Способ протекторной защиты железобетонных конструкций

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам протекторной защиты железобетонных конструкций, применяемым при возведении таких конструкций, а также при проведении ремонтных работ на ранее сооруженных железобетонных конструкциях. Способ протекторной защиты железобетонных конструкций заключается в изготовлении, по крайней мере, одного протекторного элемента в виде анода из цинка или цинкового сплава, размещенного в оболочке из отвержденной бетонной смеси и покрытого слоем тканого или нетканого текстильного полотна. Указанный протекторный элемент размещают в предварительно подготовленном канале в железобетонной конструкции, а затем осуществляют закрепление соединительных элементов на элементах арматуры и производят заполнение канала бетонной смесью. Бетонная смесь для изготовления оболочки анода содержит следующие компоненты, мас.%: цемент 13-17; вспученный песок 41-57; гидроксид натрия или калия 8-10; нитрат натрия или калия, или кальция 0,8-3; вода остальное. Технический результат: увеличение срока действия протекторной защиты, улучшение прочностных характеристик протекторного элемента и его связи с железобетонной конструкцией. 8 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам протекторной защиты железобетонных конструкций, применяемым при возведении таких конструкций, а также при проведении ремонтных работ на ранее сооруженных железобетонных конструкциях.

В настоящее время известны различные способы для гальванической защиты железобетонных конструкций. Одним из таких способов является размещение в конструкции металлического сердечника, окруженного металлическим трубчатым элементом, вокруг которого расположены последовательно слой электропроводного бетона, коксовой мелочи и тонкостенный металлический кожух (см. SU №1339164, М. кл. С23F 13/00, 29.09.87).

Недостатком этого способа является высокая металлоемкость конструкции и сложность ее изготовления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу протекторной защиты железобетонной конструкции является способ, включающий изготовление, по крайней мере, одного протекторного элемента в виде анода из цинка или цинкового сплава, размещенного в оболочке из отвержденной бетонной смеси, с соединительными элементами для связи анода с элементами арматуры, размещение, по крайней мере, одного протекторного элемента в предварительно подготовленном канале в железобетонной конструкции, закрепление соединительных элементов на элементах арматуры, заполнение канала бетонной смесью и ее отверждение (патент № WO 9429496, опублик. 06.06.1994).

Недостатком этого способа является сложность его применения, особенно при проведении ремонтных работ, ввиду относительно больших размеров электрода, а также значительное накопление с течением времени трудно растворимых продуктов реакции на поверхности анода, что ведет к снижению уровня катодной защиты арматурных элементов железобетона.

Изобретение направлено на решение задачи по созданию способа протекторной защиты железобетонных конструкций, позволяющего просто и надежно производить установку усовершенствованного протектора в теле железобетонных конструкций, как вновь строящихся, так и подлежащих ремонту.

Технический результат, который может быть получен при использовании способа, заключается в увеличении срока действия протекторной защиты при повышении за счет стабилизации величины потенциала, эффективности протекторной защиты во времени, улучшении прочностных характеристик протекторного элемента и его связи с железобетонной конструкцией.

Поставленная задача решена за счет того, что в способе протекторной защиты железобетонной конструкции, включающем изготовление, по крайней мере, одного протекторного элемента в виде анода из цинка или цинкового сплава, размещенного в оболочке из отвержденной бетонной смеси, с соединительными элементами для связи анода с элементами арматуры, размещение, по крайней мере, одного протекторного элемента в предварительно подготовленном канале в железобетонной конструкции, закрепление соединительных элементов на элементах арматуры, заполнение канала бетонной смесью и ее отверждение, оболочку анода дополнительно покрывают слоем тканого или нетканого текстильного полотна, а бетонная смесь для изготовления указанной оболочки содержит следующие компоненты, мас.%:

цемент13-17
вспученный песок41-57
гидроксид натрия или калия8-10
нитрат натрия или калия, или кальция0,8-3
водаостальное

Предпочтительно в качестве вспученного песка использовать вспученный перлитовый или вермикулитовый, или керамзитовый песок.

Целесообразно дополнительно вводить в бетонную смесь для заполнения канала гидроксид лития в количестве до 10 мас.% сверх 100% смеси.

Кроме того, целесообразно выполнять анод с контуром поперечного сечения, образованным ломаной линией.

Предпочтительно выполнять анод из цинка высокой степени очистки.

