Metnn.ru

Строй портал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Защита бетона от коррозии

Защита бетона от коррозии

Коррозия бетона – постепенное разрушение цементного камня под воздействием минеральных соединений и негативных факторов окружающей среды. По типу химических реакций, протекающих в теле бетона, выделяют 3 вида коррозий: выщелачивание, кристаллизация и растворение цементного камня. Отдельно упоминают коррозию арматуры, которая также приводит к преждевременному разрушению железобетонных конструкций.

Процесс и признаки выщелачивания

Выщелачивание – химический процесс, во время которого из цементного камня вымывается кальций. В результате этого конструкция теряет марочную прочность, морозостойкость и водопроницаемость, а срок ее службы сокращается вдвое. Внешними признаками выщелачивания являются:

  • белые пятна и потеки, проступающие на бетонном полотне;
  • пористая структура материала;
  • хлопьевидные образования или сталактиты на его поверхности.

Главной причиной выщелачивания считается прямой контакт бетонного полотна с грунтовыми водами в результате неправильной гидроизоляции. Проникая в поры, мягкая вода растворяет кальций и вымывает его из цементного камня. Масштабы разрушения конструкции зависят от уровня жесткости воды и скорости ее фильтрации.

Возникновение и развитие кристаллизации

Проникая в тело бетона, соли, щелочи и сульфаты вступают в активную химическую реакцию с цементным камнем. Продукты коррозии откладываются в каменных порах и приводят к разрыву и повреждению полотна. Корродирующий бетон разбухает и деформируется, т.к. объем твердой фазы в нем увеличивается.

Данный вид коррозии называется кристаллизацией. В зависимости от типа активного вещества она может быть сульфатной, щелочной или соляной. Определить вид кристаллизации помогают лакмусовые бумажки и внешний вид бетона:

  • при сульфатной коррозии материал покрывается глубокими трещинами;
  • при соляной – пузырьками, которые откалываются от бетона плоскими круглыми осколками;
  • при щелочной – сеткой мелких трещин и белесыми пятнами.
  • Причинами развития кристаллизации считаются:
  • неправильный выбор проектной марки бетона;
  • типовые нарушения при изготовлении товарной смеси;
  • конденсат на стенах и перекрытиях.

Прямой контакт бетона с грунтовыми водами также провоцирует развитие кристаллизации.

Разъедание цементного камня

Под воздействием агрессивной среды с высоким содержанием кислот кальций распадается на легкорастворимые соли и аморфные вещества. Вследствие этого бетон становится рыхлым и утрачивает прочность. Причинами разъедания цементного камня являются:

  • смачивание железобетонных конструкций дождевой водой;
  • неправильная организация выброса технологических вод и пара через стены и фундаменты;
  • контакт с кислыми грунтами и водами.

Пораженный материал имеет рыхлую структуру и бурый цвет. При механическом воздействии от него отслаиваются бетонные площадки и куски раствора.

Образование ржавчины на поверхности полотна

Несмотря на то, что металлические элементы в железобетоне находятся в безвоздушной среде, они также могут разрушаться. Растрескивание бетона по линии залегания арматуры, ржавчина на поверхности полотна и изменение цвета материала – первые признаки коррозии металла.

Причинами разрушения арматуры являются:

  • нейтрализация бетона кислыми газами;
  • проникновение в материал агрессивных солей;
  • электрокоррозия, вызванная блуждающими токами.

При контакте с кислородом, солями и постоянным током металлические пруты покрываются ржавчиной. Для предотвращения ее развития все железные элементы конструкции обрабатывают химическими добавками перед погружением в бетонный раствор. В рамках вторичной защиты от блуждающих токов электрики применяют катодный, протекторный и дренажный методы.

