Поверхностная и объемная защита бетона от коррозии

Что такое бетон? Прежде всего, это сложный композиционный материал. В его основу входят цементное вяжущее, модифицирующие добавки, вода, минеральные заполнители. Все компоненты являются сложными соединениями, которые способны вступать в реакцию с водой, что чревато развитием коррозии.

Почему бетон подвержен коррозии

Многокомпонентный состав искусственного камня работает, как в плюс, так и в минус. Беда в том, что он влияет на формирование капиллярно-пористой структуры, — и цемент, и заполнители, и добавки характеризуются разной усадкой, фракцией, дисперсией. Плюс, для подвижности смеси необходима вода.

Вот так и получается, что усадка бетона зависит от потери воды в процессе созревания (физическая усадка) и от гидратации (контрационная усадка). Именно эти процессы приводят к образованию трещин, формированию большого количества капилляров и пор. В результате всех хитроумных химических реакций поверхность искусственного камня становится уязвимой для воды, агрессивных жидкостей, присутствующих в атмосфере газов.

Ну и последний фактор, влияющий на коррозию бетона, — наличие свободной извести. Это вещество дает высокую химическую активность и готово вступить в реакцию с грунтовыми водами, атмосферными газами, что всегда привносит весомый вклад в коррозию.

Основные коррозионные процессы в бетоне

Первое — циклы замораживания-оттаивания. Это актуально для бетонных конструкций, эксплуатируемых на улице. Когда в порах искусственного камня находится вода, замерзая, она многократно увеличивается в объеме. В результате возникает нешуточное давление, провоцирующее разрушение материала.

Второе – знакомая нам свободная известь. Она вступает в сложные химические реакции с углекислым газом, который как мы знаем содержится в воздухе, азотом, сернистым газом, попадающим в среду от промышленных выбросов и выхлопных труб. Результат – кислотное разрушение бетона, существенно усугубляемое во влажных условиях.

Третье – грунтовые воды, вернее водорастворимые соли, содержащиеся там в большом количестве. Они работают на разрушение бетона за счет кристаллизации и гидратации, все тех же реакций со свободной известью. При этом все образованные неорганические и органические растворы с рН ниже 6 так или иначе повреждают искусственный камень.

Если говорить о действии нефтепродуктов, что тоже не исключено, они ослабляют связи между цементом и заполнителем, между бетоном и арматурой. Плюс ко всему, мочевина, аммиак, сероводород собираются бетоном, провоцируя так называемую аммиачную, кислотную коррозию.

И последний фактор – непрофессиональное использование гипсовых и цементных материалов. Во влажной среде это приводит к формированию объемных соединений, что тоже не есть хорошо для здоровья бетона.

Защита

Все процессы коррозии можно предотвратить или надолго затормозить, применяя объемные или поверхностные средства защиты искусственного камня.

Объемная защита и введение добавок (модификация)

К объемным методикам можно отнести введение в рабочие растворы добавок-модификаторов. Это важнейший рычаг, позволяющий управлять технологическими характеристиками бетона. Но, выбор средств должен быть направленным, ибо рынок буквально перенасыщен подобными добавками.

Основной спектр действий присадок проявляется в таких направлениях:

• пластификация – влияет на снижение в/ц соотношения, удобоукладываемость раствора, меняет свойства рабочих смесей в направлении большей подвижности;
• гидрофобизация – реализация водоотталкивающих свойств;
• регулировка сроков созревания, соответственно, замедление или ускорение;
• изменение структуры искусственного камня – это может быть газообразование, уплотнение, расширение;
• изменение состава, что обусловлено химическими реакциями с компонентами рабочего раствора;
• эластификация.

Теперь целесообразно рассмотреть характер действия всех представленных добавок, разновидности и варианты комплексной модификации.

Пластификаторы

Пластификация цементных растворов – это активность поверхностных веществ. Принцип действия таков, что они размещаются среди компонентов раствора – вода/песок/цемент, создавая что-то наподобие гидродинамической смазки.

Такие материалы сокращают внутреннее трение, способствуя правильному совмещению составных частей раствора. При этом можно наблюдать снижение в/ц соотношения, увеличение водонепроницаемости, плотности. Бетон меньше подвержен расслоению, трещинообразованию, усадке. Образуется однородная и плотная структура.

Бренды: Хидетал, Murasan, Goodhim, Beseal

Технические параметры

Гидрофобизирующие добавки

Тут тоже работают активные молекулы, которые располагаются вплотную к молекулам цемента, создавая с ними прочную абсорбцию. Такая фиксация на поверхности дает высокие водоотталкивающие свойства.

В современных комплексных системах механизмы пластификации и гидрофобизации часто совпадают. Чтобы эффект был должным, лучше выбирать добавки на основе кремнийорганических соединений.

