Cum afectează umezeala betonul armat
Reacții chimice și coroziune
Apa este recunoscută ca factorul cel mai distructiv pentru beton, deoarece este un bun solvent pentru substanțele prezente în material, favorizează reacțiile chimice și contribuie la transportul sarcinilor electrice, care produc noi și noi fenomene. Fără apă, o serie de reacții chimice nu pot progresa, încetinindu-și evoluția, de aceea betonul uscat, fără contact cu umezeala, are o durată de viață mai lungă. Betonul uscat are și o duritate mai mare, comparativ cu un beton care are o umiditate relativă ridicată. Este cumva un paradox, întrucât inițial betonul are în componență o cantitate mare de apă, până se usucă. După ce se întărește, însă, orice contact cu umiditatea modifică nivelul pH-ului și declanșează reacții chimice diverse.
Cele mai rapide reacții se produc totuși atunci când betonul este armat cu oțel, respectiv din cauza coroziunii, iar coroziunea armăturilor metalice are la origine carbonatarea sau atacul clorurilor în mediu umed. Sunt reacții chimice, sau mai bine spus electrochimice, întrucât armăturile metalice funcționează ca niște pile voltaice care antrenează electroni. Procesul are o evoluție lentă, este adevărat, dar în decenii sau chiar ani duce la fragilizarea betonului armat. Betonul are o rezistență foarte bună la compresiune, dar nu se poate spune același lucru despre capacitatea sa de a face față tensiunilor interne. În acest sens, prezența elementelor metalice de armare poate fi nefastă, deoarece, prin coroziune, acestea își măresc volumul (uneori și de 4 ori), ceea ce duce la apariția tensiunilor interne, deci a crăpăturilor.
Microorganismele precum bacteriile sau ciupercile, care găsesc un mediu propice în spațiile umede, provoacă migrația calciului, ceea ce duce la formarea și propagarea unor fisuri. Bineînțeles, aceste microorganisme au efecte nocive și asupra utilizatorilor unei construcții. Există, totuși, o bacterie care are capacitatea de a repara fisurile din beton: Bacilla Filla, creată în laborator de un grup de studenți englezi în 2010. Pulverizată pe beton, bacteria migrează în interiorul materialului și, hrănindu-se, produce carbonat de calciu și o serie de substanțe organice care umplu fisurile respective. Dar aceasta este doar o metodă experimentală, cel puțin deocamdată.
Surse importante ale umidității în beton pot fi infiltrațiile, apa provenită prin capilaritate, dar și cea rezultată la formarea punctului de rouă; aceasta se poate întâmpla la suprafață sau chiar în interiorul betonului, provocând condens în interiorul acestuia, atunci când este vorba de un beton permeabil. Drept consecință, sărurile ies la suprafață, acestea atrăgând și mai multă umezeală. Prin urmare, temperatura mediului ambient este foarte importantă, de aceea este bine să izolăm la exterior structurile de beton ale locuințelor noastre. În același timp, lipsa de permeabilitate la vapori a materialelor termoizolante și finisajelor păstrează apa în interiorul betonului, ceea ce, de asemenea, este un aspect negativ. În același sens, pentru structurile aflate sub nivelul solului, hidroizolațiile sunt absolut benefice.
Înainte de toate, însă, pentru a preîntâmpina pe cât posibil apariția degradărilor ce necesită apoi tratamente, reparații și reabilitări uneori dificile și costisitoare, specialiștii insistă pe acoperirea optimă a armăturilor de oțel cu un strat suficient de gros de beton (armăturile să nu fie în niciun caz vizibile). Acoperirea cu beton a armăturilor ar trebui să fie de cel puțin 25 mm la suprafață și de cel puțin 50 mm la elementele subterane. Contează, de asemenea, calitatea betonului, al cărui coeficient de absorbție a apei trebuie să fie cât mai mic – altfel, acesta va fi permanent umed. Nu în ultimul rând, este importantă corectitudinea metodelor de turnare, deoarece în contact cu barele de armare, la uscarea betonului se produc fisuri de contracție, favorizând pătrunderea ulterioară a apei și agenților agresivi în beton.
Viitorul construcțiilor de beton
În consecință, există o serie de discuții pe tema armării: este aceasta benefică într-adevăr pentru construcții? Argumentele pentru susținerea armării, așa cum a fost inventată și dezvoltată în secolul al XIX-lea, țin de aspecte precum rezistența la sarcini mecanice mari, crearea de structuri cu deschideri mari sau în consolă, posibilitatea de a obține aceeași soliditate cu mai puțin beton. Arhitectura modernă este în bună măsură o consecință directă a folosirii betonului armat. În plus, se menționează că alcalinitatea cimentului inhibă apariția ruginei. Inițial, inginerii au fost extrem de entuziasmați de această soluție revoluționară, crezând că noile construcții vor dura o mie de ani. Totuși, pe parcurs, și-au dat seama că perioada de exploatare a unei clădiri de beton armat este mult mai mică, constatând daunele pe care oțelul le face în interiorul betonului. Cele mai multe construcții din beton armat nu au ajuns încă la vârste care să ofere o imagine clară asupra fenomenului, însă pot fi constatate deja pagube, iar reparațiile devin o practică tot mai frecventă și tot mai costisitoare. Se discută și despre alte aspecte, precum efectele expunerii la soare a betonului, care poate intensifica reacțiile electrochimice din material.
Un argument pentru betonul nearmat este chiar cea mai veche clădire realizată cu acest material: Panteonul din Roma, care rezistă impecabil de 1900 de ani, fără a avea niciun tip de armătură, în timp ce multe clădiri de secol XIX și chiar XX sunt în dificultate, prefigurându-se o criză a construcțiilor de beton care la un moment dat vor ceda.
În ultimele decenii, au fost puse la punct soluții precum protecția catodică, prin care structura este conectată la curenți electrici ce stopează riginirea, sau metode de aditivare (care sunt însă controversate, întrucât pot fi toxice pentru oameni). Se discută și despre metode alternative, precum oțelul inoxidabil, bronzul aluminiu sau fibrele din polimeri, dar deocamdată sunt prohibitive economic.
