5 κρίσιμοι λόγοι για ρωγμές σκυροδέματος
Η ρηγμάτωση του σκυροδέματος δεν επηρεάζει μόνο την εμφάνιση των κτιρίων, αλλά και την ασφάλεια της δομής και τη διάρκεια ζωής τους. Το φαινόμενο αυτό προκαλείται από 5 κρίσιμους λόγους, συμπεριλαμβανομένης της συρρίκνωσης λόγω ξήρανσης, της αυτοσυρρίκνωσης, της πλαστικής συρρίκνωσης, της θερμικής συρρίκνωσης και της αυτογενούς (χημικής) συρρίκνωσης.
1. Συρρίκνωση κατά την ξήρανση που προκαλείται από την απώλεια νερού
Η συρρίκνωση ξήρανσης συμβαίνει κυρίως όταν το νερό στους τριχοειδείς πόρους ή στους πόρους γέλης του σκυροδέματος χάνεται σε ένα ακόρεστο περιβάλλον αέρα. Το σκυρόδεμα υψηλών επιδόσεων είναι λιγότερο πιθανό να στεγνώσει σε σύγκριση με το συνηθισμένο σκυρόδεμα λόγω του χαμηλού πορώδους του. Ωστόσο, το σωρευτικό αποτέλεσμα της συρρίκνωσης ξήρανσης αποκτά κάποια σοβαρή ισχύ στο μαζικό σκυρόδεμα. Η απώλεια νερού στο σκυρόδεμα είναι όπως αυτή στο ανθρώπινο σώμα, η οποία θα προκαλέσει αλλαγές στην εσωτερική δομή. Όταν η τάση που δημιουργείται από αυτές τις αλλαγές ξεπεράσει την εφελκυστική αντοχή του σκυροδέματος, μπορεί να προκύψουν ρωγμές.
2. Πλαστική συρρίκνωση κατά την αρχική σκλήρυνση
Η πλαστική συρρίκνωση παρατηρείται στο πλαστικό στάδιο πριν από τη σκλήρυνση. Το σκυρόδεμα υψηλών επιδόσεων διαθέτει χαμηλό λόγο νερού προς ζελέ, λιγότερο ελεύθερο νερό και λεπτά ορυκτά πρόσμικτα που είναι πιο ευαίσθητα στο νερό, πράγμα που σημαίνει ότι δεν αιμορραγούν και χάνουν γρήγορα νερό. Αυτά καθιστούν το σκυρόδεμα υψηλών επιδόσεων πιο πιθανό να υποφέρει από πλαστική συρρίκνωση. Το σκυρόδεμα χάνει νερό στην επιφάνειά του πριν από την πλήρη πήξη του, παραμένοντας σε σταθερή πλαστική κατάσταση στο εσωτερικό του. Μια τέτοια διαφορά δημιουργεί μια εφελκυστική τάση στην επιφάνεια. Μόλις η τάση αυξηθεί σε περισσότερο από την εφελκυστική τάση, εμφανίζονται ρωγμές. Αν και αρκετά λεπτές, είναι πολυάριθμες και πυκνά κατανεμημένες στην επιφάνεια του σκυροδέματος.
3. Αυτοσυρρίκνωση - αλλαγές υγρασίας για να κατηγορηθεί
Η αυτοσυρρίκνωση αναφέρεται όταν η υγρασία μειώνεται στην κλειστή εσωτερική δομή του σκυροδέματος μαζί με την ενυδάτωση του τσιμέντου. Ένα τέτοιο φαινόμενο έχει ως αποτέλεσμα την ύπαρξη ακόρεστου νερού στους πόρους. Ως αποτέλεσμα, δημιουργεί αρνητική πίεση και προκαλεί την αυτοσυρρίκνωση του σκυροδέματος. Λόγω του χαμηλού λόγου νερού προς ζελέ, το σκυρόδεμα υψηλών επιδόσεων θα μπορούσε να δει υψηλότερη αντοχή στο αρχικό του στάδιο και ταχύτερη απώλεια νερού. Η σχετική υγρασία του συστήματος πόρων πέφτει κάτω από το 80 τοις εκατό. Εν τω μεταξύ, η πυκνή δομή του σκυροδέματος υψηλών επιδόσεων εμποδίζει την υγρασία από το εξωτερικό και έτσι επιδεινώνει την αυτοσυρρίκνωση.
4. Θερμική συρρίκνωση - Ζημιές από θερμική διαστολή
Τα έργα σκυροδέματος μεγάλου όγκου που απαιτούν μεγάλη αντοχή απαιτούν πολύ περισσότερο τσιμέντο. Αυτό φέρνει περισσότερη θερμότητα ενυδάτωσης και θερμαίνει το σύστημα πιο γρήγορα σε περίπου 35 έως 40 ℃. Εκτός από την αρχική θερμοκρασία, η υψηλότερη θερμοκρασία μπορεί να ξεπεράσει ακόμη και τους 70 έως 80℃. Το σκυρόδεμα έχει ιδιότητες θερμικής διαστολής και ψυχρής συστολής και CTE (Συντελεστής θερμικής διαστολής) 10×10-6/℃. Όταν η θερμοκρασία πέφτει κατά 20 έως 25℃, μπορούμε να υπολογίσουμε την ψυχρή συρρίκνωση περίπου (2 - 2,5)×10-4, ενώ η τιμή του μέγιστου εφελκυσμού του σκυροδέματος είναι μόνο 1 - 1,5×10-4. Έτσι, η τάση που προκαλείται από την ψυχρή συρρίκνωση μπορεί εύκολα να υπερβεί την εφελκυστική αντοχή του σκυροδέματος. Κατά συνέπεια, εμφανίζονται ρωγμές που επεκτείνονται από την επιφάνεια προς το εσωτερικό του σκυροδέματος, επηρεάζοντας σοβαρά τη δομή του.
