Бетонные фундаменты лидируют в строительстве загородных домов за счет невысокой стоимости, долговечности и — в случае с небольшой и несложной постройкой — в доступности для самостоятельного возведения. При этом на бетон фундамента в грунте воздействуют различные агрессивные факторы, и без мер защиты срок службы основания может очень значительно сократиться. Рассказываем, как распознать первые признаки разрушения и как защитить бетон до возведения фундамента.
Какие факторы оказывают влияние на бетонный фундамент
На элементы бетонной конструкции, находящейся в грунте, влияют физические, механические и химические факторы. Наиболее опасны и в то же время наименее заметны химические факторы — реакции, возникающие между веществами в окружающей среде и в бетонном основании. Быстрее всего идут разрушения в случае совместного воздействия всех трех факторов.
Химические факторы
Бетонные конструкции разрушаются при контакте фундамента с водой, воздухом и растворенными в них химическими веществами. Источником активных химических могут быть не только газы и вода, но и следы жизнедеятельности грибов, бактерий и других микроорганизмов.
Несмотря на высокую прочность современных марок бетона, все конструктивные элементы фундамента, в том числе бетон и арматура, подвержены коррозии. Коррозией называют не только образование ржавчины на стальной арматуре, но и процессы, приводящие к разрушению бетона. Наибольшее влияние оказывают находящиеся в грунте и грунтовых водах кислоты и щелочи.
Помимо этих элементов, в грунте содержатся и другие вещества — хлориды, фосфаты, сульфаты и прочие компоненты электролитической реакции. При контакте с воздухом влияние на бетон оказывают различные газы, прежде всего углекислый.
При длительном контакте с грунтовыми водами на поверхности фундамента происходит вымывание цементного раствора. Участвующие в растворении грунтовые и дождевые воды могут иметь разный химический состав в зависимости от региона, с преобладанием тех или иных агрессивных веществ. В этом случае к вымыванию добавляется химическая реакция. Например, растворенный в воде гидрокарбонат имеет щелочную реакцию, имеющую негативные последствия для кварцевого песка в составе бетона.
Другой тип коррозии объединяет реакции обмена веществ. Эти химические процессы затрагивают наполнение фундамента и арматуру.
При контакте с концентрированными химически активными веществами, например с содержащимися в противогололедных материалах, продукты обмена замещают содержащиеся в бетоне соли. В большинстве случаев разрушение происходит за счет замещения сульфатами и карбонатами. Опасные последствия заключаются в расширении пор бетона и последующем механическом разрушении фундамента.
Признаки, диагностика и защита
Один из основных признаков коррозионных процессов — изменение цвета бетона. Оно может быть сплошным или фрагментарным, в виде пятен. Также в результате реакции на поверхности фундамента могут появиться отслоения и пятна высолов.
Диагностика разрушений проводится визуально, с помощью цветовых тестов и методом лабораторного анализа. Отслоение можно определить при осмотре, а воздействие карбонатов выявляют цветовым тестом. Некарбонизированный бетон краснеет при нанесении определенных веществ на его поверхность.
Ключевые меры защиты от химических факторов — подбор марки бетона в соответствии с составом грунта и грунтовых вод, а также гидроизоляция в соответствии с технологией возведения фундаментов. Данные по химическому составу можно получить из строительного справочника по региону или в результате комплексной строительной экспертизы. В раствор, подобранный в соответствии с особенностями грунта и грунтовых вод, уже входит комплекс присадок, снижающих воздействие химических факторов. Для дополнительной защиты используют консервирующие грунтовки и пропитки.
Гидроизоляция фундамента
Гидроизоляцию проводят в три этапа. На первом на дно котлована укладывают слой рулонного материала из битума на основе из стеклохолста. Слой гидроизоляции защищает засыпку на дне котлована от проникновения грунтовых вод. Поверх засыпки укладывают второй слой гидроизолирующего материала, защищающий подошву фундамента.
Для защиты боковых поверхностей фундамента от контакта с грунтовыми водами используют обмазочную гидроизоляцию — битумно-полимерные мастики. С помощью кисти или валика на стенки фундамента наносят сначала праймер для улучшения адгезии, затем основной материал. Мастика формирует на основании водонепроницаемую пленку. Для экономии материала допустимо заменить сплошное обмазывание на оклейку поверхностей рулонными материалами. В этом случае мастика выступает в роли клеевого состава.
Физические факторы
Физические изменения бетонного основания происходят под воздействием перепадов температуры и влажности, вымораживания в сочетании с выпадением осадков. Изменение температуры может приводить к цикличному возникновению очагов напряжения на поверхности и в толще материала.
Основной физический фактор для большинства регионов — промерзание фундамента в зимний период.
Признаки, диагностика и защита
Основной признак изменений в результате воздействия физических факторов — поверхностная или полная деформация основания. Признаком поверхностной деформации служат трещины, отслоение и сколы на поверхности, наличие фрагментов бетона на грунте.
В случае полной деформации основания признаком служат сквозные трещины. Стоит учесть, что появление сквозных трещин чаще свидетельствует о влиянии механических факторов. Поэтому для поиска причин лучше всего привлечь экспертов.
Как и в случае с химическими факторами, основной метод противодействия — предотвращение проблем, подбор марки бетона в соответствии с особенностями регионального климата. В состав морозостойкого бетона входит пакет добавок, снижающих пористость материала. При заливке основания необходимо соблюдать все строительные нормы, и прежде всего температурный режим, при котором допустимо проводить работы.
Один из эффективных способов защитить основание от промерзания — слой утеплителя, отделяющий бетонные конструкции от грунта. Эта мера особенно эффективна для домов с ленточным фундаментом и эксплуатируемым подвалом. Слой материала с низкой теплопроводностью удерживает тепло внутри периметра, и температура в толще бетона выше, чем в грунте.
Для организации защиты используют материал с высокой прочностью и теплопроводностью. Прочность на сжатие и изгиб необходима, так как барьеру приходится противостоять деформационным нагрузкам, возникающим в грунте в результате сезонных изменений. В практике загородного строительства основным материалом для утепления стал экструзионный пенополистирол (XPS). Материал обладает прочностью на сжатие не менее 20 тонн на квадратный метр, теплопроводностью в зависимости от толщины плит 0,029–0,034 Вт/(м·K), водопоглощением в пределах 0,2–0,4%, небольшим удельным весом 25–45 килограмм на кубометр и не теряет свойства в течение 50 лет. Допустимый диапазон эксплуатации материала — от -70 до +75 градусов Цельсия.
Плиты XPS крепят к основанию с помощью водостойкой клеящей мастики. Небольшой вес материала не требует фиксации дюбелями. Состав наносят на углы плиты и центральную часть. Стыки герметизируют влагостойкой шпаклевкой. Если материал оснащен пазогребневыми соединениями по периметру, клей наносят на элементы соединения. В этом случае герметизация не требуется.
Механические факторы
Механические нагрузки на фундамент возникают в результате особых условий на площадке или из-за технологических ошибок. К первым относятся вибрационные и ударные нагрузки и эрозионные процессы. Деформирующее давление грунта — чаще всего результат ошибок в проектировании и при возведении основания. Механические факторы снижают прочность фундамента и могут приводить к его разрушению.
Признаки, диагностика и защита
Основной признак влияния механических факторов — трещины на основании. Жилищное строительство на территории страны нередко ведется на участках со сложными пучинистыми грунтами и неблагоприятной гидрологической обстановкой, а реалии строительства таковы, что комплексная гидрогеологическая экспертиза проводится далеко не всегда. Признаком повышенной нагрузки на фундамент могут выступать любые поверхностные разрушения — сколы, отслоение материала и тому подобное.
Основной метод диагностики — наблюдение за состоянием основания
Большинство действий, снижающих влияние механических факторов, предпринимают в процессе сооружения фундамента. На этапе проектирования рассчитывается глубина заложения фундамента, толщина засыпки на дне котлована.
Решение о необходимости специальных мер принимают на основании данных экспертизы, например при обнаружении грунтовых вод на глубине выше заложения фундамента или промерзания грунта на значительную глубину. В зависимости от индивидуальных условий на участке при возведении создаются защитные сооружения, снижающие нагрузку, например окапывание фундамента по периметру и создание между стенками котлована и основанием демпфирующей засыпки.
Для нейтрализации действия этих факторов стоит порекомендовать обустройство мягкой отмостки. Это сооружение выполняет две функции — дренажа и демпфирования давления поверхностных слоев грунта.
Бетонный фундамент любой конструкции обладает высокой прочностью и несущей способностью, которые подтверждены десятилетиями частного строительства. Стоит однако учитывать, что основание прослужит положенный срок только в том случае, если не будет подвергаться выходящему за рамки инженерных расчетов воздействию химических, физических и механических факторов.
Источник: www.ridus.ru