Неконструктивні структурні тріщини в бетоні
Тріщини при пластичній усадці свіжоукладеного бетону
Існує два типи тріщин прн пластичної усадці. Перші, найпоширеніші, з'являються в результаті дуже швидкого випаровування вологи з відкритої поверхні бетону, коли він знаходиться ще у пластичному стані. Зазвичай вони називаються поверхневими тріщинами прн пластичної усадці. Дослідження фахівців показали, що такі тріщини на горизонтальній поверхні утворюються внаслідок швидкого випаровування з неї вологи (висихання). Коли швидкість випаровування перевищує швидкість підйому води до поверхні (відоме як водовідділення), поверхня свіжоукладеного бетону при пластичній усадці розтріскується.
Швидкість випаровування вологи з поверхні залежить від низки досить добре досліджених факторів: відносної вологості; температури бетону; температури навколишнього повітря; швидкість вітру; ступеня впливу сонця та вітру на поверхню плити.
Поверхневі тріщини прн пластичної усадці є волосні досить прямі тріщини довжиною 50 - 750 мм. Вони часто розташовуються перпендикулярно до робочої арматури. Іноді кілька тріщин утворюються паралельно одне одному з відривом 50—SO мм. Тріщини, як правило, неглибокі і рідко проникають нижче за верхню частину захисного шару бетону, хоча в несприятливих умовах вони можуть бути більш глибокими і навіть прорізати наскрізь плитут.
Ці тріщини зазвичай утворюються в жарку сонячну погоду або сухі, дуже вітряні дні. Вони можуть викликати серйозне занепокоєння у тих, хто не розуміє причин їх виникнення. Якщо розтріскування трохи, тріщини неглибокі і не призводять до руйнування поверхні плити; у цьому випадку воновідносно безпечно: Тріщини слід закласти розчином на портландцементі і добре загладити щіткою. Потім оброблену поверхню закривають поліетиленовою плівкою не менше ніж на 48 годин, закріпивши її по краях планками та брусками.
Було встановлено, що застосування добавки для залучення до бетону 4,5±1,5% повітря значно зменшує розтріскування від пластичного усадки. Завжди краще запобігти руйнуванню, ніж виправляти його наслідки. Якщо бетон після закінчення укладання добре вкрити пластмасовою плівкою і закріпити її по периметру, то розтріскування поверхні свіжоукладеного бетону при пластичній усадці навряд чи можливе.
Другий тип тріщин від пластичної усадки виникає при осіданні бетонної суміші, що твердіє. Причина появи таких тріщин інша, ніж поверхневих тріщин від пластичного усадки, описаних вище. Такі тріщини можуть бути обумовлені двома основними моментами. Перший - опір поверхні форми осідання (ущільнення) пластичного батона під дією глибинних вібраторів та сили тяжіння. Опір форми стримує цей рух. Якщо ж суміш все ж таки осідає, а твердіння вже почалося, ймовірно утворення тріщин, які, як правило, пошкоджують поверхню бетону. Вони ширші на поверхні та їх глибина трохи більше 20—25 мм. Другий момент - більш серйозний, тому що тріщини часто досягають арматури. Вони можуть бути внутрішньо, ніж на поверхні, бетону, і бути пов'язані з утворенням раковин. Тріщини викликаються тим, що бетонна суміш «застряє» на арматурі, внаслідок чого при подальшому її твердінні утворюються тріщини. Відповідне коригування у складі суміші та ретельніше ущільнення допомагають усунути цю причину.
Тріщини цього типу рекомендується ремонтувати за допомогою ннъектнровання в них розчину,як описано у частині 2 цього розділу. Проста обробка поверхні навряд чи буде достатньою для забезпечення тривалого терміну служби.
Якщо такі тріщини спостерігаються у високих балках та товстих плитах, то рекомендується перевірити, чи є в бетоні раковини, та вжити заходів щодо відновлення відповідно до рекомендацій розділу цього розділу, присвяченого ремонту пористого бетону.
