Цемент

Теоретически лучшим способом уменьшить процесс расширения бетона в находящемся в эксплуатации сооружении является его высушивание. Однако на практике размеры сооружений из монолитного бетона и условия их эксплуатации делают этот процесс невозможным. Если высушить бетон нельзя, возможно нанесение на поверхность различных покрытий, например герметизирующих составов значительной проникающей способности или покрытий малой толщины, которые минимизируют проникновение агрессивных веществ и позволяют сохранить то содержание влаги в конструкции, которое не приведет к коррозии. Однако содержание влаги внутри бетонного массива почти всегда превышает пороговое значение, необходимое для процесса протекания реакции.

Поскольку реакция между щелочными составляющими цемента и заполнителями обычно приводит к обширному образованию трещин большого раскрытия, может показаться, что наиболее естественной мерой по ремонту должна быть герметизация трещин путем инъецирования в них специальных тампонажных растворов. Хотя такое инъецирование может повысить прочность конструкции и свести к минимуму поступление загрязнителей извне, оно препятствует выходу продуктов реакции, способствуя, таким образом, повышению давления из-за происходящего внутри расширения геля и усиливая образование новых трещин.

Инъецирование упругих материалов способно несколько улучшить качество ремонта. Герметизация трещин и инъецирование могут рассматриваться в качестве возможного варианта ремонта только после тщательно проведенной оценки того, насколько они совместимы с будущей реакционной способностью заполнителя, ведущей к расширению геля в бетоне. Но обычно шансы эффективно отремонтировать сооружение из монолитного бетона, когда бетон проявляет признаки продолжающегося под действием реакции между щелочами цементной смеси и заполнителем расширения, оказываются крайне низкими. Самый распространенный вид ремонта для сохранения эксплуатационной пригодности сооружения из монолитного бетона предусматривает устройство деформационных швов для снятия внутренних напряжений. Швы получаются с помощью формирования пазов при использовании различных машин и механизмов, таких как дисковые фрезы, канаты с алмазным напылением и пр.

В качестве рекомендаций, обеспечивающих стойкость бетона к реакции с заполнителем, рекомендуется:

использовать низкощелочной цемент;

не применять заполнители, имеющие потенциально разрушительную для бетона реакционную способность. Если же этого избежать не удается, использовать не увеличивающие усадку пуццолан/шлак и нереакционно способный крупный известняковый заполнитель (30 % и более по массе).

Опасность возникновения реакции между щелочными составляющими цементной смеси и кремнеземом заполнителя как побочное действие электрохимической обработки бетона связана с образованием гидроксильных ионов у поверхности арматурного стержня и перегруппировкой ионов щелочных металлов. Можно руководствоваться простым правилом: реакция будет происходить, если содержание ионов щелочных металлов в пересчете на ИагО будет более 3,0 кг/м»1 бетона, а относительная влажность составляет 80 — 100 %. Указанная реакция развивается только в условиях достаточно активной щелочной среды.

Если содержание хлоридов в бетоне более 1 % массы цемента, то содержание в нем сопутствующих ионов натрия в пересчете на ИагО будет более 3,8 кг/м3, что превышает пороговый уровень, необходимый для поддержания взаимодействия между щелочными составляющими цементной смеси и кремнеземом заполнителя в бетоне. Это чрезвычайно важно для условий нашей страны, так как во многих строительных конструкциях в процессе эксплуатации скапливается большое количество хлоридов. Следует отметить, что сегодня пески и щебень, которые поставляются на стройки, контролируются недостаточно хорошо, да и месторождения качественных заполнителей по большей части выработаны. Например, в песках, поставляемых в Москву с северного региона области (данные НИИЖБ), количество активного кремнезема превышает в 3 — 4 раза те величины, которые были допустимы еще по старым нормам.