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.

• problemy z betonem

  • właściwości betonu niezgodne z deklaracją dostawcy

  • defekty betonu

  • zła klasa betonu

  • usterki betonu

  • niedoskonałość betonu

  • wada materiałowa betonu

  • problemy jakości kruszyw do betonu

• wady wykonawcze betonu

  • błądy wykonawcze podczas betonowania

• degradacja betonu

  • uszkodzenie betonu

  • destrukcja betonu

    

  • zniszczenie betonu

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 — błędy wykonania mieszanki betonowej, błędne założenia receptury, złej jakości kruszywo, niewłaściwe domieszkowanie, zbyt mała zawartość cementu.

• Faza wbudowania — błędy wykonania betonu powstające w trakcie zabudowania mieszanki,  poprzez niewłaściwe dozowanie wody, brak lub niskiej jakości zagęszczenie (wibracja), segregacja, długie przerwy w betonowaniu, zimne łączenia.

• Faza wiązania i pielęgnacji — błędy wykonania betonu powstające w trakcie dojrzewania betonu, 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 (istotne i konstrukcyjne) wady betonu

• Korozja zbrojenia — rdzewienie prętów zbrojeniowych.

• Odspojenie otuliny zbrojenia — utrata otuliny ochronnej, zarysowania i pęknięcia związane z korozją zbrojenia

• Cienka otulina prętów zbrojeniowych - odkrywanie i odpryski z odsłonięciem prętów zbrojeniowych, utrata otuliny ochronnej, zarysowania i pęknięcia związane z korozją zbrojenia

• Deformacje i odkształcenia wynikające z niewłaściwego podparcia podczas wiązania

• Odpryski — odłupywanie się fragmentów betonu.

• Delaminacja — rozdzielenie warstw betonu.

• Puste przestrzenie, odsłonięte kruszywo.

• Pustki wewnętrzne — niewypełnione jamy w masie.

• Zimne łącza — brak scalenia między porcjami betonu.

• Rysy konstrukcyjne — rysy przekraczające dopuszczalne naprężenia.

• Rysy skurczowe — pęknięcia od wysychania betonu.

• Rysy termiczne — pęknięcia od różnic temperatur.

• Skurcz plastyczny — rysy plastyczne w fazie plastycznej mieszanki.

• Pełzanie betonu (ugięcie) — długotrwałe odkształcenia pod obciążeniem.

• Nierównomierne osiadanie — lokalne przemieszczenia konstrukcji.

• Reakcja alkaliczno‑krzemionkowa (ASR) — pęcznienie kruszywa (ASR) — pęcznienie i spękania

• Atak siarczanowy — degradacja spoiwa przez siarczany.

• Korozja chemiczna — niszczenie przez kwasy i agresory.

• Uszkodzenia mrozowe — pęknięcia i łuszczenie od przemarzania (odpryski, mikrospękania)

• Wykwity solne (eflorescencja) — białe osady soli na powierzchni, wykwity solne i przebarwienia powierzchniowe betonu.

• Zasolenie i chlorki — przyspieszona korozja zbrojenia.

• Karbonatyzacja — obniżenie alkaliczności i ochrona zbrojenia.

• Pylenie powierzchni — sypka, słaba warstwa wierzchnia.

• Łuszczenie powierzchni (scaling) — odpadanie cienkich warstw.

• Kruszenie krawędzi — uszkodzenia naroży i krawędzi.

  

• Kruszenie betonu i utrata ziarnistości kruszywa

• Segregacja mieszanki — rozdzielenie składników betonu.

• Wymywanie mleczka cementowego — utrata spoiwa powierzchniowego.

• Nadmierna porowatość — wysoka przepuszczalność i słaba wytrzymałość.

• Niska gęstość / wytrzymałość — beton o nieosiągniętych parametrach.

• Niewłaściwe otulenie zbrojenia — zbyt cienka warstwa ochronna.

• Odsłonięte zbrojenie — widoczne pręty na powierzchni.

• Uszkodzenia po pożarze — utrata właściwości mechanicznych.

• Uszkodzenia mechaniczne — uderzenia, przeciążenia, ścieranie.

• Niewłaściwe naprawy betonu — słabe zespolenie zapraw naprawczych.

• Słaba przyczepność powłok i tynków do podłoża betonowego

• Brak dylatacji — losowe, niekontrolowane pęknięcia betonu.

  

• Niewłaściwe wykończenie powierzchni — defekty estetyczne i funkcjonalne.

• Zanieczyszczone kruszywo — obniżona jakość mieszanki.

• Niewłaściwe zagęszczenie — pory i obniżona nośność.

• Zimne spoiny technologiczne — osłabione miejsca łączeń.

• Infiltracja i przecieki — stałe zawilgocenie konstrukcji.

• Biologiczne uszkodzenia — porosty, mikroorganizmy degradujące powierzchnię.

Typowe (estetyczne i inne) wady betonu

• Zanieczyszczenia powierzchni (oleje) — słaba przyczepność powłok.

• Odciski po szalunku — ślady i nierówności

• Przebarwienia — plamy i różnice koloru

• Marmurkowatość — nieregularne zabarwienie powierzchni

• Smugi i zacieki — ślady mleczka cementowego

  

• Raki powierzchniowe — drobne wgłębienia i pory

• Pęknięcia włoskowate — cienkie rysy powierzchniowe

• Plamy olejowe — zabrudzenia od substancji

• Wykwity solne — białe osady soli

• Pylenie — sypka warstwa wierzchnia

• Nierówności i fale — widoczne odkształcenia powierzchni

• Ślady po łączeniach deskowania — linie i prążki

• Odsłonięte kruszywo — widoczne ziarna kruszywa

• Pęcherze powietrzne — okrągłe wgłębienia powierzchni

• Zacieki rdzawe — przebarwienia od zbrojenia

• Nierównomierna faktura — różne stopnie gładkości

• Niedostateczne zatarcie — chropowata matowa powierzchnia

• Zbyt gładkie zatarcie — śliska podatna na poślizg

• Ślady po kotwach i łącznikach — otwory i plamy

  

• Niewłaściwe spoiny dylatacyjne — widoczne szczeliny krawędzi

• Przetarcia i rysy mechaniczne — drobne uszkodzenia eksploatacyjne

• Nierówne krawędzie — kruszenie naroży elementów

• Niewłaściwe odcienie barwione — niejednolity kolor betonu

• Plamy po naprawach — widoczne łatki powierzchni

• Zacieki po impregnacie — plamy po aplikacji

• Ślady po fugowaniu — zabrudzenia i nierówne fugi

• Niewłaściwe spływy wody — kałuże i plamy wilgoci

• Nierówne szczotkowanie — różnice w szorstkości

• Przebarwienia od UV — blaknięcie koloru powierzchni

• Ślady biologiczne — porosty i glony

• Estetyczne odchylenia wymiarowe — widoczne różnice wymiarów

  

• Porowatość i pęcherze powietrza

• Segregacja mieszanki i mleczko wapienne (wysolenia)

• Łuszczenie się lic i delaminacje powierzchniowe

• Rozwarstwienie, odspajanie, łuszczenie i kruszenie powierzchni betonu

• Wykwity solne i przebarwienia powierzchniowe

• Lokalne puste przestrzenie i brak wypełnienia (raki)

• Erozja hydrauliczna i ścieranie powierzchniowe

• Defekty prefabrykacji (niedokładne wymiarowanie, pęknięcia transportowe)

• Przebarwienia od zanieczyszczeń i niejednorodnego dojrzewania betonu

• Nieciągłości powłok ochronnych i penetracja chemiczna (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 betonu 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

Naprawa betonu ma na celu przywrócenie nośności, trwałości i odporności elementu oraz eliminację przyczyn dalszej degradacji. Działania obejmują: identyfikację i usunięcie przyczyny uszkodzeń, odbudowę ubytków, zabezpieczenie zbrojenia, przywrócenie ciągłości konstrukcji oraz zastosowanie ochrony powierzchniowej. 

• 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.

Uszkodzenia betonu mogą prowadzić do utraty nośności konstrukcji, zagrożenia bezpieczeństwa użytkowników i wysokich kosztów napraw. Prawidłowa diagnostyka betonu i dobór odpowiednich metod naprawczych są kluczowe dla zachowania trwałości obiektów betonowych.

Beton, mimo swojej wytrzymałości i trwałości, podlega stopniowej degradacji betonu pod wpływem czynników wewnętrznych i zewnętrznych a powstające uszkodzenia betonu są wynikiem kombinacji czynników, które można ogólnie podzielić na fizyczne, chemiczne i mechaniczne.

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. 

Diagnozowanie uszkodzeń betonu koncentruje się na badaniu przyczyn problemów z betonem obejmuje zarówno metody nieniszczące (in situ, NDT), jak i laboratoryjne analizy pobranych próbek.