Savaiminė betono traukimosi deformacija: priežastys ir valdymas

Monolitinių, gelžbetoninių mūrinių konstrukcijų fizinių savybių atstatymas ir stiprinimas. Kaip ir dauguma statybinių medžiagų, betonas ir gelžbetonis senėja ir praranda savo savybes dėl jį supančios aplinkos įtakos. Eksploatacijos metu betono ir gelžbetonio konstrukcijas veikia įvairūs fizikiniai - mechaniniai ir cheminiai veiksniai. Paviršinių betono sluoksnių eroziją (mechaninį ardymą) dėl vėjo ar kritulių poveikio gali sukelti pavojingą betono pleišėjimą.

Dažnai betono erozija ir jo struktūriniai pokyčiai - korozija - vyksta vienu metu. Betone gali prasidėti mechaninė ir cheminė korozija. Filtruojantis vandeniui per betoną iš cementinio akmens gali būti išplaunamos kalkės, o paviršiuje matyti baltos apnašos. Be to, paviršiaus erozija stiprina trūkimų išsivystymą ir mažina medžiagos stiprumą.

Kartu su korozija vyksta karbonizacija, kuri spartėja didėjant oro temperatūrai; kai temperatūra yra neigiama, karbonizacija nevyksta. Betono karbonizacija yra labai lėtas procesas, jo greitis gali siekti iki 1 mm per metus. Mechaninio stiprumo požiūriu karbonizacija nėra keliamas pavojus, tačiau ji didina betono traukimąsi ir mažina karbonizuoto sluoksnio šarmingumą. Priklausomai nuo mąsto armatūros korozija gali būti matoma rūdžių išplovimo pavidalu arba atskilimu dengiamojo betono paviršiuje. Rūdžių išplovos ant gelžbetonio paviršiaus yra pirmasis matomas ženklas: geležies hidroksidas didina plieno tūrį 2,3 karto.

betono plėtimosi ir trūkimų vizualizacija

Priežastys ir mechanizmai

Betono įtrūkimų pagrindinės priežastys gali būti penkios: džiūvimo susitraukimas, plastinis susitraukimas pradinio kietėjimo metu, savaiminis susitraukimas drėgmės pokyčiais, šiluminis susitraukimas ir autogeninis (cheminis) susitraukimas. Taip pat svarbu pažymėti, kad užšalimo-atšilimo ciklų poveikis (šiluminis pleišėjimas) gali sustiprinti įtrūkimų formavimąsi.

  • Džiūvimo susitraukimas dėl vandens praradimo: kai vanduo iš kapiliarinių ar gelio porų netenkama oro aplinkoje, gali atsirasti įtempiai, viršijantys cemento tempimo stiprumą, ir įtrūkimai.
  • Plastinis susitraukimas pradiniame kietėjimo etape: išsiskyrus vandeniui paviršiuje susidaro tempimo įtempiai, kurie sukelia plonų įtrūkimų tinklą.
  • Savaiminis susitraukimas dėl drėgmės pokyčių: vidinėje betono struktūroje drėgmės mažėjimas sukelia neigiamą slėgį ir savaiminį susitraukimą.
  • Šiluminis susitraukimas - plėtimosi ir susitraukimo šilminiai įtempiai: masyviose konstrukcijose intensyvi hidratacija sukelia didelį šilumos išsiskyrimą; temperatūros svyravimai sukelia įtempimus, kurie gali viršyti betono tempimo stiprumą.
  • Autogeninis (cheminis) susitraukimas: hidratuojantis cemento ir vandens sistema susiaurėja poromis, o tai gali įtakoti mikroskopinius įtrūkimus, nors didelio efektyvumo betone šis procesas gali būti švelnesnis.

Be šių veiksnių taip pat yra pamato deformacijos sukelti įtrūkimai dėl netolygaus nusėdimo ar poslinkio konstrukcijoje, o plieno korozija lemia papildomus įtrūkimus, kai apsauginis sluoksnis ardo aplink plieninį strypą.