Первичная защита материала

На этапе приготовления бетонного раствора в его состав вводят модифицирующие добавки. Они изменяют минералогический состав цементного камня, улучшают его прочностные характеристики и нивелируют коррозийные процессы. По типу воздействия добавки подразделяются на следующие группы:

  • пластификаторы;
  • уплотнители;
  • замедлители схватывания;
  • ингибиторы коррозии;
  • гидрофобизирущие;
  • морозостойкие;
  • газообразующие и воздухововлекающие.

При выборе добавки технологи учитывают климатические особенности региона, а также химический состав и свойства местной почвы.

На территории России наиболее популярными являются мылонафт, бражка СДБ, кремнийорганическая жидкость ГКЖ-94, а также гашеная известь.

Мылонафт – пластификатор на основе солей натрия. Он улучшает удобоукладываемость, морозостойкость и водонепроницаемость бетона в несколько раз. Смеси, приготовленные на его основе, устойчивы к воздействию солей и образованию трещин.

Бражка СБД – сульфитно-дрожжевой пластификатор. Он также увеличивает подвижность, морозостойкость и водоупорность бетона в 2-3 раза. Материалы, в состав которых входит бражка СБД, не вступают в химические реакции с минеральными солями и долгое время сохраняют первичный вид.

ГКЖ-94 – гидрофобизирующая жидкость на основе кремния. Бетоны с добавлением ГКЖ-94 имеют максимальное количество замкнутых пор и отличаются повышенной морозостойкостью. Они пригодны для заливки в местах с высоким содержанием минеральных солей.

Нанесение защитных покрытий

Для защиты бетонов от разрушений используются следующие категории строительных материалов:

  • лакокрасочные покрытия подходят для конструкций, подверженных атмосферным воздействиям, конденсату и влиянию парогазовой среды;
  • штукатурки, шпаклевки, жидкая резина применяются в высокоагрессивных средах;
  • резина, рубероид и прочие рулонные материалы предназначены для защиты фундаментов, подземных помещений и магистралей, а также в качестве подслоя для чистовой отделки;
  • футеровка – покрытие, в состав которого входят грунтовки, изоляторы и облицовочные материалы, устойчивые к агрессивным химическим средам.
Читайте так же:
Полуприцеп цистерна для перевозки цемента

Перед началом облицовочных работ бетон очищают от пыли и грязи. При обнаружении неровностей поверхность реставрируют и зачищают. Для этого мастера используют проволочные щетки, пескоструйные аппараты, шлифовальные машины и ручные пылесосы. В обязательном порядке удаляются все масляные пятна, а также соляные отложения, ржавчина и кислотные разводы.

Чтобы предотвратить дальнейшее разрушение и разъедание окисленных материалов, их поверхность тщательно обрабатывают раствором кальцинированной соды и промывают теплой водой.

Любые покрытия наносятся на сухую, подготовленную поверхность. При их выборе учитываются следующие требования.

  1. Для защиты пористых бетонов применяется водная грунтовка, которую наносят в 2-3 слоя и тщательно просушивают.
  2. Шпатлевка подходит для обработки неровных поверхностей и защиты бетонов в агрессивной среде. Она предотвращает проникновение солей в цементный камень и его дальнейшее разрушение.
  3. Лаки и краски используются в качестве отдельной защиты, так и в комплексе с армирующими материалами: стекловолокном, капронами, хлориновыми тканями и стеклосетками. Стойкое покрытие предотвращает разъедание бетона солями и кислотами.

Выбирая защитное покрытие, следует также учитывать место эксплуатации конструкции (улица/помещение) и свойства агрессивной среды. В некоторых случаях меры по защите, восстановлению и усилению сооружений являются малоэффективными. В этом случае принимаются меры по снижению агрессивного действия окружающей среды.

Нивелирование агрессивного действия среды

Фундаменты, подземные сооружения и коммуникации наиболее подвержены выщелачиванию и карбонизации грунтовыми водами. Чтобы нейтрализовать влияние агрессивной среды, проводится обустройство следующих конструкций:

  • дренажи;
  • кюветы;
  • нагорные канавы;
  • водонепроницаемые завесы;
  • лотки.

