Среди главных причин разрушения и критического повреждения железобетонных изделий, практикующие строительные инженеры в первую очередь называют низкую морозостойкость. Которая, естественно, связана со способностью материала впитывать влагу.
Как избежать деградации бетона
Не нужно иметь инженерного образования, чтобы знать о способности влаги расширяться при замерзании и сужаться при нагревании. Именно фактор изменения объема влаги в микропорах железобетонных изделий существенно влияет на срок службы всей конструкции. Особенно в условиях холодного морозного климата или нестабильной температуры.
Специалисты лаборатории по изучению свойств бетона провели бесчисленное количество практических опытов и выяснили две основные позиции:
- Мокрый бетон, оттаивая и замерзая снова, разрушается в три раза быстрее, по сравнению с сухими ЖБИ.
- Кристаллизация влаги в насыщенном водой бетонном массиве, вызванная резким охлаждением до —17 °С, приводит к необратимым последствиям, связанным с прочностными характеристиками изделия.
- В первую очередь деструктивное влияние воды наблюдается в крупных порах железобетонного изделия, и только потом — в мелких.
- Главная причина деградации бетонной массы связана с повышенным давлением кристаллизованной влаги на стенки пор в бетонном массиве.
Напрашивается простой вывод — чем плотнее и тверже структура бетонного изделия, тем менее оно подвержено деградации, тем более морозоустойчиво. Однако не все так просто, поскольку охлаждение бетонной массы и понижение общей температуры происходит именно с поверхности изделия.
Вывод простой — чем меньше на поверхности бетона пор, тем менее он подвержен деструктивному влиянию влаги, тем более морозоустойчив. Еще один важный момент заключается в том, что пробка из кристаллизованной влаги на поверхности ЖБИ просто не дает влаге испаряться и вынуждает ее замерзать в массиве бетона. А это способствует еще более активной деградации материала.
После оттаивания водяной пробки в порах структура бетонного изделия восстанавливается, однако процесс внутренней деформации остановить невозможно. В первую очередь разрушению подвержены выступающие элементы конструкции, затем поверхностный слой, после будет разрушаться глубинная структура ЖБИ.
Что делать, чтобы не допустить разрушения бетона
Для повышения морозостойкости бетона чаще всего производители ЖБИ используют ряд методик, разных по стоимости и эффективности:
- Сам собой напрашивается метод заполнения пор. В этом случае влаге просто некуда проникнуть, вся вода остается снаружи. Таким образом, морозостойкость ЖБИ повышается за счет отсутствия пор.
- Второй действенный метод заключается в эффективном уплотнении бетонной смеси, когда она уже находится в форме для производства того или иного изделия. Как правило, наиболее эффективно применение виброустановок.
- Применение пластификаторов также сказывается на морозостойкости бетона. Это добавки в бетонную смесь и такой способ считается одним из самых недорогих.
Впрочем, применение модифицирующих добавок в производстве железобетонных изделий ограничено по нескольким причинам, хотя это зависит от состава пластификатора. Некоторые добавки могут отрицательно влиять на арматуру из стали определенных сортов, что в свою очередь скажется на прочности изделия, да и конструкции целиком.
Есть еще одна опасность в применении пластификаторов. Общеизвестно, что бетонная смесь будет прочнее, если в ее составе меньше воды. Но при этом состав будет менее текучим и он может быть непригоден для заполнения форм. Но есть ряд пластификаторов, которые делают бетонный раствор более текучим без добавления дополнительного количества воды, что способствует увеличению прочности изделия.
В целом, применение правильных пластификаторов дает неоспоримые преимущества при изготовлении ЖБИ:
- Расход цемента для получения подвижного бетона уменьшается на 10-15%. Это происходит из-за уменьшения количество воды в растворе.
- Прочность железобетонных изделий не страдает из-за повышения текучести, поскольку количество воды в смеси неизменно, а плотность и, соответственно, морозостойкость конструкции в целом 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.
- В целом повышается морозоустойчивость и стойкость к образованию трещин.
- Общий уровень сцепляемости арматуры и бетона вырастает в 1,3-1,5 раза.
Таким образом, применяя комплексные меры по повышению стойкости ЖБИ к низким температурам, технологичные предприятия получают возможность выпускать более качественные и конкурентоспособные изделия любой степени сложности.