Из-за внешних причин или человеческих ошибок бетон может страдать от множества разнообразных патологий. Здесь мы рассмотрим их широкую классификацию.
Поскольку бетон является наиболее широко используемым строительным материалом в мире и вторым по объему потребления продуктом после воды, разве он не заслуживает отдельной статьи, в которой мы поговорим о наиболее распространенных проблемах, которые ему повреждают?
Поэтому сегодня мы рассмотрим, какие патологии чаще всего поражают бетонные конструкции .
Крайне важно уметь выявлять эти проблемы и быть готовым к действиям в ответ на них.
Некоторые из этих проблем могут возникнуть из-за ошибок при строительстве или развиться в течение срока службы изделия.
Считается, что бетон негативно реагирует на любые факторы, снижающие его прочность. Многие внешние факторы могут сократить срок его службы.
Виды конкретных патологий
Бетонные конструкции могут подвергаться различным «воздействиям», влияющим на их прочность и внешний вид . Давайте их проанализируем.
Карбонизация
Это одна из наиболее распространенных химических проблем. Она возникает в конструкциях, в которых используется арматурная сталь , и появляется, когда диоксид углерода (CO2) реагирует с гидроксидом кальция в бетонной смеси, образуя карбонат кальция.
В нормальных условиях pH материала составляет 13. Однако, если бетон реагирует с CO2, pH падает до 9, и происходит коррозия металлической арматуры .
При коррозии броня увеличивается в объеме, что приводит к следующим последствиям:
- Потеря целостности структуры.
- Трещины и разломы.
- Сколы.
Другие причины карбонизации — влага и кислород. Чем больше кислорода и влаги попадает в бетон, тем интенсивнее и быстрее происходит окисление металла.
При правильном бетонировании слой карбонизации может достичь 20 мм за 20 или 25 лет .
Хотя на проявление этого явления уходят годы, когда оно наконец появляется, это имеет разрушительные последствия. Более того, ремонт обходится очень дорого.
Наиболее распространенный способ диагностики карбонизации — это фенолфталеиновый тест , химический анализ которого позволяет определить уровень pH вещества.
Если pH выше 9, жидкость приобретает розовый цвет, что позволяет определить, где присутствует, а где отсутствует карбонизация.
Трещины в бетоне по размеру
В целом, существует 3 типа трещин:
- Микротрещины : их толщина составляет менее 0,05 мм. Они не представляют серьезной опасности и практически незаметны невооруженным глазом.
- Трещины : их толщина колеблется от 0,1 до 0,2 мм. Они видны невооруженным глазом. Они не считаются опасными, но за ними следует следить. Они могут повлиять на конструкцию.
- Макротрещины : Если их толщина превышает 0,2 мм, необходимо принять срочные меры.
Трещины в бетоне из-за его движения
В рамках этой классификации мы находим:
- Застойные или стабилизированные трещины : Толщина и развитие трещин остаются неизменными с течением времени.
- Активные или движущиеся трещины : трещины, толщина и распространение которых изменяются со временем, пока не стабилизируются. Причина образования трещины — активная.
Трещины в бетоне в зависимости от их происхождения.
В зависимости от причины образования трещины, их можно классифицировать следующим образом:
- Структурный
Они возникают на этапе проектирования конструкции или во время строительства. Они появляются из-за того, что конструкция не спроектирована должным образом для выполнения своей предполагаемой функции. Их называют механическими трещинами напряжения.
- Неконструктивные
Они связаны с проблемами, присущими самому железобетону. То есть, они возникают из-за проблем, возникающих во время строительства, твердения или процесса производства бетона .
Здесь мы находим множество различных типов трещин:
- Трещины, возникающие из-за усадки пластической ткани.
- Гидравлические усадочные трещины.
- Гидравлическое онемение и треск.
- Исполнение приводит к образованию трещин в пластичном состоянии.
- Трещины химического происхождения.
- Трещины термического происхождения.
Алюминозис
Это действительно серьёзная патология, вызванная смешиванием бетона с алюминиевым цементом .
В период с 1950 по 1980 год он был очень популярен благодаря быстрому схватыванию. Однако после нескольких обрушений зданий (особенно на востоке Испании) его использование было запрещено. Было обнаружено, что эти цементы очень быстро разрушаются.
Сооружения, построенные из глиноземистого цемента, существуют и по сей день.
