Как разрушить бетон химическим способом?

Как разрушить бетон химическим и механическим методами

Бетон в том или ином виде в строительной отрасли применяется везде: от возведения космодромов до жилых домов. Первым требованием к нему всегда было сохранение целостности конструкций, устойчивость к природным и иным разрушительным катаклизмам. Но появляются моменты, когда эти качества бетонов приходится преодолевать.

Зачем и когда нужно разрушать бетон

Прежде чем что-либо построить в обжитом месте, часто приходится ломать и разрушать остатки фундаментов и бетонных конструкций. Сделать это, доставляя минимум неудобств окружающим людям, природе и сооружениям, — важнейшая задача для сохранения мирного сосуществования с соседями и окружающим миром.

Необходимость разрушить старые или ненужные бетонные конструкции возникает в следующих случаях:

  • подготовка площадки под новое строительство;
  • устранение ошибок, допущенных при проектировании и возведении сооружений;
  • перепланировка зданий под новые задачи;
  • невозможность использовать старый фундамент или инженерные коммуникации в новом строительстве;
  • устранение последствий природных или техногенных катастроф.

Механические способы разрушения бетонных конструкций

Даже если принято решение снести крупное сооружение направленным взрывом, после него придется применять следующие комбинации ручного инструмента:

  • кувалда, перфоратор и отбойный молоток – этот набор всегда присутствует в работе строителей и спасателей;
  • инструмент для резки бетона и арматуры, дисковые пилы и канаты с алмазным напылением;
  • гидроклинья;
  • ультразвуковые установки.

Гидравлические клинья – это когда в отверстие в бетонном массиве вставляются две накладки и между ними гидравликой загоняется поршень. Возникающие напряжение разрывает бетон и арматуру при минимальном шуме и облаке пыли.

Для точного разрушения объектов со сложным рельефом существуют излучатели ультразвуковых волн, которые устанавливают непосредственно на место, предназначенное для разрушения. Затем обеспечивают хорошее прохождение волн в бетон, смачивая место контакта водой или специальным гелем. Отверстия получаются четкие и точно повторяют форму и размер излучателя.

Разумеется, размеры машинных установок и механических инструментов определяются величиной задач и сооружений и могут достигать огромных мощностей и размеров.

Химические методы разрушения бетона и железобетонных конструкций (ЖБК)

Кислотный метод основан на применении смеси соляной кислоты высокой концентрации и ингибиторов. Концентрированная кислота, проникая вглубь бетонного массива, растворяет бетон, а специальные ингибиторы усиливают агрессивность раствора и помогают проникать внутрь. Обработанная поверхность с одного раза возможно не размягчится в достаточной степени и кислотная обработка может быть повторена.

Процесс разрушения бетонных конструкций при помощи порошка НРС-1 использует свойство значительного увеличения собственного объема по мере застывания. В невзрывном разрушающем средстве (НРС-1) основной составляющей является оксид кальция: его процентное содержание в суспензии определяет скорость разрушения конструкции. Влажной массой порошка заполняют подготовленные в бетонном массиве глухие шпуры: расстояние между шпурами тоже влияет на время разрыхления сооружения до нужной степени. Тщательное следование инструкции производителя позволит легко получить запланированный результат.

Технология применения порошка «тихий взрыв» аналогична НРС-1. Производство шпуров и изготовление смеси доступно прописаны в инструкции производителя химического препарата НПО СТРИМ. Эффективность использования технологии зависит от скрупулезности следования рекомендациям. Главным отличием тихого взрыва от НРС-1 является требование соблюдения правил работы с агрессивными средами, так как порошок имеет сильный щелочной характер: при приготовлении и закладки в шпуры он может быть вреден. До и после применения «тихий взрыв» экологически чист и безопасен.

Методы химического разрушения бетонных конструкций имеют ряд преимуществ, позволяя:

  • демонтировать сооружения в жилом районе без применения тяжелого оборудования;
  • разобрать часть коммуникаций и построек, не останавливая действующий объект;
  • произвести работы, не создавая вибрации, шума и пыли;
  • для разрушения нет необходимости подводить источники электроэнергии или сжатого воздуха;
  • строительный мусор и осколки, полученные в результате демонтажа, легко утилизируются.

