Разрушение бетонных конструкций — причины, способы борьбы, советы

Эксплуатационный срок бетонных изделий доходит до ста лет, но нередко разрушение начинается значительно раньше. Почему бетон дает трещины и начинает крошиться, и можно ли этого избежать? О причинах преждевременной потери прочности и методах борьбы с ними мы расскажем в этой статье.

Прочность бетона определяется огромным количеством факторов, часть из которых связана с подбором материалов, часть — с соблюдением технологий, а некоторые — с условиями, в которых оказывается готовая конструкция. К самым распространенным причинам разрушения бетона относятся:

• неточности, допущенные при проектировании;
• низкое качество компонентов бетонной смеси;
• коррозия арматуры;
• перепады температур;
• воздействие агрессивных веществ;
• повышенная влажность;
• слишком высокие нагрузки.

Некоторые причины преждевременного разрушения бетона можно убрать еще в самом начале строительства.

Чтобы избежать проблем, возникающих из-за низкого качества смеси, закажите готовый бетон у проверенного производителя. А противокоррозионная обработка арматуры предотвратит ее порчу даже в условиях повышенной влажности.

Соблюдаем сроки твердения

После того, как бетонный раствор схватится, часто возникает соблазн сразу же перейти к следующему этапу работ или начать использовать конструкцию по назначению. Например, при заливке площадки для автомобиля многие начинают ставить на нее машину уже через трое суток после окончания бетонирования. Однако специалисты рекомендуют подождать хотя бы три недели: внутри цементной смеси в это время все еще происходят сложные процессы набора прочности. Поскольку для них требуется наличие влаги, опытные строители в течение 15 дней производят увлажнение бетона.

Уменьшить испарение воды помогает простой способ: увлажненную из лейки поверхность накрывают полиэтиленовой пленкой или влагостойкой бумагой. Можно использовать и подручные материалы — например, опилки. Время от времени нужно проверять уровень влажности: на участках, попавших под прямые солнечные лучи, испарение будет проходить интенсивнее.

Существует и более эффективный, хотя и сравнительно дорогостоящий способ: нанесение этинолевого лака или водно-битумной эмульсии с добавлением известкового молочка. На поверхности бетонной конструкции образуется защитная пленка, которая частично отражает свет и замедляет испарение воды.

Для чего нужно железнение

Этот метод, который применяется после заливки, позволяет улучшить гидроизоляцию наружного слоя и придать ему повышенную твердость. Для этой операции можно использовать цемент, а также особые смеси, в которые включают корунд, алюмат натрия, а иногда — жидкое стекло.

Железнение бетона проводят сухим или мокрым способом. В первом случае порошок просеивается через сито на только что уложенную стяжку, забирает часть воды и принимает тестообразную консистенцию. После этого его тщательно затирают с помощью мастерка. Если используется мокрый способ, состав разводится водой, наносится на поверхность и также разравнивается. Железнение предотвращает разрушение поверхностного слоя бетона и делает его более устойчивым к истиранию, что очень важно при устройстве дорожек или площадок, по которым ходит множество людей.

Боремся с температурными расширениями

Тем, кто не имеет опыта в строительстве, может показаться, что бетон постоянно сохраняет одни и те же линейные размеры. Это большая ошибка: как и все твердые тела, при нагревании искусственный камень расширяется, а при охлаждении — сжимается. Диапазон расширения зависит от состава бетонной смеси, но в среднем составляет около 0,8 мм на метр. Это может показаться несущественным, однако при больших площадях стяжки может привести к разрушению бетона и появлению глубоких трещин.

Для того, чтобы предотвратить образование трещин, в стяжке делают термошвы. На этапе заливки можно укладывать после каждого небольшого участка вставки из дерева или нескольких слоев рубероида — толщины 5 мм окажется достаточно. Если вы забыли об этой операции и раствор уже начал схватываться, возьмите шпатель, мастерок или гвоздь (при затвердении используют болгарку) и прорежьте термошвы на одну треть слоя. Толщина, как и в первом случае, — 5 мм. Швы, особенно под открытым небом, нужно заполнить, чтобы в них не скапливалась вода. Для этого используют герметик, смолу или битум.

