидетельств.

Структура и объЗм р а б о г п. Диссертация состоит из введения, восьми глав и заключения. Содержит 280 страниц машинописного текста, 94 рисунков, 25 таблиц .и приложения на icq страницах. Список использованных литературных источников яклочаст 30Ч наименований.

2.ОСНОВНОЙ ООДйРШИЗ РАБОТЫ.

В первой главе "Состояние вопроса и задачи исследований" излагается состояние науки о коррозии арматуры в бетоне и существувяих методах завиты, приведены эб'дие сведения об электрохимической коррозии и защите металлов, дана характеристика катодной запиты арматура в бетоне. В заключении главы сформулированы задачи исследований.

Защита железобетонных конструкций является важной народнохозяйственной задачей. Достияения в области защиты железобетонных конструкций, во многом опирающееся на фундаментальные исследования ученых в области коррозии и защиты железобетона, отражены в работах . С.Н.Алексеева, В.С.Артамонова, Н.А.АяексапдгоЕа, В.'Л.Бабувгиша, Б.Г.Батракова, Л.А.ВандаловскоВ, С.Б.БкЕпорловсй, В.Й.Нэвгзродско-

го, О.ПЛчедлова-Петросяна, М.П.МокришсоВ, А.А.Старосельского, В.ПХеьякова, их сотрудников и коллег.

Практика эксплуатации надземных железобетонных конструкций показывает, что темпы разрувения конструкций превышают темпы восстановительных работ. Зтэ, во многом, обусловлено тем, что ье все направления по защите железобетонных конструкций используются. Из трёх основных направлений защиты арматуры железобетонных конструкций -улучшение свойств металла аркатуры, снижение коррозионной активности бетона как среды, защита металла арматуры - в отечественной практике наибольшее развитие получило второе направление, наименьшее-последнее (защитные покрытия не поверхности аркатуры, катодная защита).

Развитие электрохимических методов завиты, теоретические и экспериментальные исследования по катодной завите подземных конструкций и конструкций в годе позволили более широко взглянуть на этот метод, найти области применения, где реньсе он не применялся. К этой области, в первую очередь, можно отнести надземные железобетонные конструкции.

Основной причиной ограниченного применения катодной защиты (только для подземных конструкций и конструкций в воде) по мнению профессора С.Н.Алексеева является .отсутствие теоретических и практических проработок этого вопроса для отечественных условий строительства и эксплуатации конструкций из железобетона.

Катодная защита арматуры значительно ресширяет применяемые для надземных железобетонных конструкций методы защиты. К преимуществам этого способа можно отнести его универсальность г простпту. Защита катодной поляризацией аркатуры может быть применена как на новых, так и конструкциях с уже прокорродировавшей арматурой, поддается простому регулированию и контролю, позволяет прекратить коррозию эркатуры независимо от причин, её вызывающих и др.

Бытующее мнение о нарушении сцепления арматуры с бетонок при её катодной поляризации опровергается опытом эксплуатации систем с катодной поляризацией арматуры в зарубежной практике.

Для электрохимической (катодной) защиты важное значение имеет вопрос распределения электродных участков на арматуре п^" сё коррозии. Анализ исследований показывает, что коррозионные процессы на арматуре изучались, главным образок, с точки зрения, когда бетон представлялся как коррозионная среда, а арматура - как металл, погруженный в бетон.

Однако конструктивные особенности надземных железобетонных элентов (многообразие, разные формы, разный процент армирования, расположение в здании и др.) 20 многом определяет места и величину анодных участков на арматура. 3.отличие от постоянно дейстзуещих сред при коррозии металла а грунте, коррозия арматуры надземных железобетонных конструкций протекает под воздействием среды разной по фазовому, химическому составам, структур« и другим свойствам. В защитном слое бетон может содержать многообразные вещества за счёт сорбции из паровоздушной среды производственных помещений, непосредственного контакта с технологическими проливами. Все это приводит к образование разных коррозионных систем на поверхности арматури железобетонных конструкция и требует учёта при защите.

Существует достаточно разработанная теория расчёта электрических полей гальванических систем, работающих в проводящих средах, на основании которой могут быть разработаны методы определения параметров катодной защиты лобых.металлических элементов, эксплуатируемых в лв-. бых токопроводящих средах. В этих работах показано, что потенциал электрического поля гальванической системы "защищаемая поверхность -аноды" удовлетворяет уравнение Лапласа, а граничные условия определяется электрохимическими процессами на границе металл - среда. Работ, рассматриваемых аналогичные вопросы применительно непосредственно к расчёту защитных полей в бетоне отечественных надземных железобетонных конструкций до сих пор не имелось.

Особенности надземных железобетонных конструкций, характер распределения электродных участков на их арматуре не дает права механически перенести системы катодной защиты, используемые в условиях подземных конструкций и конструкций а воде.

Обзор состояния вопроса коррозии и защиты арматуры в бетоне надземных железобетонных конструкций позволяет сформулировать основные задачи- исследований:

1.Изучить коррозионное состояние надземных железобетонных конструкций с учетом' их вида, условий эксплуатации, действуощих сред.

2.Провести анализ применяемых систем катодной защиты.

3.Разработать методы расчета эяектроподя в бетоне.

Разработать методику проектирования и расчёта систем катодной защиты надземных железобетонных конструкций,

5.Создать экспериментальные системы катодной защиты и провести их апробация на практике.

6.Провести технико-экономическув оценку систем катодной защиты надземных железобетонных конструкций.

-в-

Бторая глава "Особенности работы вадззмиих железобетонных конструкций в условиях воздействия эксплуатационных сред" посвящена установления взаимосвязи коррозионных процессов с конструктивными параметрами арматура, железобетонных элементов, условиями эксплуатация ке-лазобетона.

Изучение конструкций массового строительства из жзлезобетона, действующих срэд, натурные исследования условий возникновения и ви-доз гальванических элементов ка арматусо железобетонных конструкций зданий и сооружений показали, что скорость коррозии управляется процессами, спонтанно протекавшими меаду нвталлом арматуры и средой, действием токов макрогальванических пар, токов вногнего электрического силового поля. Электрохимическое поведение металла арматуры е конструкции в большой степени зависит от конструктивных особенностей излеэобетошшх элементов, условий эксплуатация, объёмно-планировочного реиения здания.

Для индустриального строительства характерно больное количество разнотипных конструктивных элементов. Это в свою очередь приводит к различным условиям коррозии их арматуры. В железобетонных балках, толстых плитах доступ деполяризатора через бетон обеспечивается, главным образом, односторонний. Б тонкостенных плитах, линейных железобетонных элементах - двухсоронний. Через торцы и рёбра плит, боковую поверхность тонкостенных балок доступ деполяризатора к арматура обеспечен трёхсторонний. Все железобетонные элементы с точки зрения доступности их аргштури для деполяризатора, агрессивной среды разделены.на элементы с односторонним, двухсторонним и трёхсторонним фронтон доступности.

Подложено все гальванические элементы на арматура надземных железобетонных конструкций для учета их влияния и взаимосвязи классифицировать на: протяжённые иахрогальванические элементы (вызванные воздействием различающихся внешних сред на одну и ту же конструкция, изменением характеристик бетона), макрогальванические элементы (вызванные расположением арматуры в бетоне, профилем арматуры, трещинами в бетоне, макронеонородностью бетона), микрокоррозионные элементы (вызванные микрогетерогенностьв бетона и арматуры).

Основываясь на принятой классификации, разработаны модели коррозии арматуры надземных железобетонных' конструкций, структурными составляющими которых являются: внешняя среда, бетон, аркатура

На математических моделях и.экспериментально изучены наиболее характерные гальванические элементы, возникающие на арматуре железобетонных конструкций согласно установленного представления о процессах коррозии.

/читываято, что атмосферная коррозия металла в нейтральных и щелочных средах протекает с кислородной деполяризацией, в работе проведен теоретический анализ состояния арматуры железобетонных элементов в этих условиях. В качестве базовой била принята модель коррозии арматурного стержня в полупространстве заполненом бетоном при диффузионном контроле процесса и одностороннем фронте поступления деполяризатора (кислорода) к поверхности арматуры через бетон.

Процесс стационарного массопереноса по диффузионному механизму эписан следующим дифференциальным уравнением

р>Лр I Т

где С= ]-(р,#)-концентрация кислорода в произвольной точке М (р/0).

В качестве граничных условий приняты: начальная концентрация кислорода в бетоне (С„) и концентрация кислорода на поверхности арматуры (С!0).

Решение дифференциального уравнения с,принятыми граничными условиями имеет вид:

1п^»Р2Си(а-1у'[И<-г{1*й1-2а-шв)и1а] (г)

?де 1ПК -плотность тока; й.« ^ ; О- -полярная координата;

К -расстояние от поверхности батонного элемента до центра сечения »рматурного стержня; 2 -радиус арматурного стержня; В -коэффици-!нт диффузии кислорода в бетоне; ? -число 1арадея;^к"1.91 х

Установлено, что плотность коррозионного'тока на поверхности »рматуры в бетоне пропорциональна коэффициенту диффузии деполяризатора (кислорода) и начальной концентрации его в бетоне. Распределена тока по окружности сечения арматуры носит не равномерный характер. Большая плотность тока наблюдается в местах более доступных для ;еполяризаторв.

На рис.1,2,представлены графики распределения токов коррозии по кружности сечения арматурного стержня для различных элементов из елезобетона. Наиболее равномерное распределение коррозии по окруж-ости сечения в тонких плитах. Во всех остальных случаях коррозион-ые процессы имеют ярко выраженную неравномерность. На арматуре мень-его диаметра плотность коррозионного тока, как правило, выше, ем больше фронт, обеспечивающий доступ кислорода, тем эта разница ольне.

^рэктон лоступления кислорода

о' 90° /во' 270' %0'&-

¿■М/м1 98

7

¿5

Рис. 2 Распределение токов коррозии на арматуре с односторонним (а) и трёхсторонним.фронтом поступления кислорода (б)

Неравнонерность распределения коррозионного тока по окружности сечения арматурного стержня в бетонном элементе приводит к возникновение уравнительных токов между отдельными участками поверхности, которые вызывает дополнительные коррозионные потери.

В предположении неизменности внешних условий плотность уравнительных токов определяли по формуле

где -электрополе, создаваемое уравнительными токами в бетоне; р( - удельное электросопротивление бетона; N - направление нормали к наружной поверхности арматуры.

Электропола уравнительных токов внутри арматурного стержня представляет собой решение дифференциального уравнения для стационарного электрополя. удовлетворявшего граничным условиям непрерывности потенциалов и нормальной составлявшей плотности тока на поверхности арматурного стержня С р = 7 ), т.е.

КИ КИ 1 г

( 4

где «-«(с— плотность тока, определяемая без учёта действия уравнительных токов; 11^- электрополе, создаваемое уравнительными токами внутри арматурного стержня; удельное электросопротивление металла арматурного стержня;некоторая постоянная в области диффузионной кинетики.

Для того, чтобы решения дифференциального, уравнения были периодична* по "в .положено

пб. (5)

и «О ' 04» '

Константы А^ и В„ находятся'из граничных условий. Результаты вычислений имеет вид

се)

Константы Авн Вп сазаны равенством $ а --^-■^"•А,, •

Как следует из полученных формул, а также проведенных по ним численным расчётам, при в- близких к нуле плотность уравнительных токов отрицательна,, т.е. здесь расположен катод элемента и, наобо-

рот, при 9" близких к ТВО° значения уравнительных *оков пояснительные, т.е. здесь расположен анод элемента. Существенное влияние на плотность уравнительных токов оказывает удельное электросопротивление бетона. Расчёты показывают, что уравнительные токи, возникающие в поперечном сечении на арматуре, по абсолютной величине небольвие.

Выявлена роль периодического профиля в распределении коррозионных процессов на арматуре. В услоьиях атмосферной коррозии на арматуре периодический профиль может вызвать появление коррозионных пар дифференциальной аэрации, дифференциальной щёлочности, дифференциальных растягивающих напряжений. Анализ аналитических расчётов показывает, что роль этих пар в общем коррозионном состоянии арматуры незначительная. .

Определённую роль, как показали исследования НКЮЕБа, играют какрокоррозионные пары в зоне тредон защитного сяэя бетона. Установлено, что профиль арматуры оказывает влияние на накопление агрессивной жидкости на поверхности аркатуры, а, следовательно, я на распределение электродных участков на поверхности арматура. При коррозии под плёнками агрессивной жидкости имеет значение длительность пребывания её на поверхности металла.

Теоретически и экспериментально доказано, что под зг.цитным слоем бетона на поверхности арматура периодического профиля возможно образоэакие жидкостной манжеты в местах, сопряжения гребней профяяя с телом. ..стержня и интенсивной коррозии, металла под ней. Теоретически была получена формула для определения радиуса кривизны такой манжеты в зависимости от геометрия арматурного стержня

Д-К/гап*!-» (7)

где Ьг- высота гребня; -О"- угол наклона боковой поверхности гребня к телу стержня.

Аналитически вычисленные радиусы кривизны манжет оказались боль-ае радиусов сопряжений гребня с телом стержня для стандартной арматуры, что говорит о возможности образования жидкостной манжеты. Это было также доказано экспериментально на специальных установках путём снятия продольных лрофилограмм на образцах арматурных стержней до и после испытаний в'растворе 3-х процентного хлористого натрия при периодическом смачивании и высушивании.

Так как ставилась задача изучения характера коррозионных процессов на поверхности арматуры, а не глубина коррозионных поврезде-ний, то в качестве оценочного критерия служил показатель профилог-ракмы, который определялся по формуле: .

А = 4/4 , <з>.

где (5",- Босоте гребня после испытаний; тоже, до испытаний.

Для всех случаев и сроков испытаний Д оказалось больше I. Таким обрезок экспериментально было подтверждено допущение об интенсификации локальных коррозионных процессов в местах образования жидкостных манкет.

Аналитически удалось белье точно определить 4°РМУ плёнки на поверхности арматурного стержня и проследить её изменение ьо времени ъ процессе сувки.Построена математическая модель, описывающая поведение формы плёнки влаги на поверхности образца, основанная на том, чте скорость испарения влаги с поверхности пленки пропорциональна ее площади, т.е.

или

Здесь V - объём; V- скорость испарения; Ь - площадь поверхности; К - коэффициент пропорциональности.

После подстановки в формулу функции поверхности Ц^Ц^Х,]^),

В " Ъ. , / 1 , получили:

. (9)

где 114.ди/(Н; их = аи/гх ) а^ди/ьу.

Таким образом функция, описывающая форму пленки на поверхности образца в процессе испарения, является решением уравнения эйконала. Для случая, когда достаточно рассмотреть только продольное сечение образца, можно считать, что функция Я зависит только от двух переменных Х0- к! , Х^Х .

При этом уравнение эйконала преобразуется к виду: И = ( 10 ) где и-и(г„,х,) ; и^ш/дх, ; Ц,= Й10зс4.

Найдены решения уравнения, основанные на его симметрийных свойствах ,в виде анзацев (подстановок), для чего Еыписано инвариантов. Решение полученное в форме, позволяющей удовлетворить конкретным начальным и граничным условиям. Так как диффузионная плотность коррозионного тока связана известной зависимостью с толщиной плёнки жидкости на поверхности образца, то реиения позволяют описать коррозионные процессы на нём и прогнозировать их развитие во времени.

Проведен теоретический анализ коррозионных процессов на арматуре периодического профиля в условиях низкопотенциальной коррозии на математической модели, в которой граница фаз "жидкость - металл" представлена в виде синусоидального слабовыгнутого профиля где. Н- амплитуда; I- период; ; эс,^. - текущие координа-

ты. При составлении математической модели принято, что массопереноР

анодных и катодных деполяризаторов у поверхности корродируедей арматуры определяется диффузией, что на достаточно больших расстояниях от границы раздела фаз плотность тока постоянна, а линии электрического тока параллельны меаду собой и перпендикулярны поверхности арматурного стераня.

При таких допущениях в стационарных условиях задача сводится к совместному решение двумерных дифференциальных уравнений Лапласа, описываияих диффузионое поле анодных и катодных деполяризаторов:

д£-0 ( II )

при следующих граничных условиях: -уравнение границы фаз М&'пКХ,'

-условие постоянства плотности тока на болызих расстояниях от границы фаз (регулярность на <» )

-условие сопряжённости процессов на поверхности раздела фаз . У 1С4 „ ; гС.' •

-условие эквипотенциалыюсти поверхности арматурного стержня (при высокой проводимости электролитической среды и слабовыпуклом синусоидальном профиле), потенциал которой равен стационарному. ^ В уравнениях: С и С -концентрации анодного и катодного деполяризаторов;

; ¿^-гД-р;

^ -заряд диффундирующих ионов; В -коэффициент диффузии; Р -число Фарадея; ^-плотность тока коррозии; ЗС/2п -производная по нормали к профиля.

Учитывая, что (сЙ < 1 , уравнение Лапласа решалось методом возмущения, представляя концентрации в виде рядов по малому параметру <Н . Получено следующее реаение уравнения:

Цх)-ЦД^И(А*1пкх*-В<д$кх)]. ( 12 )

Постоянные А и В определяются-из граничных условий.

Когда катодная и анодная реакции регулируются диффузией, распределение коррозионного тока на синусоидальном профиле может быть определено по формуле: ^ = ^ + Цк ^ . ( п >

Анализ полученного уравнения показывает, что коррозионные процессы на арматурном профиле в условиях низкопотенциальной коррозии приводят к его сглажиганип. С ростом скорости коррозии возрастает неравномерность распределения тока. Кроме того, геометрия профиля

твкже оказывает влияние ов распределение коррозионного тока.