На пути грунтовых вод также выставляют глиняные, битумные, петролатумные подушки. Траншеи, наполненные известняком, подходят для очистки сточных и грунтовых масс от углекислоты и кислых солей.

Для нейтрализации парогазовой среды внутри зданий используют дополнительную вентиляцию и просушку. Кислоты, попавшие на поверхность бетона, нейтрализуются содовыми и щелочными растворами.

Повышение стойкости бетонных сооружений

Для восстановления поврежденных бетонов применяют такие технологии, как обработка поверхностей и инъекции растворов в толщу конструкции. Инъекции классифицируются по типу расходных материалов на цементные, битумные, силикатные и смоляные.

В процессе цементации в бетоне пробуривают глубокие отверстия, через которые в полотно нагнетают цементный раствор повышенной прочности. В результате застывания бетонные столбики предотвращают разрушение конструкции, повышая ее прочностные характеристики.

Силикатизация проводится по той же технологии, однако вместо цемента в отверстия заливается жидкое стекло и раствор хлорида кальция. Образующийся в результате химических реакций гидросиликат устойчив к растворению и вымыванию из бетона.

Битумизация – процесс обогащения железобетона битумом. Добавка повышает прочность и коррозийную стойкость бетона в агрессивных средах, а также нивелирует риск образования ржавчины.

Смолизация – технология укрепления и защиты мелкопористых бетонов. В отверстия вводят водный раствор карбамидной смолы и химически нейтральные отвердители. После застывания смолы снижают истираемость и хрупкость конструкции.

В отличие от инъекций, технология обработки поверхностей не требует больших трудозатрат. В качестве расходных материалов применяются полимеры (технология гидрофобизации), либо флюаты (флюатирование). Специальные составы наносятся на бетонные кистью, валиком или пульверизатором.

Чтобы предотвратить разрушение бетона в агрессивной водной среде, специалисты рекомендуют проводить регулярную обработку поверхностей. Химические растворы и пропитки глубокого проникновения эффективно защищают конструкции от атмосферных осадков, конденсата и агрессивной парогазовой среды.

Бетон от компании EuroBeton

КСМ «ЕвроБетон» предлагает цементные растворы, товарные бетоны и ж/б-конструкции собственного производства. Продукция компании соответствует требованиям ГОСТ и международным стандартам качества. Перед поступлением в продажу строительные материалы проходят лабораторную проверку и комплектуются строительными паспортами.

Все материалы изготовлены с учетом климатических особенностей Ростова-на-Дону и почвенным составом региона. Для получения более подробной информации позвоните по указанному телефону или оставьте заявку на обратный звонок.

Реакция щелочей цемента с заполнителями бетона

В течение последних 20 лет обнаружены некоторые разрушительные химические реакции между заполнителем и окружающим его цементным камнем. Наиболее распространенной является реакция между активными кремнеземистыми составляющими заполнителя и щелочами цемента. Реакционноспособными модификациями кремнезема являются опал (аморфный), халцедон (скрытокристаллический, волокнистый) и триди-мит (кристаллический). Эти реакционноспособные минералы встречаются в кремнистых сланцах с включениями опала и халцедона, кремнистых известняках, риолитах и риолитовых туфах, даците и дацитовых туфах, андезите и андезитовых туфах и филлитах. Реакция начинается с взаимодействия щелочных гидроокисей, полученных из щелочей (Na2O и КгО), и кремнеземистых минералов заполнителя. В результате образуется гелеобразное вещество, состоящее из силикатов щелочных металлов, при этом происходит увеличение объема заполнителя.

