Основными причинами разрушения и критического повреждения железобетонных изделий, проектируемых строительными инженерами, в первую очередь называют низкую морозостойкость. Она связана с естественной способностью материала впитывать влагу.
Как избежать деградации бетона
Не нужно иметь инженерного образования, чтобы знать о функциях влаги расширяться при замерзании и сужаться при нагревании. Именно фактор наглядно проявляется в микропорах железобетонных изделий, существенно влияя на срок службы всей конструкции. Особенно он характерен для холодного морозного климата или нестабильных температур.
Специалисты лабораторий, изучающих свойства бетона, провели бесчисленное количество практических опытов и получили такие закономерности:
- Мокрые бетонные изделия, оттаивая и замерзая снова, разрушаются в три раза быстрее в сравнении с сухими ЖБИ
- Кристаллизация влаги в насыщенном водой бетонном массиве, вызванная резким охлаждением до —17 °С, приводит к необратимым последствиям, связанным с изменениями прочностных характеристик продукции
- Сначала деструктивное влияние воды наблюдается в крупных порах отливок из железобетона, и только потом — в мелких
- Деградации бетонной массы также наблюдается из-за повышенного давления кристаллизованной влаги на стенки пор в бетонном массиве
Вывод тут простой — чем плотнее и тверже структура бетонного изделия, тем менее оно деградирует, а значит более морозоустойчиво. Но так как охлаждение бетонной массы и понижение общей температуры происходит именно с поверхности изделия, это показывает, что с уменьшением на поверхности бетона пор, уменьшается деструктивное влияние влаги, то есть увеличивается морозоустойчивость материала. Еще один важным моментом считают то, что пробка из кристаллизованной влаги на поверхности ЖБИ просто не дает ей испаряться и вынуждает замерзать в массиве залитой формы. Это способствует еще более активной деградации материала.
При оттаивании водяной пробки в порах, структура бетонного изделия восстанавливается, однако процесс внутренней деформации остановить уже невозможно. В первую очередь разрушению подвергаются выступающие элементы конструкции, затем поверхностный слой, после этого начинает разрушаться глубинная структура ЖБИ.
Что делать, чтобы не допустить разрушения бетона
Для повышения морозостойкости бетона производители ЖБИ используют ряд методик, разных по стоимости и эффективности:
- Метод заполнения пор предполагает их полное отсутствие. В этом случае влаге просто некуда проникнуть, вся вода оказывается снаружи. Таким образом, морозостойкость ЖБИ повышается.
- Уплотнение бетонной смеси при ее нахождении в форме для производства того или иного изделия. Как правило, в нем наиболее эффективно применение виброустановок.
- Использование пластификаторов (улучшающих добавок). Это самый легкий и недорогой способ повысить морозостойкость бетона в процессе заливки.
Часто применять модифицирующие добавки при производстве железобетонных изделий, не рекомендовано, так как они влияют на состав пластификатора. Некоторые из них могут отрицательно воздействовать на стальную арматуру определенных сортов, что в свою очередь сказывается на прочности изделий, да и на долговечности конструкций в целом. Не стоит забывать, что бетонная смесь становится прочнее, если в ее составе меньше воды. Но при этом она будет менее текучей и может оказаться непригодной для заполнения форм. Для этого есть пластификаторы, повышающие текучесть без добавления воды, что способствует увеличению прочности изделий.
Правильные пластификаторы дают неоспоримые преимущества при изготовлении ЖБИ:
- Из-за уменьшения количества воды расход цемента для получения подвижного бетона сокращается на 10-15%
- Прочность железобетонных изделий даже при повышении текучести сохраняется, поскольку количество воды в смеси остается неизменным, а плотность и морозостойкость конструкции растут.
- В зависимости от применяемого пластификатора, прочность ЖБИ может вырасти на 20-25%
- Повышается эффективность использования смеси, поскольку она может быть использована для заливки очень прочных ЖБИ с большим количеством арматуры
- С повышением морозоустойчивости увеличивается стойкость к образованию трещин
- Общий уровень адгезии арматуры и бетона возрастает в 1,3-1,5 раза.
Отсюда видно, что применяя комплексные меры по повышению стойкости ЖБИ к низким температурам, технологичные предприятия получают возможность выпускать более качественные и конкурентоспособные изделия любой степени сложности.