Из недостатков применения порошка НРС-1, «тихого взрыва» и других аналогов можно назвать дорогую цену. Кроме того, они поставляются большими партиями и имеют ограниченный срок хранения без потери эффективности. Из-за таких недостатков порошки мало пригодны рядовому потребителю. Для кислотного метода, как и для некоторых аналогов НРС-1, основным недостатком является опасная для персонала смесь, обращение с которой требует тщательного соблюдения техники безопасности при работе с концентрированными кислотами.

Как разрушить ЖБК своими руками в домашних условиях

Все описанные выше методы разрушения бетона могут быть вполне применимы в домашних условиях. Сейчас нет недостатка в предложениях по аренде дисковых и канатных пил, отбойных молотков, мощных перфораторов, а при достаточной настойчивости можно добыть и ультразвуковое устройство. Гидравлические установки с клиньями разного размера тоже вполне компактны и доступны. Нет проблем и с химическими материалами. При соответствующем бюджете и настойчивости любые эти методы реализуемы.

Однако, если есть желание поработать своими руками, существует метод от камнетесов древности:

  1. На небольшом расстоянии друг от друга сверлятся перфоратором отверстия в массиве бетона.
  2. В отверстия туго заколачивают клинья из дуба или другой твердой сухой древесины.
  3. Затем организуется постоянное смачивание клиньев водой из пластиковых бутылок или шланга с отверстиями.
  4. Деревянные клинья набухают и рвут бетон.
  5. Чтобы отколоть значительный кусок, уйдет пара недель.

Самым лучшим домашним набором инструмента для разрушения бетона является паяльная лампа, кувалда, болгарка и источник холодной воды. Этот метод лучший и по затратам физической энергии, и по себестоимости, и по скорости решения проблемы.

  1. Если несколько раз очень сильно нагревать проблемный участок паяльной лампой и охлаждать водой, получается растрескавшийся бетон.
  2. Далее нужно обстучать кувалдой провисшие куски конструкции до обнажившейся арматуры.
  3. Затем болгаркой отрезать лишнее.
  4. Дальше производительность разрушения резко возрастает: нагревая и остужая бетон, и постукивая по обнаженной и разрезанной арматуре небольшой кувалдой, вы легко решаете поставленную задачу.

Как разрушить бетон химическим способом

Как разрушить бетон химическим способом

Способы разрушения бетона

Бетон — материал, используемый в строительной отрасли. Нередко изделия из бетона нуждаются в демонтаже и разрушении. Ведь бывает и так, что конструкцию нельзя подготовить к повторному использованию. Разрушающийся стройматериал применяют в качестве засыпки ям в дорожном покрытии. Рабочим приходится задумываться над тем, как разрушить бетон. Для этого не потребуется делать взрыв. Иногда это непросто сделать, но в большинстве случаев можно не пользоваться спецтехникой, а прибегнуть к тихому методу разрушения.

Для чего нужно разрушение бетонных конструкций?

В ходе проведения строительных или ремонтных работ приходится уничтожать старые изделия из железобетона, чтобы возвести новые строения. Это легко осуществить при помощи взрыва. Иногда строители разрушают фундамент, чтобы заложить более надежное основание с бетоном.

Способы и их характеристики

Но поскольку этот стройматериал обладает особой прочностью, его демонтаж представляет собой непростую задачу. Для этого применяют несколько методов, в т. ч. разрушения при помощи ультразвука либо химических средств. Среди способов можно перечислить механические и химические:

  1. Механическим способом бетонное изделие разрушается на куски при помощи кувалды. Скорость работ зависит от физических усилий, которые будут прилагать рабочие. Поэтому на разрушение бетона может уйти много времени. Чтобы упростить задачу, перфоратором просверливают несколько отверстий в бетоне, — это позволит сделать стройматериал менее прочным. Таким образом, его будет проще демонтировать разрушителем. Этот метод считается сложным, однако он может пригодиться тогда, когда на стройплощадке нельзя применять электроинструменты либо спецтехнику.
  2. Схема разрушения бетона порошком НРС-1.

