5 kritikus oka a beton repedésének
A beton repedése nemcsak az épületek megjelenését, hanem a szerkezet biztonságát és élettartamát is befolyásolja. Ezt a jelenséget 5 kritikus ok okozza, köztük a száradási zsugorodás, az önzsugorodás, a plasztikus zsugorodás, a termikus zsugorodás és az autogén (kémiai) zsugorodás.
1. A vízveszteség okozta szárítási zsugorodás
A száradási zsugorodás többnyire akkor következik be, amikor a beton kapilláris vagy gélpórusaiban lévő víz telítetlen légkörben elvész. A nagy teljesítményű beton a közönséges betonhoz képest kevésbé szárad ki, mivel alacsony a pórusossága. A száradási zsugorodás kumulatív hatása azonban a tömegbetonban komoly erőt kap. A beton vízvesztesége olyan, mint az emberi testé, ami változásokat okoz a belső szerkezetben. Ha az ezen változások által keltett feszültség meghaladja a beton szakítószilárdságát, repedések keletkezhetnek.
2. Műanyag zsugorodás a kezdeti keményedés során
A képlékeny zsugorodás a keményedés előtti képlékeny szakaszban található. A nagyteljesítményű beton jellemzője az alacsony víz-zselé arány, a kevesebb szabad víz és a finom ásványi adalékanyagok, amelyek érzékenyebbek a vízre, ami azt jelenti, hogy nem vérzik és gyorsan veszítenek vizet. Ezek miatt a nagyteljesítményű beton nagyobb valószínűséggel szenved a képlékeny zsugorodástól. A beton a felszínen vizet veszít, mielőtt teljesen megszilárdulna, belülről pedig stabilan képlékeny állapotban marad. Ez a különbség a felületen húzófeszültséget hoz létre. Amint a feszültség a húzófeszültségnél nagyobbra nő, repedések keletkeznek. Bár meglehetősen vékonyak, mégis számosak és sűrűn eloszlanak a beton felületén.
3. Önzsugorodás - a páratartalom változása a hibás
Az önzsugorodásról akkor beszélünk, amikor a cement hidratációjával együtt csökken a nedvesség a beton zárt belső szerkezetében. Ez a jelenség telítetlen vizet eredményez a pórusokban. Ennek eredményeképpen negatív nyomást hoz létre, és kiváltja a beton önzsugorodását. Az alacsony víz-zselé arány miatt a nagyteljesítményű betonban a korai szakaszban nagyobb szilárdság és gyorsabb vízveszteség tapasztalható. A pórusrendszer relatív páratartalma 80 százalék alá megy. Eközben a nagyteljesítményű beton sűrű szerkezete megállítja a kívülről érkező nedvességet, és így súlyosbítja az önzsugorodást.
4. Termikus zsugorodás - Hőtágulásból eredő károk
A nagy volumenű, szilárdságot igénylő betonprojektekhez sokkal több cementre van szükség. Ez több hidratációs hőt eredményez, és gyorsabban felmelegíti a rendszert 35-40 ℃ körüli értékre. A kezdeti hőmérsékleten felül a legmagasabb hőmérséklet meghaladhatja a 70-80 ℃-ot is. A betonnak hőtágulási és hideg összehúzódási tulajdonságai vannak, és a CTE (hőtágulási együttható) 10×10-6/℃. Ha a hőmérséklet 20-25 ℃-ra csökken, akkor a hideg zsugorodás körülbelül (2-2,5)×10-4, míg a beton szakítószilárdsági értéke csak 1-1,5 ×10-4. Tehát a hideg zsugorodás okozta feszültség könnyen meghaladhatja a beton szakítószilárdságát. Ennek következtében repedések jelennek meg, amelyek a beton felületéről a belseje felé terjednek, és súlyosan befolyásolják a beton szerkezetét.
5. Autogén zsugorodás - A hidratálás mellékhatása
Az autogén zsugorodást kémiai zsugorodásnak is nevezik. A cement hidratációja során a cement-víz rendszer abszolút térfogata csökken, és sok pórust képez. A hidratáció azonban a nagy teljesítményű betonban korlátozott lehet az alacsonyabb víz-zselé arány és a további finom ásványi adalékanyagok miatt. Így a kémiai zsugorodás kisebb lenne, mint a közönséges betonban. Észrevehető, hogy az autogén zsugorodásból kialakuló repedések még mindig hatással vannak a beton mikroszkopikus szerkezetére. Más tényezőkkel kombinálva ez is kiválthatja a repedéseket.
A fenti tényezőkön kívül a beton repedezésének másik fő oka a hőmérsékleti összehúzódás okozta feszültség. A feszültséget a hőmérséklet-ingadozás és a zsugorodás okozza, amely akkor következik be, amikor a tömegbetonban használt nagy mennyiségű cement hidratációs hőt bocsát ki.
Megelőzés és ellenőrzés - Hogyan küzdjünk a beton repedése ellen?
1. A betonkeverék arányának optimalizálása
- Cement
- A hidratációs hő csökkentése érdekében részesítse előnyben az alacsony és közepes hőfokú cementet.
- Korlátozza a cement mennyiségét, miközben megőrzi a beton szilárdságát és teljesítményét, csökkenti a hőmérséklet-emelkedést.
- Aggregátumok
- Válasszon kiváló minőségű, mérsékelt szemcseméretű aggregátumot.
- A beton zsugorodásának csökkentése érdekében használjon több adalékanyagot és kevesebb cementhabarcsot. Például a jól osztályozott adalékanyagok és a közepes homok hatékonyan növelheti a beton sűrűségét.
- NOVASTAR Polikarboxilát szuperlágyító (PCE) nagy teljesítményű vízcsökkentő szer, és vízben jól oldódik. Javíthatja a beton folyását és csökkentheti a cement mennyiségét anélkül, hogy növelné a vízfogyasztást. Ennek a vízcsökkentőnek az alacsony dózisa jó folyékonyságot biztosíthat a betonban. Továbbá a kloridionok és a lúgok tartalma a Polikarboxilát szuperlágyító (PCE) meglehetősen alacsony, ami a betont tartósabbá teszi.
2. Az építési folyamat javítása
- Öntse a cementet rétegenként vagy szakaszonként a rétegvastagság és az öntési sebesség szabályozása érdekében. Ez segít a betonban lévő hő egyenletes eloszlásában és a hőterhelés vagy a hőmérsékleti gradiensek elkerülésében.
- A beton tömörítése az ideális sűrűség biztosítása és ezáltal a beton repedezésének megelőzése érdekében.
- A párolgás és a repedezések csökkentése érdekében a beton beöntése után fedje le a nedvességszigetelő anyagot, például műanyag fóliával.
- Szabályozza a hőmérsékletet a beton belsejében és külsején vízzel permetezve a felületet. Ez szabályozhatja a beton hőmérsékletét és csökkentheti a hőterhelést.
