Wady betonu

Wady betonu wynikające z błędów wykonawczych lub procesów destrukcji betonu, to zarówno niedoskonałości estetyczne jak i poważne uszkodzenia betonu. 

Beton - podstawowy materiał konstrukcyjny - może wykazywać wady od drobnych niedoskonałości estetycznych po poważne uszkodzenia betonu wpływające na nośność i trwałość konstrukcji; przyczyny leżą zarówno po stronie wykonawstwa, projektu, jak i eksploatacji czy agresji środowiskowej.

Wady betonu mogą pojawić się na różnych etapach cyklu materiału: podczas produkcji mieszanki, w trakcie jej wbudowywania i zagęszczania, podczas wiązania i pielęgnacji oraz w okresie eksploatacji wskutek obciążeń i agresji środowiskowej.

Fazy powstawania wad betonu

• Faza projektowania - błędny dobór rodzaju i parametrów betonu do miejsca stosowania

• Faza produkcji mieszanki — błędne założenia receptury, złej jakości kruszywo, niewłaściwe domieszkowanie, zbyt mała zawartość cementu.

• Faza wbudowania — niewłaściwe dozowanie wody, brak lub niskiej jakości zagęszczenie (wibracja), segregacja, długie przerwy w betonowaniu, zimne łączenia.

• Faza wiązania i pielęgnacji — szybkie wysychanie, brak podlewania, narażenie na przymrozki, niewłaściwe warunki temperaturowe.

• Faza eksploatacji (degradacja betonu) — korozja zbrojenia (CO2, sole), erozja, reakcje kruszywa (ASR), obciążenia przekraczające projekt, agresja chemiczna i biologiczna.

Typowe (estetyczne i konstrukcyjne) wady betonu

• porowatość i pęcherze powietrza

• segregacja mieszanki i woda mleczna (wysolenia)

• łuszczenie się lic i delaminacje powierzchniowe

• rysy plastyczne, skurczowe i termiczne

• rysy wynikające z przeciążeń i przekroczenia nośności

• zarysowania i pęknięcia związane z korozją zbrojenia

• odkrywanie i odpryski z odsłonięciem prętów

• wykwity solne i przebarwienia powierzchniowe

• słaba przyczepność powłok i tynków do podłoża

• zimne łączenia i strefy słabszego związania

• lokalne puste przestrzenie i brak wypełnienia (raki)

• kruszenie betonu i utrata ziarnistości kruszywa

• uszkodzenia mrozowe (odpryski, mikrospękania)

• erozja hydrauliczna i ścieranie powierzchniowe

• defekty prefabrykacji (niedokładne wymiarowanie, pęknięcia transportowe)

  

• deformacje i odkształcenia wynikające z niewłaściwego podparcia podczas wiązania

• reakcje alkaliczne kruszywa (ASR) — pęcznienie i spękania

• przebarwienia od zanieczyszczeń i niejednorodnego dojrzewania betonu

• nieciągłości powłok ochronnych i penetracja agresorów (CO2, sole).

Główne przyczyny powstawania wad betonu

• błędy receptury: nadmiar wody, niewłaściwy dobór cementu i kruszywa, nieodpowiednie domieszki.

• problemy jakości kruszyw do betonu

• nieprawidłowa technologia wbudowania: brak lub złe zagęszczenie, długie przerwy w wylewaniu, segregacja, złe dozowanie wody i dodatków.

• niewłaściwa pielęgnacja i warunki wiązania: szybkie wysychanie, przymrozki podczas utwardzania, brak podlewania i osłon ochronnych.

• błędy projektowe i wykonawcze: niewłaściwe zbrojenie, brak kompensacji dylatacji, błędy połączeń prefabrykowanych, nieprawidłowe podparcia podczas betonowania.

• agresja środowiskowa i chemiczna: korozja zbrojenia wskutek CO2, soli odladzających, wody morskiej lub siarczanów; działanie agresorów powoduje rozszerzanie i rozluźnianie betonu.

Jak rozpoznać rodzaj wady betonu — kryteria i szybka diagnostyka na budowie

• wizualna inspekcja: pęknięcia (szerokość, układ, rozgałęzienia), odspojenia licu, wykwity, przebarwienia.

• testy polowe: młotek (dźwięk pusty/zwarty), sondowanie dłutem, młotek Schmidt (młotek odbiciowy) — ocena orientacyjna twardości powierzchni.

  • Badanie młotkiem Schmidta

• badania nieniszczące: prędkość fal ultradźwiękowych, georadar, termowizja — wykrywanie pustek i nieciągłości.

• badania laboratoryjne: pobranie rdzeni do badania wytrzymałości, analiza zbrojenia, badania składu i porowatości materiału.

• ocena przyczyny: korelacja symptomów z dokumentacją betonowania (receptura, warunki, pielęgnacja) i z historią eksploatacji obiektu.

Skutki i priorytety napraw betonu

• wady estetyczne (przebarwienia, drobne pittingi) — priorytet niski; naprawy powierzchniowe, renowacja powłok, czyszczenie i hydrofobizacja.

• wady funkcjonalne (delaminacje, głębokie pęknięcia, korozja zbrojenia) — priorytet wysoki; należy przeprowadzić szczegółową diagnostykę, odsłonić zbrojenie, ocenić utratę przekroju, zaplanować iniekcje, uzupełnienia zaprawami naprawczymi lub miejscową wymianę elementu.

• wady zagrażające nośności (rozległe pęknięcia, duża korozja zbrojenia, ASR z dużym pęcznieniem) — konieczne działania wzmacniające lub wymiana elementu; prowadzić monitoring i badania konstrukcyjne przed podjęciem decyzji.

Badanie betonu to proces diagnostyczny który pozwala ocenić jakość, wytrzymałość i trwałość materiału zarówno na etapie produkcji, jak i w istniejących konstrukcjach. Badania w ramach diagnostyki betonu są niezbędne do zapewnienia bezpieczeństwa i trwałości budowli oraz do kontroli zgodności z projektami i normami budowlanymi. Badanie betonu wykonujemy w celu oceny jego jakości, trwałości i zgodności z określonymi normami i specyfikacjami projektowymi.

Niedoskonałość i wady betonu wynikają z błędów już na etapie planowania i projektowania, problemów materiałowych, technologicznych i wykonawczych. Kolejne czynniki wpływające na jakość i parametry użytkowe betonu to warunki eksploatacji, obciążenia mechaniczne i chemiczne, które powodują procesy destrukcji i degradacji betonu.

Beton, mimo swojej wytrzymałości i trwałości, podlega stopniowej degradacji betonu pod wpływem czynników wewnętrznych i zewnętrznych. Uszkodzenia betonu mogą prowadzić do utraty nośności konstrukcji, zagrożenia bezpieczeństwa użytkowników i wysokich kosztów napraw. Prawidłowa diagnostyka i dobór odpowiednich metod naprawczych są kluczowe dla zachowania trwałości obiektów betonowych.

Niezawibrowany beton to strefy betonu, w których nie usunięto uwięzionego powietrza i nie zapewniono prawidłowego sklejenia składników mieszanki. Objawia się to wadami betonu w postaci lokalnych pustek, porowatością, „rakiem” (głębsze jamy i szczeliny w masie betonu), odsłoniętymi ziarnami kruszywa i słabym licem. Skutki: obniżona wytrzymałość, większa chłonność, przyspieszona korozja zbrojenia, pogorszone parametry użytkowe i estetyczne.

Diagnostyka betonu to system badań i analiz mający na celu ocenę zgodności z wymaganiami projektowymi, określenie jednorodności i nośności konstrukcji oraz identyfikację przyczyn wad betonu oraz zakresu uszkodzeń betonu; wybór metod badania betonu zależy od celu (kontrola jakości, ocena stanu istniejącej konstrukcji, analiza przyczyn awarii) oraz dostępności elementu i wymaganej dokładności. Obejmuje zarówno metody nieniszczące (in situ), jak i laboratoryjne analizy pobranych próbek.