Da gradimo nove objekte znamo, ili barem pokušavamo. „Megaprojekti“ poput Beograda na vodi, EXPOa ili Nacionalnog stadiona uveliko se grade.

Dok šetam Beogradom, imam utisak da su gradilišta na svakom ćošku i da svako zida svoju zgradu. A osnovna kultura održavanja postojećih objekata kao da nam nedostaje ili možda održavanje jednostavno ne donosi dovoljno političkih poena, pa zato nije naročito zanimljivo.

Ako tako nastavimo, vrlo brzo ćemo se naći u situaciji da ne znamo odakle da počnemo, šta treba da uradimo i ko uopšte može da preuzme taj posao.

Šta je karbonizacija betona?

Karbonatizacija betona je proces starenja koji se odvija tokom vremena pod uticajem spoljašnje sredine. Na početku, beton ima visoku alkalnost koja štiti armaturu od korozije.

Međutim, kako ugljen dioksid iz vazduha prodire u pore betona, alkalnost se postepeno smanjuje i zaštitni sloj oko armature polako nestaje.

Direktna posledica toga može biti pucanje zaštitnog sloja betona i degradacija armiranobetonske konstrukcije, što može dovesti do smanjenja njene nosivosti.

Novi Beograd, veliki građevinski poduhvat i nasleđe armiranog betona

Novi Beograd je bio najveći građevinski poduhvat u Jugoslaviji posle Drugog svetskog rata. Gradnja je počela krajem četrdesetih i ubrzano se razvijala tokom pedesetih i šezdesetih godina.

Beton je tada bio simbol modernizacije i socijalističkog napretka. Njime se pravio raskid sa starim, tradicionalnim Beogradom i stvarao novi, moderan grad.

Novi Beograd je zamišljen kao administrativni centar države.

Stanovanje u blokovima bilo je deo ideje o jednakosti, svi su živeli u sličnim uslovima.

Beton je bio ključni materijal jer je omogućavao brzu, jeftinu i masovnu izgradnju.

Koristili su se prefabrikovani betonski elementi, ploče, paneli i stubovi, kako bi se ubrzala montaža.

Armirani beton je bio dominantan u konstrukcijama stambenih blokova, javnih zgrada i infrastrukture.

Kako karbonizacija betona utiče na armaturu?

Armatura koja je potpuno ulegla u beton sa visokim alkalitetom, pH > 12, zaštićena je od korozije čak i u prisustvu vlage i kiseonika.

Visoka alkalnost betona stvara pasivni oksidni sloj oko čelika, koji sprečava njegovo propadanje.

Međutim, kada alkalnost betona opadne usled procesa karbonizacije, zaštitni sloj oko armature nestaje.

Tada dolazi do procesa koji se naziva depasivacija, oksidni sloj gubi svoju funkciju i čelik postaje podložan koroziji.

U takvim uslovima, uz prisustvo vlage, na primer kiše ili visoke vlažnosti vazduha, i kiseonika, armatura počinje da korodira.

Tokom tog procesa na njenoj površini se stvara tzv. rđa, oksidi gvožđa, Fe₂O₃ i Fe₃O₄.

Ovi proizvodi korozije imaju veći obim od osnovnog metala, pa stvaraju pritisak u betonu.

Posledica je pucanje i odvajanje zaštitnog sloja betona, što dodatno ubrzava propadanje konstrukcije.

Kako nastaje karbonizacija betona, hemijski proces

Proces karbonizacije betona označava hemijski proces tokom kojeg se u betonu stvara kalcijum karbonat, CaCO₃.

Prilikom hidratacije cementa u betonu nastaje kalcijum hidroksid, Ca(OH)₂. Ova supstanca je odgovorna za to da je alkalnost u betonu izuzetno visoka, pa je vrednost pH > 12.

Vremenom, kalcijum hidroksid, Ca(OH)₂, reaguje sa ugljen dioksidom, CO₂, iz vazduha:

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

Pri ovoj hemijskoj reakciji nastaje kalcijum karbonat, CaCO₃, što ima za posledicu smanjenje pH vrednosti betona na približno 8.

Šta štiti betonsku konstrukciju od propadanja?

Dva glavna faktora koja štite konstrukciju i obezbeđuju njenu dugovečnost jesu debljina zaštitnog sloja betona i kvalitet samog betona.

Ukoliko dođe do karbonizacije betona, najpre je važno utvrditi koliko je duboko taj proces zahvatio konstrukciju.

Od dubine karbonizacije zavisi i izbor metode sanacije.

Tema je veoma složena, ali, pojednostavljeno, mogući postupci sanacije izgledali bi ovako.

U najjednostavnijim slučajevima, kada je karbonizacija zahvatila samo površinski sloj, dovoljno je naneti dodatni zaštitni premaz.

Ako je proces zahvatio veći deo betona, u praksi se uklanja površinski sloj, a zatim se nanosi novi zaštitni sloj.

U slučaju da je karbonizacija u potpunosti zahvatila konstrukciju, jedino rešenje je potpuno čišćenje betona oko armature i nanošenje novog sloja betona.

Sanacija betona obuhvata i niz dodatnih logističkih, organizacionih i bezbednosnih zahteva, čije ispunjavanje može predstavljati veći deo posla od samih radova na sanaciji.

Karbonizacija betona na Novom Beogradu, šta dalje?

Proces karbonizacije već je zahvatio veliki broj konstrukcija na Novom Beogradu.

Pitanje „šta dalje“ postaje ključno jer se radi o problemu koji nije pojedinačan, već sistemski.

Potrebno je razviti sveobuhvatan pristup, prvo mapirati stanje na terenu, zatim odrediti prioritetne objekte za sanaciju, pa tek onda planirati dugoročne mere zaštite.

To zahteva ne samo tehničke postupke već i stručne timove, finansijsku podršku i jasnu strategiju održavanja.

Država ovde ima ključnu ulogu!

Stručna literatura o karbonizaciji i održavanju betonskih konstrukcija

Nemačka raspolaže bogatom i kvalitetnom stručnom literaturom o problemu karbonizacije betona.

Tamo su jasno razrađeni postupci za utvrđivanje stanja konstrukcija, metodologije za dijagnostiku, kao i sistematski pristupi sanaciji zahvaćenih površina.

Instandhaltng von Stahlbeton, Manfred Schröder, „Održavanje armiranog betona“

DIBt Technische Regel, Instandhaltung von Betonbauwerken, „Tehničko pravilo, Održavanje betonskih konstrukcija“

DAfStb Richtlinie Schutz und Instandsetzung von Betonbauteile, „Zaštita i sanacija betonskih konstrukcija“

Heft 600, Erläuterungen zur DIN EN 1992, „Sveska 600, Objašnjenja standarda DIN EN 1992“

Heft 638, Anwendungshilfe zur TR Instandhaltung, „Sveska 638, Uputstvo za primenu Tehničkog pravila za održavanje betonskih konstrukcija“

DBV Merkblätter, „razne DBV tehničke smernice“

-V.K. (@gradjevinski_nadzor)

• Instagram