Читайте так же:
Бетонные кирпичи для фасада

Гель характеризуется значительной способностью к разбуханию. Он поглощает воду с последующим увеличением своего объема. Так как гель заключен в окружающий его цементный камень, то возникает внутреннее давление, которое в конце концов приводит к возникновению трещин и разрушению цементного камня. По-видимому, расширение вызвано гидравлическим осмотическим давлением, хотя оно может быть также вызвано повышающимся давлением еще твердых продуктов реакции щелочей с кремнеземом. Наиболее разрушительным для бетона является разбухание твердых зерен заполнителя. Некоторая часть мягкого геля выщелачивается водой и откладывается в трещинах, появившихся в результате разбухания заполнителя.

Можно предсказать, что при использовании определенных материалов будет происходить реакция щелочей цемента с заполнителями, но обычно нельзя оценить разрушительное воздействие этого процесса на бетон, зная лишь содержание реакционноспособных материалов. Например, на фактическую реакционную способность заполнителя влияют размер его зерен и пористость, поскольку от них зависит величина площади поверхности заполнителя, на которой может протекать реакция. Хотя содержание щелочей определяется лишь видом цемента, их концентрация на реакционноспособной поверхности заполнителя будет определяться величиной площади этой поверхности. Минимальное содержание щелочей цемента, при котором может быть реакция расширения, составляет 0,6% (в пересчете на эквивалент щелочи Na2O)

Содержание солей калия пересчитывается на эквивалентное количество ИагО умножением содержания К2О в клинкере на коэффициент 0,658. Известно, однако, что в исключительных случаях цементы даже с низким содержанием щелочей вызывают расширение. В определенном диапазоне расширение бетона, приготовленного на реакционноспособном заполнителе, тем больше, чем выше содержание щелочей в цементе, а для данного состава цемента — чем выше его тонкость помола.

Среди других факторов, влияющих на ход реакций щелочей цемента с заполнителем, следует указать присутствие неиспаряющейся воды в цементном камне и степень водопроницаемости цементного камня. В условиях попеременного увлажнения и высыхания наблюдается ускорение реакции. Повышенная температура ускоряет эту реакцию, по крайней мере в диапазоне 10—40° С. Таким образом, можно видеть, что влияние различных физических и химических факторов обусловливает сложность процессов при взаимодействии щелочей цемента с заполнителем. В частности, в результате водопоглощения гель может изменять свою структуру, что приводит к повышению давления, в то время как в других случаях наблюдается диффузия геля из замкнутого пространства.

Поэтому, хотя мы знаем, что некоторые виды заполнителей являются реакционноспособными, не существует простого способа определения того, будет ли такой заполнитель вызывать чрезмерное расширение вследствие реакции с щелочами цемента. Обычно следует полагаться на результаты наблюдений в процессе эксплуатации. Если в вашем распоряжении таких результатов нет, то можно лишь определить потенциальную реакционную способность заполнителя, но не доказать, что реакция будет иметь место. Методика ускоренных химических испытаний приведена в Технических условиях ASTM С 289—57Т. Эти испытания позволяют определить уменьшение щелочного содержания нормального раствора NaOH в результате его контакта с тонкоизмельченным заполнителем при температуре 80° С, при этом устанавливают количество растворенного кремнезема. Обычно считают, что разрушительная реакция возможна в тех случаях, когда результаты испытаний ложатся вправо от разделительной линии на графике.

Из числа физических испытаний по определению реакционной способности заполнителя в США распространены испытания балочек из цементного раствора. Испытываемый заполнитель определенной фракции используют для изготовления специальных балочек из цементно-песчаного раствора с применением цемента с эквивалентным содержанием щелочей не менее 0,8%. Балочки хранят над водой при температуре 37,8° С; при такой температуре расширение проходит более интенсивно, чем при более высоких или низких температурах. Ускорению реакции также способствует использование довольно высокого водоцементного отношения. Подробная методика этих испытаний описана во Временных технических условиях ASTM С 227—58Т.

Испытываемый заполнитель считают непригодным для бетона, если его расширение к 6 месяцам составляет более 0,05% и к 1 году твердения— более 0,1%. Если превышено только 6-месячное значение, то полагают, что применение данного заполнителя не приведет к разрушительному расширению.

Установлено, что результаты этих испытаний очень хорошо коррелируют с результатами эксплуатационных наблюдений, хотя требуется значительное время, прежде чем можно будет вынести решение о пригодности заполнителя для бетона. С другой стороны, результаты химических испытаний часто не являются решающими.

Читайте так же:
Тоо кокше цемент контакты

Установлено, что расширение вследствие реакции щелочей цемента с заполнителем может быть уменьшено или исключено совсем путем введения в бетонную смесь реакционноспособного кремнезема в тонко-измельченном виде.

Механическое и химическое разрушение бетона под действием воды

Механическое разрушение бетона может быть вызвано тремя причинами:

— избыточной проницаемостью. В агрессивной воде необходимо применять очень плотный бетон (300—400 кг/м3);

Химическое разрушение может быть вызвано несколькими причинами: агрессивностью СО2, действием сильных кислот, аммиака, сульфатов, сильных щелочей, а также бактериальной коррозией с образованием H2S.

Агрессивное действие С02. Бетонные конструкции подвергаются воздействию диоксида углерода в мягкой воде или при содержании в воде избыточного С02 более 15 мг/л. Однако высокая щелочность в порах бетона вызывает образование отложений карбоната кальция и других солей, которые временно замедляют разрушение бетона такой водой.

Действие диоксида углерода не приводит к существенному разрушению бетона, если щелочность, обусловленная бикарбонатом кальция, превышает 1—1,2 мг*экв/л и pH выше 6,5, что соответствует условиям, близким к углекислотному равновесию.

Разрушение бетона сильными кислотами. Коррозия бетона резко усиливается с повышением растворимости образующихся солей кальция. Скорость коррозии бетона возрастает в присутствии фосфорной, серной, азотной, соляной и других кислот. Органические кислоты также вызывают коррозию бетона.

Если кислотность среды не очень высокая, коррозионную стойкость бетона можно увеличить снижением водоцементного отношения и (или) применением глиноземистого цемента, использование которого вызывает определенные трудности. Он применяется при значениях pH >2 и требует соблюдения некоторых предосторожностей.

Бетонные конструкции часто подвержены образованию трещин и полностью могут быть защищены путем нанесения соответствующих покрытий.

Некоторые правила по сбросу сточных вод рекомендуют, чтобы pH воды, находящейся в контакте с бетонными конструкциями, был в диапазоне 4,5 (или 5,5) —9.

Действие аммиака, содержащегося в сточных водах, может вызвать разрушение бетона вследствие развития реакций нитрификации, которые приводят к образованию кислоты, но могут идти только в аэробной среде (например, в открытых градирнях), и в результате выделения аммиака, замещенного известью, который ускоряет сольватацию последней и вызывает быстрое разрушение цемента. Тот же процесс может начаться под действием солей магния или других оснований, более слабых, чем известь. Поэтому следует избегать избыточных концентраций NH4 + и Mg 2+ , особенно при наличии в воде сульфатов.

Действие сульфатов очень сложно. Оно основано на превращении сульфата кальция в расширяющуюся соль, известную под названием эттрингита. При этом происходит:

сульфатирование свободной извести в цементе сульфатами, растворенными в воде:

Са (ОН)2 + Na2SO4 + 2Н2O -> CaS)4 • 2Н2O + 2NaOH;

превращение алюминатов в цементе в эттрингит, который сильно расширяется (в 2—2,5 раза):

ЗСаО • А1203 • 12НаО + 3CaS04 • 2Н20 + 13Н20 -> ЗСаО • А1203 • 3CaS04 • 31Н20.

В присутствии магния эти два основных процесса могут сопровождаться разложением содержащихся в цементе щелочных силикатов.

Немецкий стандарт DIN 4030 устанавливает пределы оценки агрессивности соленой воды по отношению к бетонам стандартных марок.

