Как происходит разрушение бетонных полов

Способы борьбы с разрушением бетона

Разрушение бетона начинается с первого дня эксплуатации конструкций из него. Наша задача состоит в минимизации негативных воздействий на него, что достигается принятием оптимальных решений по нескольким направлениям, в числе которых:

• рецептура материала;
• обеспечение требуемых характеристик, таких как марочная прочность, морозостойкость, водостойкость, специальные свойства;
• армирование;
• технологии производства.

Разрушение бетонных полов происходит по трем основным механизмам:

Эти решения принимают на стадии проектирования строительства, и их следует строго придерживаться. Разрушение (коррозия, эрозия) бетона происходит в результате воздействий, которые распределяются на несколько групп:

1. Химические, сюда входят воздействия агрессивных веществ (нефтепродуктов, солёной воды, кислот, щелочей) и их взаимодействие с бетоном;

2. Физико-химическая коррозия. Физические воздействия окружающей среды:

а. Значительные перепады влажности и температуры, циклы заморозки и оттаивания. В следствии минусовых температур происходит подмерзание воды в порах бетона. 
Возникший лед увеличивается в  объеме и распирает бетонные сооружения, в результате возникают трещины. 
б. Естественные усадочные процессы в ходе заливки и созревания смеси. Бетон проходит через несколько этапов усадки, которые можно классифицировать по временному фактору:

• Адсорбционная усадка: Происходит сразу после замешивания бетонной смеси. Частицы цемента активно взаимодействуют с водой, что приводит к их адсорбции и уменьшению объема смеси.
• Пластическая усадка: Начинается после того, как бетон начинает терять свою пластичность и переходит в стадию уплотнения. Происходит уплотнение смеси под собственным весом и усадка достигает своего максимального значения.
• Реологическая усадка: Протекает после уплотнения и завершается при наборе бетоном проектной прочности. Она связана с процессами, происходящими внутри бетона: испарение воды, уплотнение цементного камня и другие.
• Усадка при высыхании: Происходит после набора бетоном марочной прочности и длится до тех пор, пока бетон не достигнет равновесной влажности.
• Усадка под воздействием окружающей среды: Может происходить на протяжении всего срока службы бетона из-за воздействия различных факторов, таких как температурные колебания, влажность, химические реагенты и т.д. Важно отметить, что все эти процессы усадки происходят одновременно и взаимодействуют друг с другом.

Механические воздействия – статические, динамические, ударные и прочие нагрузки на бетонные конструкции, истирание (износ) их поверхностей, вибрации.

При появлении первых признаков коррозии бетона необходимо предпринимать меры по устранению их причин. В противном случае процессы разрушения могут обрести необратимый характер со всеми вытекающими последствиями.

Измеритель прочности бетона - это важный инструмент в строительстве, позволяющий оценить качество и надежность бетонных конструкций. Прочность бетона зависит от множества факторов, включая состав смеси, условия укладки и ухода за ней. Важно использовать измерители, которые обеспечивают точные данные, так как от этого зависит безопасность и долговечность строений. Современные устройства позволяют проводить неразрушающие испытания, что особенно актуально для готовых конструкций.

При возникновении необходимости ремонта бетонных поверхностей, важно выбирать подходящую смесь для восстановления. Смесь для ремонта бетона должна соответствовать оригинальному составу и прочности, чтобы обеспечить надежное соединение и долговечность. Ремонтные составы, основанные на полимерных смолах или микроцементе, позволяют эффективно устранять дефекты и увеличивать срок службы бетонных полов.

Заделка трещин в бетоне также требует внимания. Трещины могут возникать по разным причинам, включая неправильный уход за полом или недостаточную прочность основания. Для их устранения используется инъектирование с применением специальных составов. Это позволяет не только восстановить эстетический вид, но и предотвратить дальнейшее разрушение конструкции.

Пыление поверхности бетонного пола - распространенная проблема, связанная со слабой прочностью верхнего слоя. Недостаток цемента в смеси или чрезмерное шлифование могут усугубить ситуацию. Применение химических пропиток, таких как топпинг, помогает предотвратить пыление и увеличить прочность поверхности, создавая защитный слой.

Трещины в бетонном полу, особенно мелкие, известные как "паутинка", могут возникать из-за различных факторов. Они не всегда нарушают целостность конструкции, но требуют внимания, чтобы не перерасти в более серьезные дефекты. Для устранения таких трещин рекомендуется использовать инъектирование специальными составами, что обеспечит долговременное решение проблемы.