Использование способов, предотвращающих разрушение бетона, способно продлить срок его службы на десятки лет, причем затраты на профилактические меры сравнительно невелики. Если вы не уверены в том, что сможете разобраться в вопросе самостоятельно, обратитесь за консультацией к специалистам. Они окажут помощь в выборе марки бетона и составов для его железнения. Профессиональный подход — залог долговечности искусственного камня!

Причины разрушения бетона

Главная \ Ремонт бетона \ Причины разрушения бетона

Бетонные и железобетонные конструкции в процессе эксплуатации постоянно подвергаются разрушению. Причины бывают разные: химическое и физическое воздействие окружающей среды, высокие эксплуатационные нагрузки, низкое качество используемого бетона, неточности при проектировании, ошибки при укладке бетонной смеси и т. д.

В целом, причины разрушения бетона можно разделить на 4 больших группы:

1. ХИМИЧЕСКИЕ
Являются следствием взаимодействия Компонентов бетонной смеси между собой или с окружающей средой

• Карбонизация
• Выщелачивание
• Агрессивное воздействие сульфатов
• Агрессивное воздействие хлоридов
• Взаимодействие щелочей цемента с заполнителем

2. ФИЗИЧЕСКИЕ
Являются следствием воздействия температуры или условий твердения бетона.

• Циклы замораживание/оттаивание
• Воздействие высоких температур
• Усадка и растрескивание

3. МЕХАНИЧЕСКИЕ
Являются следствием внешнего воздействия

• Истирание
• Ударное воздействие
• Эрозия или кавитация.

4. ДЕФЕКТЫ ПРИ НОВОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Связаны с ошибками в процессе производства работ

• Приготовление бетонной смеси
• Устройство арматурного каркаса
• Укладка и уход за поверхностью и т. д

Далее мы подробно разберем причины разрушения бетона, приведем типовые примеры и решения.

 

---

 

ХИМИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА
 

Карбонизация

Процесс карбонизации бетона возникает вследствие проникновения углекислого газа (СО2) в тело бетонной конструкции с образованием карбоната кальция (CaCO3), который в свою очередь снижает защитные свойства бетона. Защитные свойства бетона измеряются с помощью показателя кислотности pH. pH здорового бетона превышает 13 единиц. В этих условиях на стержнях арматуры возникает пассивирующая защитная пленка оксида железа (FeO), изолирующая их от негативного воздействия извне, препятствуя образованию коррозии. В результате процесса карбонизации pH бетона снижается.

Когда уровень pH бетона становится ниже 11 единиц, пассивирующая защитная пленка вокруг арматуры нейтрализуется и стальная арматура становится подверженной воздействию кислорода и влаги.

В дальнейшем коррозия арматуры начинает прогрессировать, и бетон, окружающий арматуру, отслаивается, что в свою очередь открывает новые пути доступа для разрушающего воздействия кислорода и влаги

Следствием карбонизации является прогрессирующее разрушение бетонной конструкции, сопровождающееся процессами коррозии арматурных стержней.

Чтобы убедиться в том, что разрушение бетона вызвано образованием карбонатов, применяется методика, основанная на изменении цвета бетонного образца после специальной обработки. Бетонный образец обрабатывается 1% раствором фенолфталеина в этиловом спирте (стандарт UNI EN 13295:2005). Поверхность здорового бетона, обработанная таким образом, краснеет. Поверхность карбонизированного бетона после обработки цвет не меняет.

 

Выщелачивание

Бетон также подвержен такому явлению как выщелачивание. Выщелачивание представляет собой процесс размывания цементного камня под воздействием воды. Процесс усиливается, если вода отличается слабокислой реакцией (pH<7). Это может быть вызвано содержащейся в ней агрессивной углекислотой, которой особенно много в сточных промышленных водах, или серной кислотой органического происхождения, образующейся в системе водоотведения канализационных вод.

