Любая небрежность в процессе строительства может привести к повреждению покрытия из бетонной плиты. Это повреждение может проявляться в виде трещин. Трещины в бетонных плитах вызваны несколькими факторами, включая проникновение воды, расширение и сжатие в результате сезонных изменений температуры и воздействия солнца. Важно понимать тип образовавшейся трещины и ее влияние на стабильность конструкции.
Ниже рассматриваются различные типы трещин, которые могут возникнуть в дорожном покрытии из бетонных плит.
Неконтролируемая усадка, растрескивание
Время появления усадочных трещин зависит от скорости высыхания, но обычно составляет от нескольких месяцев до трех-четырех лет после заливки. Потеря влаги из свежего бетона приводит к уменьшению объема. Если движению усадки противодействуют какие-либо внешние или внутренние ограничения, будут возникать напряжения. Когда напряжение превышает растягивающую способность бетона, развиваются трещины. Тонкие элементы с большой площадью поверхности, такие как плиты, особенно уязвимы. Высыхание происходит с поверхности, и, следовательно, в первую очередь поражается поверхностный слой. Поверхности элементов большого поперечного сечения могут трескаться, поскольку движение ограничивается внутренней секцией бетона. Бетон вблизи углов и кромок особенно подвержен растрескиванию, поскольку происходит потеря влаги с прилегающих поверхностей. Типичной картины растрескивания при усадке при высыхании не существует, поскольку трещины образуются в любом месте, где движение усадки ограничено.
Взрывы
Взрывы — это разрушения швов, которые возникают из-за чрезмерного расширения, связанного с высокими температурами и высоким содержанием влаги. Взрывы обычно происходят в местах стыков или трещин в дорожном покрытии. В холодные периоды бетонные плиты сжимаются, оставляя более широкие отверстия для стыков. Если эти отверстия заполняются несжимаемым материалом, последующее расширение плиты PCC в жаркие периоды может привести к высоким сжимающим напряжениям. Если эти напряжения достаточно велики, плиты могут прогибаться и разрушаться для снятия напряжений. Взрывание может быть ускорено из-за откалывания швов, растрескивания при долговечности и повреждения от замерзания-оттаивания. Если дорожное покрытие подвержено вздутиям, они начинают появляться после 35 лет.
Всплывающие окна
Небольшой кусочек бетона, который отрывается от поверхности дорожного покрытия либо из-за большого количества заполнителя, либо из-за низкого качества материала и изготовления, известен как выскакивание. Обычные размеры выступов составляют от 25 до 100 мм в диаметре и от 13 до 50 мм в глубину. Трещины, вызванные реакцией щелочи и кремнезема, могут появиться уже через несколько часов или недель, а иногда даже в течение года после укладки бетона.
Трещины расширения
В очень жаркую погоду бетонная плита, как и все остальное, будет расширяться по мере нагревания. Это может вызвать большую нагрузку на плиту. Когда бетон расширяется, он давит на любой объект на своем пути, например, на кирпичную стену или соседнюю бетонную плиту. Если ни то, ни другое не способно изгибаться, результирующая сила приведет к тому, что что-то треснет. Компенсаторы используются в качестве точки разделения (или изоляции) между другими статичными поверхностями для предотвращения образования трещин такого типа.
Излом угла
Трещина, которая пересекает стык дорожного покрытия вблизи угла плиты (в пределах 200 мм), называется угловым разрывом или угловой трещиной. Она может проходить через всю плиту. Причинами, ответственными за разрушение углов, являются высокие угловые напряжения, потеря опоры из грунта, напряжения скручивания и деформации и неэффективная передача нагрузки на стыки. Излом угла приводит к проникновению влаги, образованию трещин, откалыванию и разрушению тротуарной плиты. Полномасштабный ремонт — это решение для восстановления тротуара, в котором произошел излом угла.
Расчетные трещины
Осадочные трещины в плите указывают на недостаточную подготовку площадки, например, на неспособность уплотнить заливку, на которую была насыпана плита. Осадочные трещины появляются на основании и земляном полотне. Места расположения нижележащей трубы и водопропускной трубы перекрытия более подвержены образованию осадочных трещин. Оседание земляного полотна и других слоев дорожного покрытия над водопропускными трубами и вблизи водопропускных труб, главным образом во время и после сезона дождей, может привести к глубокому растрескиванию вышележащих бетонных плит.