Детальні дані про стан та характеристики бетону в процесі твердіння ще недостатньо вивчені та є предметом дослідження у Великій Британії та інших країнах. При підвищенні температури бетон розширюється, а при охолодженні стискається. Температурний коефіцієнт розширення (стиснення) визначається низкою факторів, основними з яких є тип заповнювача та склад суміші.
Якщо елемент (перекриття, стіна або покриття) не має повної свободи деформації (чого практично ніколи не буває), при охолодженні та усадці бетону в ньому розвивається температурна напруга. Чим вище ступінь загортання, тим більша температурно-усадкова напруга. Ці напруги, як правило, бувають розтягуючими, проте в окремих частинах будівельних конструкцій можлива поява стискаючих напруг. Розтягуючі напруги часто перевищують міцність бетону на розтяг або міцність зчеплення між бетоном і арматурою, що призводить до утворення тріщин.
Температурно-усадкові тріщини перетинають весь елемент. Хоча такі тріщини рідко істотно впливають на несучу здатність, вони створюють місця послаблення конструкції, поки не будуть належним чином загорнуті. Усадка при нормальному висиханні призводить до розкриття цих спочатку дуже дрібних тріщин (зазвичай не ширше за 0,05 мм). Тому вони часто непомітні протягом декількох тижнів після бетонування. ЧастоПоява тріщин цього типу неправильно пояснюють усадкою при висиханні. Останні зазвичай проявляються при звичайних атмосферних умовах у Великобританії дуже повільно протягом перших 28 діб після укладання ледь досягають приблизно 25% максимальної величини, яка спостерігається за тривалий період часу.
Метод відновлення зазвичай залежить від того, чи відзначаються в тріщині руху останнім часом, тобто чи «живе» вона. Якщо таких рухів не очікується, тріщину можна заповнити жорстким матеріалом. В іншому випадку, при відновленні слід забезпечити деякий ступінь податливості. Яким чином це буде здійснено, залежить від навколишнього середовища та типу обробки елемента, прийнятного для замовника. Практично вибір здійснюється між ін'єктуванням тріщини та обробкою поверхні (глави 4, резервуари для води), які супроводжуються якісною герметизацією та нанесенням декоративного шару. Ін'єктування тріщин описано у частині 2 цієї глави.
Усадкові тріщини при висиханні
Найчастіше причиною їх виникнення прийнято вважати невдале проектування суміші, що посилюється неправильним витримуванням. Використання як добавки хлориду кальцію або присутність хлоридів у заповнювачах збільшує усадку при висиханні.
До помилок при проектуванні суміші відноситься використання надмірної кількості води або застосування погано відсортованих наповнювачів, які містять велику кількість дуже дрібних фракцій. Чим більше в бетоні або розчині дрібних заповнювачів, тим вище водопотреба для забезпечення зручності.
Всі бетони і розчини схильні до усадки при висиханні, і, як зазначалося в попередньому розділі, вона призводить до розкриття тріщин, що виникли з інших причин, наприкладпри температурному усадженні. Важливо відзначити, що стиснення через усадку при висиханні становить у 28-уточному віці приблизно 25% величини у віці 180 діб. Метод відновлення у разі залежить від конкретних особливостей. У покриваючому шарі, стяжках і шарах штукатурки усадкові тріщини при висиханні можуть супроводжуватися коробленням і порушенням зчеплення. В інших випадках ступінь розтріскування і характер обробки поверхні визначають метод відновлення.
Термін «неконструктивні тріщини» відноситься до тріщин в залізобетонних елементах, для яких при їх виникненні прийнятий коефіцієнт безпеки не знижується, а не потрібне посилення елементів за допомогою додаткової aD-матури або бетону.
Як зазначалося раніше, що тріщини не завжди є небезпечними для бетону. Визначальними факторами для прийняття рішення про проведення ремонту та методу закладення тріщин є: причина утворення тріщин, ширина їх розкриття та місцезнаходження, ступінь атмосферного впливу та елементи.