Такие методы, как химический, термический анализ, методики, основанные на дифракции рентгеновских лучей, не могут быть применимы при анализе выщелачивания бетона. Вещество, которое получается в процессе разрушения подобного типа, представляет собой отлично растворимый в воде бикарбонат кальция. Вымываясь с поверхности, он не оставляет следов для подробного анализа. Еще одной причиной, по которой вышеперечисленные тесты непригодны, является тот факт, что на первой фазе образования бикарбоната возникает карбонат кальция, который присутствует в большинстве видов бетона, поэтому установить, входит ли он в состав этих материалов, или образовался из-за агрессивного воздействия двуокиси углерода, не представляется возможным.

Единственным методом выявления выщелачивания бетона является пристальный визуальный осмотр поверхности. На поверхности бетона, подверженного выщелачиванию, будут видны обширные зоны заполнителя, не связанные цементным камнем.

Агрессивное воздействие сульфатов

Наиболее распространенными растворимыми сульфатами, встречающимися в грунте, воде и промышленных стоках, являются соли кальция и натрия. Можно также упомянуть и сульфаты магния, но они менее распространены, хотя и наиболее разрушительны.

Сульфаты присутствуют в воде и грунте, кроме того, их можно встретить непосредственно в заполнителе, где они являются загрязняющими примесями. Сульфаты, находящиеся в грунте или воде, контактируют с сооружением, их ионы проникают вместе с влагой в цементный камень бетона (основной механизм переноса), реагируют с гидроокисью кальция, в результате чего образуется гипс.

Впоследствии он реагирует с гидроалюминатами кальция, из-за чего формируется вторичный эттрингит, который приводит к увеличению объема, расслоению, набуханию, растрескиванию и разрушению.

Чтобы убедиться в том, что разрушение бетона вызвано воздействием сульфатов, необходим химический анализ, позволяющий установить уровень их присутствия. В обычном бетоне содержание сульфатов кальция не превышает 0,4-0,6 %.

Агрессивное воздействие хлоридов

Воздействие хлоридов наблюдается в условиях контакта со средой, отличающейся высоким их содержанием, например, с морской водой или антиобледенительными солями, а также в случаях, когда при изготовлении бетона используются загрязненные сырьевые материалы. Если хлор проник в бетон и достиг арматурных стержней, он снимает с них пассивирующую защитную пленку оксидов железа. Коррозия появляется в результате проникновения внутрь конструкции хлоридов, снимающих защитную пассивирующую пленку с арматуры, в сочетании с воздействием влаги, содержащей кислород.

Например, в случае, если сооружение полностью погружено в морскую воду, содержание хлора будет выше. Однако поры бетона будут полностью насыщены водой, препятствующей проникновению кислорода. Коррозия арматуры в данном случае может либо вообще не протекать, либо наблюдаться в малой степени.

Однако если рассмотреть другое сооружение, погруженное в морскую воду, с участком, находящимся на открытом воздухе и подверженном морским брызгам, то участком, который в наибольшей степени подвержен разрушению, будет являться зона оседания брызг. Соли, используемые зимой на дорогах в качестве антиобледенительных реагентов, проникают во время таяния и дождей в бетонную конструкцию, вызывая коррозию и разрушение. Как только этот процесс начинается, где бы сооружение ни находилось, коррозия будет продолжаться с увеличенной скоростью, поскольку образуются легкодоступные пути для проникновения агрессивных веществ.

Концентрация хлоридов, требуемая для поддержания коррозии арматурных стержней, прямо пропорциональна рН бетона. Чем выше щелочность, тем больше концентрация хлоридов, которая требуется для начала процесса коррозии. Этим данный процесс разрушения бетона похож на процессы, возникающие вследствие карбонизации.

Взаимодействие щелочей цемента с заполнителем

В результате взаимодействия щелочей цемента с заполнителем могут происходить существенные разрушения бетонных сооружений. Некоторые типы заполнителей, например, содержащие реакционноспособный кремнезем, взаимодействуют с двумя щелочами, которые находятся в цементе, солями калия и натрия или солями этих металлов, которые поступают извне в форме хлорида натрия (противообледенительные реагенты, морская вода).

Взаимодействие щелочей цемента с заполнителями бетона представляет собой медленно протекающий гетерогенный процесс, поскольку он связан с составом заполнителей, содержащих аморфный кремнезем. В результате реакции в подобных условиях образуются силикаты натрия и гидратированный калий, отличающиеся чрезвычайной объемистостью.