К химическим методам прибегают чаще .Строители используют для разрушений бетонных изделий специальные порошки. Химические средства используют для разрушения прочных строительных материалов, поскольку при их использовании исключены возгорания и взрыв. Популярность такого метода объясняется тем, что во время работ не появляется лишний сор, что характерно для взрыва. Кроме того, этом метод считается тихим. Зачастую пользуются порошком НРС-1, поскольку он способствует быстрому разрушению. Перед применением тихого метода следует прочитать инструкцию. Демонтаж состоит из нескольких этапов. Для начала в бетонном изделии просверливают отверстия. Их диаметр должен составлять 80 миллиметров, они должны находиться друг от друга на расстоянии 560 миллиметров. В каждое отверстие вливают заранее подготовленную смесь – средство с водой. После этого необходимо выждать двое суток, за это время «тихий» разрушитель начнет закристаллизовываться и постепенно рушить строительный материал. Через некоторое время, указанное в инструкции, вместо конструкции останутся куски стройматериала, который следует утилизировать. Профессионалы указывают на то, что в некоторых случаях приходится прибегать к бурению таких отверстий алмазными коронками. Демонтаж осуществляют соляной кислотой. Специалисты способны демонтировать бетонные изделия без взрывов и существенных усилий — применяя соляную кислоту. Соляная кислота оказывает на бетон разрушительное воздействие. Поэтому чтобы избавиться от прочных бетонных конструкций, строители применяют соляную смесь, растворяющую строительный материал. Можно легко удалить незначительное количество стройматериала с поверхности, достаточно залить его таким соляным веществом. В концентрированном виде оно применяется редко, поэтому для работ изготавливают специальный раствор, при помощи которого растворяется бетон. Таким образом удается удалять излишки бетона с поверхностей. Среди компонентов смеси есть ингибиторы, предназначенные для надежной защиты материалов во время обработки бетонных составов. Например, если нужно очистить бетономешалку после приготовления раствора. Вещество проникнет в структуру стройматериала. В итоге он станет пылью.

Вернуться к оглавлению

Как разрушить армированный бетон?

Вышеперечисленные тихие методы менее эффективны при разрушении армированного бетона, поскольку этот стройматериал прочнее. По мнению опытных специалистов, использовать перфоратор при сверлении отверстий бессмысленно. В этом случае лучше подготовить сверла со специальными насадками. Только эти инструменты помогут вам справиться с поставленной задачей.

Вместе с тем вам удастся сверлить под разными углами. Вышеописанные методы «тихого» демонтажа конструкций из бетона не смогут конкурировать с резкой алмазными коронками. За это придется заплатить немало средств, но зато вы сможете решить задачу в кратчайшие сроки. Заниматься этим должен профессионал, поскольку спецтехникой сложно управлять. Демонтажные работы заключаются в применении давления. Скорость резки зависит от плотности бетонной конструкции. К примеру, при повышенной прочности бетона за один час прорезают около двух метров изделия. Важно соблюдать ряд требований:

  • необходимо постоянно охлаждать технику, поскольку она сильно нагревается;
  • следует поставить рядом емкость с водой (вода будет служить защитой для алмазных коронок, предотвращая их повреждение, смывая пыль, налипающую во время работы);
  • также нужно иметь возможность подключать технику к напряжению (трехфазное), иначе аппаратура не может работать.

Помимо этого, для демонтажа бетона строители используют гидроклин. Преимуществами применения гидроклина считаются безопасность, дешевизна. Гидроклин удобно транспортировать, так как он компактен. Дешевизна метода, предназначенного для разрушения бетонных конструкций, состоит в простоте и надежности гидроклина. Конструкция не предполагает дополнительных расходов на ремонтные работы, поскольку гидроклин можно использовать в течение длительного времени. Гидроклином способен пользоваться один рабочий. Кроме того, разрушение бетонных изделий с помощью гидроклина не потребует проведения сложных и длительных расчетов.

