Uszkodzenia konstrukcji

Uszkodzenia i wady w konstrukcjach budowlanych

z betonu zbrojonego (żelbetu i betonu sprężonego) spowodowane są na ogół kombinacją następujących czynników: degradacją konstrukcji, wadami materiałowymi, błędami projektowo – wykonawczymi, uszkodzeniami eksploatacyjnymi i wyjątkowymi oraz zaniedbaniami utrzymaniowymi.

Poniżej opisów zamieszczono przykłady zdjęciowe następujących grup uszkodzeń:

• Uszkodzenia konstrukcji betonowych, żelbetowych, sprężonych oraz napraw powierzchniowych na betonie
• Uszkodzenia powłok ochronnych oraz zabezpieczeń antykorozyjnych na betonie
• Uszkodzenia tynków
• Uszkodzenia posadzek przemysłowych

Degradacja konstrukcji pod wpływem oddziaływania naturalnych czynników środowiska zewnętrznego

- proces ten polega na niszczeniu struktury betonu i jest określany ogólnie mianem korozji betonu, przy czym rozróżnia się m.in. korozję chemiczną betonu, korozję mrozową, korozję biologiczną oraz utratę właściwości ochronnych betonowej otuliny względem zbrojenia.

Korozja chemiczna betonu

powoduje niszczenie struktury betonu na skutek - rozpuszczania i wymywania jego rozpuszczalnych składników, reakcji chemicznych między składnikami betonu a środowiskiem w efekcie których dochodzi do powstania łatwo rozpuszczalnych soli lub reakcji związanych z powstawaniem soli trudno rozpuszczalnych, które podczas krystalizacji zwiększają swoją objętość. Rozróżnia się ponad 10 rodzajów korozji chemicznej betonu m.in. korozję ługowania, kwasową, węglanową, magnezową, amonową, siarczanową, zasadową, chlorkową, wewnętrzną (typu ASR).

Korozja mrozowa betonu

powoduje niszczenie struktury betonu (propagację mikrospękań w beton) na skutek powtarzającego się zamrażania  i odmrażania się wody wnikającej w pory betonu, intensyfikowanego oddziaływaniem środków odladzających.

Utrata właściwości ochronnych betonowej otuliny względem zbrojenia

– na skutek wnikania w beton substancji szkodliwych może dochodzi nie tylko do niszczenia struktury betonu ale również do utraty właściwości ochronnych betonu względem zbrojenia, w efekcie rozpadowi ulega warstwa ochronna (pasywna) na zbrojeniu i stal zaczyna korodować. Pod wpływem atmosferycznego dwutlenku węgla oraz „kwaśnych deszczy” w rejonach zurbanizowanych i przemysłowych dochodzi do stopniowego obniżania się pH betonu na coraz większą głębokość (tzw. proces karbonatyzacji). Jeżeli pH betonu spadnie poniżej ~ 11,8 możliwy staje się rozpad warstwy ochronnej na stali i korozja zbrojenia. Jony chlorkowe wnikające w beton mogą natomiast doprowadzić do tzw. korozji wżerowej stali (znacznych lokalnych ubytków przekroju zbrojenia), co może prowadzić do obniżenia nośności całej konstrukcji.

Wady materiałowe oraz błędy projektowo – wykonawcze

Stwierdzenie wad materiałowych wymaga na ogół wykonania badań (in-situ) i pomiarów na obiekcie oraz pobrania próbek do badań laboratoryjnych. W przypadku elementów zabezpieczonych warstwami wierzchnimi lub gruntem wymagane jest niejednokrotnie wykonanie znacznych odkuć lub odkrywek. Wykrycie ewentualnych błędów projektowo – wykonawczych może dodatkowo wymagać przeprowadzenia szczegółowego przeglądu konstrukcji, analizy projektu technicznego oraz sprawdzenia zapisów w dzienniku budowy.

Najczęstsze wady materiałowe to wbudowanie materiału uszkodzonego lub o parametrach techniczno – użytkowych niższych od wymaganych.

Oddziaływania eksploatacyjne i wyjątkowe

Konstrukcje eksploatowane w typowych warunkach, powinny zachować swoje parametry użytkowe przez całą długość przewidzianego dla nich okresu użytkowania. Jednak na skutek intensyfikacji oddziaływań oraz pod wpływem oddziaływań wyjątkowych takich jak uderzenia, przeciążenia, nadmierne drgania i wibracje, osiadanie, nadmierne przemieszczenia, czy oddziaływanie ognia na skutek pożaru, może dojść do uszkodzeń mechanicznych konstrukcji takich jak np. rysy, pęknięcia, odspojenia, zmiażdżenia, ubytki oraz zerwanie prętów zbrojeniowych lub kabli sprężających. Fundamenty i obudowy turbozespołów narażone są ponadto na wgłębne zaolejowanie betonu sięgające niekiedy na kilka, kilkanaście centymetrów.

