5 kritiski iemesli betona plaisāšanai
Betona plaisas ietekmē ne tikai ēku izskatu, bet arī to konstrukcijas drošību un kalpošanas ilgumu. Šo parādību izraisa 5 kritiski iemesli, tostarp žāvēšanas saraušanās, pašsaraušanās, plastiskā saraušanās, termiskā saraušanās un autogēnā (ķīmiskā) saraušanās.
1. Žāvēšanas saraušanās, ko izraisa ūdens zudums
Izžūšanas saraušanās lielākoties notiek, kad nepiesātinātā gaisa vidē tiek zaudēts ūdens, kas atrodas betona kapilārajās vai želejveida porās. Augstas kvalitātes betonam ir mazāka izžūšanas iespēja salīdzinājumā ar parasto betonu, jo tā porainība ir zema. Tomēr masveida betonā žūšanas saraušanās kumulatīvais efekts iegūst nopietnu spēku. Ūdens zudums betonā ir līdzīgs ūdens zudumam cilvēka organismā, kas izraisa izmaiņas iekšējā struktūrā. Ja šo izmaiņu radītais spriegums pārsniedz betona stiepes izturību, var rasties plaisas.
2. Plastmasas saraušanās sākotnējās sacietēšanas laikā
Plastmasas saraušanās ir vērojama plastmasas posmā pirms sacietēšanas. Augstas kvalitātes betonam raksturīga zema ūdens un želejas attiecība, mazāks brīvā ūdens daudzums un smalki minerālvielu piejaukumi, kas ir jutīgāki pret ūdeni, t. i., tie neizplūst un ātri zaudē ūdeni. Tāpēc augstas veiktspējas betonam ir lielāka iespējamība ciest no plastiskās saraušanās. Betons zaudē ūdeni uz virsmas, pirms tas pilnībā sacietē, bet iekšpusē paliek stabilā plastiskā stāvoklī. Šāda atšķirība rada stiepes spriegumu uz virsmas. Tiklīdz spriegums pieaug vairāk par stiepes spriegumu, rodas plaisas. Lai gan tās ir diezgan plānas, to ir daudz un tās ir blīvi izvietotas uz betona virsmas.
3. Pašsamazināšanās - vainojamas mitruma izmaiņas
Par pašsaraušanos tiek runāts tad, kad līdz ar cementa hidratāciju betona slēgtajā iekšējā struktūrā samazinās mitrums. Šādas parādības rezultātā porās rodas nepiesātināts ūdens. Tā rezultātā rodas negatīvs spiediens un sākas betona pašsaraušanās. Zemas ūdens un želejas attiecības dēļ augstas kvalitātes betonam var būt augstāka stiprība agrīnā stadijā un ātrāks ūdens zudums. Relatīvais mitrums poru sistēmā nepārsniedz 80 %. Tajā pašā laikā augstas kvalitātes betona blīvā struktūra aiztur mitruma iekļūšanu no ārpuses un tādējādi pastiprina pašsaraušanos.
4. Termiskā saraušanās - termiskās izplešanās radītie bojājumi
Liela apjoma betona projektiem, kuros ir augstas prasības attiecībā uz izturību, nepieciešams daudz vairāk cementa. Tas rada lielāku hidratācijas siltumu un ātrāk uzkarsē sistēmu līdz aptuveni 35-40 ℃. Papildus sākotnējai temperatūrai augstākā temperatūra var pārsniegt pat 70 līdz 80 ℃. Betonam piemīt termiskās izplešanās un aukstās kontrakcijas īpašības, un CTE (termiskās izplešanās koeficients) ir 10×10-6/℃. Ja temperatūra pazeminās par 20 līdz 25 ℃, mēs varam aprēķināt, ka aukstā saraušanās ir aptuveni (2 - 2,5)×10-4, bet bet betona stiepes robežvērtība ir tikai 1 - 1,5 ×10-4. Tādējādi aukstās saraušanās radītais spriegums var viegli pārsniegt betona stiepes izturību. Līdz ar to rodas plaisas, kas no betona virsmas stiepjas uz iekšpusi, nopietni ietekmējot tā struktūru.
5. Autogēna saraušanās - hidratācijas blakusparādība
Autogēno saraušanos sauc arī par ķīmisko saraušanos. Cementa hidratācijas laikā cementa un ūdens sistēmas absolūtais tilpums samazinās un veidojas daudzas poras. Tomēr augstas veiktspējas betonā hidratācija var būt ierobežota, jo tajā ir zemāka ūdens un gēla attiecība, kā arī papildu smalkie minerālvielu piejaukumi. Tādējādi ķīmiskā saraušanās būs mazāka nekā parastajā betonā. Autogēnās saraušanās rezultātā radušās plaisas joprojām ietekmē betona mikroskopisko struktūru. Apvienojumā ar citiem faktoriem tas var būt arī plaisu rašanās cēlonis.
Papildus iepriekš minētajiem faktoriem vēl viens galvenais betona plaisu rašanās iemesls ir temperatūras kontrakcijas spriegums. Šo spriegumu izraisa temperatūras svārstības un saraušanās, kas rodas, kad masveida betonā izmantotais lielais cementa daudzums izdala hidratācijas siltumu.
Profilakse un kontrole - kā cīnīties pret betona plaisāšanu
1. Betona maisījuma attiecības optimizēšana
- Cements
- Lai samazinātu hidratācijas siltumu, dodiet priekšroku zemas un vidējas karstuma pakāpes cementam.
- Ierobežojiet cementa daudzumu, vienlaikus saglabājot betona stiprību un veiktspēju, samazinot temperatūras paaugstināšanos.
- Agregāti
- Izvēlieties augstas kvalitātes šķembas ar mērenu daļiņu izmēru.
- Lai samazinātu betona saraušanos, izmantojiet vairāk pildvielas un mazāk cementa javas. Piemēram, labi šķiroti pildvielas un vidēji smagas smiltis var efektīvi palielināt betona blīvumu.
- NOVASTAR Polikarboksilātu superplastifikators (PCE) ir augstas efektivitātes ūdens samazināšanas līdzeklis, kas labi šķīst ūdenī. Tas var uzlabot betona plūsmu un samazināt cementa daudzumu, nepalielinot ūdens patēriņu. Neliela šī ūdens reducētāja deva var nodrošināt labu betona plūstamību. Arī hlorīda jonu un sārmu saturs Polikarboksilātu superplastifikators (PCE) ir diezgan zems, tāpēc betons ir izturīgāks.
2. Būvniecības procesa uzlabošana
- Cementu ielejiet pa slāņiem vai sekcijām, lai kontrolētu slāņa biezumu un liešanas ātrumu. Tas palīdz vienmērīgi sadalīt siltumu betona iekšienē un izvairīties no termiskās spriedzes vai temperatūras gradientiem.
- Blietējiet betonu, lai nodrošinātu ideālu blīvumu un tādējādi novērstu betona plaisāšanu.
- Pēc betona iepildīšanas pārklājiet mitrumu izolējošu materiālu, piemēram, plastmasas plēvi, lai samazinātu iztvaikošanu un plaisāšanu.
- Kontrolējiet temperatūru betona iekšpusē un ārpusē, izsmidzinot ūdeni uz virsmas. Tas var kontrolēt betona temperatūru un samazināt termisko spriedzi.