Реакции взаимодействия щелочей цемента с заполнителями бетона проявляются в защитном слое бетона. При этом на поверхности появляются микро- и макротрещины, или даже начинается подрыв небольших участков бетона над областями, где в заполнителях имеется реакционноспособный кремнезем (явление вспучивания). Этот феномен, в частности, наблюдается на полах промышленных зданий.

 

---

 

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА
 

Циклы замораживание/оттаивание

Негативное воздействие льда проявляется только тогда, когда вода в жидкой фазе проникает внутрь бетона. Это вовсе не означает, что бетон должен быть абсолютно сухим, просто уровень влажности не должен превышать определенную величину, называемую «критическим насыщением». Речь идет о том, что количество воды в порах должно быть меньше этой величины. Расширившись при превращении в лед, она должна оставаться в пределах полостей и не создавать напряжения. Однако если вода заполняет или почти заполняет весь объем пор, а затем замерзает, лед начнет ломать бетон, создавая внутреннее давление.

Чтобы ограничить негативные последствия влияния низких температур, необходимо принять меры к сокращению капиллярной микропористости и стимулировать макропористость (чтобы размеры полостей были 100-300 мкм). Для этого при приготовлении бетона используют воздухововлекающие добавки, которые поддерживают соотношение между водой и цементом на низком уровне, используют морозостойкие заполнители.

Воздействие высоких температур

Влияние на бетон высоких температур носит деструктивный характер. Арматурные стержни выдерживают температуры до 500°С, а бетон — до 650°С. Роль бетона, окружающего арматурные стержни, в этом случае носит фундаментальный характер — он замедляет распространение тепла. Чем толще бетон, тем дольше протекает разогрев до температуры 500°С, при которой арматурные стержни теряют прочность.

Огонь способен привести ко многим видам повреждения бетона, причем в очень серьезных масштабах.

• Даже если арматурные стержни защищены бетоном, они, разогреваясь, увеличиваются в объеме, создают в бетоне очаги напряжения, что может привести к частичному его разрушению.
• Арматурные стержни, нагреваясь, расширяются значительно быстрее бетона, при этом теряется сцепление арматуры с бетоном.
• Даже если температура, при которой теряется несущая способность, не достигнута, бетон может утратить свои эксплуатационные качества при внезапном охлаждении, что обычно наблюдается при пожаротушении. В этой ситуации оксид, образовывающийся при нагреве, трансформируется в известь, которая разрушает бетон.
• На поверхности, обращенной к огню, наблюдается растрескивание, вызванное быстрым расширением. Некоторые заполнители разрываются и могут отделиться от окружающего бетона. При этом происходит то же явление, что и при быстрой конденсации водяного пара, сопровождающейся небольшими взрывами.
• Если воздействие огня носит длительный характер, арматурные стержни достигают температуры, при которой теряют прочность на растяжение, в результате разрушается все сооружение.

 

Усадка и растрескивание

В этом разделе обсуждается два типа усадки — пластическая и гигрометрическая. Пластическая усадка наблюдается, когда бетон находится в пластичной фазе и выделяет часть влаги, содержащейся внутри него, в окружающее пространство, что приводит к сжатию. Растрескивание в этом случае зависит от условий в среде, окружающей уложенный бетон.

При укладке бетона в опалубку по очевидным причинам испарение не наблюдается. Если же бетон непосредственно контактирует с окружающей средой, происходит испарение, вызванное сравнительно высокой температурой и очень низкой влажностью снаружи либо сильным ветром. При пластической усадке свежего бетона на его поверхности могут возникать микротрещины. Гигрометрическая усадка вызвана выделением влаги в окружающую среду с низким уровнем относительной влажности в течение всего срока эксплуатации сооружения.

Чтобы избежать проблем, создаваемых пластической усадкой, следует принять меры для остановки слишком быстрого испарения имеющейся воды. Это можно реализовать несколькими способами:

1. Укрыть уложенный бетон водонепроницаемым материалом, который препятствует испарению.
2. Орошать всю поверхность бетона водой в течение первых нескольких дней после укладки.
3. На свежий бетон нанести материал, создающий защитную пленку, которая препятствует испарению.

