Силеры и другие защитные покрытия от Albeka

Компания Albeka, действующая на строительном рынке Эстонии с 1992 г., предлагает материалы и технологии для ремонта и восстановления бетона. Ее специалистами разработаны рецептуры износостойких покрытий на основе акрилстирольных и бутадиенстирольных латексов, эпоксидные композиты, устойчивые к концентрированным кислотам и щелочам.

По этим технологиям выполнены химстойкие и износостойкие покрытия на многих объектах Эстонии. Произведены работы по ремонту и восстановлению железобетонных конструкций здания Кренгольмской мануфактуры в Нарве, несущих конструкций здания кондиционеров (Балтекс-2000, Таллинн). Покрытия, выполненные 7-9 лет назад, прекрасно сохраняют свои функциональные свойства.

Существуют и более экономичные технологии защиты бетона. Применение силеров — материалов для пропитки бетона (от англ. to seal — запечатывать) позволяет продлить срок эксплуатации железобетонных конструкций. В результате обработки силером в порах бетона образуется кристаллическая структура с заданными свойствами. Заполняющий поры материал может обладать гидрофобными свойствами. В результате обработки поверхность пор покрывается (в зависимости от выбранного силера) упругим или кристаллическим материалом. В результате улучшаются механические характеристики бетона, возрастает его химическая стойкость. Срок эксплуатации конструкций повышается в несколько раз. Обработку бетона проникающими силерами следует считать одним из технологических этапов развития технологий производства бетона и железобетона.

О защите бетона, работающего в агрессивных средах

Железобетонные конструкции, особенно те, которые находятся в условиях воздействия морского климата или агрессивных сред, интенсивно разрушаются. Ремонт этих конструкций требует огромных затрат. В дальнейшем эти затраты будут возрастать. Часты случаи попадания агрессивных жидкостей на бетон площадок и погрузочных терминалов. До недавнего времени считалось, что нефтепродукты не оказывают вредных воздействий на бетон. На самом же деле они снижают прочность бетона на 25-35%, что подтверждено испытаниями, выполненными в западных исследовательских центрах. Во многом скорость разрушения бетона под действием нефтепродуктов определяется плотностью бетона. Разрушение происходит послойно — по мере того, как нефтепродукты проникают в глубину конструкции. Бетон, пропитанный нефтепродуктами, быстро изнашивается от действия транспортных нагрузок. По оценке Ассоциации генеральных подрядчиков США, затраты, связанные с ремонтом бетонных и железобетонных элементов инфраструктуры, в ближайшие 19 лет составят $3,3 трлн. Затраты на ремонт элементов инфраструктуры США, которые ежегодно приходится нести из-за коррозии арматуры, составляют $100 млрд (журнал Construction and Construction Materials, Volume 67, 2001 г.). Железобетонные конструкции, расположенные вблизи автодорог, подвергаются воздействию агрессивных аэрозолей. Такой аэрозоль образуется над дорогой и распространяется на десятки метров за пределы полосы отвода. Состоит он из водяного тумана (диспергированной воды) растворов агрессивных солей, которыми дороги обрабатываются зимой, а также из выхлопных газов. В результате агрессивного воздействия на защитный слой не только ухудшается внешний вид сооружения, но и уменьшается безаварийный срок эксплуатации сооружения.

