Срок эксплуатации бетона: что влияет на продление срока службы?

Продление срока службы бетона

Срок службы бетона либо, иными словами, его долговечность – это способность данного материала сохранять набранную крепкость за долгий период эксплуатации конструкций, находящихся в контакте с наружной средой, и соответствовать данным требованиям эксплуатации.

При неверном изготовлении раствора чрезвычайно стремительно покрывается трещинками и конструкции выполненные из него приходят в негодность.

Бетон не заржавевает и не сгнивает, по собственной прочности практически не уступает природному камню. Потому долговечность обязана на теоретическом уровне составлять от 60 до 100 лет.

Практика указывает, что часто конструкции разрушаются через несколько сезонов эксплуатации, а то и опосля первых морозов.

Для того чтоб прирастить долговечность, необходимо узнать, что является предпосылкой его разрушения.

Главные предпосылки, приводящие к разрушениям:

    ошибки, допущенные при проектировании и на стадии заливки; плохие и несоответствующие составляющие; превышение допустимых нагрузок на конструкции; коррозия арматурной конструкции; изменение влажности снутри зданий; нередкие и резкие температурные перепады; наличие в окружающей среде брутальных активных хим веществ; механический износ конструкций под действием наружных нагрузок; деформация материала, возникающая из-за температурных конфигураций.

Инструменты и материалы

Для роста срока службы на стадии заливки понадобятся инструменты и материалы:

Водно-битумная смесь обязана иметь вязкую консистенцию и темно-коричневый цвет.

    кисть; лейка либо распылитель; мастерок; болгарка; диск по бетону либо камню; водостойкая бумага; водно-битумная смесь; этинолевый лак; известковое молочко; защитная пленка; порошок для железнения; монтажная пена.

1-ое нужное условие, для того чтоб обеспечить долговечность, – это верный выбор его составляющих и их пропорций: щебня, гравия, воды, цемента и добавок.

Главнейший момент при планировании работ – выбор цемента.

Часто встречающийся цемент – это портландцемент марок 400-500. Относительно стремительно твердеет, владеет завышенной прочностью. Содержит минеральные добавки.

Глиноземлистый цемент взаимодействуя с водой выделяет огромное количество тепла, из-за чего же он стремительно застывает.

Глиноземистый цемент марок 400-600 – вид цемента, который при содействии с водой выделяет завышенное количество теплоты, потому раствор, сделанный на его базе, твердеет резвее.

Гипсоглиноземистый цемент встречается изредка, основная его изюминка – относительно огромное расширение при твердении.

Сульфатостойкий цемент марок 300-500 – цемент, владеющий устойчивостью к действиям химически активных сред, в том числе морской воды.

Пуццолановый цемент незаменим при использовании во увлажненной среде, владеет завышенной водонепроницаемостью и, как следствие, морозоустойчивостью.

Ошибки начинающих

Почти всех ошибок, из-за которых понижается срок службы, реально избежать на стадии проектирования и заливки.

Самая грубая и всераспространенная ошибка при заливке: для того чтоб стяжку было легче ровнять и чтоб раствор стопроцентно заполнял траншеи, проливался меж камнями, его стараются делать редчайшим, а опосля схватывания разбавляют водой. Ошибка заключается в том, что лишная вода не вступает в реакцию с цементом. При затвердевании она образует пустоты, которые потом вызывают микротрещины, приводящие к разрушению.

Замедление высыхания

Ежели был приготовлен очень водянистый раствор, то при его застывании на поверхности из-за неравномерной осадки будут появляться трещинкы.

Во время высыхания раствор осаждается. Ежели раствор был очень водянистым, усадка проходит неравномерно. Как следствие образуются трещинкы. Они неприметны снутри, отлично видны на поверхности.

Из раствора с переизбытком воды выходит пористый бетон, который потом интенсивно впитывает атмосферную воду и разрушается от морозов.

Ежели же нужно получить водянистый раствор, то на каждый доп л воды следует добавить 2 кг цемента.

Почти все начинающие строители считают, что для полного застывания довольно 3-х суток, выждав этот срок, можно перебегать к последующим шагам работ. Полное застывание в естественных критериях продолжается до 25 лет. Чтоб уменьшить время высыхания, в раствор заносят добавки, ускоряющие этот процесс. Лишнее количество добавок лишь уменьшит срок службы. Самый крепкий и высококачественный бетон – высохший в естественных критериях

Срок службы можно прирастить, ежели во время высыхания обеспечить его завышенную влажность, в особенности при высочайшей температуре воздуха, ветре, ежели бетон освещается солнечными прямыми лучами. Для этого через 12 часов опосля заливки его начинают поливать. Поливать в 1-ое время необходимо аккуратненько, лучше из лейки, чтоб сильными струями воды не повредить верхний слой. Чем подольше он будет находиться во мокроватом состоянии, тем подольше будет срок его службы. Чтоб облегчить работу, бетон можно укрыть слоем опилок, водостойкой бумагой либо пленкой. Увлажнять необходимо до 15 дней. За этот период времени раствор набирает 70% собственной предполагаемой прочности.