Изменение амплитуды профиля во времени может быть представлено

уравнением _ ^ _ _М_(1л_ о14: , (й)'

где И и р -молекулярная масса и плотность растворяющегося металла;

и I ^-плотность тока растворения металла на выступах и впадинах профиля.

После решения данного дифференциального уравнения при начальных

условиях Н

= Не , получим

И И-И-е , (15)

ГД9 А = ■

Экспериментальная проварка показала, что полученное уравнение отражает реальные коррозионные процессы на арматурном' профиле. После 4-х месячного испытания арматурных стержней в 3-х процентном растворе хлористого натрия теоретические расчеты изменения амплитуды арматурных стеранеа 236 и замеренные результаты отличались в оаед-нем на 6%.

Нерагномэрность распределения коррозионного тока вдоль арматурного стержня приводит к образовании протяжённых макрокоррозионных пар. По причине множества типов железобетонных конструкций, условий в которых они находятся, возникает трудности учёта действия уравнительных токов, которые при этом возникает на арматуре.

В работе для изучения действия протяжённых мвкрогальванических пар приняты приближённые численные методы. Разбив условно арматурный стержень в.продольном направлении на ряд участков, в которых электрохимические характеристики принимаются постоянными, возникающие уравнительные токи между участками рассматривается как внешние поляризующие токи.

Потенциал отрезка с номером I определяется как разность электричесхого потенциала между металлом аркатуры и бесконечно удаленной точкой ь-» щ

» С 16 )

где Ш -число участков; ^ -ток, приходящийся на 1-ый и к-ый участки; -потенциал коррозии отрезка с номером I ;

-изменение потенциала-коррозии под действием поляризующего тока; К„:-удельная поляризуемость металла, зависящая от поляризующего тока ^ ; -сопротивление растеканию тока; .

> '-к! -Функции влияния, численно равные потенциалу, который

возникает на отрезке с номером 4- под действием единичного тока, соответственно стекавшего с отрезка К и его зеркального отражения относительно поверхности конструкции.

Так как ток гальванического происхождения, то можно записать ещё одно уравнение: т

11*0. (17)

Удовлетворявшее по" точности решение системы уравнений получено при допущении, что всегда ¿-I »

им к.ч-1

тогда ^ . 5

-1 =_--Ь ( 18 5

{г,

Скорость же электрохимической коррозии различных участков может быть описана формулой ^

' • ^ 19 >

Проведенные расчёты по полученным зависимостям показывает, что токи протяжённых макрогальванических пар играет больную роль в коррозионных процессах на арматуре. На коррозионные потери решаощее влияние оказывает соотношение площадей анодных и катодных участков. При малых анодных участках и больших катодных участках плотность коррозионных токов в результате действия протяжённых макрогальванических пар может быть в десятки раз больше плотности токов при общей коррозии арматуры.

Установлено, что потери массы врматурой периодического профиля при одной и той же скорости равномерной коррозии будет больше, чем гладкой. Причём, для арматурных профилей малых диаметров потери массы более значительные, чем для профилей больших диаметров. Относительная потеря сечения также значительнее для профилей малых диаметров.

Так как коррозия связана с поверхностными процессами, то считается целесообразным ввести как один из оценочных критериев коррозии площадь поверхности арматурных профилей.

Расчёты поверхности гладкой арматуры выполнены по формуле

5 Г--Ш1Т . (20)

г Г « '

где Ьг -боковая поверхность погонного метра стержня; С1 -масса одного погонного метра стераснл; с( -номинальный диаметр стержня.

Получены также формулы для расчёта поверхности стандартной арматуры периодического профиля (обычвого и специального исполнения). Для аркатуры обычного исполнения расчёт проводился по формуле

5 = (21) ^

.р»ч

где Ь (кО^-Цр^Ч^)1]

-площадь поверхности боковых граней гребней;

-площадь поверхности верхних граней гребней;

-площадь поверхности впадин между гребнями;

$пр -площадь поверхности продольных рёбер;

а. -диаметр стержня по впадинам; -соответственно, высота,

ваг, наклон гребней.

Для профиля специального исполнения расчёт проведен по аналогичной формуле, в которой

Й1 мЧр-^}1

где

Ьг ? 7 -радиус Еыгиба епвдин;

-высота гребня.

Доказано, что пр^клировакие аркатуры приводит к увеличении поверхности, а,следовательно, к больщей склонности к коррозионным поражениям.

Однако, езжно было выявить не только склонность арматуры к коррозии, но и определить потери рабочих свойств при совместной работе ' её с бетоном. Для этого Еведен новый показатель К (модуль поЕерх-нэсти) - отношение площади поверхности рабочей арматуры к площади поверхности рассматриваемого железобетонного элемента. Согласно расчётам значение этого показателя колеблется в вироких пределах для различных железобетонных элементов.

Для установления связи между показателем к и прочностными характеристиками элемента были получены специальные формулы. Для сжатых элементов прямоугольного сечения с симметрично расположенной арматурой после введения в известнув формулу для подбора сечения ьг;:;туры

АМ-

значений площадей Соковы поверхностей аркатур*- и бетона, получена

зависимость

7 (22)

к 4

В данной формуле приняты следующие обозначения: -соответственно, расчетные сопротивления бетона скагия и арматуры растяжению при предельных состояниях первой группы;

I -разчер поперечного сечения элемента из железобетона;

Ьв-размер высоты поперечного сечения элемента;

(1 -диаметр рабочей арматуры.

При равномерной коррозии аркатуры железобетонных элементов значение их модуля поверхности к будет уменьшатся со временем, главным образом,за счёт уменьшения поверхности арматуры. Следовательно, зная среднюю линейную скорость коррозии арматуры, можно определить значение к через интересующий нас срок эксплуатации элемента. Это дает возможность, используя известные характеристики ,найти ,по которому к рассматриваемому сроку определяется несущая способность" (М^М""'},например, из таблиц приложения 3 Пособия по проектирования бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84).

Подобная связь между показателем К и прочностными характеристиками найдена для изгибаемых элементов из железобетона. Проделав аналогичные подстановки в формулу для определения площади сечения рабочей арматуры, была получена формула, овя.зызавщая показатель к с прочностными характеристиками изгибаемого элемента

И -изгибающий момент; I а И размеры сечения элемента.

Зная среднюп линейную Скорость коррозии арматуры, можно также определить значение К через интересующий нас срок эксплуатации эле-меаиа. По известным значениям К и прочностным характеристикам элемента возможно определить значение изгибающего момента. В работе про* ведены расчеты изменения несущей способности основных железобетонных элементов при коррозии их арматуры.

В третьей главе "Анализ технических решений систе-- катодной защиты арматуры железобетонных конструкций" сформулированы основные требования при назначении параметров катодной защиты, определены критерии катодной защиты, обобщён опыт проектирования и применения систем катодной защиты, разработаны принципы создания устройств защиты.

Вычисленные термодинамические значения защитных потенциалов показывают, что электрохимическая защиты арматуры в принципе возможна в средах с различными рН -.(от кислых до щелочных). Однако механизм катодной защиты существенно зависит от природы электролита и металла. Так, при низкой поляризации металла в данном электролите, когда процесс коррозии определяется химическими реакциями, катодная защита не эффективна.

Признано наиболее целесообразным применение катодной защиты арматура в нейтральных и слабощелочных средах, при электрокоррозии и при нейтрализации токов макрогальванических пар. Техническая и экономя 1еская целесообразность катодной защиты определяется необходимой платностью тока для сдвижки потенциала до защитного.

Для определения эффективности защиты большое внимание уделяется выбору критериев. Общепринятый потенциальный критерий "я,;,, =0.85 В относительно медносульфатного электрода сравнения (Критерий I). Ко жат быть принят критерий, рекомендованный стандартом &.А (№-01-69) и некоторыми отечественными специалистами, котрый предусматривает необходимость сдвижки защитного потенциала от стационарного на 300 мВ (Критерий П). Скорость коррозии укеньиается до технически допустимой, если смещение потенциала коррозии стали в первоначальный момент посла отключения катодной защиты, составляет не менее 100 мВ(Критерий Ш). Этот критерий рекомендован стандартом ОьА.

Выбор того или другого критерия зависит от усло-

вий контроля, имеющейся приборной базы и др. При затруднении контроля потенциала защиты относительно медносульфатного электрода сравнения может быть рекомендован метод, предложенный американскими специалистами. Вели потенциал, замеренный над арматурой в процессе катодной защиты более отрицательный, чем потенциал в стороне от нее, то арматура рассматривается как катодно защищена. Не вызывает больших трудностей также замеры потенциалов на арматуре без использования социальных электродов сравнения относительно анода, считая его потенциал постоянный. Правда, при этом не гарантируется высокая точность результата замеров.

