Изделия из бетона и железобетона, как и любые другие строительные материалы, могут безопасно эксплуатироваться только определенный период. Момент наступления критического износа для них обычно устанавливается чисто условно, так как на старение материала влияет целый ряд внешних и внутренних факторов. Среди них - состав используемой смеси, качество конструкционных элементов, условия эксплуатации готовых изделий и многое другое. Однако, применяя приведенные ниже меры защиты, можно отсрочить процесс разрушения бетонных конструкций на неопределенный срок.
Существующие угрозы
Бетон, особенно армированный, является достаточно прочным и надежным материалом, сохраняющим свои свойства 60 и более лет. Но есть немало причин, способных вызвать его преждевременное разрушение. Все их можно разделить на три основные группы:
- физические;
- химические;
- механические.
К первой относят воду, пар и температуру. Именно вода в различных состояниях причиняет максимальный вред материалу. Бетон за счет своей микропористости обладает высокой водопроницаемостью. Попадая в его капилляры, вода вызывает физическую коррозию материала, вымывая из его структуры известковую составляющую. В итоге разрываются связи между вяжущим веществом и заполнителем, увеличивается хрупкость и ломкость. Добавляют проблем температурные перепады. Замерзая молекулы воды расширяются, нагреваясь – сужаются. От этого появляются микротрещины и происходит ослабление конструкции. Также растрескивание материала возможно от различия скоростей расширения арматуры и заполнителя при резком нагреве, либо от гигрометрической и пластической усадки в первое время после укладки раствора.
Во второй группе причин, вызывающих разрушение бетона, доминируют химические реакции, связанные с процессами, происходящими между внешней средой и вяжущими веществами. Катализатором таких процессов часто становятся агрессивные элементы воды и воздуха, входящие в их состав. Это – кремнезем, морская соль, серная и углекислота, хлориды и сульфаты. Они приводят к коррозии используемого для армирования металла, выщелачиванию либо карбонизированию материала, а по итогу к его растрескиванию. Также причиной последующего появления трещин могут стать естественные примеси – ангидриды и гипс.
В третью группу входят динамические нагрузки, естественная эрозия и биологические воздействия. Физическим повреждениям больше всего подвержены бетонные полы, ступеньки, дорожки. Даже не сильные, но постоянные удары приводят к образованию трещин на стыках и кромках швов. Ветер и оледенение способствуют разрастанию эрозии бетонной поверхности. Постепенное расщепление структуры материала вызывают грибки и плесень. Учитывая характер угроз, влияющих на целостность железобетонных изделий, инженеры разработали для их защиты различные способы и материалы для восстановления.
Защитные мероприятия
Чтобы эффективно защитить бетон от разрушения, необходимо предупредить возникновение проблем на этапе строительства, а также не пренебрегать необходимым обслуживанием элементов и конструкций на этапе эксплуатации. Для этого ЖБИ нужно уберечь от влаги, солей, кислот, щелочей и морозов. Лучше принимать меры еще в процессе приготовления раствора для заливки форм с арматурой. Благодаря различным технологическим добавкам, пластификаторам и модифицирующим веществам можно увеличить влагостойкость и морозоустойчивость материала, повысить его защищенность от агрессивных сред.
Однако не стоит добавлять в раствор все присадки подряд, это только повысит окончательную стоимость готовых изделий. Воздухововлекающие и морозостойкие добавки помогут отрегулировать соотношение воды с цементом. Сульфатостойкие связующие предотвратят сульфатную коррозию. Защитить от нежелательных химических реакций поможет диагностика материалов на наличие карбоната (проверяется цветовым тестом с использованием 1% раствора фенолфталеина). Выщелачивание и наличие кремнезема определяется визуально по существующим повреждениям конструкции.
Увеличить стойкость к механическим нагрузкам помогает наличие в верхних слоях заливочной смеси твердых включений и полимеров. От ударных воздействий спасают стальные волокна и шовные герметики. Альтернативой им может служить углеволокно, наносимое на несущую поверхность с эпоксидными смолами. Влагостойкость повышается железнением с помощью корунда, кварца, гранита, жидкого стекла, алюмината натрия. Закрыть поры с капиллярами можно и с помощью инъектирования либо гидрофобных пленок. От плесени и грибков легко избавиться, используя специальную грунтовку или пропитку с содержанием антигрибковых добавок.
Повысить плотность материала возможно применением цементов с малым потреблением воды. А для сохранения стальной арматуры от электрохимической коррозии потребуются соответствующие сорта стали. Применяя в совокупности те или иные мероприятия легко получить ЖБИ, предназначенные для самых суровых условий эксплуатации.