Zaniedbania utrzymaniowe administratorów obiektów

Zgodnie z wymaganiami prawa budowlanego należy wykonywać przeglądy okresowe budynków i budowli. Zalecenia z tych przeglądów powinny być wykonywane w ramach prac bieżącego utrzymania lub prac remontowych. Niewystarczający zakres prac utrzymaniowych, ich zbyt późne wykonanie lub zaniechanie może prowadzić do poważnego uszkodzenia wyposażenia i elementów konstrukcyjnych, a w konsekwencji do kosztownych remontów lub konieczności wymiany całych elementów.

Do typowych zaniedbań utrzymaniowych należy - nie zapewnienie drożności i szczelności systemu odwodnienia, nie usuwanie na bieżąco przecieków przez izolacje przeciwwodne oraz nie usuwanie śniegu z konstrukcji po intensywnych opadach.

---

Uszkodzenia konstrukcji betonowych, żelbetowych, sprężonych

(kablo i strunobetonowych) oraz uszkodznia napraw powierzchniowych na betonie (opis uszkodzeń pod grupą przykładowych zdjęć)

Przecieki, zawilgocenia, wykwity i zacieki, skażenie betonu

- do których dochodzi głównie na skutek uszkodzeń/nieszczelności izolacji przeciwwodnej, przecieków w rejonie osadzenia wpustów odwadniających, urządzeń dylatacyjnych, uszczelnień liniowych, obróbki blacharskiej oraz na skutek nieszczelności instalacji biegnących w konstrukcji.

Na terenie zakładów przemysłowych może ponadto dochodzić do skażenia betonu substancjami stosowanymi w ciągach technologiczno-produkcyjnych, a szkodliwych lub pogarszajacych właściowści betonu takich jak oleje, smary, silne kwasy i zasady oraz ich sole. W rejonach turbozespołów może ponadto dochodzić do trudnego do naprawy zaolejowania betonu.

Konsekwencją zacieków może być obniżona szczelność, przyczepność i wytrzymałość betonu w warstwie przypowierzchniowej, zwiększona podatność na korozję mrozową betonu, jak również przyspieszona korozja zbrojenia.

Rysy, mikrorysy, siatki spękań powierzchniowych oraz pęknięcia elementów konstrukcyjnych

- mogą wskazywać na korozję zbrojenia, przeciążenie konstrukcji, jej nadmierne ugięcia lub nierównomierne osiadania, mogą mieć również charakter technologiczny i być spowodowane m.in. niedostatecznymi zabiegami pielęgnacyjnymi, różnymi odmianami skurczu betonu, nadmiernym wydzielaniem się ciepła hydratacji w konstrukcjach masywnych, przemieszczeniem się zbrojenia w trakcie betonowania, zbyt wczesnym sprężeniem lub rozszalowaniem konstrukcji, korozją chemiczną betonu. Aby właściwie ocenić wielkość i charakter rys na konstrukcji dokonuje się pomiaru ich szerokości rozwarcia, głębokości oraz przebiegu rys względem układu zbrojenia. Ocena zmian szerokości rozwarcia rys wymaga zainstalowania na nich gipsowych lub szklanych plomb, wskaźników rozwarcia rys lub  specjalistycznych czujników

Rozsegregowanie betonu, rakowiny, pustki w betonie, zimne łącza

- są konsekwencją głównie błędów wykonawczych w trakcie betonowania lub zbyt gęstego ułożonego zbrojenia. Zasięg tego typu defektów można ocenić na podstawie odkuć i przewiertów kontrolnych, natomiast ustalenie ich rozkładu w konstrukcji wymaga zastosowania zaawansowanych metod defektoskopowych

Ubytki i odspojenia betonu

są na ogół konsekwencją zaawansowanej korozji betonu i zbrojenia. Określenie właściwego zakresu prac remontowych wymaga wykonania ich szczegółowej inwentaryzacji

---

Powłoki ochronne

oraz zabezpieczenia antykorozyjne na betonie (opis uszkodzeń pod grupą przykładowych zdjęć)

Najczęstsze wady i błędy w aplikacji powłok ochronnych oraz zabezpieczeń antykorozyjnych na betonie

• Pęcherzenie i odspojenie się powłoki - następuje, gdy faza gazowa gromadzi się pod częściowo utwardzoną, a niekiedy pod całkowicie utwardzoną powłoką
• Zarysowanie powłoki - ułożenie powłoki na podłoże o rysach aktywnych lub na podłoże z rysami skurczowymi
• Pory w powłoce - spowodowane są zwykle przenikaniem par i gazów przez nieutwardzoną mieszankę
• Zmięknienie / mazistość powłoki - nie nastąpiło utwardzenie powłoki np. ze względu na zbyt dużą wilgotność lub zbyt niską temperaturę otoczenia
• Utrata właściwości ochronnych powłoki (nieszczelność) - możliwe przyczyny: nadmierne rozcieńczenie mieszanki, zastosowanie niewłaściwego rozcieńczalnika, nie zastosowanie środka gruntującego, wykonanie zbyt cienkiej powłoki, niewłaściwy dobór proporcji mieszanek dwuskładnikowych, odparowanie jednego ze składników, możliwy w pewnych warunkach cieplno-wilgotnościowych
• Utrata przyczepności powłoki do podłoża - typowe przyczyny: podłoże o zbyt niskiej wytrzymałości na odrywanie,  źle oczyszczona powierzchnia podłoża,  brak lub niedostateczne zagruntowanie podłoża,  obecność wilgoci na powierzchni w czasie układania powłoki (jeżeli powłoka nie toleruje wilgoci w podłożu w czasie układania),  występowanie miejsc szczególnej koncentracji naprężeń i nadmierny skurcz materiału powłokowego.
• Pękanie i łuszczenie się warstwy wierzchniej powłoki oraz utrata przyczepności w układzie wielowarstwowym - odspojenie jednej z warstw powłoki od pozostałych, typowe przyczyny to niewłaściwe odstępy miedzy nakładaniem poszczególnych warstw, zanieczyszczenie warstwy, niewłaściwe przygotowanie powierzchni warstwy
• Odspojenie powłoki na skutek gromadzenia się wilgoci - możliwe przyczyny to zawilgocenie betonu na skutek przecieku lub gromadzenie się pary pod powłoką
• Inne przykłady uszkodzeń powłok to - płowienie kolorów lub utrata połysku, „skórka” na powłoce, kredowanie

Najczęstsze błędy w przygotowaniu podłoża betonowego pod aplikację powłoki

to zbyt niska przyczepność betonu (niedostateczny zakres odkucia betonu), zbyt wysoka wilgotność betonu (zwykle wymagane < 4%, jeżeli powłoka nie toleruje wilgoci w podłożu w czasie układania), niewystarczające wyrównanie (szlifowanie, szpachlowanie), niedostateczne uszorstnienie podłoża, niedostateczne oczyszczenie z zanieczyszczeń powierzchni betonu, brak lub jej niewłaściwe zagruntowanie

Najczęstsze błędy w aplikacji powłok

- najbardziej typowe błędy w aplikacji wynikają z niespełnienia wymagań dotyczących warunków atmosferycznych (temperatura i wilgotność powietrza oraz podłoża, temperatura punktu rosy). Do innych typowych błędów w aplikacji można zaliczyć: niewłaściwe składowanie i przechowywanie materiałów (np. zastosowanie materiału z twardym osadem, o zżelowanej konsystencji lub przemrożonego), niewłaściwe przygotowanie materiałów (np. napowietrzenie mieszanki,  niedostateczny czas mieszania oraz proporcje składników), niestaranne lub niewystarczające zagruntowanie podłoża betonowego, niewłaściwe nakładanie powłok, brak urządzeń zabezpieczających na wypadek deszczu, intensywnego wiatru, nasłonecznienia, spadku temperatury

---

Uszkodzenia tynków

• brak/niedostateczne przygotowanie podłoża
• brak lub niepełna obrzutka
• układanie zbyt grubej warstwy narzutu w jednym cyklu roboczym
• nie wyrobienie kątów, nierówności powierzchni
• wypryski i spęcznienia, pęknięcia, wykwity, zacieki
• nie wykończenie tynków na stykach i przy szczelinach dylatacyjnych
• nie wykończenie naroży i obrzeży tynków

---

Uszkodzenia posadzek przemysłowych w halach, garażach podziemnych i parkingach wielopoziomowych

Spękania płyty (podkładu nośnego posadzki), rysy na powierzchni górnej lub dolnej płyty, spaczenie płyty, nadmierne lub nierównomierne osiadanie płyty, pylenie i łuszczenie się powierzchni płyty – spowodowane m.in.

• zbyt dużym lub nierównomiernym rozkładem obciążeń
• nadmiernym obciążeniem naroży
• przenoszeniem na płytę obciążeń od elementów nośnych konstrukcji
• brakiem lub niewłaściwym wykonaniem dylatacji, utratą szczelności dylatacji
• nadmiernymi gradientami temperatury od ciepła hydratacji
• zastosowaniem mieszanki betonowej o niskiej wytrzymałości, o zbyt małej zawartości cementu lub/i zbyt dużej zawartości wody, niedostateczna pielęgnacja lub brak pielęgnacji, skurczem betonu
• nierównomiernym ogrzaniem lub oziębieniem płyty
• niedostatecznym rozpoznaniem podłoża (np. obecność gruntów wysadzinowych, siarczanów, wody gruntowej), niedostatecznym zagęszczeniem podbudowy
• uszkodzeniem instalacji wewnętrznych