Наиболее накладным, да и наиболее действенным является покрытие верхнего слоя водно-битумной эмульсией либо этинолевым лаком. Вещества наносятся кистью либо распылителем. Они делают защитную пленку. Пленка препятствует резвому испарению воды. В эмульсию можно добавлять известковое молочко. Оно присваивает пленке светлую расцветку, которая наращивает отражение солнечных лучей и не дает поверхности греться.

При застывании выделяется тепло. Ежели размер раствора довольно большенный, температура снутри него может возрасти на десяток градусов. Полив водой содействует остыванию и нормализации температуры.

Железнение и термошвы

Очередной метод продлить срок службы – его железнение.

Железнение, как почти все считают, способно прирастить крепость. По сути это не так. Оно служит для роста твердости поверхности и улучшения ее водоизоляционных параметров.

На шаге железнения в свежайший либо схватившийся раствор вносится особый порошок либо цемент. Потом они затираются мастерком.

Практикуется внедрение особых консистенций. В их состав входят алюминат натрия, корунд, жидкое стекло, разные модификаторы. Они присваивают доп характеристики верхнему слою.

Железнение способствует твердости поверхности и улучшения ее гидроизоляции.

Существует два главных приема железнения – сухой и влажный.

При сухом методе на горизонтальную поверхность через сито насыпается цемент слоем до 2 мм. Потом он уплотняется мастерком. Сухой цемент вытягивает из стяжки воду и становится схожим на тесто, которое потом выравнивается и разглаживается мастерком.

В случае влажного нанесения поначалу разводится состав, а потом узким слоем наносится на поверхность, при этом поверхность быть может наклоненной к горизонту.

Опосля железнения и высыхания можно нанести защитный полимерный слой с добавлением красителей.

Нельзя заливать сходу очень огромную площадь, потому что при горячей погоде бетон начинает расширяться и саморазрушаться.

Нередко хозяева и заказчики стараются залить огромные площади за один прием, чтоб не было видно соединений. Это приводит к уменьшению срока службы, так как в горячую погоду при нагревании расширяется и сам себя разрушает.

Прирастить срок службы подъездных и садовых дорожек, полов, изготовленных из бетона, можно при помощи термошвов. Самый дешевенький и обычный метод их сделать – заливать бетон не сплошным слоем, а поэтапно, отделяя участки друг от друга вставками из нескольких слоев рубероида, фанеры либо дощечек шириной 5 мм.

2-ой метод – нарезание швов. Термошов прорезается на глубину 1/3 всего слоя, толщина – до 5 мм. Можно прорезать хоть каким подручным инвентарем (мастерком, шпателем, гвоздем) в только-только схватившемся растворе. В застывшем растворе прорезается болгаркой с диском по камню либо бетону. Ежели стяжка находится под открытым небом, шов нельзя оставлять открытым. Он заполнится водой, тогда во время морозов лед его порвет. Заполняется герметиком, битумом либо смолой. В скрытых помещения можно применить монтажную пену.

Термошов следует делать в местах примыканий к бетонным и, в особенности, кирпичным столбам, в местах Т-образных соединений поверхностей.

Чрезвычайно нередко хозяева дач и личных домов без помощи других отливают тротуарную плитку, бордюры, шляпки столбов. Свежеизготовленные изделия не различаются от промышленных. Но их срок службы составляет 2-3 сезона, после этого они разрушаются. Причина в том, что в домашних критериях не удается удалить из их воздух и избытки воды. В образовавшиеся поры просачивается вода, которая во время морозов их разрушает. В промышленных критериях эти изделия делаются на вибростолах либо прессованием. Эти технологии разрешают получить не пористый, а плотный бетон, который не опасается промерзаний. В домашних критериях прирастить морозостойкость и прирастить срок их службы можно при помощи пластификаторов.

Невзирая на конкретные предпосылки, приводящие к разрушению бетона, есть и личные, которых реально избежать.

Долговечность бетона, основные факторы

Бетонные конструкции представляют значительную часть строительных сооружений, надежность которых зависит от совокупности прочностных качеств материала. Долговечность бетона характеризует его способность сохранять свою механическую прочность в течение всего периода эксплуатации. Объективная оценка факторов надежности бетона позволяет исключить негативные критерии, установить причины разрушения и определить срок службы одного из основных строительных материалов.

Внешние факторы

Долговечность бетона зависит от воздействия на его поверхность целого ряда внешних факторов, в числе которых влажность и атмосферные осадки, контакт с агрессивными органическими и минеральными средами, морскими и грунтовыми водами, воздействие солнечного света и перепада температур, наличие и величина испытываемых динамических и статических нагрузок. Уровень оказываемого разрушающего воздействия зависит от химического состава агрессивных сред, амплитуды температурного воздействия, величины физических сил, оказывающих механическое воздействие. В зависимости от природы возникновения коррозия бетона, приводящая к его разрушению, может носить электрохимический, химический, физический, микробиологический или физико-химический характер. В большинстве случаев имеет место комплексное воздействие внешних разрушающих факторов, определяющих степень долговечности материала.

