Бетон под микроскопом: чем «болеет» вечный материал

Уверены, что бетон ничего не боится? Спойлер: боится еще как! Объявляем минутку научных исследований для строителей — разбираемся (и рассматриваем под микроскопом), чем, как и почему «болеет» нерушимый на первый взгляд материал.

Но сперва посмотрим на «здоровый» бетон

В своем изначальном виде он — один из фаворитов стройки. По объемам производства бетон сложно переплюнуть, ведь этот «каменный» материал используется повсюду: от строительства заборов до возведения мостов и небоскребов.

Классический бетон изготавливается из цемента, песка, воды и заполнителя (чаще всего это известняк или гравий). А после затвердения получается очень плотным, прочным и красивым снаружи и под микроскопом.

Но, как и любой другой материал, бетон подвержен воздействию разрушающих факторов. Часть из них прячется внутри, где долгое время остается незаметной.

Первый внутренний враг бетона — «цементная бацилла»

В научных кругах болезнь называют эттрингитом, и бывает он первичным и вторичным.

Первичный эттрингит — гидросульфоалюминат кальция — образуется из-за реакции цемента и природного гипса, который строители-энтузиасты вводят в бетонную смесь не в количестве 3-5%, а гораздо больше.

Пытаясь упростить себе работу с материалом и добавить раствору пластичности, они добавляют себе только проблем: под действием воды кристаллы эттрингита сильно растут в размерах и разрушают цементный камень, то есть всю бетонную конструкцию!

Вторичный эттрингит появляется в уже затвердевшем бетоне, когда частицы цемента вступают в реакцию с сульфат-ионами из окружающей среды. Эти вредные для бетонных конструкций сульфат-ионы берутся в первую очередь из грунтовой и морской воды. Кристаллы эттрингита растут в объеме, и мы снова получаем разрушенный бетон.

И главная боль в том, что процесс этот, к сожалению, необратим.

Но есть и другие бетонные болезни!

Мы имеем в виду «рак» бетона, или щелочную коррозию. Он чаще всего возникает в бетонных конструкциях, которые эксплуатируются в условиях повышенной влажности. Болезнь в этом случае возникает из-за химической вражды щелочи, попадающей в поры цементного камня, и аморфным кремнеземом из заполнителя (гравия или песка).

В результате их реакции образуется щелочной силикат — «гидрогель», имеющий больший объем, чем изначальный заполнитель. Он создает давление внутри уже затвердевшего бетона и провоцирует трещины и разрушение.

А еще бетон может ржаветь

Точнее, стальная арматура внутри, а вместе с ней и весь бетон. Причины возникновения совершенно разные: плохо залитый раствор, в который просачивается вода, недостаточная подготовка арматуры или расположение концов стальных прутьев настолько близко к поверхности, что во время дождя до них добирается влага.

Иногда процесс коррозии начинается из-за контакта бетона с агрессивными веществами — органическими и неорганическими кислотами из окружающей среды. Но итог всегда один, и довольно печальный: ржавая сталь расширяется, ломая и выдувая бетон. Части конструкции просто отваливаются и даже целиком обрушиваются!

Теперь вы знаете, что и у крепкого бетона есть слабые места

А чтобы болезни не касались бетона на вашей стройке, тщательно следите за процессом замешивания и за качеством материалов, которые используете в растворе.

На какие еще стройматериалы под микроскопом вам было бы интересно взглянуть? Делитесь в комментариях, а заодно читайте другие статьи о строительстве:

Цементы с добавками или без: что лучше?

Почему старые кирпичи живут годами, а современные нет?

Что будет, если добавить в бетон мыло? Мы попробовали, и вот что вышло...