Кроме того, целесообразно выполнять анод из сплава цинка с алюминием, при содержании алюминия в сплаве 0,01-5 мас.%.

Также целесообразно выполнять анод из сплава цинка с кремнием, при содержании кремния в сплаве 0,01-5 мас.%.

Кроме того, целесообразно выполнять анод из сплава цинка с кадмием, при содержании кадмия в сплаве 0,01-5 мас.%.

Предпочтительно при проведении ремонтных работ, по крайней мере, один канал подготавливать удалением бетона, поврежденного хлоридами, производить очистку элементов арматуры от продуктов коррозии, а после размещения протекторного элемента и закрепления его соединительных элементов на элементах арматуры производить замену поврежденного бетонного слоя конструкции и заполнять оставшуюся незаполненной часть образованного канала.

Существо изобретения поясняется чертежом, на котором показано поперечное сечение протекторного элемента.

Предлагаемый способ протекторной защиты железобетонной конструкции осуществляется следующим образом. Предварительно производится изготовление протекторного элемента, который состоит из анода 1, изготовленного из цинка или цинкового сплава, оболочки 2, представляющей собой отвержденную бетонную смесь, и дополнительного покрытия 3 в виде слоя тканого или нетканого текстильного полотна. Для связи анода 1 с арматурой железобетонной конструкции (на чертеже не показана) используют соединительные элементы 4.

Бетонная смесь для изготовления оболочки протекторного элемента была подобрана опытным путем и представляет собой по существу щелочной активатор, содержащий определенное количество гидроксида натрия или гидроксида калия. Кроме того, экспериментально было установлено, что эффективность протекторной защиты повышается при добавлении в бетонную смесь определенного количества нитратов.

Для повышения эффективности работы протекторного элемента за счет улучшения условий поступления и сохранения влаги вокруг анода, что необходимо для обеспечения стабильного протекания тока и функционирования протекторного элемента, в бетонную смесь, из которой выполняют оболочку, включают вспученный песок, обладающий большей поверхностной площадью, а также покрывают оболочку слоем тканого или нетканого текстильного полотна.

В наиболее предпочтительном варианте бетонная смесь, из которой выполняется оболочка протекторного элемента, содержит следующие компоненты, мас.%:

цемент13-17
вспученный песок41-57
гидроксид натрия или калия8-10
нитрат натрия или калия, или кальция0,8-3
водаостальное

В качестве вспученного песка с высокой пористостью и, следовательно, с увеличенной поверхностной площадью наиболее целесообразно использовать вспученный перлитовый или вермикулитовый, или керамзитовый песок.

Изготовленный протекторный элемент устанавливают в теле железобетонной конструкции, подлежащей протекторной защите. Для этого в конструкции выполняют канал, в котором размещают протекторный элемент, который затем посредством соединительных элементов 4 соединяют с элементами металлической арматуры железобетонной конструкции, подлежащими протекторной защите. После установки и присоединения протекторного элемента, канал, в котором он установлен, заполняют бетонной смесью. При этом эффективность протекторной защиты повышается (см. таблицу), если дополнительно вводить в бетонную смесь для заполнения канала гидроксид лития в количестве до 10 мас.% сверх 100% смеси.

В таблице приведены экспериментальные данные, показывающие изменение величины потенциала (мВ) во времени при использовании в способе протекторной защиты протекторного элемента, выполненного по изобретению.

Для сравнения приведены данные для протекторных элементов, оболочка которых либо изготовлена из бетонной смеси, не содержащей добавок нитратов, но содержащей щелочной активатор в виде 10% добавки гидроксида натрия, либо не покрыта слоем тканого или нетканого текстильного полотна. Один из образцов дополнительно был покрыт бетонной смесью с добавкой 2% LiOH.

Данные таблицы подтверждают, что только использование бетонной смеси охарактеризованного в формуле состава, совместно с размещением на оболочке тканого или нетканого текстильного полотна, обеспечивает достаточную стабильность величины потенциала во времени, а следовательно, стабильную протекторную защиту строительной конструкции.