Обветривание поверхности, возникающее при неправильном высыхании, также является проблемой, которую можно избежать. Устранение сквозняков и использование непродуваемых тентов во время высыхания поможет сохранить качество бетонного пола.

Раковины, образующиеся от воздействия воды и химикатов, также требуют своевременного вмешательства. Их устранение можно произвести, заполнив дефекты специальной смесью на основе полимеров. Это предотвратит дальнейшее разрушение.

Изоляционные швы играют критическую роль в конструкции бетонного пола, обеспечивая его долговечность и устойчивость к воздействию внешних факторов. Бетонный пол представляет собой массивную плиту, толщина которой может варьироваться в зависимости от назначения помещения. По периметру эта плита окружена стенами, а также может быть дополнена колоннами и фундаментами для оборудования. Такие конструктивные особенности требуют особого внимания к вопросам деформации и усадки.

В процессе отвердевания бетон теряет объем, что связано с реакцией гидратации, происходящей в течение первых недель после укладки. При этом габаритные размеры стяжки уменьшаются в среднем на 0,32 см на каждые 30 см длины. Если плита будет жестко соединена с вертикальными опорами, то в результате усадки она подвержена растрескиванию. Поэтому перед укладкой бетона устанавливается демпферная лента. Она отделяет плиту пола от вертикальных опор, создавая необходимый зазор, который служит для компенсации различных деформаций.

Деформации могут быть вызваны множеством факторов. Это и изменение температурно-влажностного режима, и подвижки грунтового основания, и вибрации от работающего оборудования, и даже сейсмическая активность. Все эти влияния могут оказать значительное воздействие на целостность бетонной конструкции.

Температурно-усадочные швы, в свою очередь, возникают в процессе затвердевания бетонной смеси. В течение первых четырех недель после укладки бетона, происходит не только его высыхание, но и формирование кристаллической структуры. В этом процессе верхняя часть плиты усаживается быстрее, чем более глубокие слои, что приводит к напряжению в материале. Это напряжение может вызвать появление усадочных трещин, что в дальнейшем негативно сказывается на прочности пола.

Температурные деформации — еще один важный аспект, с которым сталкиваются бетонные полы. Известно, что любые материалы изменяют свои размеры под воздействием температуры. Бетон, как массивная конструкция, также подвержен этим изменениям. Суточные и сезонные колебания температуры могут вызвать значительные изменения в габаритах пола, что подчеркивает необходимость создания температурных швов.

Обычно температурные и усадочные швы объединяются. Это означает, что большая монолитная плита пола разделяется на несколько меньших плит или «карт», между которыми создаются зазоры. Такой подход позволяет эффективно управлять внутренними напряжениями и предотвращать растрескивание бетона, что в конечном итоге обеспечивает долговечность и надежность бетонного пола. Таким образом, правильное проектирование и укладка изоляционных швов являются ключевыми факторами в обеспечении устойчивости бетонных конструкций к различным внешним воздействиям.

Специалисты нашей компании предлагают квалифицированную помощь в выявлении и устранении дефектов бетонных полов. Профилактика, основанная на соблюдении технологии укладки, использовании качественных материалов и соблюдении допустимых нагрузок, является лучшим способом избежать механических повреждений. Обратитесь к нам для консультации и повышения долговечности ваших бетонных конструкций.

Химическое разрушение бетона

Одним из факторов разрушения бетона является естественная эрозия под воздействием угольной кислоты. Она образуется в результате соединения двуокиси углерода CO2 с водяными парами. Этот процесс является неотъемлемой частью круговорота воды. Под влиянием природных осадков, вызывающих диффузию, в бетоне происходит замещение гидроксида кальция его карбонатом СaCO3. Угольная соль кальция обладает меньшей растворимостью и химической активностью. На первых этапах замещения гидроксида кальция она даже повышает прочность бетона, но со временем СaCO3 приводит к нарушению кислотно-щелочного баланса и провоцирует коррозию арматуры.

 Химическое разрушение бетона имеет следующие проявления:

• резкое падение марочной прочности под воздействием агрессивных веществ – в некоторых случаях бетон буквально крошится в руках; 
• локальное вспучивание тела бетонных конструкций;
• паутинообразное растрескивание поверхностей;
• появление высолов на поверхностях бетонных конструкций, в том числе потёков ржавчины, что указывает на коррозию арматуры.

Ещё более разрушающее воздействие на бетон оказывают сульфаты – соли серной кислоты. Под их влиянием в теле бетонных конструкций образуются гипс и другие соединения крайне низкой прочности. Для определения уровня карбонизации бетона его тестируют с использованием однопроцентного раствора фенолфталеина. Изменение цвета и его насыщенность указывают на степень поражения материала агрессивными веществами.

Выявление карбонизации. Похожие последствия несёт разрушение тела бетона хлоридами под влиянием морской воды и химических реагентов против обледенения.

Для диагностирования этих явлений также имеются свои способы. Например – цветовой тест с использованием кобальтнитрита натрия.

• Основными причинами химического разрушения бетона являются:
• неправильный выбор материала, не соответствующего условиям эксплуатации;
• нарушения рецептуры бетонных смесей;
• игнорирование мер защиты конструкций от агрессивных внешних воздействий.

Последствия химического разрушения бетона крайне сложно устранить. Во многих случаях это невозможно. Поэтому меры по предотвращению воздействий агрессивных веществ лучше всего предпринимать на этапе строительства. Например, бетонные полы можно защитить наливными полимерцементными смесями. Монолитные конструкции на стадии созревания бетона обрабатывают гидрофобными составами и т. д.

Физическое разрушение бетона

Физическое разрушение бетона и бетонных полов проявляется в виде усадочных трещин. Напомним, что одним из основных компонентов бетонной смеси является вода, которая обеспечивает однородность материала, возможность его укладки и уплотнения. После заливки бетона в опалубку и уплотнения необходимо избавиться от избытка влаги. Этот процесс называется дегидратацией, или созреванием, бетона, в ходе которого материал набирает марочную прочность.

Созревание бетона сопровождается появлением поверхностных трещин вследствие пластической усадки уложенной бетонной смеси. Фото 2. Усадочные трещины на свежеуложенном бетоне или стяжке. Образование усадочных трещин зависит от начального уровня содержания воды в бетонной смеси и температуры окружающей среды. Для минимизации последствий физического разрушения бетона процесс его созревания необходимо контролировать, чтобы не допустить образования глубоких трещин.

Контроль созревания бетона обеспечивает регулирование температуры и влажности. В нормальных условиях при температуре окружающей среды 20 ± 2 °C для набора марочной прочности бетону требуется 28 суток выдержки. В этих же условиях бетон необходимо увлажнять в течение одной–двух недель пока он не наберёт 70 % марочной прочности. Для сокращения частоты полива бетонных конструкций их укрывают п/э плёнкой.

Если в процессе созревания бетона допустить образование глубоких усадочных трещин, они станут точками быстрого разрушения конструкций под воздействием влаги, в том числе их замерзания при низких температурах, проникновения в тело бетона агрессивных жидкостей и т. д.

Однако усадочные трещины могут появляться и после полного созревания бетона на уже эксплуатируемых поверхностях. Усадочные трещины на эксплуатируемых бетонных поверхностях. На левом фото типичный пример растрескивания бетонных полов со слабым основанием.

Напоминаем, что несущая способность бетонных полов определяется такими факторами, как:

• прочность и качество подготовки основания;
• марочная прочность бетона;
• общая толщина покрытия;
• способ и плотность армирования.

Допустимая нагрузка на бетонное покрытие является расчётной величиной, которую определяют с учётом всех перечисленных факторов.

Устранение таких дефектов вполне возможно, но не всегда целесообразно. Слабое основание бетонных покрытий может проявить себя в будущем появлением новых трещин.

Если повреждения занимают более 30 % поверхности бетонных полов, тогда локальный ремонт теряет смысл. Проще и дешевле залить их заново.

Такие трещины можно увидеть на дорогах, в складах, гаражах и на грузовых площадках (дворах). Ремонт покрытий с подобными повреждениями не представляет особой сложности.

В любом случае долговечность бетонных конструкций закладывается при строительстве и зависит от соблюдения технологий в процессе созревания бетона. Не стоит экономить на марочной прочности и специальных свойствах материала, таких как морозостойкость и водостойкость.

1. Механическое разрушение бетона

Коррозионно-механическое разрушение бетона прежде всего является следствием эксплуатационных нагрузок под воздействием таких факторов, как:

Истирание – основной вид износа бетонных полов и других поверхностей, по которым движется колёсный транспорт. Истирание приводит к утончению защитного слоя бетон до арматуры, что грозит появлением коррозии и снижением общей прочности поверхностного слоя бетонных оснований. Для противодействия истиранию используют разные способы упрочнения покрытий.

Наиболее эффективными среди них являются  железнение плоскости бетона и покрытие наливными полимерцементными, эпоксидными, полиуретановыми смесями. Помимо стойкости к истиранию, их отличает высокая ремонтопригодность с практически неограниченными возможностями по восстановлению покрытий.

 Железнение плоскости бетона

Железнение бетона – это совершенствование технологических данных бетонного подстилающего слоя. Обработка бетонного покрытия исполняется особым текучим или же сухим цементным составом (топпингами), гранулки которого крепят бессильный приповерхностный слой бетона.

Железнением гарантируется оборона от больших нагрузок, механических и погодных воздействий. Сухой способ, когда цементная смесь наносится сквозь сито на плоскость и разравнивается в толщ. 2 мм, цемент пропитывается влагой из бетона, и Влажным, когда готовые составы разводятся в воде и укладываются толщиной в несколько мм.

Такие промышленные бетонные полы с упрочненным верхним слоем с применением метода железнения, получают путем обработки свежеуложенного бетона с внесением цветных сухих составов (топпингов) в количестве 4 - 6 кг на 1 м2, которые втираются при помощи бетоноотделочной машины. В состав сухих смесей входят высокомарочные цементы, функциональные пластифицирующие добавки, в качестве заполнителей используются фракционные кварцевые пески, корунд, нержавеющие металлические опилки.

2. Ударные нагрузки. Механические воздействия такого рода становятся результатом падения или соприкосновения с покрытием тяжёлых грузов, а также ударов, которые возникают при движении рельсовых и колесных транспортных средств. В этом случае стыки рельсов являются основными точками ударных воздействий. Постоянные удары (сотрясения) приводят к постепенному разрушению прилегающих кромок бетонных конструкций и общему снижению прочности бетона.

Наиболее эффективным средством противодействия ударным нагрузкам является фибробетон с наполнителями из стальных или полимерных волокон. Они образуют хаотичное переплетение (армирование) высокой плотности, которое противостоит нагрузкам любой направленности. Эти фиброволокна исполняют функцию арматуры с различием разницей в том, собственно что трудятся они не в пространстве установки, а по всему размеру консистенции за счет равномерного рассредотачивания. Для нейтрализации ударного воздействия также используют амортизирующие материалы в виде прокладок под рельсы или компенсационных швов.

3. Ветровая эрозия. Этому виду разрушения подвержены расположенные под открытым небом бетонные конструкции. Такой процесс вызывают переносимые ветром абразивные частицы, например песок. Следы ветровой эрозии особенно заметны на опорах мостов и путепроводов. Она приводит к утончению защитного слоя бетона и последующей коррозии арматуры. Основной защитой от этого вида разрушения бетонных конструкций является высокая марочная прочность бетона, которая обеспечивает им длительный срок службы. При правильном выборе материала ветровая эрозия не будет серьёзной проблемой. Однако вызванные ею повреждения устранению не подлежат.

4. Кавитация – особый вид разрушения материалов под воздействием быстрых (свыше 45 км/час) потоков воды и других жидкостей. При высокой скорости течения в жидкости образуются, а затем схлопываются воздушные пузырьки, создавая при этом сильную ударную волну. Подвергнувшиеся воздействию кавитации конструкции напоминают объект после его обстрела из пулемёта. С увеличением скорости течения растут и масштабы разрушений от кавитации. Применительно к бетону эта проблема актуальна для гидротехнических объектов, таких как плотины ГЭС, каналы сброса воды и т. д. Меры противодействия кавитации предпринимаются на стадии проектирования объектов. В их числе выбор формы конструкций и высокое качество поверхностей, которые препятствуют формированию вихревых потоков, устройства для снижения скорости потока воды и прочее.

В абсолютном большинстве случаев первопричиной ускоренного разрушения бетона является нарушение технологии его укладки и созревания. Не меньшее значение имеет правильный выбор материала с учётом условий его эксплуатации. Устранение последствий таких ошибок обходится очень дорого, поэтому устройство монолитных бетонных конструкций лучше доверить профессионалам.

Консультация ведущего специалиста тел.   +7(499) 398-02-36 +7(926) 225-16-81 whatsApp +7(916) 087-31-88. Получить расчет цены пола