Выцветы на поверхности бетонных изделий и защита бетона от выцветания

0
48

Выцветы и высолы на поверхности строительных материалов и конструкций (бетона, керамики, штукатурных поверхностей и т.п.) стали, чуть ли не обыденной неприятностью. В особенности это касается цветных мелкоштучных изделий: тротуарной плитки, облицовочных фасадных. Выцветы бетона принято подразделять на первичные и вторичные. Первичные проявляются уже при твердении бетона, вторичные — при его старении под действием атмосферных факторов.
Первичные выцветания.
Свежеуложенный бетон пронизан системой капиллярных пор, заполненных водным раствором продуктов гидратации цемента, главным образом гидроксида кальция. В обычном случае по мере твердения устьях пор, вступает в реакцию с углекислым газом окружающего. Из-за этого концентрация гидроксида кальция в устье поры становится ниже, чем в ее объеме. Это вызывает постоянный массоперенос гидроксида из объема на поверхность материала. Постепенно капилляры заполняются карбонатом кальция, и процесс замедляется, а затем и совсем останавливается. Когда поверхность бетона или хотя бы какой-либо ее участок покрыт пленкой воды, гидроксид кальция может распространиться по всей поверхности, а затем образовать налет карбоната кальция, нерастворимый в воде. В этом случае может появиться первичное выцветание бетона. Нерастворимость карбоната кальция предопределяет «самоторможение» химического процесса. Время, в течение которого возможно проявление первичного выцветания, можно определить путем простого испытания, налив немного воды на поверхность твердеющего бетона. Если бетон склонен к выцветанию, то вскоре можно увидеть белый налет карбоната кальция по краям высыхающей лужицы. Если такое испытание провести позже чем через восемь часов твердения бетона на воздухе, то налета не образуется, так как к этому времени устья пор уже закупорены карбонатом кальция. Подтверждением этой гипотезы служит тест на бетоне, твердеющем в атмосфере азота. Отсутствие белого налета в таком случае — результат, подтверждающий карбонатную природу явления и указывающий на связь скорости выцветания с содержанием углекислого газа в воздухе.
Вторичные выцветания.
Вторичное выцветание проявляется при атмосферном старении бетона даже в том случае, если бетон нормально затвердел и «испытание смачиванием» дает отрицательный результат. Внешне это проявляется как общее осветление поверхности бетона. Есть основания считать, что причиной вторичного процесса является продолжение процессов гидратации компонентов цемента в отвердевшем материале. В частности, об этом говорит тот факт, что вторичное выцветание имеет место до тех пор, пока продолжается рост прочности бетона. Наблюдения показали, что выцветание бетонных плиток может проявляться в течение года после изготовления изделий. Затем налет постепенно смывается, и примерно через год плитки самоочищаются и восстанавливают свой первоначальный цвет. Размывание налета объясняется медленным превращением карбоната в бикарбонат, более растворимый в воде. Сроки восстановления цвета плиток зависят от климата в данной местности. При засушливом климате вторичное выцветание сохраняется дольше. Однако затяжные дожди, постоянно смывающие гидрооксид кальция с поверхности бетона, лишь затягивают процесс выцветания. Повторное проявление вторичного выцветания после естественного исчезновения налета случается крайне редко. Методы, соответствующие методы и методики. Один из простейших — уже описанное «испытание смачиванием». Он дает хорошее представление о том, что может произойти с изделием при конденсации влаги в пропарочной камере, и характеризует первичное выцветание. Для того чтобы смоделировать вторичное выцветание в условиях хранения бетонных изделий на заводском дворе или на стройплощадке, можно периодически (дважды в день) опрыскивать стопку плиток дистиллированной водой в течение 30 минут. Вторичные выцветы отмечались на плитках в местах их соприкосновения друг с другом, где вода долго не высыхала. Верхний слой плиток высыхал достаточно быстро и не был подвержен выцветанию. Эти испытания показывают как надо, а точнее — «как не надо» хранить бетонные изделия. Количественную оценку вторичного выцветания можно проводить, измеряя яркость поверхности фотометром.

ЧИТАТЬ ТАКЖЕ:  Методы прогревания монолитного бетона

 Факторы, влияющие на выцветание.