ТАБЛИЦА
№ п/пПотенциал, мВВремя испытан. (суток)
NaNO3+КОН+слой текстильного полотнаKNO3+NaOH+слой текстильного полотнаСа(NO3)2+КОН+слой текстильного полотнаKNO3+NaOH+слой текстильного полотна+бетонная смесь с добавкой 2% LiOHKNO3+NaOH Без полотнаБез добавок
19999999999999999991
29999999999999999992
39999999999999819614
49999999999999789086
59999999999999748998
698998698499497287010
798698598199196986016
898498497998996783019
998498297898796382724
1098198097498695981629
1197997797198595579432
1297797496898395177935
1397497296498094674437
1497296996197894072440
1597096795897793270344
1696796495597392568347
1796596295197192166250
1896395994896991564154
1996095694596791262157
2095895494196690660060
2195695193896590157964
2295394993596289455967
2395194693295888953870
2494994492895588351874
2594694192595187749777
2694493892295086947680
2794293691894886145683
2893993391594585743587

Для интенсификации процесса защиты целесообразно увеличить площадь активной поверхности сердечника, но это ведет к увеличению габаритов и, соответственно, увеличению трудоемкости при установке протекторного элемента, в особенности, когда для этого необходимо сверлить каналы или удалять нарушенный бетон при ремонте конструкции. Поэтому для увеличения контактной поверхности анода 1, его целесообразно выполнять такой формы, чтобы контур поперечного сечения был образован попеременным чередованием выступов и впадин, т.е. имел как можно больший периметр. При этом выступы и впадины могут быть соединены как прямыми отрезками, так и отрезками кривых различной формы.

Как правило, рекомендуется выполнять анод из цинка высокой степени очистки. Однако, такой цинк достаточно дорог. Испытания показали эффективность использования протекторного элемента с анодом из сплава цинка с алюминием, или с кремнием, или с кадмием при содержании этих компонентов в сплаве от 0,01 до 5 мас.%.

В тех случаях, когда протекторная защита применяется при проведении ремонтных работ, первоначально производят удаление бетона, поврежденного хлоридами. Затем очищают элементы арматуры от продуктов коррозии, а после размещения протекторного элемента и закрепления его соединительных элементов на элементах арматуры производят замену поврежденного бетонного слоя конструкции и заполнение оставшейся не заполненной части образованного при этом канала.

1. Способ протекторной защиты железобетонных конструкций, включающий изготовление, по крайней мере, одного протекторного элемента в виде анода из цинка или цинкового сплава, размещенного в оболочке из отвержденной бетонной смеси, с соединительными элементами для связи анода с элементами арматуры, размещение, по крайней мере, одного протекторного элемента в предварительно подготовленном канале в железобетонной конструкции, закрепление соединительных элементов на элементах арматуры, заполнение канала бетонной смесью и ее отверждение, отличающийся тем, что оболочку анода дополнительно покрывают слоем тканого или нетканого текстильного полотна, а бетонная смесь для изготовления указанной оболочки содержит следующие компоненты, мас.%:

Цемент13-17
Вспученный песок41-57
Гидроксид натрия или калия8-10
Нитрат натрия, или калия, или кальция0,8-3
ВодаОстальное

2. Способ протекторной защиты по п.1, отличающийся тем, что в качестве вспученного песка используют вспученный перлитовый, или вермикулитовый, или керамзитовый песок.

3. Способ протекторной защиты по п.1, отличающийся тем, что в бетонную смесь для заполнения канала дополнительно вводят гидроксид лития в количестве до 10 мас.% сверх 100% смеси.

4. Способ протекторной защиты по п.1, отличающийся тем, что анод выполняют с контуром поперечного сечения, образованным ломаной линией.

5. Способ протекторной защиты по п.1, отличающийся тем, что анод выполняют из цинка высокой степени очистки.

6. Способ протекторной защиты по п.1, отличающийся тем, что анод выполняют из сплава цинка с алюминием при содержании алюминия в сплаве 0,01-5 мас.%.

7. Способ протекторной защиты по п.1, отличающийся тем, что анод выполняют из сплава цинка с кремнием.

8. Способ протекторной защиты по п.1, отличающийся тем, что анод выполняют из сплава цинка с кадмием.

9. Способ протекторной защиты по п.1, отличающийся тем, что при проведении ремонтных работ, по крайней мере, один канал подготавливают удалением бетона, поврежденного хлоридами, очищают элементы арматуры от продуктов коррозии, а после размещения протекторного элемента и закрепления его соединительных элементов на элементах арматуры производят замену поврежденного бетонного слоя конструкции и заполняют оставшуюся незаполненной часть образованного при этом канала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при ремонтно-восстановительных работах железобетонных сооружений типа градирен. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к окрасочной гидро- и пароизоляции вертикальных и потолочных камневидных поверхностей, ограждающих конструкций зданий, сооружений и их конструктивных элементов.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для защиты строительных материалов, изделий, конструкций от проникновения влаги, а также для сушки стен старых зданий и защиты их от сырости.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для восстановления нарушенной гидроизоляции при ремонте и реставрации зданий и сооружений, в том числе и исторических.