Поскольку по большей части гигрометрическая усадка протекает в течение первых шести месяцев после укладки, поддерживать влажность все это время не представляется возможным. В связи с этим прибегают к таким мерам, как снижение водоцементного отношения и увеличение соотношения между инертными материалами и цементом.

 

---

 

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА
 

Истирание

Истирание наблюдается, когда материал подвергается повторяющимся ударам более твердых частиц. Это вызвано трением между порошком из более твердых пород о поверхность материала. Отсюда следует, что истирание напрямую зависит от характеристик материалов, из которых состоит бетон. Таким образом, стойкость к истиранию можно повысить за счет уменьшения пропорции между водой и цементом или путем нанесения на поверхность бетона смеси цемента с твердыми добавками и заполнителями.

К числу сооружений, которые в наибольшей степени подвержены этому явлению, относятся полы промышленных объектов, чье состояние постоянно ухудшается вследствие непрерывного движения транспортных средств.

Ударное воздействие

Другой формой разрушения механической природы являются ударные воздействия. В этом случае приходится учитывать множество факторов, поскольку бетон является хрупким материалом, который в результате достаточно интенсивных ударов разрушается, а прочность его снижается. Ущерб, наносимый в результате ударов, визуально проявляется не сразу.

В некоторых случаях должно пройти множество циклов подобного воздействия, например, в стыках бетонного покрытия при движении механических транспортных средств. В этой ситуации единственный способ избежать разрушения — изготовить как можно более прочный бетон.

Чтобы повысить ударостойкость, можно прибегнуть к армированию стальными волокнами, что способствует более равномерному распределению энергии ударного воздействия по всей конструкции.

Эрозия

Эрозия — это частный случай износа, вызываемый ветром, водой или льдом, который сопровождается уносом материала с поверхности. Характер процесса определяется скоростью движения, концентрацией твердых частиц пыли и качеством бетона. В этом случае единственным средством защиты являются специальные меры при изготовлении бетона. Следует воспользоваться теми же рекомендациями, что и при истирании.

Кавитация

Кавитация наблюдается там, где присутствует поток воды (при скорости свыше 12 м/с). Быстрое движение воды и неровная поверхность канала, по которому она протекает, способствуют возникновению турбулентного течения и образованию зон пониженного давления, где формируются вихри, вызывающие эрозию стенок. Воздушные пузырьки, которые образуются в потоке воды ниже по ходу течения, попадая в зоны повышенного давления, лопаются, оказывая сильное ударное воздействие, приводящее к эрозии. При очень большой скорости течения воды масштабы кавитации могут быть довольно серьезными. Кавитации можно избежать, создавая гладкие поверхности без каких-либо препятствий для течения воды.

Как определить разрушение бетона

Как определить разрушение бетона

Железобетон может казаться твердым и непоколебимым, но без должного ухода и внимания он может легко рассыпаться, треснуть и разрушиться. Вот почему так важно знать, как выявлять проблемы с бетоном, особенно если учесть тот факт, что большинство зданий, мостов, заводов и сооружений преимущественно бетонные!

Разрушение бетона может привести к довольно большим проблемам!

Несмотря на свою долговечность, бетон может быть поврежден и деградирован под воздействием длинного списка факторов. Вот лишь некоторые из них…

• Недостаточное армирование
• Атака хлоридами
• Химическое повреждение
• Карбонизация
• Воздействие погодных условий
• Ударное повреждение
• Чрезмерные нагрузки
• Структурное повреждение
• Урон от огня
• Сейсмическое повреждение
• Урон от взрыва

Одной из основных причин для беспокойства является коррозия стали внутри бетона. Это такая большая проблема, потому что ржавчина может легко занять десятикратный объем стали, что создает значительные растягивающие напряжения и приводит к растрескиванию, образованию пятен и выкрашиванию.

 

Взгляд на то, как ржавчина разрушает бетонные конструкции

Этого сложно избежать, поскольку коррозия является полностью естественным процессом. Все, что происходит, это то, что сталь пытается вернуться из искусственного состояния в более стабильное состояние железной руды (именно так она начала свою жизнь, как прежде, будучи очищенной, выплавленной и лишенной кислорода).

