Memoriu tehnic - pentru lucrari de constructii, refacere fundatii si hidrofobizariCauzele degradarii betonului

Cauzele degradarii sunt favorizate adesea de deficientele calitative ale betonului si sunt determinate de regula de conditiile ambientale la care este expusa constructia.Cauzele degradarii se pot impartii in urmatoarele grupe:

Cauze chimice

- Agresiunea chimica de carbonatare a betonului

Gravitatea acestui fenomen este legata de calitatea betonului, de grosimea stratului de beton care acopera armatura si de gradul de compactare a betonului. La betoanele incorect dozate, cu un raport mare de apa / ciment, rezistenta la carbonatare este cu atat mai scazuta cu cat betonul este mai permeabil. CO2 prezent in aer/apa reactioneaza cu componentii alcalini din beton, formand carbonatul de calciu. Fenomenul de carbonatare determina o reducere a pH-ului betonului de 13 la 8,5-9, valori care sunt sub pragul necesar asigurarii conditiilor de pasivitate a armaturilor. Ca o consecinta logica, fierul de armatura incepe sa se oxideze, formeaza rugina care expandeaza si creeaza tensiuni superioare rezistentei la rupere a betonului. Astfel stratul de beton care proteja armatura se desprinde, expunand-o direct la coroziune prin ruginire.

Agresiunea chimica a sarurilor de clor sau de sulfionii de clor, prezenti in sarurile folosite iarna pentru dezghetul carosabilului, penetreaza betonul. Substantele intalnite in aceste procese sunt clorura de sodiu (NaCl) si clorura de calciu (CaCl2). Efectul clorurilor este coroziv asupra betonului dar ajungand la interior, de la o anumita concentratie, determina coroziunea electro chimica afierului de armatura avand ca rezultat producerea oxidului de fier si clorura ferica. Agresivitatea clorurilor se manifesta divers in functie de tipul de saruri. Astfel Clorura de sodiu reactioneaza cu agregatele reactive din beton (reactie alcali-agregate) in timp ce Clorura de calciu reactioneaza cu pasta de ciment. In mediul marin, pe terenuri argiloase cu continut mare de pirita sau in cazul apelor reziduale, agresivitatea este de natura sulfatica. Atacul coroziv asupra betonului este datorat substantelor acide cu pH scazut, sulfati care produc hidrogen sulfurat sau acid sulfuric, care se manifesta prin deteriorarea si exfolierea stratului de beton.

Cauze fizice

Agresiunea ciclurilor de inghet/dezghet.

Apa se infiltreaza prin porii betonului in interiorul lui si in prezenta inghetului, prin modificarea volumului apei, determina mari presiuni care provoaca fisuri si crapaturi ale betonului. Prin inghet apa isi modifica volumul cu 9% !. Alternanta ciclurilor de inghet - dezghet accelereaza fenomenul de degradare, care este cu atat mai grav cu cat betonul este mai poros, stratul de acoperire cu beton peste armatura este mai redus si cu cat calitatea betonului este mai slaba.

Agresiuni cauzate de incendii

Structurile sunt supuse in acest caz la eforturi care uneori pot determina colapsul. Stratul de beton care acopera si protejaza armaturile poate rezista pana la temperatura de + 6500C. Armaturile pot rezista pana la temperaturi de + 5000C. La structurile de beton armat supuse incendiilor, apare fenomenul de dilatare a fierului de armatura care este mai mare decat coeficientul de dilatare a betonului si care genereaza tensiuni ce provoaca fisuri si distrugeri ale structurii si desprinderea completa a armaturii de beton. In functie de gravitatea cu care se manifesta un astfel de incendiu, cele doua materiale pot sa nu mai conlucreze si astfel se produce colapsul structurii din beton.

Agresiuni cauzate de contractii Variatia umiditatii relative U.R.% a mediului determina modificari dimensionale ale structurilor din beton. Aceste modificari se transpun in practica prin aparitia unor tensiuni care se manifesta prin aparitia de fisuri. Fisurile sunt de doua tipuri:- fisuri datorate contractie plastice a betonului proaspat.

- fisuri datorate contractie higrometrice a betonului intarit. In ambele cazuri fisurile apar ca urmare a evaporarii apei din beton in ambient.

Cauze mecanice

Agresiunea provocata prin abraziune

Se manifesta prin distrugerea stratului superior al betonului datorita pulberilor de materiale mai dure decat betonul.

Agresiunea provocata prin eroziune Se manifesta prin uzura suprafetei betonului datorita curgerii apei care contine materiale antrenate de apa. Eroziunea depinde de viteza apei, de geometria suprafetei din beton si de calitatea betonului. Agresiunea provocata de apa prin smulgerea betonului Se manifesta prin distrugerea suprafetei betonului datorita curgerii apei cu viteza mare. Fenomenul apare in canale si lucrari hidrotehnice unde viteza apei depaseste viteza de 12 m/sec iar suprafata betonului nu este neteda si compacta. Din cauza diferentei de presiune, apa in curgere creaza efectul de suctiune sau smulgere. Agresiunea provocata prin suprasarcini si impactSolicitarile de supragreutate neprevazute in faza de proiectare sau socurile mecanice accidentale sau ciclice pot genera in multe cazuri leziuni grave ale structurii de beton.

Repararea si consolidarea structurilor degradate din beton

Interventiile de reparare/ consolidare, dupa un studiu atent asupra structurii, se finalizeaza prin eliminarea cauzelor care au provocat degradarea. Daca este vorba despre agresiuni datorate conditiilor de mediu, scopul principal al interventiei de reparare trebuie sa fie acela de a opri substantele chimice care penetreaza betonul si cauzeaza deteriorarea acestuia.Cercetarea cauzelor degradarii betonului

Inainte de a incepe orice fel de interventie pentru reparare, este necesar sa se procedeze la o investigatie completa si amanuntita a structurii respective, determinand:

Profunzimea de carbonatare a betonului. Grosimea stratului de beton care acopera armatura. Prezenta cel putin a fisurilor care indica ca in acel punct dilatarea betonului a depasit rezistenta la rupere. Cauza care a provocat dilatarea (coroziunea si expandarea fierului de armatura, sulfatarea, pozitionarea incorecta a fierului de armatura).

FAZE OPERATIVE

- Se trece la indepartarea manuala sau mecanica a partilor degradate din beton si la controlarea grosimii de carbonatare cu o solutie de fenolftaleina 1% in alcool etilic. (Fenolftaleina este un indicator care aplicat pe un beton carbonatat care are un pH de 8-9 ramane de culoarea trensparent, dar aplicat pe un beton sanatos care are un pH de 12-13, vireaza din culoarea transparent in culoare rosie).

- Indepartarea betonului degradat se face pana la decopertarea fierului de armatura. In unele cazuri indepartarea betonului va fi facuta pana la indepartarea completa a betonului carbonatat, caz in care armaturile nu vor mai conlucra cu betonul.- Reparatiile precedente, care nu sunt perfect aderente la suport, vor fi indepartate.In cazul consolidarilor, cand grosimea de turnare sau de aplicare a mortarului de reparare este mare, la structura sau la elementul in discutie se adauga armatura metalica suplimentara.Suprafata betonul care se va repara cu mortare speciale, va trebui sa fie foarte rugoasa, cu denivelari mai mari de 5 mm. Curatarea suprafetelor

Dupa indepartarea betonului degradat, trebuie sa se curete foarte bine suprafetele decopertate, pe care se vor aplica mortarele de reparatii. Procedeul de curatare cel mai eficient este hidrosablarea deoarece indeparteaza eficient de pe suport partile neaderente, urmele de uleiuri, grasimi, vopsea sau rugina. Prin aceaste operatiune se curata foarte bine si armaturile fiind aduse la stadiul de "metal alb". Un procedeu optim de indepartare a betonului degradat este folosirea apei de foarte inalta presiune, la 2000-2500 de bari, cu ajutorul unor masini speciale. Astfel, in structura de beton, nu sunt induse vibratii puternice si nu apar alte fisuri. Suprafata betonului sanatos ramane foarte rugoasa.

Protectia armaturii

Dupa indepartarea betonului deteriorat si curatarea suprafetelor, armaturile existente se protejaza si se pasivizeaza cu un mortar special, pentru a preveni noile fenomene de coroziune. Cand armaturile existente sunt corodate si au sectiunea redusa cu mai mult de 30%, este necesar sa se adauge suplimentar noi armaturi care de asemenea se protejaza cu mortar anticoroziv Repararea cciulii const din restaurarea seciunii originale a elementului i protejarea suprafeei betonului la aciunea factorilor climatici. Operaia de reparare se bazeaz pe materiale specifice, care n acelai timp sunt i protecii anticorozive pentru armturi, mortar de reparaie care formeaz un strat impermeabil. Se utilizeaz mortare de reparaie monocomponente pe baz de ciment modificat cu polimeri.

Dup refacerea formei iniiale a fundaiei cu mortar de reprofilare, peste fundaie se va aplica un glet. Se va avea grij ca la fundaiile stlpilor metalici s se realizeze o form prismatic n interiorul montantului de la baz pentru asigurarea curgerii apei de ploaie n acest loc.

Peste aceast scliviseal se va aplica un strat protector de grund pe beton, apoi dou straturi de vopsea elastic pe suprafee de beton, care va acoperi i o poriune de cca. 15 cm din piciorul de fundaie i gueu-montant n cazul stlpilor metalici.

Dup operaiile de reparare la structurile din beton, se va acoperi ntreaga suprafa a stlpului cu vopseaua protectoare elastic special destinat pentru suprafee din beton.

Odat cu lucrrile de reparaii se vor face i lucrrile de degajare de vegetaie a poriunilor de la baza stlpilor.

n cazurile n care fundaia acoperit se poate descoperi prin spturi i nivelri, aceasta se va executa n aa fel nct s se formeze o piramid cu vrful ntre picioarele stlpului, iar la stlpii de beton se vor executa pante laterale n cele 4 direcii de la fundaie spre exterior n jos.