5 kritiska orsaker till sprickbildning i betong
Betongsprickor påverkar inte bara byggnadernas utseende utan även säkerheten för deras struktur och livslängd. Detta fenomen orsakas av 5 kritiska skäl, inklusive torkningskrympning, självkrympning, plastkrympning, termisk krympning och autogen (kemisk) krympning.
1. Torkningskrympning orsakad av vattenförlust
Torkkrympning uppstår oftast när vattnet i betongens kapillär- eller gelporer förloras i en omättad luftmiljö. Högpresterande betong är mindre benägen att torka jämfört med vanlig betong på grund av sin låga porositet. Den kumulativa effekten av torkningskrympning får dock en allvarlig effekt i massbetong. Vattenförlusten i betong är som den i människokroppen, vilket kommer att orsaka förändringar i den inre strukturen. När den spänning som dessa förändringar ger upphov till överstiger betongens draghållfasthet kan sprickor uppstå.
2. Plastisk krympning under inledande härdning
Plastisk krympning kan förekomma i plaststadiet före härdning. Högpresterande betong har ett lågt vatten/gel-förhållande, mindre fritt vatten och fina mineraltillsatser som är mer känsliga för vatten, vilket innebär att de inte blöder och förlorar vatten snabbt. Detta gör att högpresterande betong är mer benägen att drabbas av plastkrympning. Betongen förlorar vatten på ytan innan den stelnar helt och förblir i ett stabilt plastiskt tillstånd på insidan. En sådan skillnad skapar en dragspänning på ytan. När spänningen växer till mer än dragspänningen uppstår sprickor. Även om de är ganska tunna är de många och tätt fördelade på betongytan.
3. Självkrympning - förändringar i luftfuktighet är orsaken
Med självkrympning avses när fuktigheten minskar i betongens slutna inre struktur i takt med att cementet hydratiseras. Ett sådant fenomen resulterar i omättat vatten i porerna. Som ett resultat skapar det negativt tryck och utlöser betongens självkrympning. På grund av det låga förhållandet mellan vatten och gel kan högpresterande betong få högre hållfasthet i ett tidigt skede och snabbare vattenförlust. Por-systemets relativa fuktighet går under 80 procent. Under tiden stoppar den täta strukturen hos högpresterande betong fukt från utsidan och förvärrar därmed självkrympningen.
4. Termisk krympning - Skador på grund av termisk expansion
Betongprojekt med stora volymer och höga krav på hållfasthet kräver mycket mer cement. Detta ger mer hydratiseringsvärme och värmer upp systemet snabbare till cirka 35 till 40 ℃. Utöver den initiala temperaturen kan den högsta temperaturen till och med överstiga 70 till 80 ℃. Betong har egenskaper för termisk expansion och kall sammandragning och en CTE (koefficient för termisk expansion) på 10 × 10-6 / ℃. När temperaturen sjunker med 20 till 25 ℃ kan vi beräkna den kalla krympningen på cirka (2 - 2,5) × 10-4, medan betongens ultimata dragvärde endast är 1 - 1,5 × 10-4. Så den stress som orsakas av kallkrympning kan lätt överstiga betongens draghållfasthet. Följaktligen uppstår sprickor som sträcker sig från ytan till insidan av betongen, vilket allvarligt påverkar dess struktur.
5. Autogen krympning - bieffekt av hydrering
Autogen krympning kallas även kemisk krympning. Under cementhydratiseringen minskar den absoluta volymen av cement-vattensystemet och bildar många porer. Hydratationen kan dock vara begränsad i högpresterande betong på grund av dess lägre vatten/gel-förhållande och ytterligare fina mineraltillsatser. Den kemiska krympningen blir därför mindre än i vanlig betong. Sprickorna som bildas av autogen krympning har fortfarande inverkan på betongens mikroskopiska struktur. I kombination med andra faktorer kan det också vara en utlösande faktor för sprickor.
Förutom faktorerna ovan är en annan viktig orsak till sprickbildning i betong temperaturkontraktionsspänningar. Spänningen orsakas av temperaturfluktuationer och krympning som uppstår när den stora cementvolymen som används i massbetong avger hydratiseringsvärme.
Förebyggande och kontroll - Hur man bekämpar sprickbildning i betong
1. Optimera betongens blandningsförhållande
- Cement
- Prioritera låg- och medelvarm cement för att minska hydratationsvärmen.
- Begränsa mängden cement samtidigt som betongens hållfasthet och prestanda bibehålls och temperaturökningen minskar.
- Aggregat
- Välj högkvalitativ ballast med måttlig partikelstorlek.
- Använd mer ballast och mindre cementbruk för att minska betongens krympning. Till exempel kan välgraderad ballast och mellansand effektivt öka betongens densitet.
- NOVASTAR Polykarboxylat superplasticeringsmedel (PCE) är ett högpresterande vattenreducerande medel och är mycket lösligt i vatten. Det kan förbättra betongflödet och minska mängden cement utan att öka vattenförbrukningen. En låg dos av denna vattenreducerare kan ge betongen god flytbarhet. Även innehållet av kloridjoner och alkali i Polykarboxylat superplasticeringsmedel (PCE) är ganska låg, vilket gör betongen mer hållbar.
2. Förbättra byggprocessen
- Häll cementet i lager eller sektioner för att kontrollera lagertjockleken och hällhastigheten. Detta för att värmen i betongen ska fördelas jämnt och för att undvika termisk stress eller temperaturgradienter.
- Komprimera betongen för att garantera en idealisk densitet och därmed förhindra sprickbildning i betongen.
- Täck över fuktisolerande material, t.ex. en plastfilm, efter gjutning av betongen för att minska avdunstning och sprickbildning.
- Kontrollera temperaturen i och utanför betongen genom att spruta vatten på ytan. Detta kan kontrollera betongens temperatur och minska den termiska påfrestningen.
