Долговечность бетона: основные факторы

Долговечность — это способность прослужить долго без значительного ухудшения. Бетон устойчив к атмосферным, химическим воздействиям и истиранию, сохраняя при этом необходимые технические свойства. Определенные компоненты, их пропорции, методы укладки и время отверждения, а также среда обслуживания определяют максимальную долговечность и срок службы бетона.

Факторы, влияющие на долговечность бетона

Водостойкость

Это считается наиболее важным фактором для долговечности. Можно заметить, что более высокая проницаемость обычно обусловлена более высокой пористостью. Поэтому правильное отверждение, достаточное количество цемента, правильное уплотнение и подходящее бетонное покрытие могут обеспечить бетон высокой водостойкостью с низкой проницаемостью.

Выцветание бетона происходит из-за влаги, которая превращает соли в растворимые растворы, и когда он испаряется, соли кристаллизуются на поверхности бетона. Это определенно повредит бетонную конструкцию, и срок службы будет уменьшен.

Стойкость к ультрафиолету

Ультрафиолетовое излучение не наносит вреда бетону. Использование цветных пигментов в бетоне сохраняет цвет в эстетических элементах (например, в стенах или полах).

Паразиты и насекомые

Они не могут разрушить бетон, потому что он несъедобен. Некоторые более мягкие материалы несъедобны, но все же обеспечивают пути для насекомых. Благодаря своей твердости, паразиты и насекомые не проникают сквозь бетон.

Химическая стойкость

Бетон устойчив к большинству химических веществ. Бетон регулярно используется для строительства транспортных и очистных сооружений из-за его способности противостоять коррозии.

Стойкость к щелочно-кремнеземной реакции (ASR)

Щелочно-кремнеземная реакция (ASR) представляет собой обширную реакцию между определенными формами кремнезема в агрегатах и щелочью калия и натрия в цементной пасте, она также является основным фактором, влияющим на долговечность бетона.

Использование цемента с меньшим содержанием щелочи, нереакционноспособных заполнителей, пуццолановых материалов таких, как летучая зола или шлаковый цемент поможет решить эту проблему.

Сульфаты

Когда бетонные конструкции подвергаются воздействию сульфатов, таких как сульфат натрия, сульфат магния и т.д., может произойти разрушение бетона. Это обусловлено химической реакцией между гидратированными цементными продуктами и сульфатными растворами.

Сульфатное воздействие обычно происходит, когда вода, используемая для бетонной смеси, содержит высокое содержание сульфатов, когда почва вокруг бетонной конструкции содержит сульфаты и т. д. Этого можно избежать, используя сульфатостойкий цемент, добавляя шлаковый цемент, уменьшая проницаемость и т. д.

Истирание

Ухудшение свойств бетона также происходит из-за сильного истирания. Когда бетон подвергается воздействию быстро движущейся воды, плавучего льда, происходит постоянный износ поверхности и снижается долговечность. Чем выше прочность на сжатие, тем выше сопротивление к истиранию.

Бетон останется долговечным, если:

• Структура цемента плотная и с низкой проницаемостью.
• Ингредиенты в смеси содержат минимальные примеси, такие как щелочи, хлориды, сульфаты и т. д.
• Правильное уплотнение бетона, отверждение бетона, проектирование бетонной смеси.

Механическое воздействие

Массивность и объем несущих конструкций, бетонных изделий по проектированию находятся в прямой зависимости от нагрузки, которая будет воздействовать на материал на протяжении всего эксплуатационного периода. Механические нагрузки подразделяются на два вида:

1. Статические. Статические нагрузки подразумевают постоянное влияние, т.е. они все время влияют на бетонные изделия.
2. Динамические. Динамические нагрузки возникают, как кратковременные нагрузки в результате меняющейся амплитуды.

Из-за динамических ударов возникают усадочные деформации, они появляются в том случае, если возникают большие нагрузки. От того, какой марки цемент, который используется в процессе работы, зависит плотность самого бетона, продолжительность срока эксплуатации изделий из бетона.

Со временем из-за стирания разрушается поверхность бетона. Перегрузки оказывают немалое влияние на возникновение напряжения в бетонных конструкциях, которые уменьшают срок его службы.

Контакт с водой

На протяжение долгого времени основная часть конструкций из бетона находится в контакте с водой. Все природные осадки, такие, как снег, дождь, являются основным фактором влияния на бетонные конструкции.

Для изделий из железобетона, где целостность является такой сильной благодаря каркаса арматуры, влияние воды на бетонные изделия может привести к повреждению металлических стержней. Водонепроницаемость зависит от количества макропор, они проявляются в результате избыточной жидкости, и также она зависит от количества трещин технологического характера.

Чтобы уменьшить степень влияния бетона используют присадки, а также технологию вибролитья, с помощью нее заметно уменьшается пористость металла, а также проницаемость этого металла.

Химические факторы

Химическая коррозия бетонных изделий происходит из-за влияния органических соединений, растворов щелочей, кислот, оксидов как в газообразном, так и в жидком состоянии.

На изменение деструктивных процессов напрямую влияет уровень влияния окружающей среды, которая воздействует на конструкции, минералогического состава материала. Время разрушения бетонных изделий — это функция от степени растворимости поверхности бетона, т. е. ее основных частей при реакции с раствором.

Наиболее эффективная методика, чтобы продлить срок эксплуатации бетонных конструкций при опасности коррозии в результате химического воздействия, — гидроизоляция. Она создаётся как внешнее покрытие, которое состоит из специальных материалов, и которые не реагируют с агрессивной средой.

Срок службы

Если соблюдать все правила, то бетонные изделия и конструкции прослужат более пятидесяти, а иногда и семидесяти лет. В случае, если в проектировании были допущены ошибки в расчетах пассивности, нагрузочной способности, параметрах цемента, его марки, или если же изменились характеристики внешней среды, то долговечность бетонных изделий снижается, и может составить не более пятнадцати лет.