5. Αυτογενής συρρίκνωση- Παρενέργεια της ενυδάτωσης
Η αυτογενής συρρίκνωση ονομάζεται επίσης χημική συρρίκνωση. Κατά την ενυδάτωση του τσιμέντου, ο απόλυτος όγκος του συστήματος τσιμέντου-νερού μειώνεται και σχηματίζει πολλούς πόρους. Ωστόσο, η ενυδάτωση μπορεί να είναι περιορισμένη στο σκυρόδεμα υψηλών επιδόσεων λόγω του χαμηλότερου λόγου νερού προς ζελέ και των πρόσθετων λεπτόκοκκων ορυκτών προσμίκτων. Έτσι, η χημική συρρίκνωση θα είναι μικρότερη από ό,τι στο συνηθισμένο σκυρόδεμα. Αισθητά, οι ρωγμές που σχηματίζονται από την αυτογενή συρρίκνωση εξακολουθούν να έχουν επιπτώσεις στη μικροσκοπική δομή του σκυροδέματος. Σε συνδυασμό με άλλους παράγοντες, μπορεί επίσης να αποτελέσει έναυσμα για την εμφάνιση ρωγμών.
Εκτός από τους παραπάνω παράγοντες, ένας άλλος κύριος λόγος για τη ρηγμάτωση του σκυροδέματος είναι η τάση συστολής της θερμοκρασίας. Η τάση αυτή προκαλείται από τη διακύμανση της θερμοκρασίας και τη συρρίκνωση που συμβαίνει όταν ο μεγάλος όγκος τσιμέντου που χρησιμοποιείται στο μαζικό σκυρόδεμα απελευθερώνει θερμότητα ενυδάτωσης.
Πρόληψη και έλεγχος - Πώς να καταπολεμήσετε τη ρηγμάτωση του σκυροδέματος
1. Βελτιστοποίηση της αναλογίας ανάμιξης σκυροδέματος
- Τσιμέντο
- Προτεραιότητα στο τσιμέντο χαμηλής και μέσης θερμότητας για τη μείωση της θερμότητας ενυδάτωσης.
- Περιορισμός της ποσότητας τσιμέντου, διατηρώντας παράλληλα την αντοχή και την απόδοση του σκυροδέματος, μειώνοντας την αύξηση της θερμοκρασίας.
- Αδρανή
- Επιλέξτε αδρανή υψηλής ποιότητας με μέτριο μέγεθος κόκκων.
- Χρησιμοποιήστε περισσότερα αδρανή και λιγότερο τσιμεντοκονίαμα για να μειώσετε τη συρρίκνωση του σκυροδέματος. Για παράδειγμα, καλά διαβαθμισμένα αδρανή και μέτρια άμμος θα μπορούσαν να αυξήσουν αποτελεσματικά την πυκνότητα του σκυροδέματος.
- NOVASTAR Πολυκαρβοξυλικός υπερρευστοποιητής (PCE) είναι ένας παράγοντας μείωσης του νερού υψηλής απόδοσης και εξαιρετικά διαλυτός στο νερό. Μπορεί να βελτιώσει τη ροή του σκυροδέματος και να μειώσει την ποσότητα τσιμέντου χωρίς να αυξήσει την κατανάλωση νερού. Μια χαμηλή δοσολογία αυτού του μειωτή νερού μπορεί να προσδώσει καλή ρευστότητα στο σκυρόδεμα. Επίσης, η περιεκτικότητα σε ιόντα χλωριόντων και αλκαλίων του Πολυκαρβοξυλικός υπερρευστοποιητής (PCE) είναι αρκετά χαμηλή, καθιστώντας το σκυρόδεμα πιο ανθεκτικό.
2. Βελτίωση της διαδικασίας κατασκευής
- Χύστε το τσιμέντο κατά στρώσεις ή τμήματα για να ελέγχετε το πάχος της στρώσης και την ταχύτητα έκχυσης. Αυτό βοηθάει στην ομοιόμορφη κατανομή της θερμότητας στο εσωτερικό του σκυροδέματος και στην αποφυγή θερμικής καταπόνησης ή κλίσεων θερμοκρασίας.
- Συμπυκνώστε το σκυρόδεμα για να εξασφαλίσετε την ιδανική πυκνότητα και να αποτρέψετε έτσι τη ρηγμάτωση του σκυροδέματος.
- Καλύψτε το υλικό που μονώνει την υγρασία, όπως μια πλαστική μεμβράνη, μετά την έκχυση του σκυροδέματος για να μειώσετε την εξάτμιση και τη δημιουργία ρωγμών.
- Ελέγξτε τη θερμοκρασία μέσα και έξω από το σκυρόδεμα ψεκάζοντας νερό στην επιφάνεια. Αυτό μπορεί να ελέγξει τη θερμοκρασία του σκυροδέματος και να μειώσει τη θερμική καταπόνηση.
