Повреждения, не связанные с протеканием тока

  Главная       Учебники - Энергетика, АЭС      Коррозионные повреждения опор контактной сети

 поиск по сайту     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

 

 

Повреждения, не связанные с протеканием тока

Проникновение в бетон в процессе эксплуатации или производства веществ активаторов приводит к нарушению пассивности арматуры. Хотя такие случаи не являются характерными на фоне других повреждений, при обследованиях на Московской дороге было обнаружено несколько опор типа ЖБК с растрескиванием и отслаиванием бетона. На рис. 11 показана одна из обследованных опор. Анализ образцов бетона показал, что причиной видимых дефектов является высокое содержание хлоридов, обусловленное некачественным изготовлением опор. Максимальное содержание хлоридов составляло 1,1% массы бетона. Для этого вида коррозии характерно практически сплошное нарушение пассивности арматуры. Нарушение условий, обеспечивающих пассивность металла арматуры, влечет за собой постепенное разрушение металла, происходящее как при атмосферной или почвенной коррозии. На момент обследования это проявлялось внешне в ржавлении поверхности металла и нарушении достаточного сцепления его с бетоном.

Значительно более частыми являются повреждения, вызванные проникновением в бетон хлоридов из окружающей среды. Естественное благодаря диффузии проникновение хлоридов ограничено содержанием их в почве, поэтому в нормальных условиях концентрация хлоридов в бетоне невелика. Повыситься она может в двух случаях. Первый — это близкое к опорам расположение автострад и мостов, а также путей стока или дренирования воды, стекающей с них. Это вызвано тем, что в зимнее время дорожное покрытие часто посыпают солью (хлорид натрия), которая в дальнейшем смывается в грунт, делая его агрессивным по отношению к железобетону.

Вторая возможность для повышения концентрации хлоридов в бетоне возникает при стеканин через опору тока. Положительный ток создает электрическое поле между арматурой и ионами, растворенными в почвенном электролите. Так как ионы хлора заряжены отрицательно, при протекании тока они мигрируют из почвы в направлении действия поля, т. е. к опоре, и накапливаются в бетонной оболочке.

Лаборатория контактной сети Московской дороги проводила серию специальных испытаний, которая показала, что существенное, превышающее норму, накопление хлоридов начинает происходить при плотности тока выше 1 мА/дм2, т. е. тогда, когда он сам является опасным, Есть основания считать, что большинство случаев электрокоррозионных повреждений на самом деле сопровождается накоплением ионов — активаторов в бетоне, однако, в сравнении с электрокоррозией этот фактор можно не учитывать.

Наиболее многочисленную группу повреждений на Московской дороге представляют случаи растрескивания бетона вследствие различных температурно-влажностных факторов. Причина этих повреждений чаще всего заключается в том, что в полости опоры из-за разницы давлений на внешней и внутренней поверхности, суточного колебания температур и подсоса влаги через бетон накапливается вода. Также возможны случаи попадания воды через верх опоры из-за отсутствия или повреждения заглушки. Так, обследования, проведенные на одной из дистанций электроснабжения дороги выявили более 400 опор, требующих герметизации верхнего торца. В отдельных случаях уже через 1—2 года после установки опоры высота столба жидкости внутри достигала 1,5 м от уровня земли.

В связи с накоплением воды внутри полости в конструкции возникает несколько наиболее уязвимых мест. Например, из-за того что уровень столба жидкости не постоянен, в первую очередь разрушаются те участки внутренней поверхности опоры, которые подвергаются периодическому смачиванию и высыханию. В межсезонный период влага, проникающая, в основном, во внутренние, более пористые слои, периодически оттаивает и замерзает. Вследствие этого в бетоне возникают два вида повреждений. Первый — это разрушение структуры самих слоев, содержащих влагу. Под действием гидравлических давлений мелкие капилляры разрушаются, постепенно формируется развитая система трещин.
 

 

Второй вид повреждений представлен на рис. 12: под действием распираю* щих усилий на внешние слои бетона со стороны замерзающих и увеличивающихся в объеме внутренних слоев на поверхности опоры образуется характерная сетка мелких трещин.

В значительной степени описанные повреждения свойственны опорам, установленным в фундаменты типа ДС. Фундаменты этого типа являются идеальными накопителями атмосферных осадков и почвенной влаги. Наиболее уязвимым местом является часть опоры вблизи зоны заделки в фундамент. Наиболее разрушительное воздействие оказывает замерзающий слой воды, находящийся в промежутке между стенкой фундамента и опорой. Как показывают обследования, такие повреждения являются крайне «неудобными», так как их трудно отличить от электрокоррозионных.

В отдельных случаях трещинообразовапие в сочетании с фильтрацией воды через оболочку опоры вызывает выщелачивание бетона (рис. 13). Так называется процесс, когда из бетона вымывается гидроксид кальция, который на поверхности опоры реагирует с углекислым газом и образует карбонат кальция.

После обнаружения тех или иных повреждений необходимо принять решение о замене опоры, ее ремонте или возможности дальнейшей эксплуатации. Выбор правильного решения, безусловно, должен зависеть не только от внешнего вида повреждения, но и от причины его появления. Так, если растрескивание вызвано температурно - влажностными факторами и арматура в делом не повреждена, то ремонт возможен, причем во многих случаях бывает достаточно осушения полости опоры созданием искусственных вентиляционных отверстий. Если же коррозионный процесс затронул арматуру или был вызван проникновением агрессивных веществ, в этих случаях ремонт неэффективен и единственным решением должно стать решение о замене опоры.

Безусловно, в полевых условиях невозможно проводить анализ состава бетона нли визуально определять, корродирует ли арматура — для этого пришлось бы вскрывать обширный участок защитного слоя. Определить состояние арматуры под слоем бетона, а в ряде случаев и установить уровень столба жидкости внутри полости можно с помощью метода, основанного на измерении стационарного потенциала арматуры относительно бетона. Метод испытан на Московской дороге и базируется на разнице стационарных потенциалов пассивной и корродирующей арматуры. Наличие воды внутри полости также определяется по значению стационарного потенциала. Технология измерений, нормирующие соотношения и необходимые приборы описаны в гл. 4.