Кроме того, существует ряд неизбежных экологических проблем, которые могут дать толчок и усугубить проблемы с коррозией. Свою роль будут играть не только ветер, солнце и дождь, но и уровень грунтовых вод, внутренняя влажность кухонь и ванных комнат, а также тепло, свет и энергия, исходящие из здания. Эти факторы необходимо понимать в каждом конкретном случае, поскольку на каждую структуру воздействует ряд микроклиматов

.

Двумя наиболее распространенными причинами отказа являются карбонизация и загрязнение бетона хлоридами. И то, и другое приводит к коррозии встроенной стальной арматуры, и по мере коррозии сталь расширяется и оказывает давление на бетон, так что в конечном итоге бетон трескается и отслаивается.

Карбонизация

Карбонизация – это процесс, при котором естественная щелочность бетона теряется. Это вызвано поступлением из атмосферы кислых газов, главным образом СО ² .

Когда сталь заливают в свежий бетон, она попадает в сильнощелочную среду. По мере схватывания бетона вокруг арматуры образуется пассивирующий слой оксида железа, эффективно защищающий ее от коррозии. Проблемы возникают, когда теряется щелочность окружающего бетона, т. е. когда бетон становится карбонизированным. Когда фронт карбонизации достигает арматуры, пассивный слой разрушается, и при наличии достаточного количества кислорода и влаги сталь подвергается коррозии.

Степень, в которой карбонизация является проблемой для любой конкретной структуры, зависит от ряда факторов, таких как:

• Качество бетона
• Глубина защитного слоя бетона над арматурой
• Условия окружающей среды

Атака хлоридами

Другой основной причиной коррозии арматуры является воздействие хлоридов. Хлорид может присутствовать в бетоне, потому что он был залит в бетон в качестве ускорителя, потому что он попал в бетон с использованием противогололедных солей или из прибрежной среды, богатой хлоридами.

Как только ионы хлорида достигают стали в достаточном количестве, они могут инициировать коррозионные клетки даже в щелочном бетоне. Воздействие хлоридов вызывает локальную сильную точечную коррозию арматурной стали, и в результате оно в некотором смысле более коварно, чем коррозия, вызванная карбонизацией, поскольку может привести к серьезной потере сечения и потенциальной потере структурной целостности.

Пример точечной коррозии и коррозии, вызванной воздействием хлоридов

Опять же, степень, в которой хлориды представляют собой проблему, может во многом зависеть от качества бетона, покрытия стали и внешнего воздействия конструкции.

Стадии коррозии

Коррозия является предсказуемым процессом и, если ее не лечить, всегда будет проходить одни и те же этапы. Итак, ищите…

Стадия 1: Первоначально, несмотря на то, что в бетон проникают агрессивные вещества, он выглядит прочным, с относительно небольшим растрескиванием и отсутствием «ржавого» обесцвечивания от образования продуктов коррозии.

Стадия 2: Коррозионно-активные вещества достигли поверхности стали, и началась коррозия. Появились некоторые макроскопические трещины, а поверхность бетона окрашена красноватыми побочными продуктами коррозии.

Контрольные красноватые пятна, указывающие на коррозию внутренней арматуры

Этап 3: Отслаивание бетона, покрывающего арматурную сталь, становится отчетливо видимым из-за накопления побочных продуктов коррозии, вызывающих разрушение и фрагментацию бетона.

Стадия 4: Очевидно сильное отслоение бетона поверх арматурной стали, в результате чего арматурные стержни подвергаются прямому воздействию атмосферы.

Диагноз

После того, как вы заметили явные признаки коррозии, следующим шагом будет точно определить ее причину. Существует ряд различных тестов, которые можно запустить, чтобы попытаться точно определить проблему.

Если вы подозреваете, что причиной являются хлориды, это обычно проверяется с помощью тестов титрования и с помощью планшетов QuanTabs. Если в бетоне присутствует больше хлорида, чем должно быть на самом деле, это будет отмечено. Только очень небольшое количество хлорида должно присутствовать в бетоне, чтобы сделать коррозию вероятной. Показания хлоридов можно проверить в соответствии с рекомендациями BRE, но в целом, если содержание хлоридов превышает 0,4% от веса цемента на глубине стали, существует риск продолжающейся коррозии.