Трещины на дюбелевых стержнях
Дюбели обычно устанавливаются на средней глубине плиты и должны быть параллельны поверхности дорожного покрытия и направлению движения. Центр дюбеля должен находиться ниже стыка. Если установка дюбеля отклоняется от желаемого положения, считается, что он не выровнен. Трещины над дюбелями появляются на глубине 25-40 мм. Это поверхностные трещины. Причиной этих типов трещин может быть слишком сильная вибрация устройства для ввода дюбелей, жесткая бетонная смесь, малая глубина шпателей и естественное явление оседания тяжелых твердых частиц в жидкой среде вокруг дюбелей. Недостаточная вибрация устройства DBI и жесткая бетонная смесь могут оставить след от дюбеля, в котором бетон не будет уплотнен должным образом. Иногда бетонное покрытие над местами установки дюбелей также становится слабым из-за высокого водоцементного соотношения, что приводит к истиранию раствора с поверхности.
Трещины, вызванные перегрузкой плиты
Еще одним фактором, способствующим образованию трещин, является нагрузка на плиту чрезмерным весом. Хотя бетон является очень прочным материалом, он все же имеет ограничения по нагрузке. Когда вы слышите, как кто-то говорит о бетоне весом 4000 фунтов на квадратный дюйм, они имеют в виду тот факт, что для его разрушения потребуется давление 4000 фунтов на квадратный дюйм. Когда грунтовые воды проникают под бетон, это приводит к тому, что подстилающий грунт становится мягким или губчатым. Чрезмерный вес плиты в этом месте может придавить бетон. Поскольку прочность бетона на изгиб меньше прочности при сжатии, бетон изгибается до предела прочности. Домовладельцы, которые размещают большие транспортные средства для отдыха или мусорные контейнеры на своих подъездных дорожках, с большей вероятностью столкнутся с этим типом растрескивания. Съезжание тяжелых транспортных средств с края плиты создает трещину аналогичного типа.
Пробивка
Выбивание — это не что иное, как разбивание небольшой части бетонной плиты на несколько частей. Это локализованное поведение в бетонной плите. Выбивка приводит к появлению шероховатости поверхности дорожного покрытия и проникновению влаги в дорожное покрытие, а затем в основание и земляное полотно, что приводит к эрозии основания или земляного полотна. Перфорация приводит к образованию трещин для откалывания и их разрушению.
Трещины из-за неправильного расположения пилы на поперечном стыке
При определении места пропила необходимо учитывать расстояние, на котором усадка и расширение все еще находятся в пределах возможностей бетонного покрытия. Глубина пропила должна делать это место наиболее уязвимым. При резке пилой необходимо также учитывать зрелость бетона, чтобы он мог выдерживать микронапряжение в этом возрасте. Без этих трех факторов мы просто перемещаем местоположение поперечной трещины. Позднее или неглубокое распиливание продольных швов приводит к образованию продольных трещин]. Трещина сместится от линии пропила, далее именуемая трещиной несоосности. Начальная трещина не вызвана несоосностью бетонного покрытия Вибрация при строительстве бетонного покрытия в условиях открытого дорожного движения повышает риск появления трещин на бетонном покрытии.
Безумные трещины
Крейзинговые трещины — это очень мелкие поверхностные трещины, которые напоминают паутину или осколки стекла. Они могут появиться на любой бетонной плите, когда верхняя часть слишком быстро теряет влагу. Растрескивания могут быть неприглядными, но не являются структурной проблемой. Они настолько мелкие, что их невозможно заделать.
Образование корки на трещинах
Трещины от образования корки часто возникают в процессе штамповки бетона. Обычно они возникают в солнечные или ветреные дни, когда верхняя часть плиты высыхает раньше, чем нижняя. Верхняя часть покрывается коркой, поэтому при заделке штампа поверхность возле штампованных швов раздвигается, вызывая небольшие трещины по внешним краям “камней”. Хотя они и непривлекательны с косметической точки зрения, покрытые коркой трещины не представляют конструктивной проблемы, но при желании их можно заделать.
Трещины на плитах и коробчатых водопропускных трубах
При устройстве бетонного покрытия над коробчатой водопропускной трубой важно согласовать расположение поперечных швов с границей коробчатой водопропускной трубы. В противном случае на плитах дорожного покрытия, вероятно, появились бы поперечные трещины на всю глубину чуть выше расположения границы коробчатой водопропускной трубы. Это может привести к возможности развития поперечных трещин в бетонном покрытии. Эти типы трещин чаще возникают там, где качественный бетон дорожного покрытия и слои сухого тощего бетона укладываются непосредственно поверх плиты водопропускной трубы без какого-либо промежуточного слоя гранулированного основания.
Трещины при усадке пластика
Основной причиной образования трещин при пластической усадке является быстрое испарение воды с поверхности бетона. Сразу после укладки бетона частицы внутри бетона начинают оседать. Когда частицы оседают, вода внутри бетона вытесняется и поднимается наверх. Этот процесс более известен как “кровотечение”. Вытесняется не вся вода внутри бетона. При большинстве погодных условий часть воды с поверхности бетона испаряется. Скорость испарения зависит от таких факторов, как температура бетона, воздуха, относительная влажность и скорость ветра, окружающего бетон. Трещины от усадки пластика обычно возникают на горизонтальных поверхностях, подверженных воздействию атмосферы. Эти трещины отличаются от других ранних трещин тем, что они глубже и шире. Трещины при усадке пластика обычно имеют глубину от двух до четырех дюймов и ширину примерно в одну восьмую дюйма. Они также могут простираться на несколько футов в длину, принимая форму гусиной лапки. Эти трещины образуются до того, как между частицами заполнителя и раствором образуется какая-либо связь. Таким образом, трещины, как правило, проходят по краям крупных частиц заполнителя или арматурных стержней и никогда не прорываются сквозь частицы заполнителя.
Пучинистые трещины
Одним из важных факторов, способствующих образованию трещин, является движение грунта, вызванное циклами замораживания / оттаивания. Во время таких циклов мерзлый грунт может подниматься на несколько дюймов, а затем снова оседать, когда грунт оттаивает. Если плита не может свободно перемещаться вместе с почвой, она треснет. Наличие больших корней деревьев также может вызвать вздымание бетона. Если дерево расположено слишком близко к бетонной плите, растущие корни могут приподняться и расколоть бетон
Трещины в реакции щелочи и кремнезема
Химическая реакция между гидроксидом щелочи в бетоне и химически активными заполнителями приводит к образованию расширяющегося геля, вызывающего картографическое растрескивание или направленное растрескивание (предварительно напряженные элементы) в конструкции. Основными компонентами бетона являются песок и гравий, которые, в свою очередь, содержат силикаты, такие как кварц или полевой шпат. Щелочная вода вступает в реакцию с этими силикатами и образует так называемый гидрат щелочного силиката кальция. Этот минерал накапливает влагу в своей структуре, что приводит к его расширению и постепенному растрескиванию бетона изнутри.
Растрескивание бордюра
Всякий раз, когда бордюры не отлиты монолитно с бетонными плитами тротуара, могут появиться трещины на бордюре. Они также могут наблюдаться, хотя и не так часто, на бордюрах, уложенных монолитно с помощью машин для литья бордюров, но не отлитых монолитно с плитами. Если поперечный стык этих бордюров забит почвой, каменной крошкой и другими материалами, то расширение бордюров вместе с бетонными плитами становится затруднительным и из-за чрезмерных сжимающих напряжений бордюры могут треснуть.
Заключение
В целом, растрескивание можно свести к минимуму, приняв различные виды соответствующих мер. Эти меры включают оценку конструкции, а выбор подходящих методов ремонта и продуктов требует технической консультации эксперта. В следующей статье мы проанализируем различные методы ремонта для предотвращения этих трещин в бетонных плитах дорожного покрытия.