Причины разрушения бетонных конструкций. Виды разрушения бетона


Разрушение бетона. Салон Венеция, г.Ижевск

Немного истории...

Считается, что первыми начали применять бетон в строительстве римляне. Они использовали смесь из извести, пуццоланов, бутового камня и воды. К числу самых знаменитых сооружений римлян принадлежит виадук Pont du Gard в Ниме. Pont du Gard в Ниме

Самый высокий сохранившийся древнеримский акведук, перекинут через реку Гардон (прежде называемую Гар) во французском департаменте Гар близ Ремулана. Длина 275 метров, высота 47 метров. Памятник Всемирного наследия ЮНЕСКО (с 1985 г.), построенный приблизительно '50 г. до нашей эры и здание Пантеона в Риме, которое относится к 27 г. до нашей эры.

Подобные примеры дают представление о немыслимых возможностях этого материала. В своем труде «Об архитектуре» известный писатель, архитектор и инженер Витрувий, восходящем где-то к 25 г. до нашей эры, обсуждает использование конгломерата или так называемого «opus caementitium» на латыни, в состав которого входила смесь извести, песка и воды, смешанных с кусками камня и кирпичами.

Эти примеры убедительно демонстрируют античные корни материала, который мь, попробуем проанализировать. Чтобы понять, что такое «современный бетон», необходимо обратиться к началу 19-го столетия. Для формирования гранул из клинкера в составе смеси применялся вяжуший материал. Смесь получалась в результате спекания сырьевой смеси, состоявшей из глины и иззестняка. при температуре до 1500 °С. Смешанный с соответствующими измельченными добавками и перемолотый он получил название портландцемента за сходство с портландским камнем. Бетон, применяющийся в нашу эпоху, представляет собой смесь воды, цемента, заполнителей и. там где это требуется, - добавок (пластификаторов, суперпластификаторов и т. п.). Они изменяют реологию бетонной смеси,свойства и эксплуатационные характеристики бетона. Кажется, что этому материалу нет равных по долговечности. Он изготовляется из легкодоступных ингредиентов, он сравнительно дешев, прост в применении и т, п. Однако все это верно лишь отчасти. Например, бетон отличается великолепной прочностью на сжатие и очень плохо выдерживает растяжение. По этой причине, чтобы избавиться от этого недостатка, его армируют при помощи стальной арматуры. Однако это влечет за собой другие проблемы, которые будут рассмотрены в дальнейшем. Еще одним фундаментальным ограничением для бетона является его чувствительность к условиям, в которых он замешивается и укладывается, а они могут варьироваться в очень широких пределах, что создает дополнительные проблемы.

Существует ряд параметров, которые оказывают влияние на качество продукта. Если не уделять им должного внимания, бетон будет более уязвим.

В последние годы все возрастающая потребность в обслуживании и ремонте зданий предопределила существенное изменение связанных с этим затрат, по сравнению с издержками на строительство новых сооружений. Более того, непрерывный рост затрат на строительство практически всегда приводит к тому, что экономически целесообразными оказываются ремонтные работы, даже когда разрушение здания зашло достаточно далеко. Даже в качественно приготовленном бетоне, который эксплуатируется в агрессивной окружающей среде, рано или поздно могут появиться дефекты, свидетельствующие о его разрушении.

Здесь можно рассмотреть основные факторы, способствующие разрушению бетонных конструкций: 

Агрессивное воздействие внешней среды.

Агрессивное воздействие физических факторов.

Агрессивное механическое воздействие. 

Дефекты.

 

Избежать разрушения бетона можно, предприняв определенные меры на стадии проектирования с тщательным учетом характера окружающей среды в месте его укладки. В стандартах UNI 11104:2004 («Бетон - технические условия, рабочие характеристики, производство и соответствие требованиям. Дополнительные инструкции по применению стандарта EN 206-1») выделены 6 классов воздействия. Для каждого из них приведены инструкции по проектированию, подготовке и укладке бетона.

