Бетон обладает отличной прочностью. Именно поэтому это наиболее широко используемый строительный материал при возведении капитальных сооружений различного назначения. Однако ошибки при проектировании и строительстве, воздействие суровых погодных условий и различных химических и органических соединений, воздействие огня или высоких температур могут привести к повреждению бетона. Это непременно окажет пагубное влияние на эстетические, структурные и функциональные свойства конструкции.

В этой статье мы рассмотрим основные причины, способные вызвать повреждение бетона. А также дадим некоторые советы как этого избежать.

Карбонизация

Процесс карбонизации происходит, когда углекислый газ проникает в бетон через микротрещины и поры. Далее он реагирует с гидроксидами, такими как гидроксид кальция, и образует карбонат кальция. Продукт реакции снижает рН в бетоне с 13 до 8. Снижение щелочности подвергает закладные стальные стержни коррозии. По этой причине все металлические детали, соприкасающиеся с бетоном, должны быть обработаны антикоррозийным составом. В добавок необходимо строго соблюдать толщину защитного бетонного слоя. У каждой конструкции он свой.

Карбонизация бетона – медленный процесс. Если качество бетона хорошее, скорость карбонизации оценивается в 1 мм/год. Тем не менее скорость карбонизации увеличивается в бетоне с:

  • низким содержанием цемента,
  • низкой прочностью,
  • коротким периодом отверждения,
  • высоким водоцементным отношением,
  • высокой проницаемостью.

Относительная влажность бетона является еще одним фактором, влияющим на скорость карбонизации. Она достигает своего максимума при относительной влажности бетона в пределах 50-75%.

Наконец, карбонизация затрагивает части бетонного здания, которые непосредственно подвергаются воздействию осадков, получают недостаточно солнечного света и имеют небольшую толщину бетонного покрытия. Карбонизационная коррозия часто возникает на фасадах зданий с неглубоким бетонным покрытием.

Как проверить уровень рН? На поверхность среза бетона нанесите индикаторный раствор фенолфталеина. Если раствор остается бесцветным, то pH бетона меньше 8,6, что указывает на карбонизацию и необходимость принимать меры. Однако, если раствор становится фиолетовым, то pH выше 8,6. Значит нет причин волноваться по поводу карбонизации бетона.

Коррозия арматуры

Коррозия арматуры является основной причиной повреждения бетона. Это происходит, когда pH бетона снижается до 10 или меньше. И в него попадают ионы хлорида, кислород и влага. В результате объем продукта коррозии (ржавчины) больше, чем стали. Это создает дополнительную нагрузку на бетон, вынуждая его трескаться, расслаиваться или отслаиваться.

Как замедлить процесс? Коррозию арматуры в бетоне можно значительно уменьшить, укладывая бетон с низкой проницаемостью и не допуская трещин при наборе прочности, а также обеспечивая слой бетонного покрытия требуемой толщины.

Химическое влияние на бетон

Сульфаты натрия, калия, кальция или магния, находящиеся в почве, морской или грунтовой воде, могут проникать в структуру бетона, вступать в реакцию с составляющими. Это приводит к преждевременному старению бетона. Кроме того, внутренняя сульфатная атака (обычно происходит с фундаментом и плитами первого этажа, контактирующими с почвами, содержащими источник сульфатов. Растворенные грунтовой влагой сульфаты проникают в бетон, где реагируют с различными минеральными фазами затвердевшего цемента) создает материал, который поглощает воду и вызывает значительное напряжение в бетоне. Это приводит к деформации и растрескиванию вплоть до потери несущей способности.

Эта форма химического воздействия более выражена во влажных и сухих условиях эксплуатации. Использование низкого водоцементного соотношения является лучшей мерой для предотвращения сульфатных атак.

Воздействие различных кислот растворяет связующее вещество с поверхности бетона. Реакция щелочи с заполнителем создает расширяющийся продукт. А воздействие мягкой воды разрушает цементное тесто в бетоне.

Здесь поможет поверхностная защитная обработка бетона. Кроме того, правильно затвердевший бетон с низкой проницаемостью может снизить скорость кислотного воздействия.

Перегрузка и эксплуатационные нагрузки

Расположение тяжелых предметов на бетонной поверхности, которая не рассчитана на такие нагрузки, вызывает микротрещины. Перегрузка может возникнуть из-за внесений изменений в конструктив без правильного расчёта при модернизации и реконструкции. Нельзя исключать и непреднамеренные перегрузки и форс-мажорные события, таких как землетрясение.

Преждевременное снятие опалубки или использование тяжелого оборудования может привести к перегрузке некоторых элементов конструкции. Например, ударное или вибрационное оборудование может привести к обширным микротрещинам.

Грамотный расчёт при проектировании справится с этой проблемой. Для сейсмически опасных районов свои правила проектирования.

Воздействие огня

Если бетон подвергается воздействию высокой температуры, он теряет большую часть своей прочности на сжатие, прочность на изгиб и эластичность. Бетон с высоким соотношением заполнителя и цемента менее подвержен снижению прочности на сжатие. И чем ниже водоцементное отношение, тем меньше потеря модуля упругости. В результате вода, попавшая в бетон, может вызвать его растрескивание.

Соблюдайте правила пожарной безопасности!

Переувлажненный бетон

Чрезмерное отношение воды к цементу в бетонной массе выталкивает последний на поверхность. В результате поверхность бетона высохнет быстрее, чем основная масса. Это непременно приведет к усадке, трещинам и снижению прочности на сжатие.

Бетонная смесь требует строго контроля при приготовлении с правильным подбором ингредиентов.

Бетон у всех ассоциируется с чем-то прочным, вечным. Это так и есть, но только при условии грамотного расчёта, приготовления и эксплуатации. Уделите железобетонным конструкциям особое внимание! И ни в коем случае не рассматривайте варианты как бы сэкономить. Это не тот случай.

Рекомендуем: