Разрушение бетона
СодержаниеВечных, неразрушаемых стройматериалов не существует. Бетон долговечен, но так же может разрушаться из-за динамических нагрузок, вследствие нарушения технологии, из-за условий эксплуатации или под воздействием внешних факторов.
Защита бетона должна начинаться еще на этапе строительства. В это время проводятся мероприятия, предупреждающие возникновение нарушений, исправляются появившиеся дефекты. Во время эксплуатации проводится защита бетона от разрушения внешними факторами, усиливается несущая способность элементов и конструкций, восстанавливается внешний вид. Для того чтобы повысить качество ремонтных работ, гарантирующих долговечность, необходимо понимать причины разрушения и правильно подбирать способы и материалы для восстановления.
Что разрушает бетон
Все причины, вызывающие разрушение материала, разделяются на:
- физические;
- химические;
- механические.
Каждая из этих причин требует отдельных видов ремонтных работ.
Физические факторы
При замерзании и оттаивании вода, попавшая в бетонные поры, создает напряжение, взламывающее материал. Избежать подобных последствий можно, сократив микропористость капилляров на этапе изготовления раствора, добавляя воздухововлекающие и морозостойкие добавки, регулирующие соотношение воды и цемента.
Трещины в бетоне появляются и под воздействием высокой температуры. Разрыв вяжущего вещества с заполнителем, различная скорость расширения арматуры и бетона при проливке водой при пожаре или в других случаях, при которых возникает образование извести с быстрой конденсацией пара, приводит к растрескиванию и разрывам в материале.
Бетонирование конструкций в зимний период требует особого внимания. При заливке бетона в зимний период следует учитывать:
- модуль поверхности;
- температуру воздуха;
- температуру места заливки;
- температуру самой бетонной смеси.
Только использование формул расчета позволит бетону в таких условиях не замерзать, а набрать все необходимые качества.
Еще одна причина растрескивания бетона – усадка, как гигрометрическая, так и пластическая. Пластическая усадка возникает при укладке раствора или в первые дни после этого из-за быстрого испарения влаги. При этом могут образовываться как серьезные повреждения, вызывающие расслоение бетона, так и волосяные трещины (которые так же называют нитяными и микротрещинами). Избежать такого эффекта можно смачиванием бетона до окончательного застывания или нанесением защитной пленки.
Гигрометрические усадки появляются после того, как бетон окончательно схватился. Предотвратить появление подобных дефектов можно добавляя в раствор пластификаторы, снижающие содержание воды, как покупные, так и сделанные своими руками. Чем меньше воды в бетоне, тем меньшую усадку он покажет.
Химические факторы
Нарушения целостности бетона, вызванные химическими реакциями, происходят из-за процессов, происходящих между вяжущими составами и внешней средой. При этом возникают щелочи, хлориды и сульфаты, углекислота, из-за которой образуется карбонат кальция, выщелачивающий воду.
Количество образующихся разрушающих химических веществ зависит от:
- концентрации углекислоты в окружающем воздухе;
- уровня промышленных загрязнений;
- особенностей эксплуатации сооружения.
В результате понижения (до 10pH) щелочной (или повышения кислотности) среды разрушается защитная пленка арматуры, происходит коррозия металла. Вокруг таких мест бетон вспучивается, расслаивается и может даже отламываться. В итоге кислород и влага получают доступ к еще больше внутренней площади конструкций и разрушения продолжаются. От коррозии, возникающей из-за воздействия карбонатом, возникают самые объемные деформации.
Для того чтобы не допускать подобной ситуации, необходимо проводить ремонт трещин и диагностировать материалы на присутствие карбоната. Такая проверка проводится при помощи цветового теста фенолфталеином: после нанесения такого раствора бетон, не подвергшийся вредному воздействию, краснеет, а испорченный принимает другую расцветку.
Диагностика разрушений бетона карбонатами основана на цветовом тесте. После нанесения 1% раствора фенолфталеина, не карбонизированный бетон краснеет, карбонизированный не меняет цвет.
Еще один химический процесс, нарушающий строение бетона – выщелачивание. Он происходит под воздействием воды, особенно если в ее состав входит серная или углекислота. Диагностику этого процесса можно провести только визуально – других методов не существует. Если вредный для бетона процесс начался, будет виден заполнитель без цементного камня.
Химическое растрескивание бетона может происходить из-за присутствия в растворе ангидридов и гипса (естественных примесей). Анализ нарушений можно провести только в лабораторных условиях.
Отдельный вид химических разрушений происходит под воздействием морской соли. Такие нарушения структуры выявляются лабораторно или цветовым тестом.
В некоторых заполнителях может содержаться кремнезем, который провоцирует химическое разрушение бетона. В таком случае образуется гель, который очень сильно расширяется, вызывает появление трещин, вспучивание и прорыв отдельных участков. Определить такие нарушения можно визуально – поврежденный бетон вспучивается и растрескивается под давлением, идущим изнутри.
Механические факторы
Такие нарушения целостности бетона возникают из-за постоянных механических нагрузок, которые испытывают, к примеру, бетонные полы. Стойкость материалов повышается внесением в верхние слои цемента, включающего твердые добавки или полимеры.
Ударное воздействие приводит к надламыванию хрупких стыков и кромок швов. Повышение ударостойкости достигается армированием стальными волокнами и шовными герметиками.
Эрозия, возникающая под воздействием ветра, оледенения и других внешних факторов предотвращается защитой поверхности бетонных конструкций.
Могут нанести большой вред бетонным поверхностям плесень и грибок, появляющиеся в помещениях с повышенной влажностью и низкой температурой. Избавиться от них можно использованием специальных смесей для ремонта, содержащих антигрибковые добавки, специальной грунтовкой или пропитками.
С причинами, вызывающими разрушение материала, появлением трещин, вспучиванием и расслоением можно бороться множеством методов:
- Железнение бетона – процедура, повышающая долговечность и прочность. Заключается в нанесении на готовую поверхность и втирании специального порошка. В состав его могут входить корунд, кварц, гранит, жидкое стекло, алюминат натрия. Состав позволяет увеличить влагостойкость и придать другие защитные качества поверхности. Выполнять операцию можно и своими руками, без использования специального оборудования;
- Инъектирование может проводиться только специалистами. В результате такого ремонта полости, как крупные, так и совсем мелкие, заполняются специальным составом, закрывающим поры и не пропускающим влагу;
- Усиление углеволокном - относительно новый способ, позволяющий усилить бетон и предотвратить его разрушение. На бетонную поверхность при помощи эпоксидных смол наклеиваются полосы из высокопрочного волокна, которые повышают несущую способность и предотвращают физические повреждения бетона.
При выборе средств и методов, применяемых для ремонта бетона, следует обязательно учитывать причины, вызвавшие разрушение поверхности. Это поможет эффективно устранить или предотвратить дефекты, которые могут привести к полному разрушению конструкции.