Основные виды разрушения бетона

Бетон является наиболее востребованным конструкционным материалом. Занимая первое место по объемам производства, он используется только для нужд строительства, что объясняется высокой прочностью и низкой пластичностью, а также комплексом наиболее подходящих для этой сферы эксплуатационных характеристик. Как и любой другой материал, бетон подвержен воздействию разрушающих факторов, что требует проведения специальных мероприятий по защите конструкций уже на этапе изготовления смеси и заливки ЖБК. При выборе марки материала, метода укладки и других особенностей технологического процесса необходимо учитывать те условия, в которых будет эксплуатироваться здание или сооружение, чтобы предотвратить его разрушение. Для этого важно понимать причины и механизмы возможного разрушения бетона.

При эксплуатации на ЖБИ и ЖБК действует множество факторов, которые условно можно разделить на следующие группы:

  1. химические факторы, возникающие в результате взаимодействия различных веществ (компонентов бетона, воды и растворенных в ней веществ, газов);
  2. физические явления (температурные перепады, циклическое замораживание и оттаивание бетонной массы и усадочные процессы, развивающиеся как в процессе заливки бетона, так и со временем);
  3. механические воздействия (удары, истирание, вибрационные и другие нагрузки);
  4. трещины и другие дефекты, возникающие как вследствие естественных процессов, так и в результате неправильного монтажа опалубки, несоответствия характеристик бетона нормативным показателям или ошибок при заливке ЖБК.
Читайте так же:
Жидкое стекло цемент чугунную трубу

Часть из указанных групп факторов является объективной реальностью, поэтому должна учитываться при проектировании конструкций, разработке режимов их монтажа, эксплуатации, защиты и ремонта. Обычно мероприятия по их предотвращению, устранению и минимизации прописаны в СНиПах и другой нормативно-технической документации, например, морозостойкость бетона для изготовления ЖБИ и ЖБК изначально выбирается с учетом условий их эксплуатации.

Другая часть причин имеет случайный характер, например, проявляется вследствие несоблюдения технологии производства и доставки бетона, нарушений в процессе выполнения строительных работ, просчетов при проведении изысканий. В этом случае на первый план выходит оперативность и правильность диагностики разрушений, что позволяет вовремя выполнить ремонтные или защитные работы и продлить срок службы или повысить надежность эксплуатации конструкции.

Химические факторы

В процессе эксплуатации железобетонных конструкций в воздушной среде, на них значительное влияние оказывают все кислые газы. Поскольку основным содержащимся в воздухе веществом этого класса является углекислота (концентрация CO2 на несколько порядков выше концентрации прочих кислых газов), то ее принято считать основным фактором воздействия. Диоксид углерода, взаимодействуя в присутствии влаги с компонентами бетона (продуктами гидратации извести, в частности, Ca(OH)2), вызывает образование карбоната кальция (СaCO3) и H2O по следующей реакции:

Существуют и другие механизмы взаимодействия углекислоты с разными продуктами реакции. Но, в целом, этот процесс можно охарактеризовать, как интенсивный, из-за высокой способности бетона к поглощению влаги и углекислоты из атмосферы и диффузии и капиллярного их переноса в объем материала. Следует учесть, что на первом этапе процесс карбонизации можно рассматривать, как положительный, поскольку образующийся карбонат кальция имеет меньшую растворимость, чем гидроксид кальция, что приводит к повышению прочности бетона. Так как СaCO3 стремится закупорить имеющиеся поры, то процесс проникновения газов вглубь конструкции замедляется.

С другой стороны, глубоко проникшая карбонизация приводит к нежелательным последствиям. При определенных условиях из-за интенсивного выщелачивания развиваются процессы коррозии арматуры, увеличивается ее объем, появляются избыточные напряжения, и, как следствие, трещины и сколы бетона. После этого процесс еще больше интенсифицируется и требует немедленных мер по ремонту конструкции. Диагностика разрушений бетона, вызванных воздействием карбонатов, осуществляется посредством цветового теста с использованием фенолфталеина. Некарбонизированный бетон в результате нанесения на поверхность 1% раствора фенолфталеина краснеет, а цвет карбонизированного не меняется.