Изобретение относится к области гидроизоляции неразъемных стыковых соединений путем их герметизации, выполняемых при сооружении различных объектов в строительстве, например, металлических полых колонн и магистралей, например труб с внутренним диаметром 25-1000 мм, а также в других областях техники для предотвращения коррозии, снижения теплопотерь, исключения попадания на конструкцию в месте защищаемого стыка агрессивных агентов.

Изобретение относится к области устройств для гидроизоляции стыковых соединений путем их герметизации, выполняемой при сооружении различных объектов в строительстве, например, металлических колонн, а также в других областях техники - для предотвращения коррозии, снижения теплопотерь, исключения попадания на конструкцию в месте защищаемого стыка агрессивных агентов.

Изобретение относится к области гидроизоляции путем герметизации стыковых соединений, выполняемых при сооружении различных объектов в строительстве, например, металлических колонн, конструкций из труб, а также в других областях техники для предотвращения коррозии, снижения теплопотерь в месте стыка, исключения попадания на конструкцию в месте защищаемого стыка агрессивных агентов и т.п.

Изобретение относится к области гидроизоляции стыковых соединений путем их герметизации, выполняемых при сооружении различных объектов в строительстве, например, металлических колонн, а также в других областях техники - для предотвращения коррозии, снижения теплопотерь, исключения попадания на конструкцию в месте защищаемого стыка агрессивных агентов.
Изобретение относится к гидроизоляции строительных сооружений с помощью гидроизолирующей плиты, состоящей из гофрированных листов бумажного картона, каналы которого заполнены бентонитом.

Изобретение относится к гидроизоляции железобетонных конструкций инженерных сооружений, в частности мостов, и предназначено для использования в строительстве и ремонте инженерных сооружений, Известна гидроизоляция конструкций моста, в которой в качестве гидроизоляционного слоя применяются ввареные в слой битума полотна, выполненные из композиции на основе битума и полимера, например, сополимера бутадиена со стиролом [1].

Изобретение относится к электрохимической защите металлических объектов, предназначено, в частности, для катодной защиты протяженных подземных сооружений с переменными электрическими характеристиками.
Изобретение относится к области электрохимических производств, в частности к области изготовления анодов для процессов электролиза водных сред с рН 2-14. .

Изобретение относится к области электрохимических производств, в частности к области изготовления анодов для процессов электролиза водных сред с рН 2-14, например, к промышленному электролизу, катодной защите от коррозии внешним током.

Изобретение относится к резиновой промышленности и одновременно к электротехнической защите металлических объектов от коррозии, в частности для катодной защиты подземных сооружений с переменными электрическими характеристиками, например трубопроводов и кабелей в резкогетерогенных или высокоомных электролитических средах.
Изобретение относится к области электрохимической защиты и может быть использовано в системах телемеханики (в контрольно-измерительных колонках (КИК) контрольно-измерительных пунктов (КИП)) и коррозионного мониторинга магистральных трубопроводов и подземных коммуникаций промплощадок и, в частности, для работы с автоматическим преобразователем катодной защиты в режиме поддержания заданной разности потенциала труба - земля.

Изобретение относится к области защиты подземных сооружений и трубопроводов от электрохимической коррозии, в частности, к глубинным анодным заземлителям. .

Изобретение относится к области электрохимических производств, в частности к катодной защите подземных и подводных протяженных металлических сооружений от коррозии, и предназначено для использования в качестве малорастворимых элементов анодных заземлителей.

Изобретение относится к электрохимической (катодной) защиты подземных сооружений от коррозии и используется в качестве засыпок анодных заземлителей. .

Изобретение относится к катодной защите объектов от коррозии и электрохимической обработки почв, илов и др. .

Изобретение относится к защите подземных сооружений и трубопроводов от электрохимической коррозии. .

Изобретение относится к катодной защите подземных сооружений от коррозии и передаче постоянного тока по системе «провод-земля» и может быть использовано при сооружении анодных и рабочих заземлений постоянного тока
Наверх