ОДМ 218.3.001-2010

     

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ДИАГНОСТИКЕ АКТИВНОЙ КОРРОЗИИ АРМАТУРЫ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ МЕТОДОМ ПОТЕНЦИАЛОВ ПОЛУЭЛЕМЕНТА

Предисловие

1. РАЗРАБОТАН Государственным образовательным учреждением высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ).

2. ВНЕСЕН Управлением эксплуатации и сохранности автомобильных дорог Федерального дорожного агентства Министерства транспорта Российской Федерации.

3. ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ распоряжением Федерального дорожного агентства Министерства транспорта Российской Федерации от _________ N_____ .*

_______________

* См. ярлык "Примечания".     

4. ВВОДИТСЯ ВПЕРВЫЕ

5. ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР

     Раздел 1. Область применения

Отраслевой дорожный методический документ "Рекомендации по диагностике активной коррозии арматуры в железобетонных конструкциях мостовых сооружений на автомобильных дорогах методом потенциалов полуэлемента" является актом рекомендательного характера в дорожном хозяйстве.

Методика устанавливает порядок выявления участков на поверхности железобетонных конструкций мостовых сооружений, на которых возможна коррозия арматуры методом измерения потенциалов относительно стандартного электрода сравнения (далее метод потенциалов полуэлемента).

Метод потенциалов полуэлемента применяют при выполнении исследований арматуры при специальных и предпроектных обследованиях железобетонных конструкций мостовых сооружений, а также, при необходимости, в рамках приёмочных обследований железобетонных конструкций после выполнения ремонта, капитального ремонта и реконструкции мостовых сооружений.

Рекомендации предназначены для применения специализированными организациями, выполняющими работы по обследованиям мостовых сооружений, а также федеральными управлениями автомобильных дорог, управлениями автомобильных магистралей, межрегиональными дирекциями по дорожному строительству автомобильных дорог федерального значения и подрядными строительными организациями.

     Раздел 2. Нормативные ссылки

В настоящем методическом документе использованы ссылки на следующие стандарты:

- ГОСТ 112-78 Термометры метеорологические стеклянные. Технические условия

- ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

- ГОСТ 5272-68 Коррозия металлов. Термины

- ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия

- ГОСТ 13344-79 Шкурка шлифовальная тканевая водостойкая. Технические условия

- ГОСТ 17792-72 Электрод сравнения хлорсеребряный насыщенный образцовый 2-го разряда

- ГОСТ 20911-89 Техническая диагностика. Термины и определения

- ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия

- ГОСТ 22904-93 Конструкции железобетонные. Магнитный метод определения толщины защитного слоя бетона и расположения арматуры

- ГОСТ 22999-88 Опрыскиватели переносные с ручным приводом. Общие технические условия

- ГОСТ 25192-82 Бетоны. Классификация и общие технические требования

- ГОСТ 31384-2008 Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Общие технические требования

     Раздел 3. Термины и определения

В настоящем методическом документе применяются термины с соответствующими определениями по ГОСТ 5272-68, ГОСТ 20911-89, а также следующие термины с соответствующими определениями:

Коррозия арматуры - необратимый самопроизвольный процесс разрушения арматуры в бетоне вследствие электрохимического процесса при взаимодействии с окружающей средой.

Коррозионная среда - среда, воздействие которой вызывает коррозию арматуры в конструкции.

Скорость коррозии арматуры - коррозионные потери единицы поверхности арматуры в единицу времени.

Среда эксплуатации - комплекс химических, биологических и физических воздействий, которым подвергается бетон в процессе эксплуатации конструкции и которые не учитываются как нагрузка на конструкцию в строительном расчете.

Воздействие окружающей среды - несиловое воздействие на бетон конструкции, вызванное физическими, химическими, физико-химическими, биологическими или иными проявлениями, приводящими к изменению структуры бетона или состояния арматуры.

Коррозионное разрушение арматуры - изменение массы, сечения, прочности или ухудшение других количественных характеристик и показателей качества металла арматуры конструкции вследствие коррозии.

Карбонизация бетона - процесс взаимодействия цементного камня с двуокисью углерода, приводящий к изменению структуры самого цементного камня и к снижению щелочности жидкой фазы бетона (уменьшению показателя рН раствора в порах бетона).

Электродный потенциал - мера способности электрода вступать в реакцию. Между электродом и раствором всегда образуется разность потенциалов. Стандартные потенциалы электродов определяют относительно водородного электрода при определенных величинах температуры, концентрации и давления.

Электрод сравнения (гальванический полуэлемент) - металл, погруженный в раствор электролита с собственными ионами, способный к установлению равновесного потенциала; используется в качестве эталона для измерения электродных потенциалов исследуемого металла.

Градиент потенциалов - разность между потенциалами, измеренными в различных точках поверхности бетонной конструкции.

Эквипотенциальная карта - развертка поверхности бетонной конструкции с изображением изолиний равных потенциалов, разделяющих зоны разной вероятности коррозии арматуры.

Дефект - каждое отдельное несоответствие в мостовом сооружении установленным требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

     Раздел 4. Общие положения

Настоящие рекомендации разработаны на основании проведенных специальных исследований с учетом национальных стандартов, СНиП, ОДМ и положений директивы ASTM С876 (1991)*, "Standards Test Method for Half-cell Potentials of Reinforcing Steel in Concrete" (Стандартный метод испытания арматурной стали в бетоне потенциалов полуэлемента). При разработке рекомендаций использован многолетний опыт МИИТ и ООО "Т.К.М." исследования вероятности наличия или отсутствия процесса коррозии арматуры в железобетонных конструкциях мостовых сооружений методом измерения потенциалов относительно стандартного электрода сравнения (потенциалов полуэлемента).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Метод потенциалов полуэлемента основан на корреляции измеренного электрохимического потенциала и наблюдаемой скоростью коррозии металла в железобетоне. Его сущность состоит в измерении электрического потенциала, возникающего между арматурной сталью и стандартным электродом сравнения, который устанавливается на интересующие участки поверхности железобетонной конструкции.

