В зависимости от областей применения и условий эксплуатации готовых инженерных сооружений, бетоны должны обладать различными свойствами.
С помощью специальных добавок специалисты успешно влияют на такие характеристики бетонов, как скорость схватывания и набора прочности, морозостойкость, устойчивость к воздействию агрессивной внешней среды.
Защита арматурных стержней, внедренных в бетон из портландцемента, от разрушительного влияния коррозии остается для специалистов одной из актуальных задач.
Альтернатива хлоридам
Еще сравнительно недавно одним из наиболее широко применяемых ускорителей схватывания бетонов оставался хлорид кальция. Однако подобные добавки обладают и негативным побочным эффектом – провоцированием процесса коррозии металлической арматуры. Поэтому перед специалистами встала задача разработки эффективных ускоряющих добавок, не содержащих хлориды.
В результате исследований свойств различных солей в качестве ускорителей схватывания удалось определить, что формиат кальция и нитрат кальция, как и хлорид кальция обладают «ускоряющими» качествами, выступая при этом еще и весьма эффективными замедлителями коррозийных процессов в металлах, помещенных в бетон. Например, добавление в бетон 50-процентного раствора нитрата кальция технического качества (не содержащего аммоний) дает сокращение сроков схватывания, которое пропорционально дозировке вплоть до полпроцента от массы цемента.
Норвежские специалисты выяснили, что нитрат кальция нейтрализует замедляющее действие различных пластификаторов и суперпластификаторов. Поэтому его можно использовать для увеличения скорости твердения даже при установке стержней для гравитационного фундамента нефтедобывающих платформ в Северном море. Эффективность ускоряющего действия нитрата кальция подробно анализировалась и в зависимости от различных типов портландцементов. Наилучшие результаты были получены при использовании высокопрочного цемента.
Влиять на свойства бетонов можно не только на стадии его изготовления, но и в уже готовых конструкциях. Например, с целью повышения их эксплуатационных качеств путем ликвидации возможных пор и микротрещин, попадая в которые агрессивная среда постепенно может привести к разрушению бетона. Особенно это актуально в случае с возведением и использованием фундаментов, несущих и ограждающих конструкций, испытывающих воздействие внешней среды.
Для защиты от разрушающего эффекта грунтовых вод, а также воздуха высокой влажности широкое распространение получили специальные гидроизоляционные составы проникающего действия. Как правило, они состоят из высокомарочного портландцемента, кварцевого песка определенной фракции и модифицированных химических добавок. Активные составляющие таких добавок распространяются в порах бетона. В результате происходящих в бетоне химических реакций образуются нерастворимые кристаллы, которые практически полностью заполняют пустоты, поры и микротрещины. В результате удается предотвратить проникновение воды в поры бетонной конструкции. При этом в большой степени сохраняется ее воздухо- и паропроницаемость, что весьма важно для обеспечения достойного микроклимата в жилых и производственных помещениях здания.
ЛеЧебный эффект
Одновременно с гидроизоляционным эффектом, обеспечивается и решение ряда других задач. На поверхности бетона образуется высокопрочное покрытие толщиной 2-3 миллиметра, которое предотвращает процесс вымывания активных веществ даже при значительном напоре воды. Кроме того, при возникновении нового контакта с водой в процессе эксплуатации конструкции, процесс кристаллизации в порах и капиллярах бетона возобновляется. В результате «залечивающий» эффект по уплотнению материала развивается дальше в глубину. Кроме того, этот же процесс обуславливает и такое свойство материала, как «самозалечивание» микротрещин. Подобные составы образуют единое целое с обрабатываемым материалом. Они хорошо зарекомендовали себя в качестве внутренней гидроизоляции сооружений заглубленного или полузаглубленного типа из бетона, железобетона и других каменных материалов. Среди таких объектов можно упомянуть, например, овощехранилища, подвалы зданий, гаражи, тоннели, шахты, канализационные сооружения, а также бассейны, емкости и плотины. Собственно, те инженерные сооружения, которые в процессе своей службы вынуждены сталкиваться с постоянной инфильтрацией грунтовых вод. Использование таких гидрозащитных составов в заглубленных помещениях изнутри избавляет от необходимости демонтировать внешнее дорогостоящее гидроизоляционное покрытие. Кроме того, они одинаково технологичны и эффективны как при новом строительстве, так и при ремонте старых строительных конструкций.
При создании горизонтальных гидроизоляционных слоев в однородных плотных стенах такие составы обеспечивают практически полную непроницаемость для воды и других жидкостей при высоком гидростатическом давлении. Среди прочих полезных свойств, которыми обогащаются бетонные конструкции благодаря составам проникающего действия, специалисты отмечают морозостойкость, долговечность, пожаро- и взрывобезопасность, стойкость к агрессивным средам и ультрафиолету. При этом они высокотехнологичны и экологически безопасны. Обработанные поверхности можно облицовывать кафелем, окрашивать и оштукатуривать.
Таким образом, для защиты бетонных конструкций от воздействия воды и агрессивных сред специалисты рекомендуют использовать гидроизоляционные материалы на цементной основе. Например, состав Wascon, относящийся к группе таких материалов, характеризуется следующими технологическими и эксплуатационными свойствами. При проникновении на глубину порядка 100 миллиметров по всему фронту нанесения поверхности бетона, по истечении 28 суток обеспечивается степень адгезии не мене 2,0-2,4 МПа. Это позволяет выдерживать давление воды (как положительного, так и отрицательного вектора) величиной в 1 МПа.
С помощью состава удается ликвидировать протечки в бетоне при постоянном притоке воды. После обработки бетон демонстрирует стойкость к агрессивным средам, например, таким, как минеральные соли, щелочи, нефтепродукты. При этом обработанная бетонная поверхность наряду с водопроницаемостью сохраняет свойства паро- и газопроницаемости. Материал прост в использовании – перед нанесением (выполнение работ может быть как ручным, так и механизированным) достаточно ограничиться зачисткой обрабатываемой поверхности для открытия капиллярных пор и лучшего увлажнения. Гидроизоляция может проводиться изнутри, без проведения дорогостоящих работ по демонтажу и восстановлению внешней гидроизоляции. Материал нетоксичен, не содержит растворителей, не выделяет испарений, радиоактивно безопасен, поэтому допущен к применению на питьевых водозаборах и водоемах.
Андрей Мельников (по данным компаний «ГРОССТРОЙ», «Гидромон»)