В мировой практике для защиты железобетонных конструкций используются пропиточные материалы на минеральной основе — вышеупомянутые силеры. Бетон, обработанный силером, не только приобретает повышенную плотность, но и становится пассивным по отношению к агрессивным газам и жидкостям. Такие природные строительные материалы, как доломит, песчаник, базальт, имеют высокую стойкость к атмосферным воздействиям. Главная отличительная особенность названных минералов — их нейтральность к атмосфере земли. Возраст этих минералов измеряется миллионами (а базальта и гранита — миллиардами) лет. Известно, что бетон, в котором используется щебень, полученный путем измельчения гранитных валунов, обладает очень большой долговечностью. Возраст бетона измеряется годами или десятками лет. И все это время он сохраняет химическую активность по отношению к земной атмосфере. Бетон может вступать в химические реакции с углекислым газом атмосферы, на него могут воздействовать слабые минеральные и органические кислоты. Поэтому для защиты бетонных и железобетонных конструкций необходимо как можно шире использовать минеральные силеры. Видов и модификаций силеров в мире достаточно — как для свежего, так и для старого бетона, как для условий воздействия морской среды, так и для других сред. В результате обработки поверхности бетона силером происходит реакция, преобразующая защитный слой бетона в нейтральный по отношению к земной атмосфере материал. Обработка поверхности бетона минеральными силерами придает бетону свойства природного камня и продлевает эксплуатацию конструкций из бетона. Что же касается эстонского опыта, то в течение последних 7 лет в стране успешно применяется силер Granit-28.

Об опыте применении Granit-28

В 2000 г. были проведены независимые испытания морозостойкости бетонных образцов, обработанных силером Granit-28. Испытания проводились в лаборатории бетонного завода Lasbet AS в Таллинне. Обработанные образцы показали двукратное увеличение морозостойкости. В июле 2003 г. было завершено устройство бетонных полов в пяти подъездах и технических помещениях жилого дома в Таллинне (квартирное хозяйство Sopruse pst. 202). Общая площадь полов составила 400 м2. Бетон В-20 (доля известнякового заполнителя — 7%) был поставлен заводом NCC Industri (в настоящее время — HC Betoon). Бетонирование выполнялось при температуре 26°-30°С и скорости ветра 6-10 м/cек, так как к моменту бетонирования арки еще не были переоборудованы в подъезды. В декабре 2003 г. компанией Albeka была выполнена обработка бетона силером Granit-28, после чего была выполнена шлифовка поверхности пола. 19 января 2004 г. для испытания прочности пола была приглашена фирма BetonTest. Результаты измерений показали, что прочность бетона соответствует В-32. Применение силеров Granit-28 или AquaTop (для свежеуложенного бетона) вызывает дополнительное образование кальцийсиликатгидрата (CSH) — главной составляющей цементного камня, влияющей на прочность бетона. В результате цементируются дефекты структуры бетона, образовавшиеся в процессе твердения и связанной с этим усадки. Ведь на поверхности полов, выполняемых даже из высокопрочного бетона, накапливается множество микродефектов структуры, понижающих эксплуатационные характеристики бетонного пола. Второй важной особенностью применения Granit-28 является активирование известнякового заполнителя и сланцевой золы, используемых в качестве добавок к цементу. В результате обработки пола Granit-28 прочность бетона увеличилась на 60%. Полностью прекратилось выделение пыли.

В марте-апреле 2003 г. компания Albeka совместно с компанией BetonTest провела сравнительные испытания Granit-28, а также материалов Evecrete и SuperSeal на водопроницаемость по европейским стандартам. Испытания проводились на установке фирмы German Instrument. Данная установка позволяет с высокой точностью измерять расход воды, проходящей через бетонный образец при фиксированных значениях давления. Для испытаний использовалась тротуарная плитка Unistone, изготовленная методом полусухого прессования. Использование образцов с высокой водопроницаемостью обеспечило более жесткие условия испытаний. (Дело в том, что результаты испытаний очень плотных образцов отличаются незначительно, влияние же пропиточного материала, а именно силера, о котором идет речь, в этом случае невелико.) Расход воды через образцы, пропитанные Granit-28, Evecrete и SuperSeal, приведен в нижеследующей таблице.



Пропиточный материалСкорость фильтрации (мм3/сек.)Расход (мм3)
Granit-280,31,0
Evecrete6,220,6
SuperSeal9,331,0
Без обработки60,0200.0


Испытания показали, что водопроницаемость образцов, обработанных силером Granit-28, в 20,6 раза меньше, чем у аналогичных образцов, обработанных материалом Evecrete, и в 31 раз меньше, чем у образцов, обработанных SuperSeal.

Что еще может Granit-28

В технологии металлов широко применяются такие методы поверхностного упрочнения, как, например, цементация, оксидирование, закалка. И поверхность бетонной или железобетонной конструкции в наибольшей степени подвержена воздействию агрессивных сред и износу. Бетонную конструкцию невозможно изготовить без пор, так как в бетоне присутствует избыточная вода (в пределах 25% веса цемента). Это является основной причиной усадочных деформаций и образования микротрещин и пор. Процессы, связанные с образованием усадочных трещин, не прекращаются в течение года после завершения бетонирования. В первые три месяца образуется 80-90% трещин. Долговечность конструкции можно значительно повысить, если заполнить поры и трещины кристаллической структурой, химически связанной со стенками пор и капилляров. Это достигается путем пропитки поверхности конструкции материалом Granit-28. Минеральные растворы, состоящие из веществ, реагирующих с балластными материалами на стенках пор, в течение трех-четырех недель образуют плотную кристаллическую структуру, пропускающую пары воды, но устойчивую к прониканию самой воды. Структуры, образующиеся в порах и трещинах бетона, аналогичны природным минералам. Долговечность этих структур соизмерима с долговечностью природных минералов.

В настоящее время разработаны теоретические основы формирования структур с заданными свойствами — геополимеров. Данный термин принадлежит Институту геополимеров (Франция), основанному в 1979 г. Жозефом Давидовицем, который в том же году и зарегистрировал свое открытие геополимеров и геополимеризации. Granit-28 проникает в микропоры и заполняет их кристаллической структурой. В трещинах шириной 0,1-0,5 мм вещества для реагирования с раствором Granit-28 поступают в зону реакции вследствие диффузии. Granit-28 проникает на глубину 20-50 мм. Глубина пропитки значительно увеличивается на участках, имеющих поры и микротрещины. В результате обработки поверхности силером Granit-28 происходит диагностирование дефектов и их исправление. В результате заполнения трещин геополимерами прочность бетонной (железобетонной) конструкции на растяжение возрастает на 30%, а ее морозостойкость возрастает в 2-3 раза и составляет 300-400 циклов. Водопроницаемость снижается в 50-200 раз. Обработка бетона активными силерами позволяет поднять расчетный срок эксплуатации железобетонных конструкций до 80-100 лет. Применение Granit-28 для модификации старых заводских полов позволяет с минимальными затратами устранить пыление и повысить прочность. Полы, выполненные в полном соответствии с технологическими требованиями, также необходимо через 1-2 месяца обработать силером Granit-28 для обеспечения долговечной эксплуатации.

Подготовка основания под окраску

Краска на бетонном или на кирпичном основании служит недолго. Уже в первые годы эксплуатации покрытия видны признаки его старения. Краска выгорает и отслаивается. Причина снижения контрастности окрашенной поверхности заключается в следующем. Щелочи, находящиеся в бетоне или швах кирпичной кладки, накапливаются на поверхности конструкции. Далее в результате диффузии щелочи разрушают химическую структуру краски. Происходит изменение цвета, снижается сцепление краски с поверхностью. Бетонная или кирпичная конструкция имеет поры, микротрещины, капилляры. При изменении атмосферных условий (влажность, температура, давление) у внутренних полостей конструкции происходит интенсивный обмен парами воды и воздухом с атмосферой. Паропроницаемость бетонной или кирпичной стены выше, чем паропроницаемость слоя окрашенной поверхности. В результате суточных изменений температуры поверхности и происходит отслаивание краски. Для увеличения срока службы окрашенной поверхности необходимо уменьшить pH поверхности, остановить миграцию влаги в конструкции, уменьшить газопроницаемость конструкции до газопроницаемости краски, а также упрочнить поверхностный слой бетонной или кирпичной поверхности. Испытания на газопроницаемость и другие тесты позволяют рекомендовать Granit-28 D для пропитки бетонного или кирпичного основания перед окраской. Материал Granit-28 D глубоко проникает в бетон, образуя в его порах плотную кристаллическую структуру. Паропроницаемость бетона и кирпичной кладки снижается до значений, соизмеримых с характеристиками окрашенной поверхности. В результате влага не накапливается под краской. Бетонное или кирпичное основание обрабатывается 2-3 раза в зависимости от плотности основания. Через 2 часа поверхность промывается водой. При этом с поверхности удаляются щелочи. Интервал между обработками определяется временем впитывания материала (10-25 минут). Расход — 0,15-0,3 л на 1 м2. Окрашивание выполняется по сухой поверхности. На поверхностях, обработанных Granit-28 D, краска держится в три раза дольше.