Нагрев и охлаждение

Одним из основных деструктивных факторов является температурное воздействие, которое в результате охлаждения и нагрева приводит к сужению и расширению материала. Несмотря на минимальный коэффициент расширения бетона, капиллярно-пористая структура строительного материала создает предпосылки для коррозионных процессов, которые возникают в результате циклов замораживания и оттаивания. Фазовая кристаллизация воды и солей приводит к механическим повреждениям и объемным изменениям структуры. Тепловое воздействие служит катализатором для движения внутри материала потоков тепла, влаги, пара или газов. В конечном счете, уровень воздействия, который оказывает нагрев и охлаждение зависит от вида бетона, соотношения и рецептуры смеси, качества примененных при изготовлении заполнителей. Важнейшим критерием качества и долговечности бетона является его морозостойкость, определяющая число допустимых циклов заморозки и оттаивания без потери прочности. С целью повышения морозостойкости бетона находят применение специальные воздухововлекающие добавки.

Читайте также:  Время застывания бетона: от чего зависит, этапы застывания и затвердевания?

Обычные бетоны, выполненные на основе портандцементов, предназначены для использования при температуре не более 200° С. В случае превышения этого значения материал теряет свои прочностные качества из-за выпаривания кристаллизационной влаги, приводящего к нарушению структуры. При формировании жароупорных бетонов используются микронаполнители в виде туфа, трепела, шамота и прочих добавок.

Механические воздействия

При проектировании бетонных изделий, несущих и прочих конструкций их массивность и объем зависят от нагрузки, которую будет испытывать материал в течение всего срока эксплуатации. Механические нагрузки разделяют на статические, характер которых подразумевает постоянное воздействие и динамические, возникающие в виде кратковременно воздействующих сил изменяющейся амплитуды. Наличие динамических ударов является причиной усадочных деформаций, которые проявляются со временем при наличии значительных нагрузок. Характеристика твердости бетона непосредственно зависит от марки использованного цемента.

С течением времени истирание и износ являются причиной разрушения целостности бетонных поверхностей. Перегрузки способствуют появлению внутреннего напряжения конструкций, снижающего их долговечность.

Контакт с водой

В течение длительного периода многие бетонные изделия и конструкции эксплуатируются в контакте с водной средой. При этом влага может представлять собой грунтовые, сточные, речные, морские воды. Сезонные осадки в виде дождей и снега также представляют собой один из факторов воздействия на бетон. Для железобетонных изделий, прочность которых усилена за счет арматурного каркаса, контакт с водой может повлечь за собой коррозию металлических стержней. Водонепроницаемость материала зависит от числа доступных макропор в открытом состоянии, которые появляются в процессе испарения избыточной жидкости, а также наличия технологических трещин. Для снижения уровня воздействия бетонов используют специальные присадки, применяют технологию вибролитья, которая позволяет максимально снизить пористость материала и его проницаемость.

Химические факторы

Химическая коррозия бетона наблюдается в результате действия органических соединений, растворов солей, щелочей, кислот и их оксидов в жидком и газообразном состоянии. Динамика деструктивных процессов зависит от степени агрессивности воздействующей среды, минералогического состава строительного материала. Скорость разрушения является функцией от уровня растворимости бетонной поверхности, а именно: ее составных частей, в процессе реакции с раствором. Эффективной методикой для продления срока службы бетона при опасности химической коррозии, является гидроизоляция, которая формируется в виде внешнего покрытия на основе специальных материалов, не вступающих в реакцию с агрессивной средой.

Срок службы

При соблюдении всех правил эксплуатации бетон и изделия, выполненные на его основе, имеют срок службы 50-70 лет. При наличие ошибок в проектировании в части расчета массивности и нагрузочной способности, выбора марки цемента, его параметров, а также при изменении характеристик внешней среды, долговечность бетона может быть снижена, составляя 10-15 лет.

Срок службы бетона: продляем время эксплуатации бетонной конструкции

Теоретически срок службы бетона, залитого по всем правилам, может составлять от 50 до 100 лет (а в некоторых случаях и более). На практике же мы часто сталкиваемся с ускоренным разрушением таких конструкций, хотя потенциал материала позволяет не только избежать этого, но и существенно продлить период, в течение которого стены, опоры и полы будут сохранять свою прочность.

Нарушение технологии и повышенные нагрузки могут быстро привести в плачевное состояние даже самый прочный материал

От чего зависит срок службы

Чтобы понять, как добиться максимальной «продолжительности жизни» от цементного раствора, важно разобраться со всеми факторами, которые влияют на этот показатель.

Главными будут следующие:

  • Во-первых, играет свою роль состав материала, а именно – цемент и наполнитель. Если для дорожного полотна использовать цемент М150, то не стоит ожидать, что оно простоит хотя бы год без ремонта. Так что лучше применять растворы, прочность которых соответствует нагрузкам. Цена, конечно, будет больше, но и чинить придется реже.