Класс воздействия

ХО

Окружающая среда

Угроза коррозии или агрессивного воздействия отсутствует

Сооружение

Армированный или неармированный бетон

Подклассы ХО

ХС

Коррозия, вызываемая карбонизацией

Армированный бетон

ХС1, ХС2, ХСЗ и ХС4

XD

Коррозия, вызываемая хлоридами, не содержащимис морской воде

в Армированный бетон

XD1, XD2 и XD3

XS

Коррозия, вызываемая хлоридами, содержащимися морской воде

Армированный бетон

в

XS1, XS2и XS3

XF

Агрессивное воздействие при циклическом замерзании и оттаиван в сочетании с применением conei- противообледенительных реагенте или без них

Армированный или ии неармированный бетон

в

XF1, XF2, XF3 и XF4

ХА

Химическое воздействие

Армированный или неармированный бетон

ХА1, ХА2 и ХАЗ

Все классы и подклассы определяются и описываются в стандартах UN111104 следующим образом.

КЛАСС Х0: Для бетона без арматуры или металлических вставок: все условия за исключениемциклического замерзания и оттаивания, а также химического воздействия. Армированный бетон или бетон с металлическими вставками: в очень сухой среде.

КЛАСС ХС: Коррозия, вызываемая карбонизацией.ХС1: Сухая или постоянно влажная среда.ХС2: Влажная, изредка сухая среда.ХСЗ: Умеренная влажность.ХС4: Циклическое увлажнение и высыхание.

КЛАСС XD: Коррозия, вызываемая хлоридами, не содержащимися в морской воде.

XD1: Умеренная влажность.

XD2: Влажная, изредка сухая среда.

XD3: Циклическое увлажнение и высыхание.

КЛАСС XS: Коррозия, вызываемая хлоридами, содержащимися в морской воде. XS1: Воздействие солей морской воды без непосредственного контакта с ней. XS2: Постоянно погруженное состояние. XS3: Зоны, подверженные воздействию брызг и приливов.

КЛАСС XF: Агрессивное воздействие при циклическом замерзании и оттаивании в сочетании с

применением солей противообледенительных реагентов или без него.

XF1: Умеренное насыщение водой без противообледенительных реагентов.

XF2: Умеренное насыщение водой с противообледенительными реагентами.

XF3: Высокая степень насыщения водой без противообледенительных реагентов.

XF4: Высокая степень насыщения водой с противообледенительными реагентами или морской

водой.

КЛАСС ХА: Химическое воздействие при контакте с грунтовыми водами или потоками воды. ХА1: Среда с низким уровнем химического воздействия. ХА2: Среда с умеренным уровнем химического воздействия. ХАЗ: Среда с высоким уровнем химического воздействия.

В тех случаях, когда в существующей среде наблюдаются воздействия различных классов, теоретически, для каждого из них следует готовить свой тип бетона. Однако с практической точки зрения, это решение нецелесообразно. Поэтому в подобных условиях следует готовить бетон, рассчитанный на наихудший вариант воздействия.

 Приведем сводку рецептур приготовления бетона, отвечающих классам воздействия согласно стандартам UN111104: 

Класс

Подкласс

Макс, водоцеме-

нтное отношение

Мин. Прочность на сжатие (Rck) (МПа)

Мин. содержание цемента

(кг/мЗ)

Толщина защитного слоя

 

 

 

 

 

армир. бетон (мм)

сборный железобетон (мм)

ХО

 

Предела нет

Предела нет

Предела нет

15

20

ХС

ХС1

0,65

25

300

15

25

 

ХС2

0,60

30

300

25

35

 

ХСЗ

0,55

37

320

25

35

 

ХС4

0,50

37

340 .

30

40

XD

XD1

0,55

37

320

45

55

 

XD2

0,55

37

340

45

55

 

XD3

0,45

45

360

45

55

XS

XS1

0,50

37

340

45

55

 

XS2

0,45

45

360

45

55

 

XS3

0,45

45

360

45

55

XF

XF1

0,55

37

320

30

40

 

XF2

0,55

30

340

45

55

 

XF3

0,50

37

340

30

40

 

XF4

0,45

30

360

45

55

ХА

ХА1

0,55

37

320

25

35

 

ХА2

0,50

37

340

25

35

 

ХАЗ

0,45

45

360

25

35

Толщина бетона вокруг арматуры регламентируется документом EUROCODE 2.

 

Предоставлено компанией МАПЕИ

salonvenezia.ru

причины разрушения и профилактические меры

Срок эксплуатации бетонных конструкций рассчитан на длительный период времени — от 60 до 100 лет. Но на практике, уже спустя 2-3 года, могут появляться следы коррозии и выкрашивания. Почему так происходит и какие меры следует предпринимать, чтобы предотвратить коррозию бетона, подробно разберём в этой статье.