Уменьшение бетонного слоя

Иногда строителям приходится уменьшать толщину бетонного слоя, например, стяжки. Из-за этого может не помещаться мебель либо какая-то конструкция. Поэтому приходится подрезать бетонную стяжку. Чтобы бетон стал тоньше, к примеру, на два сантиметра, следует воспользоваться насадкой, предназначенной для шлифовальной машины. С ее помощью уменьшается размер специальных дисков. Перед резкой необходимо пропитать водой. Вода поможет очистить его от пыли и сора. При пропитке водой нужно помнить о соблюдении мер безопасности.

Вывод

Вышеописанные методы разрушения в разной степени эффективны. Они применяются в строительстве, хотя существуют и другие возможности для демонтажа. С помощью различных средств вам удастся за короткий срок ликвидировать старые изделия из бетона и взять за строительство новых.

Способы разрушения бетона: своими руками, химический, кислой смесью

Бетон — это каменный строительный материал, который используется для создания фундаментов, плит перекрытия, кладки кирпича и пр. Искусственно созданный материал обладает хорошей устойчивостью к механическому воздействию и внешним факторам, но тоже имеет ограниченный (по техническим нормам) срок службы.

По этой причине может возникать необходимость в его намеренном разрушении. Демонтировать бетонную конструкцию можно самостоятельно. Не обязательно вызывать бригаду специалистов.

Способы и их характеристики

Разрушение бетона осуществляется 2 способами:

  • механическим;
  • химическим.

Перед тем как разрушить бетон, т.е. определиться со способом его демонтажа, рекомендуется убедиться в том, что нарушение целостности конструкции не повлечет за собой других проблем. Например, несущую стену сносить нельзя.

Простой способ

Небольшой бетонный блок можно разбить с помощью молотка или кувалды.

Если площадь выполнения работы большая, облегчить труд поможет перфоратор. Ударно-вращательные движения инструмента нарушают целостность конструкции самостоятельно, т.е. от человека не требуется прилагать дополнительных усилий. Достаточно включить и держать инструмент в руках.

Если нет перфоратора, перед тем, как разбить бетонную плиту (неармированную), в ней можно сделать несколько отверстий (по всей площади). Для выполнения данной работы потребуется дрель и бур (сверло по бетону). Отверстия ослабят прочность конструкции, и ее можно будет разбить.

Когда необходимо сломать плиту по заданной траектории, следует сделать в ней несколько отверстий (по линии, где должен быть разлом). В дыры вставляют древесные пробки и начинают их поливать. По мере увлажнения материал начнет расширяться, что приведет к нарушению целостности плиты.

С помощью порошка

Бесшумным и физически простым методом разрушения является использование порошкообразного средства НРС-1. В разрушаемой конструкции необходимо просверлить отверстие, диаметр которого будет около 8 см. Дыры должны располагаться на расстоянии около 55 см.

Кислая смесь

Разрушение химическим способом своими руками подразумевает использование специальных кислых смесей. Они разъедают материал. В их состав включены концентрированные кислоты и вещества, которые позволяют предотвратить разрушение других материалов. По этой причине без ингибиторов использовать кислоты не рекомендуется.

Кислой смесью поливают демонтируемый участок и ждут, когда химический состав растворит бетон.

Разрушение армированного бетона

Для нарушения целостности конструкции применяются коронки, сверла и диски с алмазным напылением. Когда демонтируется большая площадь, армированный материал разрушают с помощью дорогостоящей техники, такой как канатная машина. Она оборудована алмазным канатом, который и совершает резку. В большинстве случаев данная техника применяется, когда необходимо демонтировать бетонную конструкцию, толщина которой около 1 м.

Разбивать армированный бетон самостоятельно не рекомендуется, т.к. из-за высокой прочности материала увеличиваются шансы получения травмы в процессе демонтажа. Данную работу следует доверить специалистам.

Уменьшение бетонного слоя

Для уменьшения слоя можно использовать химический разрушитель бетона. Но данный метод подойдет только в той ситуации, когда не имеет значения гладкость поверхности.

Чтобы уменьшить толщину, рекомендуется воспользоваться шлифовальной машинкой, на которую надеваются специальные диски. При работе данной техникой следует смачивать поверхность. Вода будет снижать температуру, которая возникает в результате трения, а также уменьшит количество образующейся пыли.