Кладка из керамзитобетона (на фото) отличается прочностью

  • Наполнитель также очень важен. К примеру, срок службы керамзитобетонных блоков по уверениям производителей, составляет около 75 лет, а вот дом, возведенный из арболита (наполнителем выступает щепа) может потребовать капитального ремонта уже через 40-50 лет.
  • Далее – методика заливки. Каждая ошибка (нарушение пропорций, недостаточное уплотнение, слишком быстрая или слишком медленная сушка) приводит к тому, что конструкция получается менее надежной.
  • Условия эксплуатации тоже оказывают непосредственное влияние на прочность. Наиболее губительны для бетона переувлажнение, воздействие солевых растворов, а также низкие температуры. Ну, а если за сезон проходит несколько десятков циклов замораживания-оттаивания, то первые признаки повреждения появляются уже через два-три года после постройки.

Разрушение основания вследствие воздействия влаги и нагрузок

Обратите внимание! Чтобы избежать этого, кладку нужно защищать от воздействия внешних факторов. Так, срок службы дома из газобетона с невентилируемым фасадом составляет около 50 лет, в то время как вентилируемый фасад и через 100 лет будет обеспечивать выведение жидкости из стеновых пор с минимальными отрицательными последствиями.

Конечно, приведенный выше перечень учитывает только ключевые факторы. Здесь не упоминается ни вибрация, ни ветровая эрозия, ни другие нюансы. Однако и указанного достаточно, чтобы сформировать стратегию по продлению срока службы бетона.

Срок службы газобетонных блоков при обустройстве вентилируемого фасада увеличивается чуть ли не вдвое за счет нормализации влажности

Продлеваем жизнь конструкции

Особенности методики

Если нам нужно, чтобы возведенная конструкция простояла как можно дольше, инструкция по обустройству должна соблюдаться неукоснительно:

Чем качественнее мы выполним заливку, тем дольше прослужит конструкция

  • Во-первых, состав подбираем в соответствии с планируемыми нагрузками. Это касается как класса бетона, так и толщины арматуры. Получится сделать запас по прочности – будет только лучше!
  • Во-вторых, тщательно готовим основание. Чем более плотным будет грунт, на который мы установим конструкцию, тем меньшей будет интенсивность деформационных воздействий. Таким образом мы существенно снизим риск образования крупных трещин.
  • В-третьих, при заливке уплотняем материал, чтобы снизить содержание в нем пузырьков воздуха. Чем выше будет плотность бетона, тем ниже будет его пористость. А это, соответственно, приведет к росту влагостойкости.

Обратите внимание! Длительный срок службы газобетона, наоборот, обусловлен наличием большого количества полостей. Значительный объем внутреннего воздуха позволяет компенсировать температурные деформации, и кладка не разрушается даже при замерзании попавшей в поры воды.

  • Наконец, конструкцию нужно эффективно просушивать. Если вода улетучится очень быстро, то цемент не успеет прореагировать, и структура утратит монолитность. Для задержки воды накрываем сохнущие бетонные конструкции полиэтиленом.
  • Зимой проблема носит другой характер: на морозе бетон просто не застывает. Чтобы избежать этого, раствор нужно греть с помощью электрокабелей, а опалубку – изолировать для сохранения тепла.

Дополнительные меры

Процесс железнения покрытия после заливки

При постройке конструкции своими руками мы можем дополнительно увеличить ее прочность, а значит – продлить срок эффективной службы.

Для этого применяются различные методы:

  • Во-первых, в состав материала можно водить модификаторы, существенно повышающите его устойчивость. Наибольшей популярностью пользуются добавки для бетона, содержащие фибру – тонкие стальные или полимерные волокна. Фибра выступает в роли своеобразной арматуры, закрепляя бетонный монолит изнутри.
  • Во-вторых, поверхности можно подвергать так называемому железнению – обработке покрытия сухим цементом или текучим цементным раствором. Гранулы материала укрепляют поверхностный слой бетона, который является наиболее восприимчивым к нагрузкам и климатическим воздействиям.

Принцип действия пропитки

  • В-третьих, можно обработать кладку или монолит силингами – изолирующими пропитками. Они производятся на основе быстротвердеющих полимеров, глубоко проникают в поверхностные поры и изолируют их. При этом покрытие приобретает гидроизоляционные характеристики, что существенно сказывается на его долговечности.

Обратите внимание! Полимерная пропитка нарушает естественную воздухопроницаемость, потому таким способом редко укрепляют стены жилых домов. А вот для пола данная методика подойдет как нельзя лучше.

Внешний вид обработанного пола

Ну, и стоит упомянуть еще об одной рекомендации. Любые повреждения бетона имеют тенденцию к расширению, потому стоит взять за правило: увидели дефект – отремонтировали его как можно скорее. Так проблема будет локализована и ее последствия останутся минимальными.

А вот если оставить маленькую трещинку без внимания, то через полгода на этом месте будет уже довольно большая щель…

Вывод

Срок службы железобетонных опор, колонн, напольных и дорожных покрытий, а также кладки из строительных блоков определяется воздействием комплекса факторов. И если на некоторые из них мы не можем влиять, то за счет других вполне реально повысить долговечность конструкции в целом.

Видео в этой статье содержит дополнительные рекомендации по улучшению эксплуатационных характеристик, потому советуем внимательно изучить его перед началом проектировки.