AquaTop как альтернатива вакуумной технологии

В 80-е гг. прошлого века широко применялось вакуумирование бетонных полов. В настоящее время объемы работ по бетонированию полов с применением вакуумирования значительно уменьшились. Это связано с разработкой суперпластификаторов и полимерных волокон. Для успешного применения вакуумирования бетон не должен содержать микросиликата. Количество золы в цементе также должно быть ограничено. В цементе, производимом заводом Nordic Cement, содержание золы нарвских электростанций достигает 25%. Вакуумирование такого бетона малоэффективно. Количество воды, удаляемой в процессе вакуумирования, незначительно. В этом случае следует применить технологии, основанные на осмотических процессах. Одна из таких технологий реализуется при использовании материала AquaTop. Данный материал, будучи нанесен на поверхность бетона, отсасывает с нее воду. В отличие от вакуумной технологии происходит не только удаление воды из бетона, но и обогащение поверхностного слоя CSH. Количество CSH определяет прочность и другие параметры бетона. В результате верхний слой бетона (толщиной 4-8 мм) достигает твердости 70-80 Mp. Образующийся CSH-гель увеличивается в объеме, в результате чего микропоры заполняются высокопрочным CSH-гелем. Происходит инъектирование пористой бетонной матрицы на микроуровне. Каждое волокно приобретает трехслойную цилиндрическую структуру (полипропиленовый сердечник, слой, насыщенный CSH, и наружный слой, представляющий собой гидратированную цементную пасту). Такую систему можно назвать микрокомпозитной. Механические характеристики фибробетона, пропитанного минеральными силерами, повышаются на 10-30%.

Химически стойкая гидроизоляция

Гидроизоляция на основе полимерцементных композиций широко применяется в строительстве. Однако существующие технологии обеспечивают защиту бетона слоем толщиной 1,5-2,5 мм. Отличительная особенность гидроизоляции, разработанной Albeka, состоит в том, что защитные функции (pH от 4 до 13) приобретает также поверхностный слой бетона толщиной 20-30 мм. Марка бетона должна быть в пределах B22,5-В30. Поверхность бетона обрабатывается металлическими щетками и обеспыливается пылесосом. Она должна иметь температуру не ниже 5°С и влажность 5-10%. Материал Granit-28 C наносится краскопультом или валиком. Когда после первой обработки впитается весь материал, поверхность же на ощупь будет сухая, можно приступать к нанесению второго слоя. В зависимости от плотности бетона и способа его вибрирования возможна третья обработка. На неплотных местах скорость впитывания будет очень высокой. Через час после обработки поверхность промывается водой.

Перед нанесением полимерцементного защитного слоя поверхность бетона должна быть влажной, но без следов воды. Это состояние называется матовой влажностью. Температура поверхности не должна быть ниже 8°С. В 20-литровое ведро заливают 2 л полимерной дисперсии, 1,5 л воды, 75 мл катализатора MCI. Засыпают 1,5 л керамического порошка, 20 г волокна Fibrin и 5 л цемента. Тщательно размешивают содержимое шнековым миксером. Добавляют воду до достижения смесью густоты сметаны. Наносят ее на бетон жесткой щеткой, тщательно втирая в поверхность (полученная паста должна быть использована в течение 30 минут). По мере схватывания наносят второй слой. Суммарная толщина изоляции должна быть в пределах 2-3 мм.

Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ
обсуждение статьи


Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 35 за 2005 год в рубрике материалы и технологии

©1995-2024 Строительство и недвижимость