Метод позволяет выявлять в железобетонной конструкции места скрытого процесса коррозии предварительно напряженной, обычной рабочей и конструкционной арматуры, в том числе при отсутствии на бетонной поверхности видимых внешних признаков коррозии - пятен ржавчины, трещин и пр. По результатам диагностики железобетонной конструкции методом потенциалов полуэлемента дают вероятностную оценку наличия или отсутствия процесса коррозии в арматуре в местах измерений.

В связи с тем, что метод потенциалов полуэлемента не дает оценку фактического состояния арматуры, а только показывает вероятность наличия или отсутствия коррозионных процессов в арматуре в данном месте конструкции, он не является самодостаточным методом исследования и его рекомендуется применять в комплексе с другими исследованиями при специальных и предпроектных обследованиях сооружений.

При необходимости, такое исследование может выполняться как самостоятельный вид работ.

Результаты диагностики методом потенциалов полуэлемента, являются важной информацией, которую используют при оценке и прогнозировании технического состояния мостовых сооружений, остаточного срока службы конструкций и учитывают при разработке проектной документации по ремонту, капитальному ремонту и реконструкции.

Перед сдачей объекта в эксплуатацию после выполнения ремонта, капитального ремонта или реконструкции мостовых сооружений метод потенциалов полуэлемента может применяться с целью подтверждения факта прекращения коррозионных процессов в арматуре и её перехода в пассивное состояние.

Исследование методом потенциалов полуэлемента выполняют в следующем порядке:

- выбор мест измерений;

- подготовка к проведению измерений;

- проведение измерений;

- камеральная обработка результатов измерений;

- анализ результатов измерений;

- выборочные вскрытия арматуры на интересующих участках конструкции и оценка состояния арматуры визуально-измерительным методом;

- представление результатов исследований, разработка отчетной документации.

     Раздел 5. Технические средства

5.1 Основными техническими средствами при потенциометрических измерениях являются:

электрод сравнения, укрепленный на ручке, обеспечивающей электрическую изоляцию электрода от рук;

вольтметр (мультиметр);

электрические провода для подключения вольтметра к электроду и арматуре, оснащенные разъемами и зажимами;

телескопический удлинитель для ручки электрода

5.2. Электроды сравнения. В зависимости от способа измерения требуется один или два электрода сравнения.

Электроды сравнения являются узкоспециализированным оборудованием и, как правило, производятся малыми сериями и выпускаются двух видов: стационарные и переносные. Для измерений методом потенциалов полуэлемента пригодны переносные медно-сульфатные электроды сравнения, как наиболее удобные.

Помимо переносных медно-сульфатных электродов сравнения выпускаемых серийно, можно использовать электроды индивидуального изготовления. Принципиальная конструкция медно-сульфатного электрода представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Принципиальная схема конструкции переносного медно-сульфатного электрода сравнения

Корпус (стакан) медно-сульфатного электрода, как правило, имеет цилиндрическую форму и изготавливается из оргстекла или прозрачной пластмассы инертной по отношению к меди и сульфату меди. Требование прозрачности корпуса обусловлено необходимостью контроля уровня электролита при проведении измерений, особенно при работе на вертикальных и потолочных поверхностях. Рекомендуется использовать медно-сульфатные электроды с корпусами, внутренний диаметр которых составляет 18-25 мм.

Внутри стакана находится медный стержень диаметром 6-9 мм и длиной не менее 50 мм, закрепленный на крышке из пластмассы или иного электроизоляционного материала, которая герметично закрывает корпус с одной из сторон. С наружной стороны медный стержень имеет клемму для подсоединения контактного провода.

Второе отверстие корпуса электрода закрывают крышкой с пробкой из пористой древесины (осина, береза и т.п.) или иного пористого материала способного насыщаться влагой, для обеспечения ионного обмена с раствором внутри электрода.

Пробку предварительно пропитывают раствором сульфата меди CuSО в дистиллированной воде путем вымачивания в течение суток или кипячения в насыщенном растворе в течение 1-2 ч.

Для обеспечения хорошего электрического контакта между электродом сравнения и поверхностью бетона, перед выполнением измерений на пористую пробку надевают предварительно увлажненную губку из эластичного пенополиуретана (поролона).

Внутреннее пространство корпуса электрода заполняют насыщенным раствором сульфата меди. Для обеспечения контроля насыщенности раствора в стакан электрода добавляют некоторое количество кристаллов сульфата меди. После заливки электролита в корпусе не должно оставаться воздушных пузырьков. В противном случае, в результате нарушения ионного обмена через пробку, могут быть получены ложные результаты при измерениях на вертикальных и, особенно, на потолочных поверхностях.

С течением времени при работе электрода кристаллы растворяются вследствие диффузии ионов через пористую пробку. По мере их расходования электрод необходимо заполнять свежим насыщенным раствором сульфата меди. Заполняют электрод раствором не менее чем за сутки до выполнения измерений.

В периоды между проведением измерений электроды сравнения могут храниться в собранном состоянии или разобранном, при условии, что пористая пробка находится в емкости с насыщенным раствором сульфата меди.