6 причин снижения срока службы бетона и способы его продления

В основном бетонные и железобетонные конструкции служат около 50—100 лет. Но на практике долговечность бетона зависит от его характеристик его составляющих, свойств и внешней среды, где он эксплуатируется. Преждевременное разрушение сооружений из такого стройматериала происходит нередко. Поэтому важно знать методы продления срока его службы и сохранения стойкости поверхности в первоначальном виде.

Читайте также:  Защитный слой бетона: функции и основные показатели

6 причин снижения долговечности

Самыми уязвимыми бетонными конструкциями являются дороги, мосты.

Срок службы бетона зависит от следующих факторов:

  • Состав стройматериала. Цемент, его марка прочности и обязательно показатели водостойкости играют важную роль в надежности бетонных сооружений. Прочность должна соответствовать нагрузкам. Материал обязан иметь точно выдержанный компонентный состав наполнителей.
  • Вид заполнителя. Керамзитобетон прослужит около 75 лет, а арболит нужно через 20 лет ремонтировать.
  • Температурный режим. Раствор должен уметь противостоять изменению температуры.
  • Заливка, пропорции главных составляющих смеси. С увеличением доли вяжущего элемента прочность бетонного раствора увеличивается. При изменении технологии заливки и пропорции ингредиентов к жидкости и нарушении процесса сушки снижается срок службы конструкции.
  • Влага, низкие температуры, соль. Губительно отражаются на материале. Повреждения будут видны уже через несколько лет эксплуатации.
  • Вибрации, ветра, крепление. Внешние факторы всегда влияют на долговечность бетона.

Как продлить жизнь бетону?

Согласно нормативным характеристикам и рекомендациям опытных строителей, можно увеличить срок службы такого стройматериала. Для этого придерживаются таких правил:

  • Чем качественней будет заливка, тем дольше конструкция проживет.
  • Состав выбирают, учитывая будущие нагрузки. Если получится сделать запас для прочности, это увеличит надежность и крепление сооружения.
  • Грунт нужно готовить качественно. Это снижает риск появления крупных трещин. Основание должно быть плотным, чтобы меньше было внешних воздействий.
  • Снизить пузырьковый воздух за счет уплотнения материала при заливке. Чем больше плотность бетона, тем меньше будет пористость. Благодаря этому стройматериал будет влагоустойчив.
  • Раствор нужно хорошо сушить. Вода не должна быстро испаряться, иначе материал не среагирует и будут трещины. Смесь нужно накрывать полиэтиленом.
  • В зимнее время материал не засыхает при минусовой температуре. Его греют электрокабелями, опалубку изолируют так, чтобы сохранялось тепло.

Методы продления срока службы

Химическая стойкость бетона также гарантирует его долговечность. Поэтому вводят в раствор модификаторы, делая его более устойчивым. В составе стройматериала есть фибра, которая является связующим веществом. Она закрепляет раствор изнутри. Готовую поверхность можно покрыть сухим цементом. Модификаторы укрепляют материал сверху. Рекомендуется обработать монолит изолирующей пропиткой. Стройматериал станет гидроизоляционным, что повысит срок службы. Если впоследствии использования появилась трещина в конструкции, то лучше как можно быстрее устранить дефект. Так как она со временем превратится в большую щель.

На износостойкость бетона в большей степени оказывают влияние плотность, водонепроницаемость, морозоустойчивость, меры, которые связаны с изоляцией от агрессивной среды.

Если ограничить доступ воды к материалу, то он прослужит долгое время. Поэтому применяют различные обмазки, которые не дают воде вступить в контакт с известью. Железобетонные сооружения часто портятся из-за коррозии металлоконструкций. Их нельзя использовать в агрессивной среде. Они обладают маленькой плотностью и имеют тонкий защитный слой. Для создания долговечной конструкции важно учитывать, где бетон или железобетон будет эксплуатироваться и обязательно в какой среде.

Срок эксплуатации бетона: что влияет на продление срока службы?

Введение

В технической литературе достаточно широко представлены многочисленные случаи преждевременного разрушения по различным причинам бетонов различных сооружений, как правило, построенных в течение последних 30-40 лет. В настоящее время скорость разрушения бетонных сооружений выше, чем в прошлом [1]. Причём в числе этих бетонов как естественного твердения (монолитные), так и пропаренные (конструкций заводского изготовления). Многочисленность выше перечисленных фактов заставляет предполагать наличие общей причины снижения долговечности цементных бетонов за последние 40 лет.

Цель исследования

Представляют определённый интерес данные по изменению во времени свойств бетонов, полученные исследователями в различных странах [1, 2, 5-7]. Так, опубликованы обобщённые результаты определения прочности бетонов, приготовленных в различные периоды. Опытами, проведенными американскими учёными в 1910-1930 годы, установлено, что в течение 20 лет прочность бетонов увеличивается в 2,5-3 раза. Анализ данных, представленных в таблице 1, показывает, что прирост прочности бетона во времени становится проблематичным. Первыми (30-е годы прошлого столетия) исследованиями было установлено, что прочность увеличивается вдвое за первые 5 лет, и прирост наблюдается в течении более 20 лет. Последующие исследования (40-50-е годы) показали, что прочность увеличивается в 2 раза за первые 10 лет, и прирост прочности наблюдается в течение первых 15 лет.

Исследованиями, проведенными в 60-х годах, выявлено, что прочность в 2 раза не увеличивается вовсе, и прирост прочности наблюдается в течение примерно 10 лет.

Современные исследования, проведенные в различных странах, в том числе и в России, показали, что некоторые виды бетона (например – пропаренные) дают прирост прочности только в течение 1 года. У остальных бетонов наблюдается прирост прочности только в течение первых пяти лет. Всё чаще фиксируются случаи снижения прочностей бетонов во времени [5]. Установлено, что условия твердения действительно влияют на кинетику роста прочности во времени. При сухих условиях хранения, по данным О. Графа, прирост прочности наблюдается только в первый год, в последующем возможен спад прочности. Уизей установил, что после 3 месяцев сухого хранения прирост прочности бетона прекращается. Зависимость долговременной прочности бетона от условий твердения явилось одной из причин, по которой С. В. Шестопёров предложил ввести понятие комплексной марки бетона [4]. Весьма интересные данные получены при изучении изменения прочности на растяжение. Для выяснения причин изменения кинетики роста прочности бетона во времени рассмотрен ряд других показателей.

Материал и методы исследования

По данным, полученным И. М. Френкелем [3], «цементы с тонким помолом дают более быстрое нарастание прочности в первые дни твердения, чем размолотые более грубо». С. В. Шестопёров [4] считал, что бетоны на домолотых цементах отличаются пониженной морозостойкостью, и предлагал, в связи с этим ввести нормирование гранулометрического состава цементов. Ранее (в 30-е годы прошлого столетия) отмечалось, что в бетоне после 15 лет твердения на воздухе содержится до 40 % негидратированных реликтов. В бетонах того же состава и возраста, но твердевшего во влажной среде, количество реликтов составляет 25 %. В более поздних исследованиях (в 50-е годы) было установлено, что после 6 месяцев твердения в нормальных условиях в портландцементном камне количество негидратированных зёрен клинкера составляет 40 %, а после полной гидратации – 10-15 % (при этом под микроскопом не обнаруживаются C3S и C3A) [5-7].

По-видимому, такое разногласие связано с изменением дисперсности, минералогического состава и активности цементов за этот период. Исследованиями доказано, что наличие реликтов не даёт гарантии дальнейшего упрочнения цементных бетонов, а активность цемента может быть связана с тонкостью помола цемента.

Как известно, минералогический состав цемента предопределяет его поведение при дальнейшем твердении в составе бетона. Так работами Юнга, Бутта, Андерегга, Губеля, Богга, Лерча, Кинда, Некрасова К. Д., Окорокова С. А. и других учёных доказано, что процесс гидратации минералов цементного клинкера во времени протекает не равномерно. К 28 суткам степень гидратации C3S составляет 69-87 %, C3A – 84-100 %, C4AF – 81-95 %, а C2S всего 11-28 %. Поэтому можно предполагать, что последующий рост прочности бетона связан с продолжающейся гидратацией C2S, а прочность в возрасте 28 суток предопределяется в основном гидратацией C3S.

Повсеместно получили широкое применение различные методы интенсификации твердения бетонов. Эти методы нацелены на ускорение твердения бетона в ранних возрастах (тепловая, ТВО, добавки ускорители твердения цемента и т.п.). В многочисленных публикациях, посвящённых изучению свойств пропаренных бетонов, отмечается, что такие бетоны отличаются отсутствием или снижением темпа роста прочности во времени.

Увеличение прочности бетона в раннем возрасте с 1930 годов достигалось:

  • повышением активности цемента, преимущественно за счёт повышения тонкости помола в процессе изготовления цемента или последующего доизмельчения;
  • увеличением содержания в цементе алита за счёт уменьшения количества белита;
  • заменой части негидратированных реликтов в цементном камне инертными материалами (микронаполнителями различного вида);
  • интенсификацией твердения цемента в составе бетона (посредством воздействия повышенных температур или использованием добавок ускорителей твердения);
  • создание условий твердения, интенсифицирующих процесс твердения, преимущественно алита (химические методы интенсификации).

Реализация большей части перечисленных методов сопровождалась снижением темпов роста прочности бетона в последующих возрастах [5-7]. Причём, чем больше увеличение прочности в раннем возрасте, тем больше снижение темпа роста прочности бетона в последующем. Очевидно, что существует предел прочностей в раннем возрасте, превышение которого приводит к спаду прочности бетона в последующем.

Изменение темпа роста прочности бетона во времени сопровождается, как правило, изменением взаимосвязей прочности с другими свойствами и соответственно изменением морозо-, водо-, атмосферостойкости бетонов, и соответственно долговечности их в составе конструкций и сооружений [5-7]. В 30-е годы прошлого столетия отмечалось, что в бетоне после 15 лет твердения на воздухе содержится до 40 % негидратированных реликтов. В бетонах того же состава и возраста, но твердевшего во влажной среде, количество реликтов составляет 25 %. В более поздних исследованиях (в 50-е годы 20 века) было установлено, что после 6 месяцев твердения в нормальных условиях в портландцементном камне количество негидратированных зёрен клинкера составляет 40 %, а после полной гидратации – 10-15 % (при этом под микроскопом не обнаруживаются C3S и C3A) [5-7].

Читайте также:  Сертификация бетона: что нужно знать?

Результаты исследования и их обсуждение

В качестве доказательства может быть рассмотрено изменение коэффициента конструктивного качества (ККК) бетона, коэффициента призменной прочности во времени. Установлено, что прочность на растяжение увеличивается только в течение первого года, потом имеет место спад прочности и по истечению 20 лет она составляет 65-70 % прочности на растяжение бетона в 28 суточном возрасте. При этом меняется соотношение между прочностями бетона на растяжение и на сжатие. По мнению Залигера, прочность на растяжение зрелых бетонов составляет от 1/6 до 1/24 прочности этих же бетонов на сжатие. Отсутствие или снижение темпа роста прочности и стойкости современных бетонов в условиях воздействия любых сред, отличных от нормальных, должно учитываться при проектировании бетонов, а также конструкций и сооружений на основе этих бетонов. В таблице 1 представлены процентное соотношения изучаемых характеристик бетона, при изучении влияния добавок на него. Выделены свойства, имеющие отношение к долговечности бетона. Непосредственно долговечность изучалась в 19 % всех исследований за период 1965-2000 гг. Предложено значительное число методов оценки долговечности, некоторые из которых представлены в таблице 2. Появились попытки описания процесса накопления повреждений (таблица 3) [1].

Таблица 1. Процентное соотношение изучаемых характеристик бетона

Продление срока службы бетона

Срок службы бетона или, другими словами, его долговечность – это способность данного материала сохранять набранную прочность за длительный период эксплуатации конструкций, находящихся в контакте с внешней средой, и соответствовать заданным требованиям эксплуатации.

При неправильном изготовлении раствора очень быстро покрывается трещинами и конструкции выполненные из него приходят в негодность.

Бетон не ржавеет и не гниет, по своей прочности почти не уступает природному камню. Поэтому долговечность должна теоретически составлять от 60 до 100 лет.

Практика показывает, что зачастую конструкции разрушаются через несколько сезонов эксплуатации, а то и после первых морозов.

Для того чтобы увеличить долговечность, нужно выяснить, что является причиной его разрушения.

Основные причины, приводящие к разрушениям:

  • ошибки, допущенные при проектировании и на стадии заливки;
  • некачественные и несоответствующие составляющие;
  • превышение допустимых нагрузок на конструкции;
  • коррозия арматурной конструкции;
  • изменение влажности внутри построек;
  • частые и резкие температурные перепады;
  • наличие в окружающей среде агрессивных активных химических веществ;
  • механический износ конструкций под воздействием внешних нагрузок;
  • деформация материала, возникающая из-за температурных изменений.

Инструменты и материалы

Для увеличения срока службы на стадии заливки понадобятся инструменты и материалы:

Водно-битумная эмульсия должна иметь вязкую консистенцию и темно-коричневый цвет.

  • кисть;
  • лейка или распылитель;
  • мастерок;
  • болгарка;
  • диск по бетону или камню;
  • водостойкая бумага;
  • водно-битумная эмульсия;
  • этинолевый лак;
  • известковое молочко;
  • защитная пленка;
  • порошок для железнения;
  • монтажная пена.

Первое необходимое условие, для того чтобы обеспечить долговечность, – это правильный выбор его составляющих и их пропорций: щебня, гравия, воды, цемента и добавок.

Главнейший момент при планировании работ – выбор цемента.

Самый распространенный цемент – это портландцемент марок 400-500. Относительно быстро твердеет, обладает повышенной прочностью. Содержит минеральные добавки.

Глиноземлистый цемент взаимодействуя с водой выделяет большое количество тепла, из-за чего он быстро застывает.

Глиноземистый цемент марок 400-600 – вид цемента, который при взаимодействии с водой выделяет повышенное количество теплоты, поэтому раствор, изготовленный на его основе, твердеет быстрее.

Гипсоглиноземистый цемент встречается редко, основная его особенность – относительно большое расширение при твердении.

Сульфатостойкий цемент марок 300-500 – цемент, обладающий устойчивостью к воздействиям химически активных сред, в том числе морской воды.

Пуццолановый цемент незаменим при использовании во влажной среде, обладает повышенной водонепроницаемостью и, как следствие, морозоустойчивостью.

Ошибки начинающих

Многих ошибок, из-за которых снижается срок службы, можно избежать на стадии проектирования и заливки.

Самая грубая и распространенная ошибка при заливке: для того чтобы стяжку было легче ровнять и чтобы раствор полностью заполнял траншеи, проливался между камнями, его стараются делать редким, а после схватывания разбавляют водой. Ошибка состоит в том, что избыточная вода не вступает в реакцию с цементом. При затвердевании она образует пустоты, которые впоследствии вызывают микротрещины, приводящие к разрушению.

Замедление высыхания

Если был приготовлен слишком жидкий раствор, то при его застывании на поверхности из-за неравномерной осадки будут появляться трещины.

Во время высыхания раствор осаждается. Если раствор был слишком жидким, усадка проходит неравномерно. Как следствие образуются трещины. Они незаметны внутри, хорошо видны на поверхности.

Из раствора с переизбытком воды получается пористый бетон, который впоследствии активно впитывает атмосферную влагу и разрушается от морозов.

Если же необходимо получить жидкий раствор, то на каждый дополнительный л воды следует добавить 2 кг цемента.

Многие начинающие строители считают, что для полного застывания достаточно трех суток, выждав этот срок, можно переходить к следующим этапам работ. Полное застывание в естественных условиях длится до 25 лет. Чтобы сократить время высыхания, в раствор вносят добавки, ускоряющие этот процесс. Избыточное количество добавок только уменьшит срок службы. Самый прочный и качественный бетон – высохший в естественных условиях

Срок службы можно увеличить, если во время высыхания обеспечить его повышенную влажность, особенно при высокой температуре воздуха, ветре, если бетон освещается солнечными прямыми лучами. Для этого через 12 часов после заливки его начинают поливать. Поливать в первое время нужно аккуратно, желательно из лейки, чтобы сильными струями воды не разрушить верхний слой. Чем дольше он будет находиться во влажном состоянии, тем дольше будет срок его службы. Чтобы облегчить работу, бетон можно укрыть слоем опилок, водостойкой бумагой или пленкой. Увлажнять нужно до 15 дней. За это время раствор набирает 70% своей предполагаемой прочности.

Более затратным, но и более эффективным является покрытие верхнего слоя водно-битумной эмульсией или этинолевым лаком. Вещества наносятся кистью или распылителем. Они создают защитную пленку. Пленка препятствует быстрому испарению воды. В эмульсию можно добавлять известковое молочко. Оно придает пленке светлую окраску, которая увеличивает отражение солнечных лучей и не дает поверхности нагреваться.

При застывании выделяется тепло. Если объем раствора достаточно большой, температура внутри него может возрасти на десяток градусов. Полив водой способствует охлаждению и нормализации температуры.

Железнение и термошвы

Еще один способ продлить срок службы – его железнение.

Железнение, как многие считают, способно увеличить крепость. На самом деле это не так. Оно служит для увеличения твердости поверхности и улучшения ее гидроизоляционных свойств.

На этапе железнения в свежий или схватившийся раствор вносится специальный порошок или цемент. Затем они затираются мастерком.

Практикуется использование специальных смесей. В их состав входят алюминат натрия, корунд, жидкое стекло, различные модификаторы. Они придают дополнительные свойства верхнему слою.

Железнение способствует твердости поверхности и улучшения ее гидроизоляции.

Существует два основных приема железнения – сухой и мокрый.

При сухом способе на горизонтальную поверхность через сито насыпается цемент слоем до 2 мм. Затем он уплотняется мастерком. Сухой цемент вытягивает из стяжки влагу и становится похожим на тесто, которое затем выравнивается и разглаживается мастерком.

В случае мокрого нанесения сначала разводится состав, а затем тонким слоем наносится на поверхность, причем поверхность может быть наклоненной к горизонту.

После железнения и высыхания можно нанести защитный полимерный слой с добавлением красителей.

Нельзя заливать сразу слишком большую площадь, так как при жаркой погоде бетон начинает расширяться и саморазрушаться.

Часто хозяева и заказчики стараются залить большие площади за один прием, чтобы не было видно стыков. Это приводит к уменьшению срока службы, потому что в жаркую погоду при нагревании расширяется и сам себя разрушает.

Увеличить срок службы подъездных и садовых дорожек, полов, сделанных из бетона, можно с помощью термошвов. Самый дешевый и простой способ их сделать – заливать бетон не сплошным слоем, а поэтапно, отделяя участки друг от друга вставками из нескольких слоев рубероида, фанеры или дощечек толщиной 5 мм.

Второй способ – нарезание швов. Термошов прорезается на глубину 1/3 всего слоя, толщина – до 5 мм. Можно прорезать любым подручным инструментом (мастерком, шпателем, гвоздем) в только что схватившемся растворе. В застывшем растворе прорезается болгаркой с диском по камню или бетону. Если стяжка находится под открытым небом, шов нельзя оставлять открытым. Он заполнится водой, тогда во время морозов лед его разорвет. Заполняется герметиком, битумом или смолой. В крытых помещения можно применить монтажную пену.

Термошов следует делать в местах примыканий к бетонным и, особенно, кирпичным столбам, в местах Т-образных стыков поверхностей.

Очень часто хозяева дач и личных домов самостоятельно отливают тротуарную плитку, бордюры, шляпки столбов. Свежеизготовленные изделия не отличаются от заводских. Но их срок службы составляет 2-3 сезона, после чего они разрушаются. Причина в том, что в домашних условиях не удается удалить из них воздух и излишки воды. В образовавшиеся поры проникает вода, которая во время морозов их разрушает. В заводских условиях эти изделия изготавливаются на вибростолах или прессованием. Эти технологии позволяют получить не пористый, а плотный бетон, который не боится промерзаний. В домашних условиях увеличить морозостойкость и увеличить срок их службы можно с помощью пластификаторов.

Несмотря на объективные причины, приводящие к разрушению бетона, есть и субъективные, которых можно избежать.

Добавить комментарий