Разрушение бетона

Вечных, неразрушаемых стройматериалов не существует. Бетон долговечен, но так же может разрушаться из-за динамических нагрузок, вследствие нарушения технологии, из-за условий эксплуатации или под воздействием внешних факторов.

Защита бетона должна начинаться еще на этапе строительства. В это время проводятся мероприятия, предупреждающие возникновение нарушений, исправляются появившиеся дефекты. Во время эксплуатации проводится защита бетона от разрушения внешними факторами, усиливается несущая способность элементов и конструкций, восстанавливается внешний вид. Для того чтобы повысить качество ремонтных работ, гарантирующих долговечность, необходимо понимать причины разрушения и правильно подбирать способы и материалы для восстановления.

Что разрушает бетон

Все причины, вызывающие разрушение материала, разделяются на:

  • физические;
  • химические;
  • механические.

Каждая из этих причин требует отдельных видов ремонтных работ.

Физические факторы

При замерзании и оттаивании вода, попавшая в бетонные поры, создает напряжение, взламывающее материал. Избежать подобных последствий можно, сократив микропористость капилляров на этапе изготовления раствора, добавляя воздухововлекающие и морозостойкие добавки, регулирующие соотношение воды и цемента.

Трещины в бетоне появляются и под воздействием высокой температуры. Разрыв вяжущего вещества с заполнителем, различная скорость расширения арматуры и бетона при проливке водой при пожаре или в других случаях, при которых возникает образование извести с быстрой конденсацией пара, приводит к растрескиванию и разрывам в материале.

Бетонирование конструкций в зимний период требует особого внимания. При заливке бетона в зимний период следует учитывать:

  1. модуль поверхности;
  2. температуру воздуха;
  3. температуру места заливки;
  4. температуру самой бетонной смеси.

Только использование формул расчета позволит бетону в таких условиях не замерзать, а набрать все необходимые качества.

Еще одна причина растрескивания бетона – усадка, как гигрометрическая, так и пластическая. Пластическая усадка возникает при укладке раствора или в первые дни после этого из-за быстрого испарения влаги. При этом могут образовываться как серьезные повреждения, вызывающие расслоение бетона, так и волосяные трещины (которые так же называют нитяными и микротрещинами). Избежать такого эффекта можно смачиванием бетона до окончательного застывания или нанесением защитной пленки.

Гигрометрические усадки появляются после того, как бетон окончательно схватился. Предотвратить появление подобных дефектов можно добавляя в раствор пластификаторы, снижающие содержание воды, как покупные, так и сделанные своими руками. Чем меньше воды в бетоне, тем меньшую усадку он покажет.

Химические факторы

Нарушения целостности бетона, вызванные химическими реакциями, происходят из-за процессов, происходящих между вяжущими составами и внешней средой. При этом возникают щелочи, хлориды и сульфаты, углекислота, из-за которой образуется карбонат кальция, выщелачивающий воду.

Количество образующихся разрушающих химических веществ зависит от:

  • концентрации углекислоты в окружающем воздухе;
  • уровня промышленных загрязнений;
  • особенностей эксплуатации сооружения.

В результате повышения щелочной среды разрушается защитная пленка арматуры, происходит коррозия металла. Вокруг таких мест бетон вспучивается, расслаивается и может даже отламываться. В итоге кислород и влага получают доступ к еще больше внутренней площади конструкций и разрушения продолжаются. От коррозии, возникающей из-за воздействия карбонатом, возникают самые объемные деформации.

Для того чтобы не допускать подобной ситуации, необходимо проводить ремонт трещин и диагностировать материалы на присутствие карбоната. Такая проверка проводится при помощи цветового теста фенолфталеином: после нанесения такого раствора бетон, не подвергшийся вредному воздействию, краснеет, а испорченный принимает другую расцветку.

Диагностика разрушений бетона карбонатами основана на цветовом тесте. После нанесения 1% раствора фенолфталеина, не карбонизированный бетон краснеет, карбонизированный не меняет цвет.

Еще один химический процесс, нарушающий строение бетона – выщелачивание. Он происходит под воздействием воды, особенно если в ее состав входит серная или углекислота. Диагностику этого процесса можно провести только визуально – других методов не существует. Если вредный для бетона процесс начался, будет виден заполнитель без цементного камня.