Вопросы катодной защиты арматуры надземных железобетонных конструкций рассмотрены, в основном, по зарубежный источникам. Было установлено, что системы катодной защиты могут применятся как для защиты арматуры надземных железобетонных элементов- в условиях общей коррозии, так и для защиты на локальных участках. Эффективны системы катодной защиты в борьбе с электрокорроьией и при действии протяжённых макрогальганических пар на арматуре.

Системы катодной згцкт:; иогут быть использованы при профилактических работах по удаления хлоридов из железобетонных элементлЕ, при работе железобетонных элементов з условиях исключительного воздействия среди и др.

Нерегулируемые системы выгодны при защите в стабильных коррозионных условиях, автоматические - в изменявшихся условиях,'импульсные системы и системы периодического действия дай возможность сэкономить в расходовании электроэнергии, смепанные системы позволягт одновременно вести защиту арматуры железобетонных элементов, которые находятся в разных коррозионных условиях от одного источника тока.

Выявлено, что при использовании протекторной защита соблвдавт-ся следувщие принципы выбора протекторных сплавов: в нейтральных я слабощелочных средах использувт чаде цинковые сплавы, в полочных средах - магниевые сплавы. Б средах с хлоридами лучзе применять магниевые сплавы. Отдаётся предпочтение нерегулируемым короткозамкну-тым протекторным системам. Язготавливавт протекторы з виде различных дискретных элементов, лент. Устанавливает протекторы в спзц;*адь-ные каналы, щели или непосредственно на поверхность конструкции. Крепление поверхностных протекторов выполняв? на анкерах, клеях н др.

Питание систем катодной защиты осуществляется от "выпрямителя, гальванического анода (протектора). Находят применение также солнечные батареи. Источник питания подбирается в зависимости от условий эксплуатации железобетонных элементов.

Разнообразные условия коррозии, действующих.срод, конструкций потребовали разработки в зарубежной практике различных систем катодной защиты. Однако, при всём своем разнообразии системы катодной защиты основываптся на одних и теж же принципах, хотя, выполнение их в каждом конкретном случав может быть разным.

Выше было'сказано, что критерием защиты является обеспечение минимального защитного потенциала на арматуре. В связи с этим можно назвать первый принцип создания систем катодной защиты - возможность поддержания на арматуре железобетонной конструкции минимального защитного потенциала. Выполнение этого принципа достигается подборок соответствувщего по мощности и току источника питания (или протектора).

В центре внимания разработчиков систем катодной ззщиты находится вопрос равномерности распределения защитного потенциала на арматуре. Игнорирование этим параметром приводит к перезащите в бли-

жайших от анода местах и недозащите в удалённых местах конструкций. Таким образом, вторым принципом будем считать возможность обеспечения равномерного распределения потенциала на защищаемой поверхности. Техническое осуществление второго принципа связано с распределением на поверхности конструкции знодое и др.

Необходимость обеспечения защиты на протяжении всего срока службы конструкции требует стабильности работы систем катодной защиты. Всё это приводит к формулировке третьего принципа. - стабильность работы систем катодной защиты. Обобщённое понятие стабильности вкдр-чает в себя и надёжность, и ремонтопригодность, и долговечность, и др. Техническое обеспечение стабильной работы может быть разное. Это: применение долговечных элементов системы в данных средах, надёжной защитой самих элементов и т.д.

Вместе с тем, конструкция систем катодной защиты должна быть простой в обслуживании, монтаже. Это будет четвёртым принципам создания систем катодной защиты.

Все же больше разнообразие систем катодной защиты делает их дорогими, тормозит заводское' их изготовление. Таким образом, пятам принципом является создание унифицированных систем катодной защиты.

В качестве шестого принципа назовём обеспечение минимального расходования электроэнергии. Этот принцип чаше всего обеспечивается рациональным распределением токов, снижением переходных сопротивлений, преривистой подачей электричества, применением протекторов и др.

. В практике катодной защиты надземных железобетонных конструкций .большое внимание удеаяется выбору анодов. Они отличаются техническими характеристиками, формой, размерами, применяемыми материалами, способом изготовления и монтажа, сроком службы и др. По типу аноды ■ можно классифицировать на: дискреуьиз (локальные), линейные, сеточ-■ные, комбинированные, покрытия. Для изготовления анодов применяет: . высоквкремниевыр. чугун,.графит, провода из углеродистой стали, меди, платинированного ниобия, платинированной меди, платинированного титана, титановые листы и сетки, цинковые покрытия, электропроводящие лакокрасочные покрытия и т.п.

При выборе анодов учитывают особенности и условия эксплуатации защищаемых элементов, материал анода, значение защитного гока, срок службы. Кроме того, при выборе конструкции анода стремятся, чтобы он был прост в изготовлении, монтаже, восстановлении.

Вели железобетонные элементы эксплуатируются в условиях, когда бетон защитного слоя сохраняет высокое омическое сопротивление,

то применяют рассредоточенные аноды в виде различных электропроводных покрытий. Основными компонентами таких покрытий являются: коксовая мелочь, электропроводящие краски, лаки, мастики, графит, сажа и т.п. Одним из лучших вариантов для защиты железобетонных элементов признан вариант, когда инертный анод помещается в токопроводя-щее покрытие. При этом высокое омическое сопротивление мало влияет на режим защиты. Кроме того', ток с анода стекает з токопроводящее покрытие пв механизму электронной проводимости, не вызывая растворения самого анода.

Применение различных поверхностных искусственных и композиционных анодов позволяет получить большую силу тока с единицы массы анода, что способствует их применении для надземных железобетонных конструкций.

Для защиты линейных железобетонных элементов применяют проволочные анодк из различных материалов, а плоских железобетоньых элементов - аноды из просечных титановых листов, сеток, металлических напылений, композиционных покрытий и др. Для улучшения работы анодов используют, покрытие их электрохимически активными составами.

В четвёртой глава "Разработка математической модалн для расчета распределения защитных электрических полей" изложен метод поиска распределения потенциала на арматурном профиле при его защите.

По известному распределению защитного потенциала (или тока) могут быть определены все основные параметры катодной защиты. Поэтому расчёты систем электрохимической защиты, по существу, сводятся к расчёту стационзрного электрического тюля при данных условиях. определяемых как геометрической формой защищаемой поверхности, так и механизмом.протекающих на ней электрохимических првцессов.

Анализ существующих методов расчёта стационарного электрополя показывает, что наиболее приемлемым является метод математичаскаго моделирования, основанный на строгой постановке задачи как краевой задачи математической физики..

В виду сложности - •• - • расчета было сделано ряд допущений: о постоянстве проводимости среды (бетона); об отсутствии влияния границы раздела "бетон - воздух" на распределение поля в бетоне; об отсутствии градиента потенциала на арматуре. Исходя из того, что электросопротивление арматуры на несколько порядков меньше сопротивления бетона, поле анода и защищаемой арматуры принято плоским. Кроме того, в полученных соотношениях для расчёта электрических полей сделано допущение о линейности поляризационных кривых, во

всём рассматриваемом диапазона плотностей тока. Причём, источник тока (анод) рассматривается как тбчечный источник постоянного тока 3 .расположенный в однородной среде (бетоне) с удельной проводи-мостьп .(Рис.3).

Б строгой постановке сформулированная зсдача сводится к интегрирования уравнения Лапласа дяп потенциала электрического поля

А.и = 0 (24)

с граничным условием, которое имеет вид:

. ("-«-НИ' <25>

где 11 -сдвиг защитного потенциала от значения стационарного потенциала металла в условиях эксплуатации; К» -параметр поляризации; ^-поляризационное сопротивление (катодная поляризация);

-удельная электропроводность электролита (бетона); 5 -поверхность электрода (арматуры); П -внешняя нормаль к 9 .

Потенциал стационарного электрополя представлен выражением

-и—1

где •

Я -координата точки расположения источника тока; р, в* -полярные координаты; ОЦ^) -полином Хежандра второго рода.

После вычислений получили следующее приближённое значение потенциала

Боспользовавпись тем, что

,а также подставив р • 7 , формула для вычисления потенциала стационарного электрополя принимает более простой вид

-Т- ■

Полученная формула позволяет определить распределение зааитного потенциала по окружности поперечного сечения арматурного стержня, выявить влияние тек или других параметров на распределение потенциала. Из графика (Рис.* )видно.,что с ростом Ъ неравномерность распределения потенциала усиливается. Определённое влияние на распределение потенциала по окружности сечения арматурного стержня оказыва-

Рис. ^ Кривые распределения потенциалов по окружности сечения аркртурного стер&ня при отекании тока с анода 0.03 А/м I- при Я = 0.0с к ; ¿- при Д = 0.15 м

ет показатель К . Увеличение его значения в целом неблагоприятно сказывается на равномерности распределения потенциала по окружности сочения арматурного стержня.' Увеличение проводимости бетона улучшает распределение потенциала. Очевидно, увеличение проводимости бетона будет повышать роль поляризационного сопротивления металла арматурного стержня.

