Карбонізація і ремонт бетону

РЕМОНТ І ЗАХИСТ ВІД КАРБОНІЗАЦІЇ

ЗАЛІЗОБЕТОННИХ КОНСТРУКЦІЙ

ПРОБЛЕМА

Бетон, поза всяким сумнівом, самий широко використовуваний будівельний матеріал. Економічність-простота і швидкість нанесення, а також здатність приймати будь-яку форму, що дозволяє використовувати бетон в найбільш складних умовах. Армування бетону сталевою арматурою, збільшує  міцність і опір конструкції до вигинів. Бетон завжди вважався довговічним матеріалом, але вплив агресивних речовин, кількість яких зростає рік від року, призводить до швидкого руйнування конструкцій.

Підвищити якість бетону можна безпосередньо на будмайданчику шляхом введення модифікуючих добавок, а забезпечити довговічність конструкції, застосувавши захисні покриття.  

ПРИЧИНИ РУЙНУВАННЯ ЗАЛІЗОБЕТОНУ

До  основних причин руйнування бетонних конструкцій слід віднести наступні фактори:

ТЕХНОЛОГІЧНИЙ - починаючи з 50х років безперервно зменшується товщина бетонних конструкцій, в той час як якість бетону в ряді випадків залишає бажати кращого, що виражається у високій пористості і водопроникності.

ЛЮДСЬКИЙ - помилки в проектуванні, конструкції, деталюванню, приготування суміші та застосування.

АТМОСФЕРНО - ХІМІЧНИЙ - вплив агресивних компонентів атмосфери (карбонати, сульфати, хлориди) і часті цикли мороз-відлига.

В результаті хімічних реакцій  всередині пор бетону утворюються кристали, зростання яких призводить до появи тріщин і руйнування бетону.  Корозія  арматури  в свою чергу, особливо в умовах підвищеної вібрації, призводить до викришування бетону. Пористий бетон вбирає вологу, що при низьких температурах замерзає, збільшуючись в обсязі приблизно на 9 відсотків, що призводить до утворення тріщин.                

РУЙНУВАННЯ БЕТОНУ ПІД ВПЛИВОМ  АТМОСФЕРНО-ХІМІЧНИХ ФАКТОРІВ

Найбільш загальна причина руйнування бетону - карбонізація. Будучи пористим, бетон добре  вбирає вуглекислий газ  (СО₂), кисень і вологу, присутнє в атмосфері. Здатність бетону вбирати не впливає на міцність самої бетонної структури, але робить згубний вплив на арматуру, яка при пошкодженні бетону потрапляють в кислотну середу.

Вапно, що утворюється при гідратації цементу, створює в бетоні лужне середовище, з високим показником Рһ (12-14). Сталева арматура випускається хімічно пасивним і захищеною від лугів нереактивной плівкою (пассивационным шаром) оксидованого заліза, що в деякій мірі  захищає арматуру від окислення. У пассивационный шар, що покриває сталеву арматуру в бетоні, проникає вуглекислий газ. Вапно нейтралізується шляхом утворення карбонату кальцію, який знижує показник Рһ, що призводить до корозії сталі.

Іржа, що формується при окисленні сталевої арматури, збільшує її обсяг, підвищує «внутрішнє» тиск і призводить до розломів бетону і оголення арматури.

Оголені сталеві прути руйнуються ще стрімкіше, що призводить до швидкого зношування бетону.

Вплив сульфатів

Вплив солей сірчаної кислоти може також призвести до руйнування бетонних конструкцій.

Сульфати вступають в реакцію з іншими хімічними компонентами, що утворюють крейда, эттрингиды і таумаситы, у відповідності з наступними хімічними реакціями:

Освіта цих продуктів всередині структури бетону призводить до збільшення обсягу, що тягне за собою утворення тріщин в бетоні і подальшого розлому конструкції. Конструкція стає нестабільною.

Вплив хлоридів

Іншою важливою причиною руйнування бетону є іони хлоридів, які з'єднуються з солями морської води і солі, що використовуються для боротьби з льодом на дорогах. Хлориди можуть перебувати і в самому бетоні, потрапляючи туди з забрудненими матеріалами, які використовувалися у створенні конструкції.

Хлориди кородують на лозини арматури, руйнуючи пассивационный шар оксидованого заліза, що призводить до подальшого окислення.

Кухонна сіль (NaCl) призводить до вступу лугів в реакцію з аморфним кварцом з подальшим утворенням лужного силікату, який збільшується в об'ємі під впливом атмосферної вологи, будучи причиною утворення тріщин, в яких будуть помітні типові білі патьоки.

Сіль, руйнує як сталеву арматуру, так і сам бетон, який містить такі реактивні компоненти, як аморфний кварц. Руйнування, викликані хлоридом кальцію, сприяють прискоренню корозії арматури. Солі, вступаючи в реакцію з гидратом кальцію, що знаходяться в бетоні, утворюють оксидований гідрат кальцію з подальшим збільшенням обсягу.

Цикли мороз-відлига

Вода є каталізатором для всіх агресивних компонентів і описаних хімічних реакцій. Тому дуже важливо розуміти всю важливість гідроізоляції бетону. Волога може стати причиною серйозних ушкоджень, проникаючи крізь пори бетону. Зміни стану молекул води, що відбуваються під час відлиг і заморозків з утворенням льоду здатні збільшити обсяг  приблизно на 9%.  Виникаючий тиск призводить до утворення тріщин і розломів в бетоні. 

РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩОДО ПРОВЕДЕННЯ РЕМОНТУ БЕТОНУ 

Як правило, найбільша увага приділяється безпосередньо поверхневого шару бетонної структури, її зовнішнього вигляду, не замислюючись, наскільки глибокі фізико – хімічні процеси, що відбуваються в самому бетоні. Окрім зовнішнього візуального огляду, перед проведенням будь-реставраційної роботи необхідно ретельно дослідити причини деградації, і ступінь руйнування бетону. 

Ремонт окремих ділянок пошкодженого бетону створює необхідний естетичний ефект, але  не зупиняє процес руйнування, а в деяких випадках може стимулювати прискорене руйнування бетону.

Мета ремонту наступна:

-         запобігання поширення корозії;

-         відновлення хімічно пасивних умов для арматури;

-         усунення заглиблень на поверхні і поверхневої пористості бетону;

-         запобігання проникнення вологи в бетон і створення антикарбонизационного бар'єру;

-         надання  поверхні  естетичного вигляду.

Аналіз пошкодження включає визначення глибини карбонізації, ступінь впливу середовища, товщину сталевої арматури, виявлення внутрішніх тріщин та повітряних кишень. Для визначення товщини бетонного покриття над сталевим армуванням, необхідно видалити невелику ділянку бетону там, де ще немає очевидних слідів пошкодження.

Використовуючи 1% розчин фенолфталеїну, можна виявити глибину карбонізації, спостерігаючи за змінами кольору від безбарвного до фіолетового. Це відбувається із-за змін вмісту кислоти від 8,5 – 9 (карбонізація бетону) до більш низької величини Рһ. 

Будь-які западини і пористі місця необхідно відкрити, використовуючи молоток або піскоструменевий інструмент. Видалити поверхневий шар цементної штукатурки, приховує тріщини і пори.

Всі кришаться частини видаляються механічним абразивом. Сліди масла, жиру, іржі і бруду видаляються жорсткою щіткою або струменем води під великим тиском. Карбонизационный бетонний шар необхідно повністю видалити в тих ділянках, де знаходяться  прути арматури. Окислені прути зачищаються від іржі. Наступний етап обробки – це зробити прути арматури хімічно неактивними. Для цього їх необхідно відразу ж після зачистки обробити їх пассиватором, щоб уникнути нового окислення під впливом вогкості і вологи. Прути арматури і зачищений бетон покриваються пензлем розчином ВИМАФЕР-СІ містить інгібітори корозії. Застосовується для антикорозійного захисту арматури і підвищення адгезії ремонтного складу до арматури. Після того, як ВИМАФЕР-СІ висохне, поверхню бетону змочується водою до насичення, але без освіти глянцю на поверхні бетону. Потім проводиться відновлення структури з використанням безусадочного, армованого полімерною фіброю розчину ВИМАКРЕТ ПОВЕР ТШ або ВИМАКРИТ. Матеріал легко наноситься без попередньої грунтовки поверхні . Коефіцієнт термічного розширення ВИМАКРЕТ ПОВЕР ТШ і ВИМАКРИТ такий же, як у бетону.

ВИМАКРЕТ ПОВЕР ТШ – безусадочний тиксотропний розчин, армований синтетичної фібри, рекомендується для відновлення бетону без застосування опалубки. Наноситься за раз шаром до 40 мм.

ВИМАКРИТ – безусадочний тиксотропний розчин, армований синтетичної фібри, рекомендується для відновлення бетону без застосування опалубки. Наноситься за раз шаром до 10 мм.

Відремонтовану поверхню бетону захищають 2-компонентним полимерцементным складом ВАТЕРБЛОК ФЛЕКС, приготовлений згідно з рекомендаціями, непроникною для води й агресивних газів, але дозволяє бетону дихати або поліуретановим аліфатичних кольоровим покриттям ГІПЕРДЕСМО АДІ-Е. 

Послідовність виконання ремонту бетону:

•     Видалити стару штукатурку до бетонної підстави

•     Видалити осколки і слабо закріплені частинки бетону механічним способом. Залишки розчину, бруд, масла і пил видаляються піскоструминним методом

•     Оголену арматуру очистити від іржі

•     Негайно після зачистки обмазати арматуру розчином  ВИМАФЕР С.

•     Відновити бетонну поверхню безусадочным розчином  ВИМАКРЕТ ПОВЕР ТШ або ВИМАКРЕТ. Перед застосуванням ремонтного розчину поверхню бетону зволожити водою до насичення.

•     При необхідності нанесення дуже товстого шару ремонтного складу (при сильному об'ємному руйнуванні  ремонтний  склад  ВИМАКРЕТ ПОВЕР ТШ слід  наносити   декількома  шарами  не  більше  40мм  кожен.)

•     Відновлені поверхні обробляються захисним покриттям  ВАТЕРБЛОК ФЛЕКС або ГІПЕРДЕСМО АДІ-Е, непроникною для води й агресивних газів.

•     Остаточна обробка  проводиться декоративними покриттями (тільки для ВАТЕРБЛОК ФЛЕКС)