Теоретичні аспекти впливу хлоридів на залізобетонні конструкції транспортних споруд

Опубліковано:
Номер: Випуск 33(2026)
Розділ: Будівництво та цивільна інженерія
Cторінковий інтервал статті: 178-189
Ключові слова: арматура, дифузія, залізобетон, карбонізація, корозія, міст, прогнозування довговічності, технічний стан, транспортна споруда, хлориди.
Як цитувати статтю: Каськів В. І., Сташук П. М., Зеленський Б. М., Завгородній С. С., Борисенко М. А. Теоретичні аспекти впливу хлоридів на залізобетонні конструкції транспортних споруд. Дороги і мости. Київ, 2026. Вип. 33. С. 178–189.
Як цитувати статтю (references): Volodymyr Kaskiv, Pavlo Stashuk, Bohdan Zelenskyi, Serhii Zavhorodnii, Maksym Borysenko. The oretical aspects of chloride effects on reinforced concrete transportation structures. Dorogi і mosti [Roads and bridges]. Kyiv, 2026. Issue 33. P. 178-189 [in Ukrainian].

Автори

Державне підприємство «Національний інститут розвитку інфраструктури» (ДП »НІРІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0001-9772-3536
Державне підприємство «Національний інститут розвитку інфраструктури» (ДП «НІРІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0003-1928-4544
Державне підприємство «Національний інститут розвитку інфраструктури» (ДП «НІРІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0002-9949-3209
Державне підприємство «Національний інститут розвитку інфраструктури» (ДП «НІРІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0002-8074-6798
Державне підприємство «Національний інститут розвитку інфраструктури» (ДП «НІРІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0001-5221-7015

Анотація

Вступ. У статті розглянуто фундаментальну проблему забезпечення довговічності автодорожніх мостів в умовах агресивної дії хлоридів. Надійність експлуатації транспортних споруд значним чином залежить від стану залізобетонних конструкцій, які піддаються дії протиожеледних матеріалів і циклічному зволоженню.

Проблематика. Хлоридна корозія арматури є одним із найнебезпечніших чинників деградації, що призводить до втрати несної здатності та передчасного виходу мостів з ладу. Наявна нормативна база України лише частково враховує ці процеси, що вимагає гармонізації з міжнародними стандартами.

Мета. Метою роботи є систематизація теоретичних знань про механізми масопереносу хлоридів, аналіз впливу мінеральних домішок та карбонізації на корозійну стійкість, а також огляд сучасних нормативних методів визначення вмісту хлоридів для вдосконалення національної системи моніторингу мостів.

Матеріали й методи. Використано методи аналітичного огляду наукової літератури та нормативних документів щодо дифузійних процесів, термодинамічного моделювання зв’язування хлоридів та імовірнісних методів оцінки ризиків.

Результати. Проаналізовано відмінності між вільною та зв’язаною формами хлоридів, розглянуто вплив карбонізації на вивільнення зв’язаних солей. Детально описано нормативні методики визначення водо- та кислоторозчинних хлоридів, їх переваги та обмеження. Обґрунтовано необхідність переходу від детермінованих порогових значень до імовірнісних моделей оцінки корозійного ризику.

Висновки. Доведено, що ефективне прогнозування довговічності транспортних споруд потребує диференційованого обліку вільних та зв’язаних хлоридів, особливо для бетонів із мінеральними добавками та в умовах карбонізації. Обґрунтовано доцільність імплементації методик ASTM C876 та AASHTO T 260 у вітчизняну практику моніторингу мостів. Запропонований підхід дозволяє ідентифікувати корозійні процеси на стадії ініціації, що є передумовою для впровадження систем управління активами на основі фактичного технічного стану.