Учитывая то, что в практике катодной защита находят применение распределённые аноды, были выявлены условия, когда поле, создаваемое распределёнными анодами, может быть рассчитано как поле, создаваемое, отдельными линейными анодами (или точечными анодами при плоской задаче).

Известно, что распределение потенциала стационарного электрополя, создаваемого точечными анодами вне проводника, подчиняется дифференциальному уравнению ¿11 = 0 . Испытывая это уравнение функцией

. (27)

— п-0 _ _

где а. -расстояние между линейными анодами; П -число колебаний. Решение полученного дифференциального уравнения имеет вид

= . с 29)

Полное же решение (с учетом нулевой гармоники) будет

^ ш с зо)

Коэффициенты' А,и А„ выбираются так, чтобы после дифференцирования -получалось поле, согласующееся с плотностьо тока на линейном аноде. Воспользовавшись условием | = ря0 ] 1 я 0

где Т - плотность тока на линейном аноде.

Исследование полученной формулы показывает, что амплитуда у первой гармоники ( П «I) уменьшается в раз каждый раз, когда удаляемся от анода на величину "0,". Таким образок, при 1г>0, поле точечного анода действует равноценно полю распределённого на поверхности ( ?- »0) анода.

2<0

Еыведены .зависимости, позволяющие подучить распределение защитного потенциала иа арматуре когда удельная проводимость бетона не постоянна. Вывод зависимости выполнен для условий, когда среда (окружавшая бетонная поверхность) состоит из <г кольцевых однородных участков шириной \\к .удельной проводимостьп ,а точечный источник тока 1 расположен в точке (Рис.5). Из рассматриваемой

модели видно, что потенциал на.защищаемой поверхности арматуры будет определятся выражением п

и -ЗД+Ц,, ( 32 )

где - разность потенциалов между границами однородных колец;

Цв^потенциал источника на границе контакта со средой (бетонок). Выразив потенциал через стекающий о точечного анода ток

а сопротивление к-ого кольца как

Л-«* Т *1

возможно ппивести неодно роднув Ъреду к эквивалентной однородной

± в Ь, Нг + ^ ь,

^ ■ н.)

Подставляя эквивалентную проводимость ^ в формулу для расчёта потенциала, возможно получить распределение потенциала по окружности сечения арматурного стержня в данных условиях.

Как било доказано гыше распределённые аноды при определённых условиях могут быть рассчитаны как точечные. Огационарное электрополе в этом случае может быть найдено путей суперпозиции полей элементарных (точечных) источников тока (Рис.б). В работе получено формула для определения потенциала на арматуре при я точечных источниках токе / л »

гЙзтН-Н^'(^Н-ШЬ »>

В реальных условиях значение "2 не остается постоянным. Учитывая это, разработаны формулы для характерных условий изменения 1 (Рис.7). Для условий защиты арматуры в плоских плитах распределение потенциала может быть получено по формуле

2ШЦ ЬИ-* (»♦».)■-

т г+гк

■1}

¿га7;

■йШ шш

?кс. 5 лоде^к переходного сопротивления "точечный, источник тока - закицаекая поверхность"

Рис. 6 л расчёту зенитного потенциала на арматуре при 2-х .точечных анода ; I - точечной енод, 2 - арматурный стержень. 3 - бетон

Рис. 7 Схемы'для расчёта потенциалов на арматуре при изменяющемся значении 2.

а - для плоского сечения; Б - для углового сечения

Для линейных конструкций при расположении арматуры по углам сечения _п_

Щ- С«« - Т 7 («

з-шФ+О-;) *

7 ■ 1*1* ^ , зз з

7 г.2к Ц '

В каждом конкретном случае закон изменения Ъ может быть определен аналитически через геометрические параметры сечения элемента.

Экспериментальными исследованиями доказано, что принятая математическая модель для расчёта электрических излей в бетоне с достаточной точностью описывает кэделируемьй процесс.

В пятой главе "Разработка методики и устройств для поиска анодных участков на арматуре" получен:; закономерности, позволявшие найти распределение электродных участков вдоль арматурного стержня, разработаны устройства для измерения необходимых параметров на яелезобз-тотшх элементах, проведена экспериментальная и производственная проверка метода и устройств.

При превалирующей роли протяжённых макрогальванических пар на железобетонных элементах возникает за;ача поиска их анодов для электрохимической зачеты. Б практике коррозионных изысканий имеется целый ряд методов, позволявших определить с той или иной точностью' коррозионное состояние арматуры на участках железобетонных элементов. Разработанные методы основываются, главным образом, на нахождении связи тех или иных физико-химических параметров рассматриваемых систем от коррозионного состояния арматуры.

Наиболее простым считается метод измерения стационарного потенциала на арматуре. Однако он не всегда монет служить однозначной ха--ректеристикоЯ коррозионного состояния арматуры.

Более современные методы связаны с замерьки поляризационных сопротивлений, импеданса, но они треОувт сложных устройств и оборудования.

При наработке материала для составления калибровочных диаграмм этот метод может найти широкое практическое применение. Отличается простотой метод определения коррозионного состояния арматуры при помощи различных датчиков. Однако этот метод локален и требует установки заранее датчиков.

Другие методы, (например, использование электромагнитных полей, различных излучателей и т.п.) пока единичны из-за сложного аппаратурного оформления и отсутствия иоэбходимых приборов и устройств.

, Анализ методов показывает, что болеа достоверные сведения о коррозионном состоянии арматуры полунаг? при одновременном замере ряда параметров или комбинации различных методов.

Принимая во внимание' то, что имеющиеся простые, методы определения анодных участков не всегда давт точные результаты, а более точные методы малодоступны для использования их в цехах и сооружениях, нами разработан метод, основанный на одновременном замере ряда электрических параметров.на железобетонных элементах с использованием простых устройств.

Достаточно точное распределение анодных участков может дать изучение распределения потенциалов на арматуре и электросопротивлений защитного слоя бетона железобетонных конструкций. Если принять, что через элемент с1£ площади поперечного сечения конструкции протекает составляемая тока к ,то ток гальвано пары может быть определён по следующей формуле: ^ • ( 36 )

Выразив плотность тока через напряжённость электрополя при условия, что проводимость бетона изменяется только в продольном направлении (вдоль оси ) на линейной железобетонной конструкции, а затем, . увязав напряжённость электрополя с его потенциалом II , получили

П ' г-ГтЬ/

Перейдя к конечным разностям

• КЯ ¿X ( 37 ; .

В формулах:

-проводимость бетона межэлектродного пространства;

К -коэффициент пропорциональности между сопротивлением межэдект-

роднвго пространства и сопротивлением защитного слоя бетона;

5 -площадь поперечного сечения линейной железобетонной конструкции;

Д11-приращение потенциала на участке АХ;

АХ-длина элементарного линейного .участка вдоль арматурного стержня;

-сопротивление бетона защитного слоя.

Связь токов на ¿-эк я п-ом отрезках конструкция нояет бить еыражена формулой - £.]п 1 С 38 )

где с = а/6 ; а* ди./л.и„; £ - •

Приращение тока на I -он участке может бнть определено по форму: ДЗ.»АС-Зп т ( 39 )

где / АС=С1-СП; "ток" нз Участкйх смежных с

¡.-ым участком.

В точках, где ток стекает из арматуры, приршзенив тока будет положительным. Если точку Ы взять в том месте, где (Ц^и, )>0 . то в ней и > О. Тогда знак А1 .судя по вывеп^веденной формуле, будет зависеть только от ДС .

Таким образом функция ДС будет определять расположение анодних и катодных участков по длине рассматриваемого ариатурного стеркня в бетоне. Разбив условна конструкции на ровные участки и выполнив в них замеры потенциалов на арматуре и электросопротивлений бетона защитного слоя, возможно аналитически определить значение и знак функции АС ,а »следовательно,, найти анодные участки.

С цельв опытной прОЕерки метода проведены замеры стационарных потенциалов и сопротивлений бетона защитного слоя на существующих железобетонных балках. При хранении балки подверглись местному воздействия растворов хлоридов и поэтому представляли интерес для апробации метода. После окончания замеров балки были разрушены и опре-делени места свежих очагов коррозии на продольных арматурных стержнях. Экспериментальная установка и графики распределения анодных участков показаны на рис»8.

Было установлено, что имеется достаточно хорошее согласование мезду положением очагов коррозии, которое определяли теоретическими расчётами по предложенной методике и коррозией арматуры непосредственно наблвдаемой. Подтверждена правильность допущения о пропорциональности сопротивления межэлектродного пространства сопротивление 5етона защитного слоя. Наиболее интенсивная коррозия на арматуре ¡аблвдалась в местах максимума положительных значений функции АС .