Химическое растрескивание бетона может происходить из-за присутствия в растворе ангидридов и гипса (естественных примесей). Анализ нарушений можно провести только в лабораторных условиях.

Отдельный вид химических разрушений происходит под воздействием морской соли. Такие нарушения структуры выявляются лабораторно или цветовым тестом.

В некоторых заполнителях может содержаться кремнезем, который провоцирует химическое разрушение бетона. В таком случае образуется гель, который очень сильно расширяется, вызывает появление трещин, вспучивание и прорыв отдельных участков. Определить такие нарушения можно визуально – поврежденный бетон вспучивается и растрескивается под давлением, идущим изнутри.

Механические факторы

Такие нарушения целостности бетона возникают из-за постоянных механических нагрузок, которые испытывают, к примеру, бетонные полы. Стойкость материалов повышается внесением в верхние слои цемента, включающего твердые добавки или полимеры.

Ударное воздействие приводит к надламыванию хрупких стыков и кромок швов. Повышение ударостойкости достигается армированием стальными волокнами и шовными герметиками.

Эрозия, возникающая под воздействием ветра, оледенения и других внешних факторов предотвращается защитой поверхности бетонных конструкций.

Могут нанести большой вред бетонным поверхностям плесень и грибок, появляющиеся в помещениях с повышенной влажностью и низкой температурой. Избавиться от них можно использованием специальных смесей для ремонта, содержащих антигрибковые добавки, специальной грунтовкой или пропитками.

С причинами, вызывающими разрушение материала, появлением трещин, вспучиванием и расслоением можно бороться множеством методов:

  • Железнение бетона – процедура, повышающая долговечность и прочность. Заключается в нанесении на готовую поверхность и втирании специального порошка. В состав его могут входить корунд, кварц, гранит, жидкое стекло, алюминат натрия. Состав позволяет увеличить влагостойкость и придать другие защитные качества поверхности. Выполнять операцию можно и своими руками, без использования специального оборудования;
  • Инъектирование может проводиться только специалистами. В результате такого ремонта полости, как крупные, так и совсем мелкие, заполняются специальным составом, закрывающим поры и не пропускающим влагу;
  • Усиление углеволокном — относительно новый способ, позволяющий усилить бетон и предотвратить его разрушение. На бетонную поверхность при помощи эпоксидных смол наклеиваются полосы из высокопрочного волокна, которые повышают несущую способность и предотвращают физические повреждения бетона.

При выборе средств и методов, применяемых для ремонта бетона, следует обязательно учитывать причины, вызвавшие разрушение поверхности. Это поможет эффективно устранить или предотвратить дефекты, которые могут привести к полному разрушению конструкции.

Причины разрушения бетона

Бетонные и железобетонные конструкции в процессе эксплуатации постоянно подвергаются разрушению. Причины бывают разные: химическое и физическое воздействие окружающей среды, высокие эксплуатационные нагрузки, низкое качество используемого бетона, неточности при проектировании, ошибки при укладке бетонной смеси и т.д.

В целом, причины разрушения бетона можно разделить на 4 больших группы:

1. ХИМИЧЕСКИЕ
Являются следствием взаимодействия Компонентов бетонной смеси между собой или с окружающей средой

  • Карбонизация
  • Выщелачивание
  • Агрессивное воздействие сульфатов
  • Агрессивное воздействие хлоридов
  • Взаимодействие щелочей цемента с заполнителем

2. ФИЗИЧЕСКИЕ
Являются следствием воздействия температуры или условий твердения бетона.

  • Циклы замораживание/оттаивание
  • Воздействие высоких температур
  • Усадка и растрескивание

3. МЕХАНИЧЕСКИЕ
Являются следствием внешнего воздействия

  • Истирание
  • Ударное воздействие
  • Эрозия или кавитация.

4. ДЕФЕКТЫ ПРИ НОВОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Связаны с ошибками в процессе производства работ

  • Приготовление бетонной смеси
  • Устройство арматурного каркаса
  • Укладка и уход за поверхностью и т.д

Далее мы подробно разберем причины разрушения бетона, приведем типовые примеры и решения.

ХИМИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА

Карбонизация

Процесс карбонизации бетона возникает вследствие проникновения углекислого газа (СО2) в тело бетонной конструкции с образованием карбоната кальция (CaCO3), который в свою очередь снижает защитные свойства бетона.

Защитные свойства бетона измеряются с помощью показателя кислотности pH. pH здорового бетона превышает 13 единиц.

В этих условиях на стержнях арматуры возникает пассивирующая защитная пленка оксида железа (FeO), изолирующая их от негативного воздействия извне, препятствуя образованию коррозии. В результате процесса карбонизации pH бетона снижается.

Когда уровень pH бетона становится ниже 11 единиц, пассивирующая защитная пленка вокруг арматуры нейтрализуется и стальная арматура становится подверженной воздействию кислорода и влаги.

В дальнейшем коррозия арматуры начинает прогрессировать, и бетон, окружающий арматуру, отслаивается, что в свою очередь открывает новые пути доступа для разрушающего воздействия кислорода и влаги

Следствием карбонизации является прогрессирующее разрушение бетонной конструкции, сопровождающееся процессами коррозии арматурных стержней.

Чтобы убедиться в том, что разрушение бетона вызвано образованием карбонатов, применяется методика, основанная на изменении цвета бетонного образца после специальной обработки. Бетонный образец обрабатывается 1% раствором фенолфталеина в этиловом спирте (стандарт UNI EN 13295:2005). Поверхность здорового бетона, обработанная таким образом, краснеет. Поверхность карбонизированного бетона после обработки цвет не меняет.

Выщелачивание

Бетон также подвержен такому явлению как выщелачивание. Выщелачивание представляет собой процесс размывания цементного камня под воздействием воды.

Процесс усиливается, если вода отличается слабокислой реакцией (pH

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА

Циклы замораживание/оттаивание

Негативное воздействие льда проявляется только тогда, когда вода в жидкой фазе проникает внутрь бетона. Это вовсе не означает, что бетон должен быть абсолютно сухим, просто уровень влажности не должен превышать определенную величину, называемую «критическим насыщением». Речь идет о том, что количество воды в порах должно быть меньше этой величины. Расширившись при превращении в лед, она должна оставаться в пределах полостей и не создавать напряжения. Однако если вода заполняет или почти заполняет весь объем пор, а затем замерзает, лед начнет ломать бетон, создавая внутреннее давление.

Чтобы ограничить негативные последствия влияния низких температур, необходимо принять меры к сокращению капиллярной микропористости и стимулировать макропористость (чтобы размеры полостей были 100-300 мкм). Для этого при приготовлении бетона используют воздухововлекающие добавки, которые поддерживают соотношение между водой и цементом на низком уровне, используют морозостойкие заполнители.

Воздействие высоких температур

Влияние на бетон высоких температур носит деструктивный характер. Арматурные стержни выдерживают температуры до 500°С, а бетон — до 650°С. Роль бетона, окружающего арматурные стержни, в этом случае носит фундаментальный характер — он замедляет распространение тепла. Чем толще бетон, тем дольше протекает разогрев до температуры 500°С, при которой арматурные стержни теряют прочность.

Огонь способен привести ко многим видам повреждения бетона, причем в очень серьезных масштабах.

  • Даже если арматурные стержни защищены бетоном, они, разогреваясь, увеличиваются в объеме, создают в бетоне очаги напряжения, что может привести к частичному его разрушению.
  • Арматурные стержни, нагреваясь, расширяются значительно быстрее бетона, при этом теряется сцепление арматуры с бетоном.
  • Даже если температура, при которой теряется несущая способность, не достигнута, бетон может утратить свои эксплуатационные качества при внезапном охлаждении, что обычно наблюдается при пожаротушении. В этой ситуации оксид, образовывающийся при нагреве, трансформируется в известь, которая разрушает бетон.
  • На поверхности, обращенной к огню, наблюдается растрескивание, вызванное быстрым расширением. Некоторые заполнители разрываются и могут отделиться от окружающего бетона. При этом происходит то же явление, что и при быстрой конденсации водяного пара, сопровождающейся небольшими взрывами.
  • Если воздействие огня носит длительный характер, арматурные стержни достигают температуры, при которой теряют прочность на растяжение, в результате разрушается все сооружение.

