Dlaczego beton pęka? Część 3- Ograniczanie zjawisk pękania

Opublikowane przez Eric Boullenois - 04 Lipiec, 2019

Tekst oryginalny dostępny na oficjalnym blogu Master Builders Solutions: https://blog.master-builders-solutions.basf.com/en/limiting-the-cracking-phenomena

Czy w świetle części 1 i 2 tego artykułu należy stwierdzić, że nie można uniknąć pękania betonu i pogodzić się z przedwczesnym starzeniem się konstrukcji betonowych? Zdecydowanie nie. Możliwe jest podjęcie działań, aby zapobiec pojawianiu się pęknięć! Kilka krótkich informacji na ten temat znajduje się poniżej.

Pęknięcia spowodowane deformacją

Działania zapobiegające deformacji zostają zapoczątkowane podczas fazy projektowania i badań geologicznych. Pęknięciom spowodowanym deformacją można zapobiec, wykonując następujące czynności:

  • poprawa odporności spoiwa na wilgoć: użycie produktu utwardzającego lub regularne nawadnianie;
  • poprawa jakości stosowanych kruszyw i intensywniejsze wibrowanie podczas instalacji;
  • wiązanie betonu za pomocą spiralnych wzmocnień;
  • zwiększenie przekroju części podlegających ściskaniu;
  • zastosowanie sprężania części podatnych na zginanie;
  • zwiększenie odporności betonu na siły rozciągające;
  • dobre wymiarowanie i pozycjonowanie zbrojenia;
  • dobra przyczepność spoin do betonu;
  • uwzględnienie dylatacji konstrukcyjnych w projekcie.

Pęknięcia spowodowane skurczem hydratacyjnym

Pęknięcia spowodowane skurczem hydraulicznym mogą być ograniczone przez:

  • zwiększenie maksymalnego rozmiaru kruszyw;
  • ograniczenie rozpuszczalnych dodatków lub dodanie pucolanu do betonu portlandzkiego, co powoduje zmniejszenie skurczu hydraulicznego spoiwa.

Często staramy się zmniejszyć skurcz hydrauliczny, wybierając odpowiedni cement, poprawiając zagęszczenie i zwiększając rozmiar kruszywa w jak największym stopniu. Ważna jest także wstępna pielęgnacja: należy zapobiegać parowaniu przynajmniej do końca wiązania. Szczególnie szkodliwe są zimne i suche wiatry. Opóźniają one wiązanie i zwiększają parowanie.

Pęknięcia spowodowane skurczem termicznym

Kurczeniu termicznemu można zapobiec poprzez ograniczenie wzrostu temperatury w betonie. Szczególnie latem, do mieszania można użyć zimnej wody,  a cementy i kruszywa mogą być przechowywać można w miejsach zacienionych. Przyczynia się to również do długoterminowej wytrzymałości mechanicznej betonu.

Pęknięcia spowodowane pęcznieniem

Pęknięciom spowodowanym agresywnymi substancjami, takimi jak woda siarczanowa, woda kwaśna lub czysta, można zapobiec, tworząc beton nieprzepuszczalnym, np. poprzez nakładanie powłoki ochronnej.

Specjalnie opracowane zaprawy  

Po podsumowaniu przyczyn pękania betonu przyjrzyjmy się przypadkowi specjalnie opracowanych zapraw. Jako że zaprawy oparte są na bazie cementu, zjawiska w nich zachodzące podobne są do tych w betonie. Poniżej opisujemy niektóre środki, które można podjąć, aby zapobiec pękaniu zapraw.

  • Ze względu na zakres zastosowania stosunek powierzchni do objętości zapraw jest często bardzo wysoki i ma silny wpływ na skurcz hydrauliczny: z powodu dużej odsłoniętej powierzchni powierzchnia hydrauliczna może osiągnąć bardzo wysoki poziom, szczególnie gdy istnieje ryzyko szybkiego parowania. Tego ryzyka można uniknąć, nawilżając powierzchnię lub nakładając podkład gruntujący pod zaprawę, zapobiegając w ten sposób absorpcji wody przez strukturę betonu, a tym samym zmniejszając skurcz hydrauliczny i pęknięcia.
  • Przed nałożeniem zaprawy sprawdź, czy jest ona zgodna ze środowiskiem, w którym ma być zastosowana. Należy wziąć na przykład pod uwagę odporność na siarczany.
  • W przypadku stosowania szybkowiążących zapraw ważne może być ciepło hydratacji i konieczne jest ograniczenie objętości. Zaprawy te są zwykle bardziej wrażliwe na pęknięcia niż ich zwykłe odpowiedniki. Postępy w ostatnich latach doprowadziły do opracowania gamy zapraw szybkowiążących MasterEmaco T, która przesuwa granice techniczne dla produktów szybkoschnących i utwardzających.
  • Pęknięcia są często spowodowane niejednorodnością mieszanin spoiw wraz z piaskami i dodatkami oraz obecnością punktów o niskiej odporności, w których może rozpocząć się pękanie. Dzięki opracowaniu bardziej jednorodnej formy podczas hydratacji cementu dostępne są nowe zaprawy mniej wrażliwe na pękanie, np. MasterEmaco S.
  • Precyzyjne zaprawy do posadowienia maszyn przemysłowych muszą zachować tę samą objętość podczas twardnienia, aby zagwarantować idealne ustawienie maszyny. Produkty z gamy MasterFlow są wysoce wyspecjalizowane i zostały opracowane w celu spełnienia tego wymagania.
 

Podsumowując, pękanie jest zjawiskiem nieodłącznym zarówno dla betonów, jak i zapraw, chociaż jest skuteczniej kontrolowane niż w przeszłości. Dzięki opisanym powyżej środkom ostrożności, regularnemu monitorowaniu konstrukcji i, w razie potrzeby, szybkiej naprawie wszelkich przedwczesnych uszkodzeń, żywotność konstrukcji może zostać zwiększona, a koszty utrzymania podczas cyklu życia zminimalizowane.