Fiabilitatea lucrărilor de artă

Cauzele 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 sulf

Ionii 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 a fierului 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, cu cat 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 + 650 grd C. Armaturile pot rezista pana la temperaturi de + 500 grd C. 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