Посилання

  1. Ali M., Shams M. A., Bheel N., et al. A review on chloride induced corrosion in reinforced concrete structures: lab and in situ investigation. RSC Advances. 2024. Vol. 14. P. 37252–37271. DOI: https://doi.org/10.1039/D4RA05506C (дата звернення: 05.02.2026).
  2. ДБН В.2.3-6:2009 Споруди транспорту. Мости та труби. Обстеження і випробування. Київ, 2009. 73 с. (Інформація та документація).
  3. ДСТУ 9181:2022. Настанова з оцінювання та прогнозування технічного стану автодорожніх мостів. Київ, 2022. 32 с. (Інформація та документація).
  4. Presuel-Moreno F. J., Moreno E. I. Effect of Fly Ash and Silica Fume on Time to Corrosion Initiation for Specimens Exposed Long Term to Seawater. ACI Special Publication SP-308. 2016. DOI: https://doi.org/10.14359/51689184 (дата звернення: 05.02.2026).
  5. Reichert, T. A., Balestra, C. E. T., Balestra, D. A. O. et al. Laboratory procedure for obtaining chloride profiles from concrete structures cores: a mathematical approach. J Build Rehabil 8, 41 (2023). DOI: https://doi.org/10.1007/s41024-023-00286-2 (дата звернення: 05.02.2026).
  6. Jafari Azad V., Isgor O. B. A Thermodynamic Perspective on Admixed Chloride Limits of Concrete Produced with SCMs. ACI Special Publication SP-308. 2016. P. 1–18. DOI: https://doi.org/ 10.14359/51689183 (дата звернення: 05.02.2026).
  7. Tuutti K. Corrosion of Steel in Concrete. Ph.D. Thesis. Stockholm: Swedish Cement and Concrete Research Institute, 1982.
  8. Angst U. M., Elsener B. Chloride Threshold Values in Concrete – A Look Back
    and Ahead. ACI Special Publication SP-308. 2016. P. 1–12. DOI: https://doi.org/10.14359/51689176 (дата звернення: 05.02.2026).
  9. Kim C, Choe D-E, Castro-Borges P, Castaneda H. Probabilistic Corrosion Initiation
    Model for Coastal Concrete Structures. Corrosion and Materials Degradation. 2020; 1(3):328-344.
    DOI: https://doi.org/10.3390/cmd1030016 (дата звернення: 05.02.2026).
  1. Wang, T., Zheng, J. J., & Dai, J. G. (2023). Analysis of time-dependent chloride diffusion in surface-treated concrete based on a rapid numerical approach. Structure and Infrastructure Engineering19(3), 332–344. DOI: https://doi.org/10.1080/15732479.2021.1945113 (дата звернення: 05.02.2026).
  2. Trejo D., Tibbits C. The Influence of SCM Type and Quantity on the Critical Chloride Corrosion Threshold. ACI Special Publication SP-308. 2016. P. 1–20. DOI: https://doi.org/ 10.14359/51689182 (дата звернення: 05.02.2026).
  3. ASTM C1218/C1218M-20. Standard Test Method for Water-Soluble Chloride in Mortar and Concrete. West Conshohocken, PA: ASTM International, 2020. (Інформація та документація).
  4. ACI 318-19. Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary. Farmington Hills, MI: American Concrete Institute, 2019. (Інформація та документація).
  5. ДСТУ EN 206:2022. Бетон. Специфікація, продуктивність, виробництво та відповідність. Київ: ДП «УкрНДНЦ», 2022. (Інформація та документація).
  6. AASHTO LRFD Bridge Design Specifications. 10th ed. Washington, DC: AASHTO, 2024. (Інформація та документація).
  7. ASTM C1202-22. Standard Test Method for Electrical Indication of Concrete’s Ability to Resist Chloride Ion Penetration. West Conshohocken, PA: ASTM International, 2022. (Інформація та документація).
  8. AASHTO T 259-02. Standard Method of Test for Resistance of Concrete to Chloride Ion Penetration. Washington, DC: AASHTO, 2002. (Інформація та документація).
  9. ASTM C876-22b. Standard Test Method for Corrosion Potentials of Uncoated Reinforcing Steel in Concrete. West Conshohocken, PA: ASTM International, 2022. (Інформація та документація).
  10. Half-Cell Corrosion Mapping for Concrete [Електронний ресурс] / FprimeC Solutions. – Режим доступу: URL: https://fprimec.com/half-cell-corrosion-mapping-for-concrete/ (дата звернення: 06.02.2026).
  11. AASHTO T 260-21. Standard Method of Test for Sampling and Testing for Chloride Ion in Concrete and Concrete Raw Materials. Washington, DC: AASHTO, 2021. (Інформація та документація).
  12. ASTM C1152/C1152M-20. Standard Test Method for Acid-Soluble Chloride in Mortar and Concrete. West Conshohocken, PA: ASTM International, 2020. (Інформація та документація).