Замеры необходимых для выявления анодных участков параметров доводятся с использованием медносульфатного электрода мравнения. 1рактика замеров показала, что выпускаемые промыаленностьв электроне приспособлены для условий работы по обследовании железобетонах элементов эксплуатируемых зданил и сооружений. Учитывая это ;ами разработана новая конструкция медносульфатного электрода срав-ения. Чтобы повысить эксплуатационные качества днище электрета

4

1} Н- 15

ы* точек

—I

т

2 ■ ' Д

<У й- /7

Ркс.8 Экспериментальные. ксследок.икя распределения анодных участков на арматуре железобетонных балок-• а-схека -у.стоногки; б-гр&^ики распределения функции л С вдоль арматурных, стержней балок; в-распределение Очьгзб ■ кортэоЪи»! на ерматуре после рьзруаеиия белок

выполнено под углом '-»5° к оси сосуда. Такое решение делает электрод более универсальным. Обеспечивается более однородный контакт электрода как с горизонтальными, так и с вертикальными поверхностями конструкция за счЗт одинакового напора через диафрагму раствора.

При апробации метода поиска анодных участков на арматуре конструкций з действующих цехах возникли сложности установки электрода сравнения а удалённых, малодоступных точках. Для проведения измерения в данных условиях нами была'разработана методика замеров и специальная измерительная установка (Рис. 9). Основными элементами уста-ковки является спаренные электроды сравнения, закреплённые на телескопической атангз. На итзнге тагав закреплён регистрирующий прибор. Положительный эффект бал достигнут за счет вынесения днищ электродов за их пределы.

Переставляя установку из одной пары точек конструкции па другую, получаат данные, после вэеденш; в OB.'-i которых, строят график распределения аноднчх участков гдоль прх&турн исследуемых яплезобетоиных конструкций.

Вес установки з рчбоче;'. по л оке кии 2 кг. М'-;"йигиьн:1.! габарит I х 0.4 м. Максимально габарит 5,4 х 0.4 м. Эта позволяет оператору легко маневрировать установкой а вести измерения на бояьаой высоте с пола цеха. Одним касанием возможно замерить в двух точках на расстоянии шагэ контактных днищ стационарный потенциал на арматуре конструкция, сопротивление защитного слоя бетона над арматурвй, а также сопротивление бетона между точками касания контактных днищ. Применение устройства при обследовании конструкций зданий ряда предприятий показало, что разработанный метод и устройство дают возмож-нзФЯг^г^зводительность труда и получ.ить достоверные результаты при пояске анодных участков на арматуре железобетонных- конструкций.

В пестой главе "Разработка методики проектирования и расчёта систем катодной защиты" изложены рекомендации по разработке и устройству систем катодной защиты на отечественной приборной базе и материалах, приведены необходимые сведения по расчёту систем катодной защиты.

Анализ похазывает, что многие-элементы систем катодной" заняты имеются в отечественной практике или есть материалы для ^х изготовления. В хачества источников питания катодной защиты арматуры надземных железобетонных конструкций могут быть использоБаны катодные станции, преобразователи и т.п.,выпускаемые промышленностью, с ре-

Рий. 9 Устройстве для коррозионных обследования железобетонных конструкций е-Схемв устройстве; б-схемг подключения 1-циландрические сосуды электродов сравнения; 2-крышки электродов сравнения;,3-медные стержни электродов сравнения; ^-дренажные трубки; 5-телзскопическая штанг»; б-смниыо вилки; 7-контьктные днка»а электродов сравнения; 8-стакана; й-коктакты; 10-гкбкие соединительное шланги; П-ручка для оператора; 12-выводы к измерительному прибору; 13-зьтьэры; 14-изкерительный. прибор (37-41); 15-переклю .атель; 1б-обследуекая конструкция; 17-грматура

гулируемим или фиксируемом выходным напряжением, технические характеристики которых подходят для защиты железобетонных элементов. Нет больших проблем и в использовании выпускаемых протекторных материалов.

Много различных внод.шх материалов, конструкций анодов уже разработано в отечестзеннсЛ практике для катодной защиты подземных трубопроводов, конструкций в воде и др.ткатррые. .могут быть использованы при защите аркатуры надземных железобетонных элементов.

При выборе того или другого материала для анода, его конструкции необходимо руководствоваться следующими правилами. Аноды должны: -обеспечивать наиболее равномерное распределение защитного потенциала на арматуре;

-иметь малое сопротивление растекании;

-стабильно работать на протяжении всего времени;

-минимально растворятся под действием анодного тока;

-быть простым«по устройству, по обслуживание и экономичными;

-обеспечивать возможность быстрой ликвидации коротких замыканий;

-отличаться универсальностью; ■ .

-иметь высокую токоотдачу и малое электросопротивление;

-бить устойчивыми к механическим повреждениям.

Во многих случаях в отечественных конструктивных решениях эдакий и сооружений из сборного железобетона обеспечить непрзрывнасть электрической цепи удаётся через уже имеющиеся металлические закладные детали в железобетонных элементах. При разрыге электрической цопи вводятся электроперемычки. В случае необходимости регулирования тока, подаваемого на отдельные железобетонные, элементы или участки на них, перемычки могут быть регулируемые по электросопротивлению. В отдельных случаях (для исключения перетекания тока с одного железобетонного элемента или участка на другой) устанавливаются вентильные электроперемычки.

Для контроля защиты, подключения питающих установок от аркатуры железобетонных элементов предусматриваются изолированные выводи.

Проанализированы возможности обеспечения установленных выео принципов при создании отечественных систем катодной защита. Обращено внимание на важность поддержания минимального защитного потенциала на арматуре. Следует, однако, иметь в гиду, что в некоторых случаях можно использовать неполную катодную защиту, основанную на ток, что смещение поляризационного потенциала на 0,1 В снижает скорость коррозии на Б0-90%. Часто определяющую роль в коррозионных

проиессех на аркатуре играет не обдал электрохимическая коррозия,

действие токов протяжённых мькрогальванических пар и положительны?. эффект защиты будет достигнут уже в подавлении токов этих гьль-ьанопар.

Обеспечение стабильности работы систем катодной защиты требует дополнительных расходов. Невидимому, разработку и внедрение систем п«сбхсдино вести в несколько этапов; Первые устройства должны икеть простые решения, не требующие больаих вложений, максимально увязанное с существующей приборной базой, с использованием доступных ма-тсркалоь, существующих технологий при изготовлении элементов катодной з&4"1'.та.-

Принцип обеспечения простоты монтажа, обслуживания для отечественных систем рекомендуется развивать в направлении максимальной увязки их с защищаемыми конструкциями, использования особенностей сборного строительства. Например, применение монтажных щелеГ- для установки анодов, использование закладных детадей для крепления анодов и др.

Особенно важным для отечественных систем катодьой защиты становится принцип минимального расходования электроэнергии. Если обеспечение рацквнального распределения токов, снижение переходных сопротивлений, прерывистая подача электричества требует определенных дополнительных расходов, то значительный эффект в экономии электро-, энергии возможно получить выбором условий применения защиты. Напри-, мер, при высокой поляризуемости защищаемой арматуры, для нейтрализации анодных участков протяжённых гальванопар, при защите от элек-трокоррвзии.

Заслуживает внимания идея снижения расходования электроэнергии за счёт рациональногв конструирования самогв защищаемого элемента.

Принцип унификации на период пгчвла внедрения катодной защиты должен проявиться в возможности использования оборудования, материалов кз других отраслей хозяйства.

Анализ полученных выше формул показал, что обеспечить равномерность распределения защитного потенциала по контуру . сечения арматурного стержня возмокножно следующими приемами: установкой дополнительных анодов е местах, где не достигается защитный потенциал на поверхности; применением распределённых на поверхносг« железобетонных элементов анодов; удалением анода от арматуры ц др.

Полученные расчётные формулы при решении задачи защиты для наиболее характерных сечений железобетонных элементов с установкой до-

полнительных анодов .представлены в таблице I. На рис.10 показаны графики распределения защитного потенциала, рассчитанные по выведенным формулам.

Как видно из графиков дополнительные аноды улучшает распределение потенциала по окружности сечения арматурного стержня в» всех случаях. Положительным является и то. что характер распределения защитного потенциала соответствует характеру распределения коррозионного тока на арматуре при атмосферной коррозии.

Для расчёта мощности преобразователя или катодной станции выполнена оценка сопротивления внешней цепи системы защиты. Сопротивление внешней цепи определено переходным сопротивлением анод-бетон и поляризационным сопротивлением катода. Переходное сопротивление оценено сопротивлением растекания. Определены направления снижения сопротивления растекания (погружением анода в бетон или специадь-нув смесь - активатор и др.).

Показано, что в качестве активаторов могут Оить использованы те же составы, которые наши применение для улучшения работы анодных заземлителей, протекторов при защите подземных конструкций. Это: коксовал мелочь, сажа и др. Значительно снизить сопротивление растекания позволяет применение рассредоточенных анодов в азде различных токопровэдящих покрытий.

При известной расстановке анодов на конструкции, подставив в формулы для расчета распределения потенциала нормируемое значение сдвижки потенциала защиты, находится необходимый ток на анодах.

