Проблеми виникнення хімічної корозії бетону на залізничних шляхах України

L.A. Sheinich; М.G. Mykolaiets; E.A. Krylov

doi:10.33644/01008

L.A. Sheinich Dr, Prof., Dept. Head, State enterprise "The State Research Institute of Building Constructions", Kyiv, Ukraine http://orcid.org/0000-0002-7684-9495
М.G. Mykolaiets PhD, Head of laboratory, State enterprise "The State Research Institute of Building Constructions", Kyiv, Ukraine http://orcid.org/0000-0002-8823-3401
E.A. Krylov Lead Engineer, State Enterprise "The State Research Institute of Building Constructions", Kyiv, Ukraine

Ключові слова: бетон, заповнювач, корозія, луг, силікат, тріщина, шпала

Анотація

Досліджено види дефектів, що виникають в залізобетонних шпалах на залізничних шляхах України. Встановлено, що причинами виникнення тріщин можуть бути як постійні динамічні навантаження, так і руйнування бетону внаслідок протікання лужної корозії. Найпоширенішими випадками є комбінована дія навантажень (виникнення силових тріщин), корозії (розвиток тріщин) та замерзання води під дією низьких температур. Відомо, що під час хімічної взаємодії між різними формами силікатної кислоти, яка в різній мірі міститься в заповнювачах різних видів, та розчинами гідрооксидів лужних металів, якими заповнені пори бетону, що затверднув, а також із лугами, що проникають ззовні, утворюється гель. Таке новоутворення здатне поглинати воду і збільшуватись в об’ємі і таким чином призводить до утворення мікротріщин в бетоні та, з часом, до руйнування бетону. Проведено хімічні, мікроскопічні дослідження заповнювачів та цементу для бетону шпал. Дослідження показали, що цементи українського виробництва мають завищений вміст лужної складової. На основі отриманих результатів надано рекомендації по зменшенню вмісту лужного компоненту в бетоні. Мікроскопічні дослідження бетону показали, що у шпалах, виготовлених у 2010 році, лужна корозія протікає інтенсивніше, ніж у шпалах, що виготовлені після 2010 року. Це пов’язано з тим, що заводи-виробники шпал почали постійно контролювати вміст лужного компоненту та аморфного кремнезему в заповнювачах та цементах. В цьому випадку кількості гелю вже недостатньо для руйнування бетону в «чистому вигляді» як результат лужної корозії, але достатньо щоб прискорювати розкриття силових тріщин за рахунок корозії бетону. Це в свою чергу призводить до утворення комплексного впливу різних шкідливих чинників на бетон, які руйнують шпали.
Для зниження масштабів лужної корозії бетону необхідно виконати певні заходи: вводити пластифікуючі добавки, що зменшують кількість цементу, і відповідно – кількість розчинних лугів, застосовувати добавки, що зв’язують луги – шлаки, золи і т.п, або застосовувати цемент марки ПЦ ІІ/А-Ш з вмістом гранульованого шлаку до 20%, проводити вхідний контроль кожної партії заповнювача по визначенню шкідливих речовин, наявності лугів в цементі.

Завантаження

Данные скачивания пока не доступны.

Посилання

Stark, J., Tuluhanov, А. (Tr.), & Krivenko P. (Ed.). (2010). Alkali-Kieselsaure-Reaktion. Kyiv.

Stanton, T.E. (1940). Expansion of concrete through reaction between cement and aggregate. Proceedings of the American Society of Civil Engineers, 66 (10), 1781-1811.

Bogue, R.H. (1952). The chemistry of Portland cement. New York: Reinhold Publishing Co.

Kühl, H. (1951). Die Erhärtung und die Verarbeitung der hydraulischen Bindemittel. Zement-Chemie (Bd. 3). Berlin: Verlag Technik.

Conclusions on determining the optimized sleeper manufacturing technology influence on their durability: Conclusions based on the test results. (2012). Kyiv: SE NDIBK.

Building materials. Dense natural sand for building materials, products, structures and construction works. Specifications: DSTU B V.2.7-32-95. (1996).

Stark, J., Wicht, B., & Krivenko, P. (Ed.). (2008). Zement und Kalk. Kyiv.

Gorshkov, V.S., Timashev, V.V., & Saveliev, V.G. (1981). Methods of physical and chemical analysis of binding materials. Мoscow: «Vysshaia shkola».

Semenov, E.I. (Ed.). (1981). Mineralogical tables. Directory. Мoscow: Nedra.

Building materials. Solid natural crushed stone and gravel for building materials, products, structures and construction works. Specifications: DSTU B.V.2.7-75-98 (1999). Kyiv.

Carrying out studies on the determination of the reinforced concrete sleepers destruction causes and development of the recommendations for the concrete strength increasing: Research Report. (2011). Dnipropetrovsk: Dnipro National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan.

Prestressed reinforced concrete sleepers for 1520 and 1435 mm gauge railways. Specifications: DSTU B.V.2.6-209:2016 (2017).

Building materials. Common cements. Specifications. Specifications: DSTU B.V.2.7- 46:2010. (2011).