Алюминозис возникает в результате явления, называемого конверсией, при котором гидратированный монокальцийалюминат (ACH10) в гексагональной форме превращается в более стабильную фазу, такую как гидратированный трикальцийалюминат (AC3H6) в кубической форме, которая занимает меньше места и создает большую пористость внутри пасты.
Повышенная пористость приводит к потере адгезии к металлической арматуре и значительному снижению механической прочности бетона .
Кроме того, такая пористость способствует повторному образованию карбонизированных отложений . Состав цемента, температура и влажность также влияют на процесс алюминесценции.
Алюминозис проявляется в виде желтых пятен на структуре , нарушения адгезии или появления трещин.
Реакция засухи и щелочи
В результате этой реакции образуется своего рода гель, который увеличивается в объеме при контакте с водой и вызывает образование трещин в своей структуре .
Этот гель образуется в результате накопления щелочной эмульсии в порах структуры вместе с кремнеземными минералами агрегатов.
Ионы сульфата атакуют в виде комплексных солей.
Еще одна патология бетона вызвана сульфатными солями, естественным образом присутствующими в воде и почве.
Интенсивность «атаки» зависит от состава цемента, количества воды в грунте, проницаемости бетона и количества солей.
Проблема образования этих солей заключается в том, что они расширяются и увеличиваются в объеме, вызывая трещины и отслаивание наружных слоев бетона .
Эрозия
Речь идёт об износе, которому подвергается конструкция при постоянном воздействии жидкостей, таких как вода .
При ударе о бетон они повреждают его . Хотя повреждения минимальны, со временем проблема может усугубиться.
В результате конструкции теряют прочность и становятся нестабильными.
Если известно, что конструкция будет постоянно контактировать с жидкостями, необходимо подготовиться и спланировать использование соответствующих заполнителей, а также проводить периодическое техническое обслуживание.
Три основных шага для анализа патологий в бетоне.
После выявления патологии начинается исследование характеристик этих повреждений, а также их причин, последствий и способов устранения.
Далее мы подробно рассмотрим этапы этого исследования.
1. Исследование структуры
Это включает в себя проведение углубленного исследования предпосылок для работы , то есть анализа, который собирает информацию о процессе строительства, проектировании, сроке службы, микроклимате вокруг объекта, расчетных нагрузках, предполагаемом использовании объекта, а также процессах измерения и испытаний.
Далее необходимо провести визуальный осмотр , включающий полевые измерения и неразрушающий контроль затронутых элементов, а также структурную оценку, в ходе которой прочность и несущая способность конструкции определяются с использованием аналитических или эмпирических методов.
Наконец, для определения источника повреждения отбираются образцы с использованием биологических, микроскопических, химических, механических и физических методов анализа.
2. Диагностика проблемы
Теперь, когда у нас есть вся необходимая информация о работах и мы провели все необходимые проверки, исследования и замеры, мы готовы установить и диагностировать количество, масштабы и тип повреждений анализируемых элементов и конструкций , а также их наиболее вероятные причины.
3. Вмешательство
Понимание происходящего, вероятно, также поможет нам понять будущее поведение конструкции в целом и, в частности, затронутых элементов. Согласно ACI 364.1R («Руководство по оценке бетонных конструкций перед реконструкцией»), вмешательство (в случае оптимистичного диагноза) может быть проведено в виде следующих этапов :
- Сохранение : это процедура, направленная на предотвращение дальнейшего разрушения.
- Реставрация : Цель состоит в восстановлении внешнего вида или формы сооружения до того, как оно начало страдать от обнаруженной патологии.
- Ремонт : Здесь мы заменяем или исправляем дефектные, поврежденные или изношенные материалы, компоненты или элементы конструкции.
- Реабилитация : она заключается в модификации или ремонте конструкции до достижения ею желаемого состояния.
- Усиление : заключительный этап, направленный на повышение несущей способности конструкции.
Если прогноз пессимистичный, существует вероятность того, что строение придется снести, частично или полностью.
Здесь вступает в дело судебная инженерия, которая занимается изучением остатков элементов поврежденной конструкции.
Возможно, вас заинтересует наша статья, посвященная долговечности бетона .
Ссылки
Магазин на Маркете https://market.yandex.ru/cc/8JtQeR
VK https://vk.com/fitlex_group
Ящик почтовый fitlex-polimer@mail.ru