Бренды: Типром, Practica

Технические характеристики гидрофобных кремнийорганических добавок

Модификаторы, регулирующие сроки схватывания и структуру бетона

Замедление или ускорение сроков схватывания может быть основано на химическом или физическом действии.

Это может быть:

• изменение растворимости вяжущего, что ведет к замедлению твердения (спиртовые добавки);
• появление новых продуктов реакции бетона с добавками – это широко известные системы на основе нитратов и хлоридов кальция. Такие составы влияют на схватывание, повышая морозостойкость, прочность, водонепроницаемость;
• применение напрягающих и расширяющихся цементов – материал тоже влияет на твердение искусственного камня, что ведет к улучшению деформационных и прочностных свойств;
• присадки, изменяющие структуру бетона, — пено-, газообразователи. .

Бренды: Полипласт.

Поверхностная защита бетона от коррозии

Для снижения рисков коррозии может быть использована простая или специальная поверхностная защита. Все материалы блокируют старение и разрушение бетона, находящегося под действием техногенных факторов. Обязательной химической защиты требуют основания, находящиеся под действием неорганических, органических кислот, щелочей, минеральных масел.

Если на бетон действуют животные, растительные масла, жиры, соли, глицерин, бутилацетат, они могут быть агрессивными для искусственного камня. Все зависит от концентрации этих веществ, продолжительности действия, рН-фактора. Именно поэтому выбор поверхностной защиты зависит от конкретных условий.

Если работают по сооружениям из железобетона, следует учитывать:

• сталь может реагировать на реакции гидролиза в бетоне;
• при действии солей агрессивное коррозионное действие направлено преимущественно на поражение арматуры;
• над слоем арматуры должен находится достаточный слой бетона;
• необходимо обеспечение водонепроницаемости бетона;
• под действием жиров и масел может снижаться сцепление арматуры с бетоном.

Именно в виду этих факторов при строительстве новых и восстановлении старых конструкций необходимо обеспечить долговечность и эффективность защиты.

Какой должна быть защита бетона

Прежде всего, это современные системные технологии. Все ремонтно-восстановительные работы должны выполняться системно. Желательно приобретать продукт у одного производителя.

Требования к защитным средствам:

• все компоненты системы должны быть совместимы;
• ремонтные растворы не должны давать усадку;
• приветствуется ранний набор прочности;
• устойчивость к образованию трещин;
• атмосферостойкость;
• индивидуальный подбор к конкретной бетонной конструкции.

Поверхностная защита искусственного камня от коррозии может быть реализована при помощи биоцидов, флюатов, оклеечных покрытий, уплотняющих пропиток, лакокрасочных покрытий, мастик.

Оклеечная защита

Эффективны при воздействии на бетон жидких сред, грунтовых вод, часто используется под облицовочными покрытиями. Как правило, это п/э пленки, полиизобутиленовые пластины, рулоны нефтебитума и проч.

Одним из перспективных методов защиты являются анкерные листы (метод футеровки). По сути, это полимерные листы, на которые насажены анкерные элементы. Материалы такого типа производятся на основе высокоплотного полиэтилена (HDPE). Листы работают на сборном и монолитном бетоне, железобетоне, обеспечивая высокое сцепление, прочность.

Бренды: Технониколь, Фибраизол

Проблемы, которые решает оклеечная изоляция:

• повреждение бетона вследствие действия абразивных частиц, химии;
• истечение и инфильтрация воды;
• коррозия;
• внешние механические повреждения, вызванные грунтовыми водами, вибрацией грунтов и проч.

Технические характеристики

Уплотняющие пропитки

Такая поверхностная защита сообщает бетону высокие гидрофобные свойства. Водонепроницаемость оснований резко повышается.

Неплохую защиту от коррозии (наряду с рядом прочих многофункциональных задач) обеспечивают одно-, двухкомпонентные полиуретановые составы. Материал может использоваться повсеместно, где требуется защита, экономичен, может работать при отрицательных температурах.

Бренды: Литсил, КрасКо

Проблемы, которые решают упрочняющие пропитки:

• повышение ударной вязкости;
• полная герметизация;
• повышение стойкость к износу.

Технические параметры

Лакокрасочные покрытия

Если говорить о поверхностной защите от коррозии, стоит обратить внимание на кремнийорганические и акриловые краски. Они хорошо работают в условиях атмосферного воздействия (агрессивные среды, ультрафиолет, температурные перепады, влага). Такие материалы создают плотный, тонкий барьер, надежно защищая бетон от факторов, провоцирующих развитие коррозии.