В тесте на карбонизацию используется очень забавное слово «фенолфталеин», которое представляет собой краситель, меняющий цвет в зависимости от рН бетона. При нанесении на свежую трещину в бетоне индикаторный раствор меняет цвет, если он становится фиолетовым, то рН выше 8,6. Там, где раствор остается бесцветным, pH бетона ниже 8,6, что указывает на карбонизацию. Полностью газированная паста имеет рН около 8,4.

На практике рН 8,6 может давать едва различимый слегка розовый цвет. Сильное, немедленное изменение цвета на фиолетовый предполагает более высокий уровень pH, возможно, pH 9.или 10.

Трещина после использования фенолфталеина для проверки содержания хлоридов в бетоне

Мы надеемся, что эти два теста помогут установить, имеют ли место наиболее распространенные причины коррозии. В противном случае есть целый ряд других методов расследования, которые можно использовать, чтобы добраться до сути дела, например:

.

• Испытание на отрыв
• Коверметр
• Колонковое бурение и испытания
• Молоток Шмидта
• Потенциал полуэлемента
• Рентгенография
• Тепловидение

Мы надеемся, что это дало вам хорошее представление о причинах отказа бетона, а также о том, как его определить и проверить. В ближайшие недели мы продолжим эту тему блогом о BS EN1504, стандарте защиты и ремонта железобетона, а также постом о том, как ремонтировать поврежденный бетон.

Дэн Эш

Дэниел Эш — менеджер по связям с общественностью и СМИ глобального производителя полимерных напольных покрытий Flowcrete Group Ltd. В обязанности Дэна входит создание пресс-релизов, блогов, технических документов и тематических исследований по продуктам и проектам Flowcrete, а также образовательных материалов. для специалистов строительной отрасли.

Какие факторы вызывают разрушение бетонных конструкций?

🕑 Время чтения: 1 минута

Разрушение бетонной конструкции вызывают различные факторы, например, ошибки на этапах проектирования, строительства и эксплуатации. Обсуждаются основные причины разрушения бетонных конструкций.

Содержание:

• Какие факторы вызывают разрушение бетонных конструкций?
  • Неправильный выбор бетонных материалов приводит к разрушению конструкции
  • Ошибки при расчете конструкции и детализации бетонных конструкций
  • Неправильные методы строительства и недостаточный контроль качества и надзор вызывают отказ
  • Таблица 1: Проблемы строительства, которые влияют на разрушение бетонной конструкции
  • Внешние механические факторы, вызывающие разрушение бетонной конструкции

Основными факторами, влияющими на разрушение бетонных конструкций, являются:

• Неправильный выбор материалов
• Ошибки в проектном расчете и детализации
• Неправильные методы строительства и недостаточный контроль и надзор за качеством
• Химические атаки на бетонные конструкции
• Внешние механические факторы

Рис. 1: Разрушение бетонных конструкций из-за различных факторов

Неправильный выбор бетонных материалов приводит к разрушению конструкции

Чтобы построить конструкцию, отвечающую требованиям безопасности и прочности, необходимо выполнить процесс строительства в соответствии с применимыми нормами и спецификациями. Обычно выбор материалов, необходимых для данного проекта, должен быть приемлемым в соответствии со спецификациями кода для использования подходящих материалов. Если материалы выбраны правильно и соответствуют требованиям кодекса, то они будут соответствовать условиям места, где размещается материал, например, условиям почвы. Неудача в выборе материала является одним из основных факторов, которые пагубно влияют на прочность и безопасность конструкции и в конечном итоге могут привести к отказу. При выборе материалов для приготовления бетонной смеси следует тщательно учитывать различные неблагоприятные факторы, такие как наличие сульфидов в почве или грунтовых водах, а также возможность замерзания и оттаивания.

Рис. 2: Материалы, использованные при строительстве бетонной конструкции

Ошибки при расчете и детализации бетонных конструкций

Чрезвычайно важно проявлять большую осторожность при проведении проектных расчетов, в противном случае преобладают нежелательные события и дорогостоящие улучшения конструкции. Вот почему рекомендуется провести полную проверку проекта, чтобы гарантировать, что размеры и толщина железобетонных секций, а также расстояние и размеры арматуры достаточны для поддержки наиболее критических сочетаний нагрузок. Проверка должна включать не только полную устойчивость конструкции, но и ее работоспособность и надежность. Что касается детализации, то это наиболее известный фактор, который приводит к образованию трещин, а иногда и к разрушению конструкции. Рекомендуется использовать правильную, надежную и эффективную компоновку конструкции. Здание должно быть построено таким образом, чтобы вода не оставалась на конструкции и, следовательно, не разрушала конструкцию. Деформационные швы должны быть расположены правильно, чтобы избежать образования трещин. Спецификации норм относительно железобетонных элементов должны соблюдаться правильно. Например, бетонное покрытие, защищающее стальные стержни от агрессивных воздействий и огня, максимальный и минимальный коэффициент армирования, расстояние между стальными стержнями, ограничивающее трещины, длина нахлеста и анкеровки.

Неправильные методы строительства и недостаточный контроль и надзор за качеством вызывают отказ

Неправильные методы строительства, низкое качество изготовления, материалы низкого качества и недостаточный контроль за процессом строительства могут вызвать ряд проблем, которые существенно снижают эксплуатационные характеристики бетонных конструкций и приводят к их последующему разрушению. В Таблице 1 представлены вопросы строительства и их влияние на разрушение конструкции.

Таблица 1: Проблемы конструкции, влияющие на разрушение бетонной конструкции

Типы строительных ошибок	Влияние строительных ошибок на бетонную конструкцию
Неправильное размещение стали	Эта ошибка уменьшает защитный слой бетона, что, в свою очередь, оставляет незащищенными стальные стержни. Расположение стальных стержней может привести к выходу элемента из строя при полной нагрузке.
Недостаточное покрытие арматуры	Если не обеспечить требуемую толщину защитного слоя, то в элемент могут проникнуть агрессивные элементы, и в итоге арматурные стержни будут разрушаться, а бетон будет трескаться.
Неправильно выполненные строительные швы	Плохое уплотнение и неадекватная подготовка являются распространенными проблемами при строительстве швов. Если такие швы не будут выполнены должным образом, они станут путем проникновения влаги в бетон.
Утечка цементного раствора	При недостаточной герметизации швов опалубки раствор и мелкий материал будут выходить из бетонной смеси. В результате получается достаточно пористый бетон.
Плохое уплотнение	Это приведет к образованию пористого сотового бетона, с которым следует немедленно справиться, удалив его, а затем повторно отлив эту часть элемента.
Сегрегация бетонной смеси	Сегрегация искажает текстуру бетона и иногда увеличивает пористость.
Плохое отверждение	Требуемая прочность бетона не может быть достигнута, если отверждение не выполняется должным образом.
Высокое содержание воды	Чрезмерное содержание воды делает бетон проницаемым, пористым и снижает его прочность. Таким образом, этой проблемы следует избегать.

Химические атаки на бетонные конструкции

Существуют различные виды химических атак, которые существенно влияют на прочность конструкции. Различные типы химических атак и их влияние на структуру обсуждаются в таблице 2.

Таблица 2: Виды химических атак и их воздействие на бетонные конструкции

Виды химических атак	Влияние химического воздействия на бетонную конструкцию
Хлорид	Ионы хлорида проникают в бетон во время и после строительства. Высокая концентрация хлорида вызывает коррозию стальных стержней и разрушение бетона.
Сульфат	Он разрушает бетон и создает путь для вредного воздействия веществ на арматуру.
Карбонизация	Карбонизация и повреждение стальных стержней
Реакция с щелочным кремнеземом	Щелочная реакция с кремнеземом приводит к образованию геля, который увеличивает свой объем и, следовательно, разрушает бетон.
Кислоты	Сильно воздействует на бетон и удаляет часть затвердевшего цемента

Внешние механические факторы, вызывающие разрушение бетонной конструкции

Существуют различные типы внешних или механических факторов, влияющих на разрушение бетона, например, ограничение движения, истирание, увлажнение и высыхание, замерзание и оттаивание, перегрузки, структурные изменения, огнестойкость и осадка.