Prevencija ir valdymas

  1. Cementinio mišinio santykio optimizavimas: naudoti mažo ir vidutinio kaitrumo cementą, riboti cemento kiekį, pasirinkti aukštos kokybės užpildus, didinti tankį. Naudoti NOVASTAR Polikarboksilato PCE priedą, kuris pagerina tekėjimą, sumažina cemento kiekį ir sumažina vandens poreikį.
  2. Statybos proceso tobulinimas: cementą pilti sluoksniais, užtikrinti tolygų šilumos pasiskirstymą, sutankinti betoną bei naudoti apsaugines dangas, kontroliuoti paviršiaus garavimą.
  3. Temperatūros kontrolė: purkšti paviršių vandeniu, saugoti konstrukcijas nuo didelių temperatūros svyravimų.

Statybos tvarumas ir aplinkosauga

Betono gamyba daro didelį poveikį aplinkai, įskaitant didelį CO2 išmetimą. Svarbu naudoti perdirbtus užpildus, PCM, lakiuosius pelenus, šlakas, silicio dioksido dūmus ir kitus priedus, mažinančius cemento dalį, mažinančius šiltnamio efektą ir sumažinančius energijos sąnaudas. CCS technologijos gali padėti sumažinti anglies dioksido išmetimą. Mažai anglies dioksido į aplinką išskiriantis betonas - su alternatyviomis rišamosiomis medžiagomis ir perdirbtomis medžiagomis - laikomas ekologiškesniu pasirinkimu.

žaliasis statybos sprendimas infografika

Betono įtrūkimų remontas

Įtrūkimų taisykime svarbu įvertinti, ar plyšys konstrukcinis ar ne. Gali būti naudojamos polimerinės medžiagos, epoksidinės dervos, poliuretano užpildai ar cemento/dervų deriniai. Kiekvienai medžiagai keliami specifiniai reikalavimai priklausomai nuo pažeidimo pobūdžio. Negyvi plyšiai dažniausiai remontuojami standžiomis medžiagomis; gyvi plyšiai - minkštesnėmis, elastingomis medžiagomis, pvz., poliuretanu. Konstrukciniai plyšiai, išlaikantys arba nebeišlaikantys laikančiąją galią, atitinkamai užpildomi elastingais arba standžiais junginiais, kad atkurtų konstrukcijos stiprumą. Sudėtingi atvejai reikalauja paslankios jungties, galinčios suteikti judėjimo be apribojimų, o plyšį galima remontuoti standžiomis medžiagomis, pvz., epoksidine derva, siekiant atkurti pradinį stiprumą.

Concrete Repair Tips for Beginners

Šiuo metu plačiai naudojamas priedas betonui, kuris didina ilgaamžiškumą ir apsaugo betoną nuo agresyvios aplinkos poveikio. Jo atitinkamos savybės: užpildo kapiliarus, sumažina vandens įsiskverbimą, gerina hidroizoliacines savybes ir atsparumą cheminiam poveikiui; sumažina užšalimo-atšildymo ciklų poveikį; sumažina mikroplyšius dėl temperatūrinių deformacijų. Bandymų rezultatai rodo, kad šis priedas tinka dideliems betonavimo projektams, o tokie sprendimai taikomi visame pasaulyje, įskaitant Panamos kanalą ir įvairias hidroelektrines bei valymo įrenginius.

Betonas yra viena iš ilgaamžiausių statybinių medžiagų, tačiau dėl aplinkos poveikio jis dėvisi. Anksčiau minėta paslauga - glaudus plieno korozijos valdymas, gaunamas per tinkamą įtrūkimų valdymą, apsaugos dangas ir prevencines priemones. Mes pratęsiame betono ir gelžbetonio naudingo tarnavimo laiką, atlikdami kruopštų remontą ir padengdami konstrukcijas apsauginėmis dangomis: fasadinių gelžbetoninių plokščių remontas, fasadų dažymo darbai, gelžbetoninių tiltų remontas, bokštų gelžbetonio kamienų ir taurės paviršių remontas, bei kruonio hidroakumuliacinės elektrinės projektai su apdailos darbais.

Masiniai ir vidiniai sprendimai

Kalbant apie plėtimosi siūlių priežiūrą, būtina laikytis įstatymų reikalavimų ir užtikrinti tinkamą kompensacinių siūlių skaičių tarp betoninių plokščių. Įtrūkimų tyrimai rodo, kad vidiniai suvaržymai ir kuriantys netolygų šilumos pasiskirstymą gali būti pagrindiniai šiluminio pleišėjimo šaltiniai. Reikia naudoti tinkamas izolacines ir klojinių laikymo priemones, kurios nesukeltų papildomo šiluminio šoko.

tags: #savaimine #betono #traukumo #deformacija