Звіт про результати випробувань на вийняття арматурних стержнів, покритих і не покритих Zinga

На прохання пана Г. ВІЛЛЕМОТА, ZingaMetall, Еке, Бельгія, Лабораторія Cоете з досліджень на міцність матеріалів, відділ корозії, провела повне випробування іпотеки без покриття та покриття Zinga.

1. Мета.
На прохання пана Г. ВІЛЛЕМОТА, ZingaMetall, Еке, Бельгія, Лабораторія Cоете з досліджень на міцність матеріалів, відділ корозії, провела повне випробування стійкості покритих і не покритих Zinga закладних.
 
2. Матеріали.
Три закладних у відповідності до технічних вимог 1=1000мм O=18 мм
Одна закладна була заложена в бетон непокрытою. Дві закладних спочатку були покриті Zinga 25 мікрон довжиною 500 мм а потім, після висихання протягом 72 годин були закладені в бетон.
 
3. Процес вопробовування.
Випробування було проведено відповідно до Рекомендації RILEM / CEB / FIP Специфікації RC6-1978 "Випробування адгезії арматурної сталі - 2. Випробування на екстракцію.
 
Закладні були  розміщені в центрі бетонних кубів зі стороною, рівною 10 діаметрам закладної. Зверху закладна покривалась пластиковим кубом таким чином, що лише 90 мм поверхні закладеної ділянки стикалися з бетоном. Закладна виступала на 100 мм з того боку, де був контакт з бетоном. З цього ж боку також був встановлений датчик, який передає інформацію про переміщення. З іншого боку, закладна виступала приблизно на 700 мм, і до цієї частини закладної було застосовано тягове зусилля.
 
Одночасно з трьома зразками закладних для випробувань було виготовлено п'ять бетонних циліндрів (О = 150 мм h = 300 мм). Ці циліндри необхідні для оцінки міцності бетону, яка повинна досягати рівня приблизно в 30 квадратних міліметрів.
 
Зразки три дні зберігалися в провітрюваному приміщенні з температурою повітря 20 + 2°С і мінімальною відносною вологістю 90%. Після зняття опалубки їх помістили в провітрюване приміщення з температурою повітря 20 + 2°С і відносною вологістю 60 + 5%.
 
Через 28 днів затвердіння випробування було завершено.
 
4. Результати.
4.1. Компресія циліндрів.
Результати тесту на стискання наведені в наступній таблиці:
 

Зразок	Сила стиснення N/кв. мм
1	30,81
2	30,5
3	31,03
4	30,13
5	30,02
Средня величина	30,5
Звичайне відхилення	0,43

4.2. Випробування на екстракцію.
Результати екстракційного випробування наведені на р. 1. Щоб уникнути виходу датчика з ладу, вимірювання було зупинено в момент максимальної сили, тому розтягнення було зменшено.
 
Сила зчеплення розраховується за наступною формулою:
 

=		F		x		30		x		N
		-------				-------				-------
		5				d2f cm				mm2

Де:
F: Максимальна сила (N)
d: Діаметр закладної (18 мм)
F_см: Середня сила стиснення циліндра (N/кв.мм)
 
Значення зведено в таблицю:
 

Зразок	pFp (N)p	t (N/кв. мм)
Початкове значення	97.800	18,90
Середнє значення при використанні Zinga	88.115	17,03

5. Висновок.
Результати показують, що при допустимих відхиленнях в результатах вимірювань зчеплення закладних, покритих Zinga з бетоном, істотно не відрізняється від адгезії непокритих закладних.
 
Гент, 25 серпня 1999р.
Проф. Док. Инж. Дж. Дефранк
 
 

ЗАХИСТ ЗАКЛАДНИХ В БЕТОНІ.

Руйнування бетону.
У промислово розвинених країнах протягом більш ніж 10 років ми можемо знайти безліч повідомлень про те, що «термін служби арматури, який закінчується через 10 років, може бути продовжений на 30 років за умови, що вона спочатку захищена».
 
Корозія/Технологія розтріскування бетону.
Сильна лужне середовище всередині бетону нейтральне для армування. На поверхні арматури утворюється тонкий шар оксиду. Цей оксидний шар стійкий до ненасиченого лужного розчину і захищає сталь від (можливої) корозії. Сталь не буде продовжувати піддаватися корозії при збереженні нейтральних умов.
 
Добре ущільнений бетон або подібна оболонка також створює захисний бар'єр, який знижує проникнення кисню і вологи з атмосфери, необхідних для початку і протікання процесу корозії. Спочатку бетон захищається нейтральним середовищем від підвищеної кислотності, що надходить на свіжий бетон із зовнішнього боку. Зниження вмісту лугу знижує нейтральність середовища і створює сприятливі умови для корозії для арматури.
 