Основной причиной, можно сказать, первопричиной появления выцветов является наличие гидрооксида кальция Са(ОН)2 в цементном камне. Чтобы выцветы появились на поверхности бетона, Са(ОН)2 должен мигрировать из объема цементного камня на эту поверхность. Для этого необходимы пути миграции — капилляры и силы, побуждающие к миграции — разность концентраций Са(ОН)2 в жидкой фазе на поверхности и в объеме материала; и, наконец, нужна эта жидкая фаза. Разберем эти факторы по порядку. Портландцемент и другие виды цемента на основе портландцементного клинкера в процессе гидратации образуют довольно большое количество Са(ОН)2: до 15% от массы цемента, т.е. до 100 кг в 1 м3 бетона. Простейшая рекомендация в этом случае для предотвращения выцветов: использование цементов с пониженным содержанием трех кальциевого силиката (элита). Но такие цементы характеризуются низкой скоростью твердения и пониженной маркой. Другой вариант уменьшения количества Са(ОН)2 — использование добавок, способных связывать его, например активных кремнеземистых добавок. Однако доступные и дешевые добавки, такие как пуццолана или золы ТЭС, в реальные сроки проявляют себя в должной степени только при интенсивной тепловлажностной обработке, в основном при автоклавировании. Кроме того, введение добавок в количествах, достаточных для связывания всего Са(ОН), понизит скорость твердения бетона и скажется на его стоимости. При оценке эффективности этого пути следует учитывать, что «выцветы»- явление поверхностное, поэтому подавляющая доля Са(ОН)2 не принимает участия в рассматриваемом процессе, т.е. остается «запертой> в бетоне. Другим необходимым условием образования выцветов является наличие капилляров, по которым жидкая фаза цементного камня с растворенным в ней Са(ОН)2 выносится на поверхность изделия. Возможных причин образования капиллярных пор в затвердевшей цементнопесчаной смеси (растворной части бетона) по крайней две: неправильно выбранное соотношение «песок-цементное тесто» и состав самого цементного теста. Чтобы в затвердевшем бетоне не образовывалась система сообщающихся микропустот, по которым может мигрировать жидкая фаза, необходимо обеспечивать достаточное количество цементного теста по отношению к песку. Это — известная задача в технологии бетона, для успешного решения которой необходимо применять пески с оптимальным зерновым составом и с невысокой удельной поверхностью. Капиллярные поры в самом цементном камне — неизбежная плата за избыточное содержание воды. Чем ниже водосодержание, тем ниже капиллярная пористость бетона. Ориентировочно ее можно подсчитать по формуле, предложенной Г.И. Горчаковым:
Пк=(В-CoЦ)*10%,
где
В — расход воды на 1 м3 бетона, кг;
Ц — расход цемента на 1 м3 бетона, кг;
Cо — доля химически связанной воды в частях от массы цемента (обычно о> =0,15-0,2).
Для снижения капиллярной пористости с помощью уменьшения водосодержания смеси при обеспечении плотной ее укладки используют два пути:
• применение суперпластификаторов в сочетании с вибролитьевой технологией;
• применение интенсивного уплотнения методом вибропрессования.
Но в любом из этих случаев технология не защищает от образования капиллярных пор: их будет меньше или больше, но они будут. Условия твердения бетонных изделий так же влияют на появление выцветов. Главнейшие факторы в этом случае — СО., воздуха и возможность конденсации влаги на поверхности изделий. Влияние влаги на поверхности твердеющих изделий уже было рассмотрено. В случае если поверхность изделий сухая, а в воздухе есть достаточное количество СО2, происходит карбонизация поверхностного слоя изделий. При этом Са(ОН)2, растворенный в жидкости, заполняющей поры, переходит в нерастворимый карбонат кальция — СаСО2. Все это происходит не в устьях пор, а внутри капилляров. Карбонат кальция кольматирует поры, повышая водонепроницаемость бетона, но, не изменяя его цвета. Для интенсификации этого процесса можно использовать принудительную подачу углекислого газа в камеры твердения. Источником воздуха, обогащенного углекислым газом, могут быть отходящие газы из котельной. В подаваемую смесь целесообразно вводить водяной пар. Этот прием использован в технологии Джонсон (США).
Защитная пропитка поверхности бетона

ЧИТАТЬ ТАКЖЕ:  Строительство по брендбуку

Возможны два варианта пропитки поверхности бетонных изделий: силиконовыми составами или бесцветными водоразбавляемыми акриловыми дисперсиями. Пропитка силиконами оказалась не очень эффективной в отношении предотвращения выцветания. Предотвращая попадание жидкой воды внутрь бетона, силикон практически не влияет на поступление в поры бетона водяного пара, который может там конденсироваться. Покрытие бетона акриловыми дисперсиями создает на его поверхности прозрачную пленку, которая закрывает поры бетона и предотвращает выделение карбоната кальция на поверхности. Малая толщина покрытия ограничивает срок его службы 1-2 годами. Но этого вполне достаточно, так как белый налет обычно образуется в первые два года. Интересно отметить, что благодаря газопроницаемости пленки, поверхностный слой бетона под ней карбонизируется по описанной ранее схеме. Это служит гарантией от последующих выцветов. Заключение.
Выцветание поверхности бетонных изделий — процесс многофакторный, и борьба с ним достаточно трудна. Однако можно создать условия, сводящие его к минимуму:
1. Бетон должен иметь минимально возможную пористость и водопроницаемость.
2. При твердении изделий желательно обеспечить доступ углекислого газа к их поверхности.
3. В процессе твердения и при последующей выдержке на заводе- изготовителе необходимо защищать поверхность изделий от попадания влаги. Со временем естественные процессы карбонизации понизят вероятность выцветания бетона в процессе эксплуатации.
4. Появление выцветов, возможно, предотвратить прозрачными поверхностными покрытиями из водных дисперсий акрилатов.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь