REFERAT LA EXPERTIZAREA SI REABILITAREA CONSTRUCTIILOR - Coroziunea betonului

Universitatea Tehnica "Gh. Asachi" Iasi

Facultatea de Constructii

CCIA

REFERAT LA EXPERTIZAREA SI REABILITAREA CONSTRUCTIILOR

- Coroziunea betonului -

COROZIUNEA    BETONULUI

In prezent, cresterea continua a costurilor de constructi

face ca sa fie mai avantajoasa recuperarea si refacerea

constructiilor degradate, chiar daca procesul de degradarea a atins un stadiu destul de avansat.

Laboratoarele de cercetare a concernului MAPEI cu

sediul central la MILANO, avand o experienta de peste 60 de ani in producerea materialelor de constructii,prezinta o linie completa de solutii pentru refacerea structurilor degradate din beton.

Inainte de alege metodele de interventie si materialele de reparatii, este foarte important sa cunoastem cauzele deteriorarii betonului procedand la efectuarea unei investigatii complete asupra intregii structuri degradate.

DEGRADAREA BETONULUI

In trecut, betonul era considerat un material indestructibil.

Aceasta convingere i-a facut pe multi constructori si

proiectanti sa ignore cele mai elementare norme pentru a

garanta durabilitatea structurilor din beton. Rezultatul este acela ca dupa 20 ani de la construire, cea mai mare parte a constructiilor prezinta semne evidente de degradare.

CAUZELE DEGRADARII

Cauzele degradarii sunt favorizate adesea de deficientelecalitative ale betonului si sunt determinate de regula deconditiile ambientale la care este expusa constructia.

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. Anhidrida carbonica prezenta in aer in combinatie cu apa de ploaie, atunci cand vine in contact cu betonul, reactioneaza cu componentii alcalini din beton, formand carbonatii. In prezenta fierului de armatura, carbonatarea este foarte periculoasa, determinand o reducere a pH-ului de 13 la 8,5-9, valori care sunt sub pragul necesar asigurarii conditiilor de pasivitate a fierului de armatura. Ca o consecinta logica, fierul de armatura incepe sa oxideze, se expandeaza si creeaza tensiuni superioare rezistentei la rupere a betonului.

Agresiunea chimica a sarurilor folosite pentru

Dezghet

Ionii de clor, prezenti in sarurile folosite iarna pentru

dezghetul carosabilului, penetreaza betonul la interior determinand coroziunea fierului de armatura.

Agresiunea fizica a inghetului si dezghetului

Apa se infiltreaza datorita porozitatii betonului si in

prezenta inghetului, prin modificarea volumului apei,

determina mari presiuni care provoaca fisuri si crapaturi

ale betonului. Alternanta ciclurilor de inghet-dezghet accelereaza fenomenul de degradare, care este cu atat

mai grav cu cat calitatea betonului este mai slaba.

Solicitarile mecanice provocate de supragreutati si

socuri accidentale

Solicitarile de supragreutate neprevazute in faza de

proiectare sau socurile mecanice accidentale pot genera

in multe cazuri leziuni grave ale structurii de beton.

Solicitarile fizice si mecanice ale seismelor si

Incendiilor

Structurile sunt supuse in acest caz la eforturi care uneori pot determina chiar "colapsul" lor. La structurile de beton armat supuse incendiilor, apare fenomenul de dilatare a fierului de armatura care este mai mare decat fenomenul

de dilatare a betonului si care genereaza tensiuni ce

provoaca fisuri ale structurii si desprinderea completa a

armaturii de beton, deci cele doua materiale nu mai

conlucreaza.

RECONSOLIDAREA SI REFACEREA STRUCTURILOR

DIN BETON

Interventiile de refacere/ recuperare, dupa un studiu atent asupra structurii, trebuie finalizate 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

Inainte de a incepe orice fel de interventie pentru

reparatie, este necesar sa se procedeze la o investigatie

completa a structurii respective, individualizand :

1. Profunzimea de carbonatare a betonului.

2. Grosimea stratului de beton care acopera armatura.

3. Prezenta cel putin a fisurilor care indica ca in acel

punct dilatarea betonului a depasit rezistenta la

rupere.

4. Cauza care a provocat dilatarea (expandarea fierului

de armatura, sulfatarea, pozitionarea incorecta a

fierului de armatura).

CERINTELE DE CALITATE A MATERIALELOR

DE REPARATII

Succesul interventiilor de refacere este legat mai ales de alegerea potrivita a materialelor folosite la reparatii.

Un bun material de reparatie, ca MAPEGROUT

TISSOTROPICO, T40; T60; BM, sau COLABILE,

trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii :

. Coeficient foarte mic de contractie .

. Impermeabilitate.

. Aderenta foarte buna la betonul existent.

. Aderenta foarte buna la fierul de armatura.

. Modul elastic asemanator cu cel al betonului

care se reface.

. Usurinta in aplicare.

Folosirea mortarelor pe baza de ciment obisnuit s-a

dovedit nesatisfacatoare, deoarece contractia

amestecului proaspat este una din cauzele cele mai

frecvente ale insuccesului, care consta de obicei in

desprinderea materialului nou de suport sau in aparitia de

fisurari pe suprafetele reparate. Expandarea controlata

( lipsa contractiilor la uscare) a mortarelor preamestecate

si fibroranforsate de tip MAPEGROUT, produce in

contact cu armatura sau cu suportul suficient de rugos, o

precompresiune in materialul aplicat, care anuleaza sau

reduce efectele negative ulterioare, datorate contractiei

plastice a materialului de reparatie aplicat.

FAZE OPERATIVE

Indepartarea partilor degradate

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. Precedentele

interventiile de reparatii, care nu au fost perfect aderente

la suport, vor fi de asemenea eliminate.

Curatarea suprafetelor

Dupa indepartarea betonului degradat, trebuie sa se

curete foarte bine suprafetele pe care se vor aplica

materialele de reparatii. Procedeul de curatare se face

cel mai eficient prin sablare sau hidrosablare, pentru a

elimina complet de pe suport substantele antiaderente

gen: uleiuri, grasimi, vopsea, rugina. Prin aceasta

operatiune si armaturile se curata foarte bine fiind aduse

la stadiul de "metal alb".

Protectia armaturii

Dupa operatiunea de curatare, armaturile existente

trebuie tratate cu un produs alcalin, MAPEFER, pentru a

preveni noile fenomene de coroziune. MAPEFER este un

mortar antirugina, bicomponent, pe baza de lianti pe baza

de ciment, inhibitori de coroziune care se amesteca cu un

latex pe baza de polimeri sintetici in dispersie apoasa.

MAPEFER se caracterizeaza printr-o aderenta mare la

metal si printr-o optima lucrabilitate care face posibila

aplicarea lui cu pensula. Este necesar ca atunci cand

armaturile existente sunt corodate si reduse in sectiune

cu mai mult de 30% sa se adauge suplimentar armaturi

noi, care de asemenea se trateaza cu MAPEFER.

Repararea partilor degradate

Pentru repararea corticala a structurilor degradate din

beton, se pot folosi urmatoarele materiale:

a) MAPEGROUT TISSOTROPICO, mortar

preamestecat, fibroranforsat, pe baza de lianti

hidraulici, microsilicati, aditivi speciali si inerti

selectionati. MAPEGROUT TISSOTROPICO este

caracterizat printr-o mare rezistenta mecanica, cu

modul elastic la compresiune de 27.000 N/mm2.

Aderenta si consistenta amestecului permit aplicarea

lui pe suprafete verticale in grosime de pana la 3

cm./strat fara folosirea de cofrje. Se poate aplica atat

manual cat si mecanic.

b) MAPEGROUT T 40, mortar preamestecat,

fibroranforsat, pe baza de lianti hidraulici,

microsilicati, aditivi speciali si inerti selectionati.

MAPEGROUT T40 este caracterizat printr-o medie

rezistenta mecanica, si un modul elastic la

compresiune de 25.000 N/mm2. Utilizarea lui este

recomandata pentru repararea corticala a betonului.

MAPEGROUT T40 se poate aplica si pe suprafete

verticale, in grosime de pana la 3 cm./ strat, fara

folosirea de cofraje. Se poate aplica atat manual cat

si mecanic.

c) MAPEGROUT T 60 mortar preamestecat,

fibroranforsat, pe baza de lianti hidraulici,

microsilicati, aditivi speciali si inerti selectionati.

MAPEGROUT T60 este caracterizat printr-o mare

rezistenta la agresiunea sulfatilor, si un modul

elastic la compresiune de 27.000 - 31.000 MPa.

Utilizarea lui este recomandata pentru repararea

corticala a betonului. MAPEGROUT T60 se poate

aplica si pe suprafete verticale, in grosime de pana

la 2 cm./ strat, fara folosirea de cofraje. Se poate

aplica atat manual cat si mecanic.

d) MAPEGROUT BM, mortar preamestecat,

fibroranforsat, pe baza de lianti hidraulici,

microsilicati, aditivi speciali si inerti selectionati care

se amesteca cu un polimer in dispersie apoasa.

MAPEGROUT BM este caracterizat printr-o mare

rezistenta la agresiunea agentilor chimici

agresivi (in special clorura de sodiu si conditiilor

climatice vitrege - cicluri repetate de

inghet/dezghet), si modul elastic scazut la

compresiune de 20.000 - 24.000 MPa. Utilizarea lui

este recomandata pentru repararea corticala a

betonului si in special aplicarea pe intradosul

structurilor din beton. MAPEGROUT BM se poate

aplica si pe suprafete verticale, pana la grosimi de

35 mm./strat.

e) MAPEGROUT COLABILE mortar preamestecat,

fibroranforsat, pe baza de lianti hidraulici,

microsilicati, aditivi speciali si inerti selectionati.

MAPEGROUT COLABILE amestecat cu apa este

caracterizat printr-o mare fluiditate si de aceea este

indicat pentru operatiuni de consolidare, a

elementelor de structura, prin turnare in cofraj fara

vibrare. Are rezistente mecanice initiale mari si

modul elastic la compresiune de 27.000 N/mm2.

f) EPOJET rasina epoxidica bicomponenta, de

consistenta superfluida pentru sigilarea de fisuri sau

consolidare prin tehnica betonului placat cu tole de

otel ( metoda MAPEI) prin injectari la joasa

presiune (max. 1,5 atm), la structurile portante

fisurate, datorita suprasarcinilor, loviturilor

accidentale, cutremurelor, etc., sau prinderea

elementelor metalice ( tiranti, armaturi din otel beton)

in suport de beton.

g) ADESILEX PG1 adeziv epoxidic bicomponent, de

consistenta tixotropica, pentru consolidari

structurale: lipirea tolelor de otel pe elemente de

beton (beton placat, metoda frantuzeasca),

prinderea si sigilarea structurilor de injectie pentru

aplicarea rasinii superfluide EPOJET precum si

sigilarea fisurilor intre gurile de injectie, sigilarea

fisurilor de mari dimensiuni sau ancorarea tirantilor

metalici pe suprafete verticale sau pe intradosul

elementelor din beton.

h) EPORIP adeziv epoxidic bicomponent, de

consistenta fluida, folosit ca amorsa de aderenta

pentru betonul proaspat pe beton intarit sau

inchiderea si sigilarea fisurilor la suprafete orizontale

din beton.

Finisarea zonelor reparate

Dupa operatia de reconsolidare, pentru uniformizarea,

regularizarea si protectia structurii reparate se aplica un

material protector si de nivelare cu grosimea de aplicare

intre 1-3 mm.:

a) MAPEFINISH, mortar preamestecat, bicomponent,

pe baza de lianti pe baza de ciment, agegate fine si

microsilicati care se amesteca cu un latex pe baza

de polimeri sintetici in dispersie apoasa; sau:

b) MAPELASTIC, impermeabilizare si protectie

elastica ce se prezinta sub forma de mortar

preamestecat, bicomponent, elastic, pe baza de lianti de

ciment care se amestecacu un latex pe baza de polimeri

sintetici in dispersie apoasa. MAPELASTIC este

impermeabil la apa, anhidrida carbonica, la cloruri si

sulfati.

Vopsirea zonelor reparate

Daca ciclul descris mai sus a fost corect executat, avem

o buna garantie de rezistenta la atacul agentilor

degradanti prezenti in atmosfera. Pentru a mari ulterior

rezistenta la carbonatare si pentru a conferi structurii un

aspect estetic placut, se recomanda vopsirea

suprafetelor cu ELASTOCOLOR, vopsea protectoare,

foarte elastica, pe baza de rasini acrilice in dispersie

apoasa, cu o mare permeabilitate la vaporii de apa.