Уход за бетоном. Исправление дефектов бетонирования
Твердение бетона представляет собой сложный физико-химический процесс, при котором цемент, взаимодействуя с водой, образует новые соединения.
Вода проникает вглубь частиц цемента постепенно, в результате чего все новые его порции вступают в химическую реакцию.
Этим объясняется постепенный и длительный набор прочности бетона.
При благоприятных условиях твердения прочность бетона непрерывно повышается.
Для нормального твердения бетона необходима температура (20±2)° С с относительной влажностью воздуха не менее 90%.
При таких условиях бетон через 7... 14 суток набирает прочность 60...70% своей 28-суточной прочности.
Затем рост прочности замедляется.
Для бетона, находящегося в воде, его прочность выше, чем при твердении бетона в сухой среде.
При твердении бетона на воздухе вода быстро испаряется и твердение практически прекращается.
Поэтому для достижения бетоном необходимой прочности нельзя допускать его преждевременного высыхания.
В теплую сухую и ветреную погоду выступающие части (углы, ребра) и открытые поверхности бетонных конструкций высыхают быстрее, чем внутренние его части.
Необходимо предохранять эти элементы от высыхания и давать им возможность достигать необходимую прочность.
При твердении бетона изменяется его объем.
Твердея, он дает усадку, которая в поверхностных слоях происходит быстрее, чем во внутренних.
Поэтому при недостаточной влажности бетона в период твердения на его поверхности появляются мелкие усадочные трещины.
Кроме того, трещинообразование возможно в результате неравномерного разогрева бетона вследствие выделения теплоты при схватывании и твердении (гидратации) цемента.
Трещины снижают качество, прочность и долговечность конструкций.
Рост прочности бетона в значительной степени зависит от температуры, при которой происходит твердение.
При температуре ниже нормальной твердение бетона замедляется, а при температуре -5° С практически прекращается.
При повышенной температуре и достаточной влажности процесс твердения ускоряется.
Продолжительность твердения имеет большое практическое значение.
Ускорять твердение необходимо, когда требуется быстро нагрузить конструкции эксплуатационной нагрузкой или распалубить ее в ранние сроки, при бетонировании зимой и других случаях.
Для ускорения твердения бетона применяют добавки-ускорители, вводимые при приготовлении бетонной смеси.
Количество добавок-ускорителей твердения берется в процентах от массы цемента и не должно превышать следующих величин: сульфат натрия - 2, нитрат натрия, нитрат кальция, нитрит-натрат кальция - 4, хлорид кальция в бетоне армированных конструкций - 2, в бетоне неармированных конструкций - 3.
Добавки-ускорители твердения не следует вводить при использовании глиноземистого цемента, а также в конструкциях, армированных термически упрочненной сталью, в железобетонных конструкциях, предназначенных для эксплуатации в зонах действия блуждающих токов, в конструкциях с напрягаемой арматурой.
Полный перечень ограничений по применению добавок ускорителей приведен в СНиП 3.03.01-87.
При производстве сборного железобетона для ускорения твердения широко применяют тепловую обработку бетона паром или электрическим током.
Ускоряют процесс твердения бетона путем использования быстротвердеющих цементов.
Обычно такие бетоны используют при аварийных работах, а также при устройстве стыков различных конструкций.
Чтобы свежеуложенный бетон получил требуемую прочность в назначенный срок, за ним необходим правильный уход: поддержание его во влажном состоянии, предохранение от сотрясений, повреждений, ударов, а также от резких перепадов температуры.
Нарушение режима ухода за бетоном может привести к получению низкого качества и непригодного для эксплуатации бетона, а иногда к разрушению конструкций.
Особенно важен уход за бетоном в течение первых дней после укладки.
Недостатки ухода в первые дни могут настолько ухудшить качество бетона, что практически их нельзя будет исправить в последующие дни.
Благоприятные температурно-влажностные условия для твердения бетона создают, предохраняя его от вредного воздействия ветра и попадания прямых солнечных лучей, путем систематической поливки.
Для этого открытые поверхности свежеуложенного бетона укрывают влагоемким покрытием (брезентом или мешковиной), а при отсутствии этих материалов поверхность бетона закрывают через 3...4 ч после укладки бетона слоем песка или опилок и поливают водой.
В зависимости от климатических условий частота поливки должна быть такой, чтобы поверхность бетона в период ухода все время была во влажном состоянии.
В сухую погоду открытые поверхности поддерживают во влажном состоянии до достижении бетоном 50...70% проектной прочности.
В жаркую погоду поливают также деревянную опалубку.
При снятии опалубки (например, опалубки колонн, стен, балок) увлажняют вертикальные поверхности конструкций.
Наиболее эффективно вертикальные и наклонные поверхности поливать непрерывным потоком воды через систему трубок с мелкими отверстиями.
В жарком сухом климате этот способ полива обязателен.
Укрытие и поливка бетона требуют значительных затрат труда, поэтому тонкостенные конструкции с большой открытой поверхностью (например, площадки, дороги, аэродромные покрытия, полы, перекрытия) вместо укрытия и поливки целесообразно покрывать специальными окрасочными составами и защитными пленками.
Наиболее пригодны полимерные композиции.
Они обеспечивают наилучшее предохранение от влагопотерь как свежеуложенной бетонной смеси в условиях воздушно-сухого твердения, так и бетона при термообработке и раннему распалубливанию.
Полимерные композиции практически безвредны, менее огнеопасны, а их малая вязкость позволяет механизировать процесс нанесения и снизить расход вещества до 0,5 кг на 1 м2 поверхности.
Применение пленкообразующих веществ является одним из простых и технологичных условий обеспечения необходимых качественных показателей при раннем распалубливании бетона.
Исправление дефектов бетонирования
После распалубливания монолитные конструкции осматривают и исправляют дефекты бетонирования.
Мелкие неровности и наплывы бетона на стенах, колоннах и балках срубают вручную или пневматическими зубилами с последующей затиркой неровностей цементным раствором состава 1:2…1:2,5.
Открытые бетонные поверхности с мелкими раковинами, не имеющие ноздреватости, после расчистки и смачивания водой затирают цементным раствором.
Крупные раковины, образовавшиеся в результате плохого вибрирования или утечки цементного молока, расчищают на всю глубину.
Весь рыхлый бетон вырубают отбойными молотками с последующей продувкой сжатым воздухом и промывкой водой. Если позволяют размеры раковины, устанавливают опалубку с козырьком для укладки бетона и бетонируют.
Для заделки раковин применяют мелкозернистый бетон той же марки по прочности или даже на одну ступень выше.
Бетонную смесь укладывают с тщательным уплотнением.
Замазывать крупные раковины цементным раствором категорически запрещается, так как это не устраняет дефекта, а только скрывает его. Крупные раковины в несущих конструкциях существенно ослабляют их.
Исправляют такие дефекты торкретированием после тщательной расчистки и удаления рыхлого бетона.
При исправлении дефектов в плитах, полах или балках вырубать ослабленный бетон следует по форме ласточкина хвоста, с тем, чтобы набетонка лучше удерживалась в основном бетоне.
Конструкции, воспринимающие гидростатический напор грунтовых вод, могут течь из-за наличия в бетоне скрытых пустот и раковин вследствие плохого виброуплотнения бетонной смеси или некачественной подготовки рабочих швов.
Устраняют течь нагнетанием (инъекцией) жирного цементного раствора (молока) внутрь конструкции через перфорированные трубки диаметром 20…30 мм.
Для этого в местах дефектов бурят шпуры, вставляют в них стальные трубки, один конец которых имеет перфорацию, а другой - резьбу, и зачеканивают их в шпуре раствором на быстросхватывающемся цементе.
После того как раствор зачеканки наберет нужную прочность, через трубки с помощью винтового шприца нагнетают раствор на безусадочном или расширяющемся цементе.
При грубых нарушениях технологии бетонных работ (например, недостаточное уплотнение, чрезмерное вибрирование, приводящее к расслоению смеси, нарушение технологии ухода за бетоном, неправильный подбор состава, наличие большого количества глинистых и пылеватых частиц) возможны серьезные дефекты, снижающие прочность бетона.
Поскольку исправить такие дефекты практически невозможно, сильно дефектные конструкции разбирают или соответствующим образом усиливают.
Залогом успеха при производстве бетонных работ является тщательное выполнение всех технологических процессов.
Исправление дефектов бетонирования:
а – в плитах, б, в – в стенах, 1 – раковина, 2 – вырубка по форме ласточкина хвоста, 3 – опалубка, 4 – лоток, 5 – бадья, 6 – вибратор, 7 – сопло, 8 – шланг
Для получения прочных и красивых бетонных поверхностей, которые не требуется штукатурить или облицовывать, необходимы, как известно, чистые и высококачественные материалы, эффективная технология и квалифицированные исполнители.
Обработанные соответствующим образом поверхности железобетонных сооружении могут быть достаточно выразительными и приятными на вид
Опалубка оказывает большое влияние на качество и внешний вид бетонных поверхностей.
Правильно выполненная дощатая опалубка может дать красивую бетонную поверхность.
Для смазки опалубки необходимо использовать светлые эмульсии.
Иногда кромки досок со стороны, обращенной к бетону, сострагивают на 3-5 мм.
В этом случае на поверхности бетона образуется руст, улучшающий внешний вид конструкции.
Для получения гладкой малопористой поверхности бетона опалубку обшивают влагопоглощающим картоном, фанерой или тонкими древесностружечными плитами.
Шероховатую однотонную поверхность можно получить после обработки бетона с помощью электрических или пневматических отбойных молотков с рабочими наконечниками в виде бучарды или шарошки.
При этом на наружных углах рекомендуется оставлять узкие необработанные полосы во избежание скалывания бетона.
Обработка таким способом может скрыть небольшие дефекты бетонирования (раковины, пористость), а также замаскировать рабочие швы.
Красивый вид могут иметь бетонные поверхности с обнаженным крупным заполнителем (гравием).
Получают их обработкой не полностью затвердевшего бетона стальными щетками с последующей промывкой струей воды под давлением.
Обнажить заполнитель можно применением специальных смазок для опалубки, в состав которых входят замедлители схватывания цемента.
В этих случаях тонкий наружный слой несхватившегося раствора смывают струей воды до обнажения гравия.
Поверхности из высокопрочных декоративных бетонов шлифуют.
Так обрабатывают, например, мозаичные полы.
За рубежом способом шлифования обрабатывают также стены, пилястры, цоколи зданий.