Усадка и растрескивание

В этом разделе обсуждается два типа усадки — пластическая и гигрометрическая. Пластическая усадка наблюдается, когда бетон находится в пластичной фазе и выделяет часть влаги, содержащейся внутри него, в окружающее пространство, что приводит к сжатию. Растрескивание в этом случае зависит от условий в среде, окружающей уложенный бетон.

При укладке бетона в опалубку по очевидным причинам испарение не наблюдается. Если же бетон непосредственно контактирует с окружающей средой, происходит испарение, вызванное сравнительно высокой температурой и очень низкой влажностью снаружи либо сильным ветром. При пластической усадке свежего бетона на его поверхности могут возникать микротрещины. Гигрометрическая усадка вызвана выделением влаги в окружающую среду с низким уровнем относительной влажности в течение всего срока эксплуатации сооружения.

Чтобы избежать проблем, создаваемых пластической усадкой, следует принять меры для остановки слишком быстрого испарения имеющейся воды. Это можно реализовать несколькими способами:

  1. Укрыть уложенный бетон водонепроницаемым материалом, который препятствует испарению.
  2. Орошать всю поверхность бетона водой в течение первых нескольких дней после укладки.
  3. На свежий бетон нанести материал, создающий защитную пленку, которая препятствует испарению.

Поскольку по большей части гигрометрическая усадка протекает в течение первых шести месяцев после укладки, поддерживать влажность все это время не представляется возможным. В связи с этим прибегают к таким мерам, как снижение водоцементного отношения и увеличение соотношения между инертными материалами и цементом.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА

Истирание

Истирание наблюдается, когда материал подвергается повторяющимся ударам более твердых частиц. Это вызвано трением между порошком из более твердых пород о поверхность материала. Отсюда следует, что истирание напрямую зависит от характеристик материалов, из которых состоит бетон. Таким образом, стойкость к истиранию можно повысить за счет уменьшения пропорции между водой и цементом или путем нанесения на поверхность бетона смеси цемента с твердыми добавками и заполнителями.

К числу сооружений, которые в наибольшей степени подвержены этому явлению, относятся полы промышленных объектов, чье состояние постоянно ухудшается вследствие непрерывного движения транспортных средств.

Ударное воздействие

Другой формой разрушения механической природы являются ударные воздействия. В этом случае приходится учитывать множество факторов, поскольку бетон является хрупким материалом, который в результате достаточно интенсивных ударов разрушается, а прочность его снижается. Ущерб, наносимый в результате ударов, визуально проявляется не сразу.

В некоторых случаях должно пройти множество циклов подобного воздействия, например, в стыках бетонного покрытия при движении механических транспортных средств. В этой ситуации единственный способ избежать разрушения — изготовить как можно более прочный бетон.

Чтобы повысить ударостойкость, можно прибегнуть к армированию стальными волокнами, что способствует более равномерному распределению энергии ударного воздействия по всей конструкции.

Эрозия

Эрозия — это частный случай износа, вызываемый ветром, водой или льдом, который сопровождается уносом материала с поверхности. Характер процесса определяется скоростью движения, концентрацией твердых частиц пыли и качеством бетона. В этом случае единственным средством защиты являются специальные меры при изготовлении бетона. Следует воспользоваться теми же рекомендациями, что и при истирании.

Кавитация

Кавитация наблюдается там, где присутствует поток воды (при скорости свыше 12 м/с). Быстрое движение воды и неровная поверхность канала, по которому она протекает, способствуют возникновению турбулентного течения и образованию зон пониженного давления, где формируются вихри, вызывающие эрозию стенок. Воздушные пузырьки, которые образуются в потоке воды ниже по ходу течения, попадая в зоны повышенного давления, лопаются, оказывая сильное ударное воздействие, приводящее к эрозии. При очень большой скорости течения воды масштабы кавитации могут быть довольно серьезными. Кавитации можно избежать, создавая гладкие поверхности без каких-либо препятствий для течения воды.