При расчете протекторной защиты последовательно определявтея: переходное сопротивление протектора, сила тока протектора, число протекторов, расстояние между ними, срок их службы. ~

В заклвчение главы приводятся основы проектирования защиты в условиях общей и локальной коррозии арматуры* от токов утечки, проектирования совместной защиты нескольких элементов, регулирования режима катодной защиты, размещения контрольно-измерительных пунктов. Описан порядок монтажа устройств защиты и технические требования к отдельным элементам катодной защиты.

В сеьмой главе "Опытно-промышленное внедрение разработанных систем катодной защиты" изложены результаты применения разработанных систем катодной защита в конкретных'производственных условиях, приведены описания отдельных предлагаемых систем катодной защиты.

Выдвинутые, теоретические положения, подтверждённые зкеперимен-. тами, обобщение опыта применения катодной защиты для надземных кон-

Расчётные формулы для наиболее- характерных сечений сборных железобетонных элементов при катодной защите с установкой дополнительных линейных анодов

Схема Расчетная формула

Щ ш ^юсг

1 О*. : / щ

Щ1

я Ц

4

4 1 р. ь'Л ш)

а

X-

ш

А

глт

к*

А' А*

а<

4. А

.а.

Ркс. хо Графики ра«пр»двл«ви* 'п»тв«циала« п# •кр;хи»сти сечения ариатуршга етврия для различии жвлвмбетвиннх элвмват» при различием равпал*хааки лииеЯких «ндов _ Т -0*01 А/м, 1Г-4.79-10"5 Ом"1'*"1. 5.-И Ок'к2, ¿,-Ю мм

струкций в зарубежной практике, позволили разработать системы катодной защиты в условиях отечественьой практики строительства и эксплуатации зданий и сооружения из сборного железобетона.

Б производственных условиях при участии'автора устраивались первые системы защиты арматуры надземных железобетонных конструкций. Были отработаны следующие системы катодной защиты: от общей и местной коррозии, от действия какрокоррОзионных пар, токов утечки и воздействия хлоридов.

Для локальнзС защиты несущих конструкций (ригелей) химцеха фабрики гигроскопической ваты (г.Черкассы) разработана и применена система поляризации арматуры, вовчавщая аноды из двух изолированных медных проволок, уложенных параллельно рабочей арматуре на поверхности нижних гране^ригелей, и источник питания (выпрямитель на 12 Б). На анодных участках медная проволока оголялись в втапливалась в нанесенную на поверхность тсонструкции токопроводящую краску.

Б прядильном цехе ПО "Химволокно" (г.Черкассы) применена система катодной защиты от коррозии арматуры низов колонн установкой анодов из бросового металла в сточных лотках пола у баз колонн. Поляри- . знция арматуры принята от центрального источника постоянного тока с приставкой для регулирования тока в анодных цепях. За сутки поляризации при потенциале 3 Е была достигнута защитная плотность тока на арматуре 0.022 А/кв.и, что позволило значительно затормозить процесс коррозии.

Коррозионные повреждения от утечки тока в землв с колонн была выявлена в кислотном цехе ПО "Химпром" (г.Сукы). Система защиты включала свинцовые аноды наложенные на базы колонн на цементном раство- . ре и источник питания на 12 В.

Для нейтрализации коррозионных токов от действия протяжённых макрокоррозионных пар на продольных рёбрах плит покрытий Полтавского гормолокозавода смонтирована система защиты, вовчавщая центральный источник тока и аноды из фольги на краке, которые наклеивались на поверхность конструкций в местах анодных участков.

Низкое качество строительства, несвоевременный ремонт, действие солей антиобледенителей привели к интенсивной коррозии арматуры автомобильного моста на автодороге Решетиловка-Н.Санжары-Нехвороща (Полтавская обл.). Б процессе его реконструкции нами разраоотан проект катодной защиты арматуры железобетонных настилов. В качестве анодов предложено использовать металлические распределительные сетки на частилах, а также токопроводящие покрытия по бетонной поверхности на основе саке наполненной краски.

Длд практического применения исследован и прои-эл экспериментальную проверку Мй-год получения анода, заключающийся в нанесении на бетоннуз поверхность •цинкового покрытия. Для этой цели был использован металлизатор электрический ЭМ-12-67 (ТУ 26-05-292-72), а такяз газопламенный распылитель МГИ-4А.

В процессе анализу конструктивных решений железобетонных элементов, условий их эксплуатации била выявлена возможность пркмекення для защиты арматуры гальванических анодов (протекторов). В предлагаемом нами дискретном галымничоском аноде использован металл или сплав, электрохимический потенциал которого выше электрохимического потенциала арматуры. Но данный металл не наносится на саму арматуру, как было принято раньщ<з, а кшосится на поверхность железобетонного элемента и связывается с арматура-,! изолированным проводом. Устройство обладает простотой, возможностью замены износившихся анодов на новые в процессе эксплуатации. Позже подобное решение защиты от коррозии стальной арматуры било зэп-чтонтовано американскими специалистами .

Другое раиенио катодной защиты арматуры покрытий и перекрытий из ребристых сборных яологейетонных плит отечественного производства было нами разработано'на основе анализа зарубежных предложений. Прототипом решения признан способ изготовления катодной защиты по-америхонским патентам, когда проволочные аноды укладывают в пропилах в бетоне. Для реализации предложенного' пами ' способа в продольные швы между плитами укладывают гибкие изоляционные прокладки, на которые помещают линейные аноды с последующим заполнением швов бетоном или раствором. Указанный способ не требует устройства специальных каналов; аноды легко фиксируются самой конструкцией шва, а прокладки предохраняют устройство от коротких замыканий. •

Изыскание путей электрозащиты мостовых настилов из железобетона при их поражении хлоридами привели к идее осуществления катодной поляризации арматуры плит, используя в качества анодов упрочняющей металлической сетхи, которая предусмотрена проектом моста для упрочнения гидроизоляционного покрытия по плитам настила.Сетка.охватывает всю поверхность настила моста и после нанесения дорожного покрытия оказывается в толще защитно-механического слоя. Таким образом, в покрытиях настилов равномерно распределённый анод в принципе существует. После проверки коротких замыканий достаточно присоединить источник постоянного тока отрицательным полисом к арматуре, а положительным - к сетке и защита готоеэ к работе. Данный метод защиты предложен для применения при реконструкции путепровода автодороги Полтава-Александрия (г.Кременчуг).

Исследования опытных систем катодной защиты показали, что катодная защита теи эффективнее, чем раньше она осуществляется. Следовательно, целесообразно выполнить защиту или устроить её отдельные элементы в процессе изготовления сборных конструкций, когда известна, что она будет эксплуатироваться в тяжёлых коррозионных условиях. При заводском изготовлении железобетонных элементов наиболее просто реиается вопрос устройства изолированных выводов, которые затем могут быть использованы для присоединения источников питания катодной защиты иди протекторов, а так^а для диагностики коррозионного состояния арматуры в процессе эксплуатации.

Учитывая то, что эффект катодной защиты во многом определяется распределением защитного потенциала, на поверхности арматуры, а форма железобетонного элемента часто препятствует этому-, пришли к выводу, что улучшить работу катодной защиты возможно и бодео рациональным конструированием самого катода - защищаемой арматуры. Б работе предложены защищенные авторскими свидетельствами арматурные стержни. позволявшие более равномерно распределить на них защитный потенциал или уменьшить расход тока для защиты.

В восьмой главе "Тёхнико-экономическая оценка эффективности электрохимической защиты железобетонных конструкций от коррозии" приведена методика технико-экономической оценки эффективности защиты железобетонных конструкций от коррозии, разработана кетсдика экономического сравнения средств защиты эксплуатируемых железобетонных конструкций, приведен пример расчёта экономической эффективности применения электрохимической защиты железобетонных колонн цеха.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных теоретических и экспериментальных ■сследований в диссертации разработаны научные и практические основы повышения коррозионной устойчивости арматуры в бетоне катодной поляризацией, что является современным решением актуальной проблемы к имеет важное народнохозяйственное значение.

I.Натурными обследованиями установлено, что во миогих случаях условия эксплуатации приводят к локальным поражениям арматуры надземных железобетонных конструкций и, главным образом, в результате действия макрокоррозионных пар. Это захгрудняет применение пассивных методов защиты арматуры и выдвигает на первый план-электрохимические методы защиты, которые не зависят от действующей среды, могут работать в изменяющихся условиях и не требуют больших :затр'ат.

2.Предложены и исследованы математические модели коррозии арматуры, усложнённой действием макрокоррозионных гальванических пар, которые позволяв? увязать основные характеристики надземных железобетонных конструкция с коррозионными процессами на ней: зависимость распределения коррозионных токов от типа конструкции и формы её поперечного сечения, от положения конструкции в здании или сооружении, зт профиля и диаметра арматуры, от физико-химических характеристик 5етона..

Предложены оценочные критерии взаимодействия арматуры железобетонных конструкций со средой, которые давт возможность оценить потери рабочих свойств конструкции в процессе коррозии её арматуры.

