Как происходит разрушение бетонных полов

3 вида разрушений и способы борьбы с ним

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 сборных и монолитных конструкций.

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

  

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.

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.

На фото  показано обычное состояние качественных бетонных поверхностей после многолетней эксплуатации тц Мерлен Леруа Москва

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