Пассивація може бути зруйнована проникненням вуглекислого газу і сірки (промислові умови) з атмосфери і / або проникненням хлориду заліза з морського середовища (вплив морської води в віддаленій від моря місцевості до 60 км).
 
Іржа може покривати до 2/5 площі сталі, а через високі внутрішні навантаження може статися розтріскування бетону з подальшим його остаточним руйнуванням.
 
Історія арматурного захисту бетоном.
Вже більше 30 років люди в промислово розвинених країнах по всьому світу намагаються захистити бетон від розтріскування:
- шляхом створення бетону більш високої щільності;
- шляхом додавання в бетон антикорозійних речовин;
- шляхом захисту арматури від корозії.
 

 
Захист арматури від корозії.
Першим відомим перевіреним способом захисту арматури в бетоні стало використання звичайних фарб. Покриття звичайною фарбою, звичайно ж, не є надійним засобом захисту закладних від корозії: ще кілька років тому лише невелика кількість фарби витримало високу кислотність, що надходить ззовні в свіжий бетон (+ 13), а так як покриття має пористу структуру, неможливо запобігти проникненню вологи і кисню.
 
Захист закладних випробовувався за допомогою покриття, в якому змішувалася зв'язуюча епоксидна смола, це дуже дороге покриття, технологія якого складна у виконанні, що також не вирішує проблему корозії вбудованих.
 
Цинкування закладних гарячим цинкуванням також не вирішує цю проблему: тріщини, які з'являються при згинанні або деформуванні закладних, легко руйнують оцинкований шар. Оцинковані закладні не забезпечують необхідного ступеня зчеплення з бетоном, більш того, вбудовані закладні вимагають оцинковки в цеху, яка обмежена розмірами закладних і вимагає певної кількості часу для їх транспортування на відстань. Це може бути дуже дорого в деяких регіонах світу.
 
Найсвіжіші дослідження захисту арматури доводять, що всі раніше використовувані методи не вирішують проблему.
 
У Північній Америці залізобетон виробляють із закладними з поліпропілену, насправді це дуже дорогий спосіб захисту, але він не вирішує цю проблему.
 
У Німеччині велика компанія з виробництва металевих виробів може запропонувати вам арматуру з нержавіючої сталі, звичайно (!), за ціною нержавіючої сталі, і тим не менш, рішення проблеми немає: немає належного зчеплення, а коли вбудована нержавіюча сталь зігнута, уникнути пошкоджень практично неможливо.
 
Захист арматури покриттям Zingа.
У порівнянні з усіма іншими методами захисту, які були використані для закладних, захист, що забезпечується тонким шаром Zingа (макс. 40 мкм), гарантує кращий спосіб захисту на ринку з дійсно дуже низькою вартістю.
 
Покриття Zinga - це цинковмісне покриття, упаковане в індивідуальну упаковку, яке легко наноситься пензликом, валиком, шляхом напилення або занурення в будь-які атмосферні умови. Він забезпечує набагато більший катодний захист, ніж гаряче цинкування. Це було підтверджено в Європі, Південній Африці та Північній Америці, як у лабораторії, так і на практиці. Шар Зінга являє собою однорідний шар з 96% «захищеним» вмістом цинку з чистотою 99, 995%.
 
Поверхнева підготовка арматури може бути виконана піскоструменевим методом Sa 2.5 для додання поверхні ступеня шорсткості Ra 12.5 або (в разі ремонту) шляхом видалення іржі з  іржавої арматури за допомогою сталевої щітки або електричної зачистки і промивання поверхні під слабким або середнім потоком води.
 
Шар Zinga рухливий, він не тріскається і не пошкоджується при згинанні або вигинанні закладних. Звичайно, це важливий аспект, так як закладні піддаються різним ризикованим маніпуляціям з великим ризиком бути пошкодженими.
 
Крім того, Zinga забезпечує хорошу адгезію до бетону.
 
Так як арматура, покрита шаром Zinga, укладається в свіжий бетон, відбувається незначне окислення шару Zinga (через кислотність свіжого бетону) з наступними наслідками:
 
1. Поява солей цинку на поверхні остаточно фіксує шар Zinga, що підсилює його захисні властивості;
 
2. Шорсткість поверхні, покритої Zinga, дає ще більшу адгезію до бетону.
 
Інтенсивне вивчення покриття Zinga в Гентському університеті проф. Інг. J. Defranc підтвердив унікальність своїх властивостей, забезпечивши захист для армування в бетоні.
 
Армування сталі, покритої Zinga, забезпечує захист закладних, а в подальшому і бетону, терміном понад 30 років.
 
Сектор г-на П. Ван Райета