•3.Анализ применения катодной защиты'показал большие возможности, заложенные в этом методе, и особенно, при применении на конструкциях, подвергшимся коррозионным поражениям в процессе эксплуатации. Сформулировано шесть принципов создания систем катодной защиты арматуры надземных железобетонных конструкций,, выполнение которых позволяет обеспечить их оптимальный синтез. Принципы содержат требования обеспечения минимального защитного потенциала на арматура, равномерности его распределения, стабильности работы системы, простоты мато-жа и обслуживания, минимального расходования электроэнергии и унификации систем. Показано, что выбор систем катодной защиты должен быть осуществлён исходя из особенноотей конструктивного ревеная железобетонного элемента, действувщей среды, распределения электродных участков на аркатуре.

Установлено, что при расчётах электрохимической защиты подземных железобетонных конструкций или конструкций в воде бетонное покрытие не рассматривается как область распространения электрополя и известные расчетные формула не могут быть применены при расчёте электрохимической (катодной) защиты надземных железобетонных конструкций. . \

5.Разработаны и экспериментально проверены математические модели распределения защитных электрических полей в бетоне от-единичного линейного анода, группы линейных анодов, распределённых анодов, ре-иения которых позволяет получить простые инженерные формулы для расчёта защитного потенциала на арматуре надземных железобетонных конструкций. Изучены пути оптимизации полей. Показано, что на равномерность распределения потенциала на арматуре: оказывает'влияние электрические характеристики бетона, электрохимические характеристики арматуры, форма конструкции. ...

G.Предложена, разработана и исследована новая методика и kolus устройства (свт.свид. >'1762191, полог. ревев. БККИГГЭ «-5028079/28 ст 27.07.92?' для поис::^ ьнэд'ных участков кгг.рогоррозионних пар на ьрматуре ¿еде зобетонных конструкций зданий к сооружений перегружающим сг.осг.г:-;-' в условиях дгйствусхих производств. Летедика о словака к с "стаиох,.-.е.-:::и с-язк мс«у коррозноиг.ы!: состояние»? грм?турв и фкзи-.:с-хихически!'к параметрами бетона к арматур» в замеряемых уостях .

^.Виявлйг.а направления проектных прораб; ток, связанных с со зга-

к внедрением отечестве:««» систгм квтодко!? зьактн арматуры км-seKKUx железобетонных' конструкций. Установлено, что обеспечение нео-Cxtzv.' ore 'зьсктього потенциала усггг быть достигнуто при вспол1 :<ог.а-i:y7. се,;кГ:ы:х источников питатая, преобразователей. кг.тодных стенай." а такке анодов из имевшихся материалов.

Псгучо::к ;ор::улы для ргсчёт» згтктнцх пело? на приченяечих ."•-■no''fTOüHi.-х конструкциях при рз плг'-'.'^м ряопг.лохени',: яполов, г. л я подбора элементов систем катодной защит;'.

Е.Пг::азско, ч?с дслькаЯгее согс;г5::стг:гск«е систеу катодной залиты педзекьых железобетонных конструкций должно основываться на накопления опыта их эксплуатации, создании универсальных систем, рацкьььдььо!-: кокструкры&йии железобетонных элементов с точки зрения возможностей использования катодной защиты.

9.Разработаны и применены в действующих цехах экспериментальные системы катодной защиты приспособленные к отечественным конструкциям, условиям их эксплуатации, имеющейся приборной безе. Предложен новый способ локальной защиты арматуры железобетонных конструкций гальваническими анодами (авт. с вид. Jé694508). который отличается простотой, технологичностью моытеха. Предложены и использованы системы с саженаполненныки анодными покрытиями, цинковым напылением анодов и др. Даны рекомендации п» конструктивным изменениям в' железобетонных элементах, позволяющие максимально приспособить их к применению- катодной защиты, более равномерно распределить защитный потенциал, получить экономию электроэнергии при их защите (полок.pea БНИИГПЭ £4871251/33 от 17.09.91; авт'.свид.»538698)

10.Разработана методика и проведен расчёт технико-эконокичес-кого эффекта от применения катодной защиты железобетонных конструкций . ...

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

I.Эффективные методы защиты от коррозии строительных конструк-ий складов минеральных удобрений /Реферативная информация Ш--ШС, ерия 1У,вып.4.-М., 1977.-С. 12-14.

2.К вопросу йсследования коррозии складов минеральных удобре-ий /Проектирование. cтpJитeльcтEO и реконструкция предприятий в

истеле "Соязсельхозтехника" :Экспресс-информация, ИП''ИТЭИ, 1977, ып.4.-С.19-20.

3.Как поеысить долговечность стен складов минеральных удобре-ий /Проектирование,, строительство и реконструкция предприятий в истеме "Сопзсельхозтехника" : Экспресс-информация, Ц::"ИТЭИ,

977, вып.5,-С.12-14.

4-А.с. 694605 СССР, '-'ХЛ Е 04Б, 5 04С 5/00. Устройство для за-иты от коррозии арматурных каркасов иелезобетонных изделий.

5.Пути снижения ручного труда при защите строительных конструк-ий от коррозии //Повыаение эффективности сельскохозяйственного троительства на основе механизации и сокращения затрат ручного тру-а : Тезисы докладов Республиканской научно-технической конференции. ПолтаЕа, 1935.-С.73-74.

6.Повышение коррозиестойкости железобетонных конструкций за чёт поляризации арматуры //"Достижение НТП - строительному произ-одству" : Тезисы докладов областной научно-практической конферен-ии.-Полтава, 1988.-С.24.

7.Особенности коррозии железобетонных конструкций кислотного еха.-Полтава, 1989.-Зс.- Деп.в БНИИИС, Ш17.

8.Коррозия арматуры периодического профиля //СоЕервенствование елезобетонных конструкций, работающих ка сложные виды деформаций и х внедрение в строительную практику : Тезисы докладов Республиканкой научно-технической конференции.-Полтава,; 1989,-С. 19-20.

9.Электрохимическая защита арматуры надземных железобетонных онструкцйй./Д'нформацконныЯ листок о передовом производственном пыте, »10 3-89.-Харьковский ЦНП.-Харьков, 1989,-2с..

10.Опыт катодной защиты железобетонных колонн ка предприятиях имической промышленности //Материалы Уи, Всесоюзной научно-практиче-кой конференции "Коррозия и задита строительных конструкций прэиз-одственных зданий и сооружений? -Донецк,15-17 мая 1990г.,ч.П.-С.65.

II.Коррозионные процессы ка сакораствэряищемся арматурном стерне периодического профиля //Тезисы докладов У-ой Украинской конфе-енции по.электрохимии.-Ужгород: 1990,екп.1,-С,94(в соавторстве).

12.Кинетика коррозионных процессов на поверхности арматуры //Строительные материалы и.конструкции.-1991.-XI,-С.35-36. .

13.Коррозия арматуры при повреждении защитного слоя бетона //Строительные материалы и конструкции.-I99I.-S2,-С.28.

14.Защита арматура железобетонных конструкция в прядильном цехе //Промышленное строительство.-1991.-£5.-С.35-36.

15.Катодная защита мостов //Автомобильные дораги.-1991.-?.:8, -С.23.

16.Неразрушвпщий коррозионный контроль железобетона в производственных условиях //Материалы Всесоюзного семинара-презентации "Защита от коррозии в строительство".-Челябинск.-1991.-С.2.

17.Коррозионная стойкость фундаментов в пробитых скважинах //Эффективные фундаменты, сооружаемые без выемки грунта : Сб.докладов научно-техн.конференции.-Полтава.-199I.-С.37-42,(в соавторстве).-

18.Особенности коррозии,арматуры периодического профиля //Известия вузов.Строительство.-1992,-К4.-СЛ14-115.

19.Определение коррозиеактивных участков на арматуре железобетонных покрытий химцеха //Промышленное строительство.-I99X.-S12. -С.29.

20.Контроль коррозионного состояния железобетонных конструкций //Промышленное строительство и инженерные сооружения.-1992.-i3-4.-C.35. '

21.Арматурный профиль повышенной коррозионной устойчивости //Строительные материалы и конструкции.-1992,-£3-4.-С.36.

22.Инвариантные решения уравнения эйконала,' описывающего некоторая процессы коррозии //Доклады АН Украины..Математика, естествознание. технические науки.-1992,-S5.-C.24-27 (в соавторстве).

23.Расчёт защитного потенциала на арматуре линейных железобетонных конструкций //Известия вузов.Строительство.-1992.-

* 7-8.-С.132-135.

24.Катодная защита арматуры железобетонных конструкции . //Автомобильные дороги.-1992.-С.13.

- 25.А.С. 1762191 СССР,. МКИ S 01N 17/00. Медносульфатный электрод сравнения,-2с.

26.Нетод короз1йного обстеження зал1зобетонних плит молокозаводу //Буд1вкицтво Укра1ни.-1993.-Н.-С.44.