Бренды: Термика, Краско

Проблемы, которые решают кремнийорганические краски:

• высокая термостойкость делает этот вариант идеальным для устройства фасадов и прочих внешних поверхностей. Материал способен выдерживать 150-300 градусов;
• стойкость к ультрафиолету;
• обеспечение влаго-, морозостойкости, гидрофобных свойств.

Технические характеристики

Защита бетона от влаги мастиками

Вариант комплексной защиты. Системы работают на защиту искусственного камня от жидких средств и прочих агрессивных веществ. По бетону работают битумными и битумно-полимерными мастиками холодного и горячего применения. Такой материал может быть использован для защиты балконов, фундаментов, кровли, подвалов. Высокая эластичность существенно снижает риск деформаций, да и в целом сплошное покрытие надежно защищает искусственный камень от агрессивных веществ.

Бренды: Технониколь

Комплекс преимуществ:

• быстрая готовность к эксплуатации;
• защита от коррозии;
• основание получает высокую стойкость практически ко всем негативным воздействиям.

Технические характеристики

Инструменты и оборудование

В целом, производство работ по защите бетона от коррозии требует участия стандартного набора оборудования.

Для формирования качественного защитного слоя потребуется:

• оборудование для первичной подготовки бетона – как правило, по искусственному камню работают профессиональными шлифомашинами, пескоструйными или дробеструйными аппаратами. Для расшивки швов и дефектов могут потребоваться отбойные молотки, пневмоотбойники. Для такого этапа, как промывка поверхности применяются аппараты высокого давления, щетки с жестким металлическим ворсом, промышленные пылесосы;
• нанесение материалов реализуется ручным или механическим способом. Для этого привлекают профессиональные распылители (безвоздушные или пневматические), валики, кисти, ракли;
• для приведения используемых составов в рабочее состояние потребуется строительная дрель с миксерной насадкой. Необходимо учитывать, что замешивание не производится в родной таре, так что потребуются чистые емкости требуемого объема;
• для защиты поверхностей, не задействованных в работе и укрывания свежего слоя, применяется любой скользкий нетканый материал. Чаще всего, это п/э пленка.

Подготовка оснований

Полноценная защита искусственного камня невозможна без соответствующей подготовки. Выбор метода очистки опирается на фактическое состояние поверхности.

Здоровые основания обрабатываются при помощи пескоструйных, дробеструйных установок, методом шлифования или при помощи воды аппаратами высокого давления. Иной раз применяют ручную затирку жесткими металлическими щетками.

Если на бетоне обнаружены следы грибка, плесени, водорослей, его необходимо лечить. Санирующая обработка проводится с участием биоцидов. Материал разносят валиком или кистью. Состав проявляет активность через несколько часов. После нанесения поверхность очищают водой аппаратами высокого давления, после чего наносят еще один слой, а после высыхания приступают к следующему этапу работ.

Еще одна проблема – образование высолов. Это сопутствующий этап подготовки, актуальный для бетона с высолами. Все пораженные участки следует удалить, поверхность зачистить щетками. В работу берут флюаты, которые разводят водой в пропорции 1:1.

Обработку проводят в 1-2 подхода, в зависимости от степени поражения. Между слоями выдерживают технологическую паузу 7 ч. После высыхания основание еще раз зачищается щетками для удаления преобразованных солей.

Не менее важно грамотно подготовить замасленные поверхности, бетон, контактирующий с нефтепродуктами, жирами. В этом случае следует реализовать химическую обработку специальными концентрированными препаратами. Материал наносится на поверхность методом распыления. После завершения работ проводится промывка водой аппаратами высокого давления или щетками.

Грунтование

Нанесение мастик, полиуретановых пропиток, лакокрасочной защиты подразумевает проведение операции грунтования. Составы наносят на очищенные основания, избавленные от острых кромок и углов. Готовность к работе наступает после приготовления материала. Как правило, его достаточно хорошо размешать при помощи строительного миксера.

Грунт наносят кистями и меховыми валиками, реже – методом распыления. Послойное высыхание занимает от 10 мин. до 12 ч., что зависит от типа используемого состава и температурно-влажностных условий. Слой считается высохшим, если он не липнет, что можно проверить куском чистой ветоши Средний расход грунтовок – 0.15-0.35 л/кв.м.

Технология применения листовых материалов для коррозийной защиты бетона

Установка материала на основание реализуется в несколько этапов.

Ход работ:

• проводится раскрой материала в соответствии с формой и размерами основания;
• между листами и основанием оставляют отступ, в который заливается бетон. Эта операция замонолитит анкерные крепления;
• стыки между листами свариваются. Шов будет герметичным, прочным, как и основа.

Технология устройства защиты от коррозии лакокрасочными составами

Материал наносят на сухие, чистые основания. Лучше всего привлечь очистку механическим способом до st 3. Это обеспечит требуемую термостойкость и адгезию. Если на бетоне присутствует старое ненарушенное покрытие, можно работать по нему.

Лакокрасочные составы поставляются готовыми к употреблению. Если требуется довести эмаль до рабочей вязкости, используют толуол, ксилол. Степень разбавления может достигать 30-80%. Перед нанесением материал перемешивается строительным миксером, после чего измеряется вязкость.

Краска может наноситься безвоздушным или пневматическим распылением, кистью или валиками. Если применяется первый вариант, диаметр сопла должен составлять 1.8-2.5 мм. Расстояние до основания – 200-300 мм. Бетон окрашивается в 3 слоя. Средний расход – 200-300 г/кв.м.

Технология нанесения пропиток

Когда искусственный камень подвержен действию концентрированных минеральных кислот (азотная, серная, соляная), требуется действовать по другой схеме. Подготовка поверхности остается типичной. Для грунтования применяют составы, основанные на ненасыщенных полиэфирах (таких полно у зарубежных производителей, например, у бренда SCHOMBUNG, Steuler). Их наносят в 2 слоя с расходом 350 г/кв.м.

Далее реализуется обсыпка основания кварцевым песком, фракции 0.5-1.0 мм с расходом 1 кг/кв.м. Затем реализуется плотная основа – композиция на основе полиуретана. Толщина слоя – 3 мм, с расходом 3 кг/кв.м. В качестве финишной отделки можно использовать кислотостойкие плиты в паре с кислотостойким клеем на основе жидкого стекла.

Технология нанесения мастик

Если мастика напыляемая, она наносится аппаратами безвоздушного распыления со средним расходом 4.5-5.5. кг/кв.м.

Все остальные разновидности наносятся, согласно следующим принципам:

• в работу берут кисти или валики. Материал наносят в 2 рабочих подхода;
• соблюдается время послойного высыхания. Фактические рекомендации зависят от производителя, но, как правило, это время составляет около 5 ч;
• для обработки швов применяют ленты-герметики, геотекстиль. В последнем случае материал утапливается в 1 слое мастики;
• после высыхания поверхности можно приступать к прочим работам.

Техника безопасности

Все работы по бетону проводятся с учетом норм техники безопасности. Если предстоит наружная обработка, действуют в сухую погоду.

В соответствии со строительными нормами и правилами, на объекте соблюдают правила работы с электрическим оборудованием, нормы производственной санитарии, предписания по утилизации материалов и нормы пожарной безопасности.

К реализации работ допускаются лица не моложе 18 лет. Рабочие должны быть снащены средствами индивидуальной защиты и спецодеждой, необходим инструктаж по пользованию и безопасной эксплуатации оборудования. Место ведения работ должно быть оборудовано огнетушителями, ящиками с песком, водой.

Стоимость защиты бетона от коррозии

Средняя цена защитно-восстановительных работ по бетону начинается от 1.5 т.р/кв.м., включая предварительную подготовку оснований.

Стоимость материалов складывается так:

• добавки-модификаторы для объемной защиты бетона – от 82 р/кг;
• мастики – от 300 т.р./кг;
• уплотняющие пропитки – от 200 р/л;
• лакокрасочные составы – от 309 р/кг;
• рулонные материалы – от 89 р/м.п.

Выводы

Современные добавки в бетон организуют надежную объемную защиту от коррозии. Можно сказать, что супер- и гиперпластификаторы – это системы комплексного действия. Даже небольшое количество добавки работает на существенное снижение водоцементного соотношения, что повышает трещиностойкость, морозостойкость, плотность, химическую устойчивость и ряд прочих характеристик. Комбинация компонентов присадок часто направлена на синергизм, что есть взаимное усиление действия друг друга, что эффективно в плане достижения защиты от коррозии и работает на достижение определенных свойств.

Если говорить об оклеечной изоляции, то лучше обратить внимание на современные полимерные листовые материалы на основе высокопрочного, плотного полиэтилена. Такой подход позволяет добиться оптимального результата. Полимер даст защиту от химической агрессии, что ликвидирует коррозийный износ, компенсирует абразивный износ как на старых, так и на новых основаниях. Кроме того, это оптимальное решение для восстановления полностью изношенных конструкций. Плюс, такой метод защиты позволяет сэкономить.

Мастики, краски и пропитки могут использоваться для внутренних и наружных работ. Такие материалы характеризуются более высоким уровнем адгезии, в чем выигрывают у рулонных и листовых аналогов. Готовая система обеспечивает стойкость к химическим и механическим нагрузкам.

Технологические подробности защиты бетона от коррозии показаны в видео: