Валентина Федоровна Степанова, д-р техн. наук, профессор, заведующий лабораторией коррозии и долговечности бетонных и железобетонных конструкций
2-я Институтская ул., д. 6, к. 5, г. Москва, 109428, Российская Федерация
тел.: +7 (499) 174-75-80
Valentina F. Stepanova, Dr. Sci. (Engineering), Professor, Head of the Laboratory of Corrosion and Durability of Concrete and Reinforced Concrete Structures
2nd Institutskaya str., 6, bld. 5, Moscow, 109428, Russian Federation
tel.: +7 (499) 174-75-80
Николай Александрович Спивак, канд. техн. наук, заведующий сектором лаборатории коррозии и долговечности бетонных и железобетонных конструкций
2-я Институтская ул., д. 6, к. 5, г. Москва, 109428, Российская Федерация
тел.: +7 (499) 174-76-37
Nikolai A. Spivak, Cand. Sci. (Engineering), Head of the Sector of the Laboratory of Corrosion and Durability of Concrete and Reinforced Concrete Structures
2nd Institutskaya str., 6, bld. 5, Moscow, 109428, Russian Federation
tel.: +7 (499) 174-76-37
Елена Никитична Королева, старший научный сотрудник сектора лаборатории коррозии и долговечности бетонных и железобетонных конструкций
2-я Институтская ул., д. 6, к. 5, г. Москва, 109428, Российская Федерация
тел.: +7 (499) 174-75-77
Elena N. Koroleva, Senior Researcher, Sector of the Laboratory of Corrosion and Durability of Concrete and Reinforced Concrete Structures
2nd Institutskaya str., 6, bld. 5, Moscow, 109428, Russian Federation
tel.: +7 (499) 174-75-77
Введение. Статья посвящена исследованиям возможности использования стальной арматуры, содержащей следы коррозии, определению максимальной степени коррозионного поражения арматуры. Хотя многолетние исследования показали, что арматуру, пораженную коррозией, допустимо использовать при изготовлении железобетонных конструкций, в различных исследованиях и нормативных документах приводятся различные условия использования такой арматуры, установлен разный порог поражения (толщина слоя ржавчины на поверхности арматуры).
Целью работы являлось определение максимальной толщины слоя ржавчины на поверхности профилированной арматуры, при которой сохраняются физико-механические характеристики арматуры и не нарушается способность совместной работы с бетоном. Определение степени коррозионного поражения арматуры, при котором допустимо ее использование в железобетоне для уточнения действующих нормативных документов по защите строительных конструкций от коррозии.
Материалы и методы. Экспериментальные исследования проводились на образцах арматуры классов А500 и А800 с различной степенью коррозионного поражения, толщиной слоя ржавчины 0, 150, 250, 300 мкм. Для определения совместной работы с бетоном использовался бетон классов В15 и В20. Определение физико-механических характеристик арматуры с различной толщиной слоя ржавчины проводили по методике ГОСТ 12004-81 на образцах арматуры диаметром 12 мм, длиной 400 мм. Определение стойкости арматурной стали к коррозионному растрескиванию проводили по методике ГОСТ 31383-2008 на образцах арматуры диаметром 12 мм, длиной 400 мм. Определение пассивирующего действия бетона по отношению к стальной арматуре проводили по методике ГОСТ 31383-2008 на бетонных образцах-призмах размерами 70 × 70 × 140 мм с арматурой диаметром 12 мм, длиной 120 мм в центре. Определение сцепления арматуры с бетоном проводили по методике ГОСТ 31938-2012 на бетонных образцах-кубах с ребром 150 мм, с арматурой диаметром 12 мм, длиной 500 мм в центре.
Результаты. Результатом исследований являются экспериментальные данные по физико-механическим характеристикам арматуры с разной степенью коррозионного поражения, данные по стойкости арматурной стали к коррозионному растрескиванию, данные по пассивирующему действию бетона двух классов по отношению к стальной арматуре с разной степенью коррозионного поражения, данные по сцеплению арматуры разной степенью коррозионного поражения с бетоном двух классов.
Выводы. В рамках работы подготовлена и реализована программа экспериментальных исследований, которая включала изготовление и испытание образцов арматуры двух классов с четырьмя степенями коррозионного поражения с использованием бетона двух классов. По результатам экспериментальных исследований было определено влияние коррозионного поражения арматуры различной степени на характе ристики железобетона. Сделан вывод о том, что наличие слоя ржавчины на поверхности арматуры толщиной до 150 мм не ухудшает ее физико-механические характеристики, не снижает стойкость к коррозионному растрескиванию, не ухудшает совместную работу с бетоном. Дальнейшее увеличение толщины слоя ржавчины на поверхности арматуры снижает эти характеристики, кроме сцепления с бетоном. Зависимости напряжения сцепления бетона с арматурой от толщины слоя ржавчины не наблюдалось.
Introduction. The article examines the possibility of using steel reinforcement with instances of corrosion and determines the maximum degree of corrosion damage in reinforcing bars (rebars). Although long-term studies show that corroded reinforcement can be used in the manufacture of reinforced concrete structures, some studies and regulatory documents provide different conditions for the use of such rebars, as well as establishing different corrosion thresholds (thickness of the rust layer on the rebar surface).
Aim. To determine the maximum thickness of the rust layer on the surface of corrugated rebars, at which the physicomechanical characteristics of reinforcement are preserved and the capability for composite action with concrete is not hampered; to determine the degree of corrosion damage in rebars at which its use in reinforced concrete is permissible in order to revise the existing regulatory documents on the protection of structures against corrosion.
Materials and methods. The experimental studies were conducted on rebar specimens of two classes (A500 and A800) exhibiting different degrees of corrosion damage (rust layer thickness of 0, 150, 250, and 300 μm). In order to determine the composite action with concrete, B15 and B20 concrete was used. The physicomechanical characteristics of rebars with different rust layer thicknesses were determined on rebar specimens having a diameter of 12 mm and length of 400 mm according to the procedure specified in State Standard 12004-81. The reinforcing steel resistance to corrosion cracking was determined on rebar specimens having a diameter of 12 mm and a length of 400 mm as per the procedure given in State Standard 31383-2008. The passivating effect of concrete on steel reinforcement was determined on concrete specimens — 70 × 70 × 140 mm prisms, with rebars having a diameter of 12 mm and a length of 120 mm in the center — according to the procedure given in State Standard 31383-2008. The bond between rebars and concrete was determined on concrete specimens-cubes (150 mm on edge), with rebars having a diameter of 12 mm and a length of 500 mm in the center — using the procedure specified in State Standard 31938-2012.
Results. The study yielded experimental data on the physicomechanical characteristics of rebars exhibiting different degrees of corrosion damage; on the resistance of reinforcing steel to corrosion cracking; data on the passivating effect of concrete of two classes on steel rebars exhibiting different degrees of corrosion damage; data on the bond between rebars corroded to various degrees and concrete of two classes.
Conclusions. As part of the work, an experimental research program was developed and implemented, which involved the production and testing of rebar specimens of two classes exhibiting four degrees of corrosion damage with the use of concrete of two classes and. The experimental study results were used to determine the effect of corrosion damage of varying degree in rebars on the characteristics of reinforced concrete. The presence of a rust layer on the rebar surface of up to 150 mm in thickness was found not to degrade its physicomechanical characteristics, not to decrease its resistance to corrosion cracking, and not to reduce its composite action with concrete. Any further increase in the thickness of the rust layer on rebar surface reduces these characteristics, except for the bond to concrete. No dependence of rebar-concrete bond stress on the rust layer thickness was observed.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.