Зазвичай при ремонті неконструктивних тріщин скрути не виникають. Однак вони можуть з'явитися, якщо необхідно закласти тріщину так, щоб ремонт не був помітний після завершення. Оскільки тріщини зблизька завжди видно, практично неможливо приховати сліди ремонту, якщо на весь елемент не нанести декоративне покриття.
Відомо, що тріщини на зовнішніх поверхнях відкритих елементів поступово розширюються і стають дедалі помітнішими. Такі явища характерні насамперед для бетонних конструкцій, схильних до суворих атмосферних впливів, і для світлих конструкцій у міських умовах.
У цьому розділі не розглядаються питання утворення тріщин волосся. У Британському стандарті BS 2787 «Глосарій термінів з бетону та залізобетону»волосяні тріщини визначаються як «розтріскування поверхні на невеликі ділянки неправильної форми, що примикають одна до одної».
Як зазначалося раніше, в умовах агресивного середовища тріщини шириною більше 0,1 мм у зовнішніх елементах і тонких поверхневих шарах слід герметично закладати. Якщо немає іржавих плям н бетон не фарбується, а при обстукуванні тріщини молотком не виявляється порожнеч, тобто підстава вважати, що корозія арматури незначна. У такому випадку при ремонті тріщину розшивати не рекомендується. Щоб перевірити стан арматури, можна вирубати бетон у кількох місцях і цим обмежитись. Також можна взяти кілька проб бетону для контролю якості та інших характеристик, а також для визначення концентрації хлоридів. Нижче наведені рекомендації можна використовувати при закладенні неглибоких тріщин, що з'явилися з різних причин і не викликані зовнішніми навантаженнями.
Коли зовнішній вигляд поверхні бетону не має значення, рекомендується ретельно простукати всю лінію тріщини долотом. Це допомагає виявляти навіть незначні порожнечі. Слід зазначити, що при цьому бетон із тріщини не вирубується. Вся кам'яна дрібниця, пил і бруд видаляються за допомогою щітки, а поверхня бетону по обидва боки тріщини очищається дротяною щіткою. Після такої підготовки в тріщину пензлем вводять латексний розчин, що складається з 2 ч. портландцементу і 1 ч. емульсії -бутадієн-стирольного латексу (за масою). Доцільно також нанести пензлем розчин на поверхню бетону шириною приблизно 75 мм з кожного боку тріщини, тобто на ті ділянки, які були очищені дротяною щіткою. У разі потреби через один-два тижні можна нанести ще один шар розчину.
Для відкритих бетонних елементів пропонується наступний методвідновлення, який застосовується тільки до волосяних тріщин за відсутності корозії арматури та фарбування бетону.
Перш за все потрібно вимити холодною водою поверхню бетону шириною приблизно 75 мм по обидва боки від тріщини. Потім за допомогою дерев'яного шпателя з гумовою пластинкою ввести в тріщину рідкий розчин цементне тісто. Розчин готується на білому або на суміші білого і сірого цементів (залежно від кольору бетонного елемента, що відновлюється). Додавання латексу білого штучного каучуку сприяє зменшенню водопроникності та усадки. Через два тижні (не раніше!) після закінчення ремонту усі бетонні елементи слід промити водою. Тоді весь фасад буде поступово піддаватися атмосферним впливам.
Автор, як правило, віддає перевагу нанесенню як останній оздоблювальний шар при ремонтних роботах великого об'єму декоративного водонепроникного покриття. Однак ці покриття вимагають особливих умов експлуатації, з якими деякі архітектори та власники будівель не згодні. При вирішенні цього питання їм все ж таки слід мати на увазі, що після ремонту бетон не володіє тими ж властивостями і тією ж довговічністю, що і бетон, що не піддавався ремонту. У більшості випадків корисно і доцільно як заключний етап відновлювальних робіт виконати ізоляцію всієї поверхні.