Основные виды коррозионных процессов

Класс и марка бетона зависят от процентного содержания цемента в составе. Именно качество цемента определяет такие свойства смеси как морозостойкость и водонепроницаемость. Но есть ещё одна немаловажная характеристика — подвижность смеси. Для достижения нужных параметров расплыва, жёсткости и степени уплотняемости, в смесь добавляют пластификаторы. Это позволяет избежать образования крупных пор, воздушных карманов и обезопасить конструкцию от коррозии в будущем.

Ни в коем случае нельзя заменять специальные средства на бытовую химию. Легкость укладки бетона обеспечить получится, а вот его прочность и долговечность — нет.

С помощью добавок исключается появление крупных пор, тогда как бетон сам по себе — пористый материал. Связано это с тем, что в составе смеси используется вода, которая при высыхании испаряется. Образовавшиеся поры становятся лазейкой для разрушительных воздействий.

Коррозия бетона подразделяется на четыре типа:

  • физико-химическая;
  • биологическая;
  • химическая;
  • радиационная.

Разрушение бетона от радиации — самое редкое явление, несмотря на то, что гранитный щебень, используемый в некоторых смесях, имеет собственный радиационный фон. Но он настолько незначителен, что существенно повлиять на прочность конструкции не может.

Коррозия бетона от радиации происходит следующим образом:

  • длительное воздействие излучения меняет кристаллическое состояние на аморфное;
  • происходит нарушение структуры материала и снижение прочности;
  • возрастает внутреннее напряжение и на бетоне появляются трещины.

Физико-химические факторы

Чем больше циклов замораживания и размораживания бетона происходит, тем больше влаги проникает в поры. При низких температурах вода превращается в кристаллы льда, которые расширяются и постепенно разрушают конструкцию. Как следствие, бетон трескается и выкрашивается.

Биологические причины

Нарушение условий эксплуатации может стать причиной биологической коррозии бетонной конструкции. При постоянной сырости на поверхности сооружений развиваются микроорганизмы, продукты жизнедеятельности которых разрушительно влияют на структуру бетона.

Химическое воздействие

Атмосферные осадки в сочетании с углекислым газом могут оказывать различное влияние на бетонные конструкции в зависимости от того, что остается на поверхности в результате: хлориды, карбонаты, сульфаты или окись азота. Так может происходить три типа процессов:

  1. Выщелачивание водами с малой жесткостью влечёт вымывание компонентов, растворимых в щелочной среде. Признаки процесса — налёт или потёки белого цвета. Иногда такая химическая реакция лишь увеличивает стойкость бетона к внешним воздействиям за счёт образования коллоидного слоя.
  2. Кристаллизация в связи с образованием плохо растворимых соединений. При контакте с сульфатами такие соединения кристаллизуются и расширяют бетон.
  3. Растрескивание из-за влаги в атмосфере происходит по причине образования рыхлых малорастворимых веществ, которые с течением времени проникают с поверхности внутрь конструкции. Обменные реакции усиливают коррозию бетона.

Способы предотвращения

Все защитные меры должны производиться в комплексе:

  • правильное определение проектной марки бетона;
  • закупка у компаний, придерживающихся технологии производства;
  • грамотная укладка и контроль набора прочности до достижения 70% от проектной;
  • предотвращение быстрого высыхания и воздействия в этот период прямого солнечного света;
  • использование методик по гидроизоляции поверхности конструкций.

Следует избегать постоянной сырости в тех случаях, когда для возведения сооружений не использовался мостовой бетон. При необходимости производят обработку антисептическими пропитками или сухими смесями.

Железнение поверхностей

Для повышения прочности и устойчивости к влаге, а также химическим веществам, часто производят железнение бетона. Этот способ применяется на этапе формального застывания смеси, когда в поверхность втираются смеси с алюминатом натрия, жидким стеклом, корундом, гранитным или кварцевым наполнителями. Полимерные армирующие добавки улучшают адгезию и усиливают эффект железнения. Минус способа в том, что он выполняется вручную и является достаточно трудоёмким, поэтому подходит для применения на небольших объектах.

Гидроизоляционные составы и материалы

К такому типу защиты от коррозии можно отнести целый перечень методик:

  • инъекционную;
  • проникающую;
  • разделительную.

Метод инъекции — инновационный, достаточно затратный и требующий специального оборудования, с помощью которого внутрь конструкции вводится гелеобразная субстанция. Образуется плотная водонепроницаемая мембрана, с высокой эффективностью предотвращающая проникновение жидкостей.

Проникающий метод, напротив, лёгок в применении, а из специального оборудования потребуется пулевизатор для оптимизации процесса нанесения гидроизоляции. Этот способ можно использовать при влажных поверхностях, так как в качестве катализатора выступает вода. Новая порция влаги запускает химический процесс кристаллизации, что лишь улучшает прочностные характеристики бетона. Из дополнительных преимуществ стоит отметить паропроницаемость кристаллического слоя, образующегося после нанесения гидроизоляционных составов, что исключает парниковый эффект.

И последний метод подразумевает создание разделительного слоя между поверхностью бетона и отделочными материалами. Плоскости конструкций обмазывают полимерными, битумно-латексными и полиакриловыми составами. Это гарантирует повышенный уровень влагоизоляции, пожаробезопасности и морозостойкости. К преимуществам следует отнести дешевизну метода, к недостаткам — невозможность использования, если проектом не предусмотрена декоративная отделка.

При правильном проектировании, возведении и эксплуатации сооружений из бетона, их долговечность превышает сроки службы построек из любых других материалов. Если остаются сомнения, что самостоятельно удастся выполнить все этапы строительства правильно, то непременно следует обратиться к профессионалам.

dvabrevna.ru

Причины разрушения бетонных конструкций – ГК «BETON-BETON»

Ремонт бетонных конструкций

ремонт бетона

В процессе эксплуатации различных зданий и промышленных сооружений бетон неизбежно подвергается разрушению. Из-за разрушения бетон теряет не только внешний вид, но и эксплуатационные качества, поэтому при эксплуатации этих объектов своевременное восстановление и ремонт бетонных конструкций является исключительно актуальным вопросом. Разрушению подвержена не только непосредственно бетонная поверхность, но и арматура бетона, поэтому при проведении ремонтных работ производится комплексная диагностика и при необходимости восстановление всего бетонного сооружения в целом.

Механическое разрушение бетонной поверхности

Механическое разрушение бетона происходит под влиянием многих факторов, но основными можно считать следующие причины разрушения бетонных конструкций:

  • перепады температур, а также попеременное замораживание и оттаивание поверхности бетона
  • ударные нагрузки (особенно на бетонных полах)
  • частое высушивание и увлажнение бетонной поверхности
  • интенсивные механические нагрузки
  • усадка бетона в процессе отвердевания при неточном соблюдении технологии
  • «пыление» бетона под воздействие воздуха и воды
  • повреждения от сейсмической активности почвы
  • физическое оседание бетона или почвы под ним в процессе эксплуатации сооружения

Помимо этих факторов, разрушение бетона могут вызвать биметаллическая коррозия или блуждающие токи, вредоносное воздействие некоторых микроорганизмов (например, в канализационных трубах), воздействие агрессивных химикатов, кислотных или щелочных растворов, неправильные условия эксплуатации, длительное воздействие высоких температур или вибрационных нагрузок.

Коррозия арматуры бетонных сооружений

Коррозия арматуры бетонных конструкций чаще всего происходит вследствие карбонизации бетона, т.е. потери щелочности вокруг стальной арматуры. В большинстве случаев такая коррозия происходит под воздействием некоторых атмосферных явлений, например, кислотных дождей и других загрязняющих атмосферу реагентов, углекислого газа и особенно хлоридов. Разрушающее действие оказывают морская вода и реагенты, применяемые против обледенения в холодное время года. Расположение бетонной конструкции также может влиять на разрушительный процесс: например, преобладание ветров со стороны моря или другие климатические особенности, длительное воздействие слишком низких температур в зимнее время или слишком жаркой и влажной погоды летом.

Как правило, причины разрушения бетонных конструкций являются комплексными и разрушение происходит под воздействием целого ряда факторов, поэтому для улучшения эксплуатационных характеристик бетонным конструкциям необходима регулярная диагностика их состояния, а при необходимости – своевременный ремонт и защита

beton-beton.ru