Выщелачивание бетона происходит по аналогичному механизму, но требует присутствия влаги с растворенными в ней углекислотой и другими агрессивными компонентами. В результате цементный камень разрушается, и конструкция теряет прочностные свойства. Диагностика выщелачивания бетона производится визуальным методом, при котором контролируется разрушение цементного камня. При воздействии сульфатов происходит образование внутри структуры бетона продуктов реакции (гипса, таумаситов и эттригидов), которые, увеличиваясь в объеме, вызывают возникновение напряжений и разрушение матрицы. Диагностику таких явлений проводят в лабораторных условиях путем изучения дифрактограммы.

Рисунок 2. Процесс определения карбонизации бетона

Разрушение хлоридами происходит в условиях воздействия морской воды, антиобледенителей и солей. Хлор, проникая до уровня арматуры, растворяет пассивирующую пленку оксидов железа, запуская процесс коррозии. На скорость проникновения хлоридов влияет их концентрация, влажность и проницаемость бетона. После начала процесса коррозии, как и в предыдущих случаях, из-за появления новых путей проникновения агрессивных веществ происходит нарастающее разрушение бетона. Критическая концентрация хлоридов прямо пропорциональна показателю рН бетона, что позволяет связать механизм разрушения с воздействием карбонатов и обеспечить комплексную защиту конструкций.

Для диагностики разрушения хлоридами используются несколько методов. Путем химического анализа устанавливается их весовая концентрация в цементе. Также диагностика производится при помощи цветового теста или анализа дифрактограммы в рентгеновском спектре. Наиболее доступным методом является цветовой тест, состоящий в обработке бетона раствором нитрата серебра и флуоресцеина и последующем контроле изменения цвета. При разрушении сульфатами бетон приобретает светло-розовую окраску, а при отсутствии этого процесса — темную.

Еще одним химическим механизмом разрушения бетона является взаимодействие щелочей цемента и заполнителей. В состав некоторых заполнителей входит реакционноспособный кремнезем, реагирующий со щелочами и солями натрия и калия с образованием геля, который в присутствии влаги или воды расширяется, разламывая окружающий бетон. В результате образуются силикаты гидратированного калия и натрия с большим объемом, что приводит к появлению трещин на поверхности бетона, подрыву его участков и вспучиванию. На скорость реакции влияет уровень влажности, а так процесс замерзания и оттаивания бетона. Признаки реакции щелочей цемента и заполнителей бетона определяются при помощи цветового теста или визуально. В последнем случае диагностируется набухание и упорядоченное паутинообразное растрескивание. Цветовой тест проводится при помощи кобальтинитрита натрия, позволяя выявить гель по окрашиванию в желтый цвет.

Читайте так же:
Бетон м 400 расход цемента

Физические факторы

Из физических факторов, влияющих на прочность бетона, следует выделить усадку и негативные температурные условия.

Усадка делится на два вида:

  • пластическая — наблюдается в пластичной стадии, то есть во время или в первые дни после укладки бетона, и обусловлена быстрым выделением содержащейся в нем влаги. При этом на его поверхности материала образуются провалы, микротрещины или трещины;
  • гигрометрическая — происходит в первые месяцы после схватывания бетона.

Рисунок 3. Результат воздействия пластической усадки бетона

Основным методом борьбы с пластической усадкой является укрывание свежеуложенного бетона слоем водонепроницаемой пленки, нанесение материалов, создающих защитную пленку, или орошение водой на протяжении нескольких суток. Избежать гигрометрической усадки позволяет использование добавок, снижающих водоцементное соотношение (В/Ц).

Цикл замерзания и оттаивания — процесс проникновения воды внутрь бетона, ее последующего замерзания с увеличением объема и создание напряжений в теле конструкции. Для предотвращения таких явлений требуется уменьшение капиллярной микропористости на стадии производства бетона за счет добавления воздухововлекающих добавок и морозостойких заполнителей, что позволяет обеспечить оптимальное соотношение В/Ц.

В результате высоких температур также возможно разрушение бетона. В частности, этот процесс может быть обусловлен разными коэффициентами термического расширения арматуры и бетона, разрывом заполнителя с вяжущим, быстрым остыванием материала при тушении пожара водой и другим факторами.

Механические факторы

К механическим факторам относятся:

  • истирание за счет регулярного воздействия твердых абразивных частиц, пешеходных и механических нагрузок. Стойкость к истиранию увеличивается за счет повышения водоцементного соотношения или путем насыщения верхнего слоя бетона специальными полимерами или цементами с твердыми добавками;
  • ударное разрушение в результате интенсивных ударов, передвижения механических транспортных средств. Повышения ударостойкости можно добиться применением более прочного бетона, схемой армирования и правильным подбором шовного герметика;
  • выветривание или эрозия за счет воздействия ветра, воды или обледенения, вызывающего оголение поверхности бетона до заполнителя. Если в результате визуального контроля обнаружился процесс эрозии, необходимо обеспечить своевременный ремонт и защиту поверхности бетонной конструкции.

Истирание и ударное разрушение бетона можно предотвратить на этапе разрушения бетона путем правильного выбора состава и методов защиты. Борьба с эрозией состоит в своевременной диагностике и ремонте ЖБК и ЖБИ.

Основные виды дефектов

Из основных видов дефектов отметим следующие явления, связанные с технологическими факторами:

  • наплывы возникают из-за недостаточной подгонки опалубки, проливов или неквалифицированной укладки бетона;
  • выступы на поверхности образуются при использовании неправильной установленной или недостаточно жесткой опалубки;
  • полости в объеме бетона формируются при зависании смеси на опалубке или арматуре, на месте технологических швов или при преждевременном схватывании уложенных ранее слоев;
  • раковины появляются из-за скопления воздуха или воды у поверхности конструкции, при недостатке раствора, плохом уплотнении смеси или ее повышенной жесткости;
  • усадочные трещины возникают при недостаточном уходе за свежеуложенным бетоном;
  • конструктивные и технологические трещины проявляются из-за повреждения ЖБК в результате транспортировки, монтажа, защемления и воздействия эксплуатационных нагрузок.

Рисунок 5. Дефект бетонной конструкции

Методы ремонта повреждений

По степени влияния на несущую способность конструкции выделяют несколько групп повреждений и, соответственно, мероприятий по их ремонту или компенсации. Наиболее «легкими» считаются дефекты, не влияющие на прочность конструкции (пустоты, поверхностные раковины, выбоины, трещины, разрушение поверхностного слоя). Они не требуют срочного ремонта, но должны быть устранены в плановые сроки для предотвращения дальнейшего развития или образования новых мелких трещин. В этом случае обязательно необходимо обеспечить защиту конструкции от воздействия внешних разрушающих факторов.

При диагностике повреждений, снижающих долговечность и надежность конструкции (пустот, сколов и раковин с оголением арматуры, глубинной или поверхностной коррозии бетона), необходимо в безотлагательном порядке провести мероприятия по их устранению. В частности, производится заделка пустот и трещин, удаление рыхлого и корродирующего слоев бетона и последующее нанесение специальных материалов.

При обнаружении повреждений, снижающих несущую способность конструкции (наклонных, горизонтальных трещин в объеме несущих конструкций, пустот в сжатых зонах, трещин в сопряжениях плит и др.), производится срочный ремонт. В большинстве случаев ликвидация таких дефектов требует разработки индивидуального проекта.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector