5 критични причини за напукване на бетона
Напукването на бетона влияе не само върху външния вид на сградите, но и върху сигурността на тяхната структура и продължителността на живота им. Това явление се дължи на 5 основни причини, включително свиване при сушене, самосвиване, пластично свиване, термично свиване и автогенно (химическо) свиване.
1. Свиване при сушене, причинено от загуба на вода
Свиването при изсъхване се получава най-вече когато водата в капилярните или геловите пори на бетона се губи в ненаситена въздушна среда. Вероятността за изсъхване на висококачествен бетон е по-малка в сравнение с обикновения бетон поради ниската му порьозност. Въпреки това, кумулативният ефект на свиването при съхнене получава сериозна сила в масовия бетон. Загубата на вода в бетона е като тази в човешкото тяло, което ще доведе до промени във вътрешната структура. Когато напрежението, породено от тези промени, надвиши якостта на опън на бетона, може да се получат пукнатини.
2. Свиване на пластмасата при първоначално втвърдяване
Пластичното свиване може да се наблюдава в етапа на пластичност преди втвърдяване. Висококачественият бетон се характеризира с ниско съотношение на водата към гела, по-малко свободна вода и фини минерални добавки, които са по-чувствителни към водата, което означава, че не кървят и бързо губят вода. Това прави високоефективния бетон по-склонен да страда от пластично свиване. Бетонът губи вода на повърхността си, преди да се втвърди напълно, като отвътре остава в стабилно пластично състояние. Такава разлика създава напрежение на опън върху повърхността. Когато напрежението нарасне до повече от напрежението на опън, се появяват пукнатини. Макар и доста тънки, те са многобройни и гъсто разпределени по повърхността на бетона.
3. Самосвиване - виновни са промените във влажността
Самосвиването се случва, когато влажността намалява в затворената вътрешна структура на бетона заедно с хидратацията на цимента. Това явление води до появата на ненаситена вода в порите. В резултат на това се създава отрицателно налягане и се предизвиква самосвиване на бетона. Поради ниското съотношение на водата към гела, при високоефективния бетон може да се наблюдава по-висока якост в ранния му етап и по-бърза загуба на вода. Относителната влажност на системата от пори е под 80 %. Същевременно плътната структура на високоефективния бетон спира влагата отвън и по този начин утежнява самосвиването.
4. Термично свиване - повреди от термично разширение
Бетонните проекти с голям обем и високи изисквания към здравината изискват много повече цимент. Това води до повече топлина на хидратация и по-бързо загряване на системата до около 35-40 °C. В допълнение към първоначалната температура, най-високата температура може дори да надхвърли 70-80 ℃. Бетонът има свойства на термично разширение и студено свиване и CTE (коефициент на термично разширение) от 10×10-6/℃. Когато температурата спадне с 20 до 25 ℃, можем да изчислим студеното свиване на около (2 - 2,5)×10-4, докато стойността на якостта на опън на бетона е само 1 - 1,5×10-4. Така че напрежението, причинено от студеното свиване, може лесно да надхвърли якостта на опън на бетона. Вследствие на това се появяват пукнатини, които се разпространяват от повърхността към вътрешността на бетона и сериозно засягат неговата структура.
5. Автогенно свиване - страничен ефект на хидратацията
Автогенното свиване се нарича още химическо свиване. По време на хидратацията на цимента абсолютният обем на системата цимент-вода намалява и се образуват множество пори. Въпреки това хидратацията може да бъде ограничена при високоефективния бетон поради по-ниското му съотношение на вода към гел и допълнителните фини минерални добавки. Така че химическото свиване ще бъде по-малко, отколкото при обикновения бетон. Забележително е, че пукнатините, образувани от автогенното свиване, все още оказват влияние върху микроскопичната структура на бетона. В комбинация с други фактори то също може да бъде причина за появата на пукнатини.
В допълнение към горепосочените фактори друга основна причина за напукване на бетона е напрежението от температурното свиване. Напрежението се причинява от температурните колебания и свиването, което се случва, когато големият обем цимент, използван в масовия бетон, отделя хидратационна топлина.
Превенция и контрол - как да се преборим с напукването на бетона
1. Оптимизиране на съотношението на бетонната смес
- Цимент
- Дайте приоритет на цимента с ниска и средна температура, за да намалите топлината на хидратация.
- Ограничаване на количеството цимент при запазване на якостта и характеристиките на бетона, намаляване на повишаването на температурата.
- Агрегати
- Изберете висококачествен агрегат с умерен размер на частиците.
- Използвайте повече агрегат и по-малко циментов разтвор, за да намалите свиването на бетона. Например, добре сортирани агрегати и среден пясък могат ефективно да увеличат плътността на бетона.
- NOVASTAR Поликарбоксилатен суперпластификатор (PCE) е високоефективен агент за редуциране на водата и е добре разтворим във вода. Той може да подобри потока на бетона и да намали количеството на цимента, без да увеличава разхода на вода. Ниската доза на този редуктор на водата може да доведе до добра течливост на бетона. Също така, съдържанието на хлоридни йони и алкали на Поликарбоксилатен суперпластификатор (PCE) е доста ниска, което прави бетона по-издръжлив.
2. Подобряване на строителния процес
- Изсипвайте цимента на слоеве или участъци, за да контролирате дебелината на слоя и скоростта на изливане. Това се прави, за да се подпомогне равномерното разпределение на топлината в бетона и да се избегнат термични напрежения или температурни градиенти.
- Уплътнете бетона, за да гарантирате идеална плътност и по този начин да предотвратите напукването му.
- След изливането на бетона покрийте с влагоизолиращ материал, например пластмасово фолио, за да намалите изпарението и напукването.
- Контролирайте температурата във и извън бетона, като разпръсквате вода върху повърхността. Така може да се контролира температурата на бетона и да се намали термичното напрежение.
