Что такое железнение цементных покрытий: Железнение цементных покрытий — что это такое: расценки, технология, фото и видео

Железнение цементных покрытий — что это такое: расценки, технология, фото и видео

Главная » Строительство » Стяжка

Стяжка

Автор Георгий Русиев На чтение 3 мин Просмотров 725 Опубликовано 23.02.2015

В результате эксплуатации бетонные конструкции подвергаются различного типа воздействиям: механическим, химическим, тепловым. Негативно влияют на характеристики состава и перепады температур, прямые солнечные лучи, систематический контакт с водой. Для защиты, повышения прочности и продления срока службы используют метод железнения. Его суть заключается в нанесении дополнительного слоя сухого цемента или специальной смеси.

Данная технология позволяет добиться:

• увеличения прочности, твердости и плотности;
• повышения устойчивости к неблагоприятным природным факторам: воздействию воды, ветра, ультрафиолетовых лучей;
• выравнивания, гладкости.

Метод железнения предназначен для придания материалу дополнительных свойств. Он не используется для исправления результата некачественной укладки бетона.

Упрочняющие составы

Железнение бетонного покрытия может проводиться чистым цементом или смесью на его основе. В нее добавляют алюминат натрия (для повышения влагостойкости), жидкое стекло (для улучшения эстетического параметра), минеральные наполнители (для твердости) и другие компоненты, наделяющие материал определенными качествами.

Смесь подбирается в зависимости от предъявляемых требований к покрытию и предполагаемых нагрузок. Возможно добавление красящих пигментов, которые придают декоративные свойства.

Описание технологий

Железнение цементных покрытий проводится сухим и мокрым способами, а также путем использования специальных пропиток.

1. Сухой метод.

Этот способ применяется для обработки горизонтальных плоскостей. К железнению бетона цементом своими руками приступают, не дожидаясь полного его затвердевания. Свежеуложенное покрытие можно предварительно обработать грунтовкой. При помощи специального сита, ударяя по нему, необходимо рассыпать состав. Толщина полученного слоя не должна превышать 2 мм.

После его следует уплотнить и оставить на некоторое время. Когда порошок пропитается влагой от свежего бетона, нужно тщательно выровнять его шпателем, лопаткой или штукатурной кельмой. Гладкую поверхность оставить до полного затвердевания.

2. Мокрый.

По этой технологии железнения проводится укрепление горизонтальных и вертикальных плоскостей, она подходит для обработки стен и фасадов. Предварительно необходимо подготовить состав, он должен иметь тестообразную консистенцию. Наносить его следует на свежее, слегка подсохшее бетонное основание толщиной 2-3 мм. Путем тщательного выравнивания нужно добиться необходимой гладкости. Для добавления декоративных свойств поверх упрочняющего слоя можно нанести полимерное покрытие.

3. Специальные пропитки.

Железнение пропитками для бетона считается качественным, но более дорогим методом. Его специфика заключается в наполнении материала полимером. Укрепляющие компоненты проникают в цементную смесь на глубину нескольких миллиметров, заполняя все поры и микротрещины, создавая защитное покрытие.

Проводить работы по данной технологии разрешается при отрицательных температурах. Наносить пропитку следует на хорошо выравненное, твердое, но еще влажное бетонное основание. Для придания поверхности эстетической составляющей можно выбрать цвет закрепителя.

Цена железнения

Стоимость осталивания покрытий формируется из суммы затрат на приобретение сухого или жидкого варианта и оплаты услуг, если работы будут выполнять профессионалы. Закрепители можно приобрести в готовом виде или изготовить самостоятельно путем смешения цемента и дополнительных компонентов.

В таблице приведены средние расценки в Москве. Нормы расхода варьируются в зависимости от предполагаемой степени износостойкости покрытия. Для расчета можно взять средние значения: на 1 м2 требуется 5 кг сухого продукта для железнения и 0,2-0,35 л пропитки. Ориентировочная стоимость работ – 400-800 руб/м2.

Как выполнить железнение цементных покрытий: технологии рабочих процессов

К сожалению, даже развитые строительные технологии пока не в состоянии предоставить материалы, которые могут продолжительное время выдерживать нагрузки, не теряя своих качеств. Данный фактор относится и к изделиям из бетона, которые систематически находятся под воздействием не только физико-механических напряжений, но и атмосферных явлений. Есть ли способы улучшить характеристики конструкций из цемента?

Содержание

• 1 Базовые сведения
• 2 Методы железнения цементных покрытий: суть процесса
  • 2.1 Сухой метод
  • 2.2 Мокрый метод
• 3 Работа с полиуретановой пропиткой
• 4 Применение смеси на основе жидкого стекла

Базовые сведения

По сути технология железнения цементных покрытий способствует защите элементов строительства от внешнего воздействия и продлевает их эксплуатационный срок службы. Методика позволяет не только сделать поверхность ровной и гладкой, но и избавиться от последствий нарушения технологических этапов приготовления бетона.

Например, недостаточное количество портландцемента или излишки воды в готовых смесях, элементарно могут привести к образованию микропустот и трещин. Все это в итоге скажется на гидроизоляционных параметрах стяжки. Процесс железнения дает возможность уплотнить ее верхний слой и вместе с тем повысить качественные характеристики конструкции:

• Износостойкость и ударопрочность.
• Водонепроницаемость.
• Добиться ровной плоскости.
• Сократить ломкость и расслаивание бетона и штукатурки.

Выполнение работ на небольших площадях с цементно-песчаной стяжкой вполне доступно для самостоятельной реализации. Объекты покрупнее уже потребуют применения специальной техники.

Методы железнения цементных покрытий: суть процесса

Для укрепления поверхностей из бетона существуют специальные составы, которые включают следующие компоненты:

• Портландцемент.
• Раствор силикатов натрия и калия.
• Гранитный наполнитель.
• Алюминат натрия.
• Химические добавки.

Эти материалы гарантируют эффективную обработку, но по некоторым методикам железнение готовых цементных покрытий выполняется обычным портландцементом. В зависимости от техники проведения работ различают два способа:

1. Сухой.
2. Мокрый.

Первый метод применим только на горизонтальных плоскостях, второй – на любых. К мокрому способу также можно отнести обработку полиуретановыми пропитками и жидким стеклом.

Сухой метод

Применяется только после частичного (3-6 часов) схватывания поверхности. Технология состоит из выполнения следующих пунктов:

• нанести через сито на горизонтальную плоскость сухой цемент слоем 2-3 мм;
• дать цементу пропитаться влагой;
• втереть кельмой состав в бетон.

После проведения работ поверхность должна высохнуть. При этом в течение первых трех дней следует аккуратно ее увлажнять. По прошествии двух недель желательно дополнительно покрыть готовую плоскость полимерным составом.

Мокрый метод

Для его реализации применяется состав, состоящий из песка и портландцемента в соотношении 1:1. Чаще всего используется цемент марки М400 или М500. В целях добавления пластичности в смесь добавляют известковое тесто – 10% от массы цемента и тщательно перемешивают.

Проверенная технология процесса железнения цементного покрытия мокрым способом предусматривает, что готовый раствор наносится на влажную стяжку и затирается. После застывания слоя, его также нужно обработать препаратами на полимерной основе.

Работа с полиуретановой пропиткой

Процесс нанесения готового полиуретанового состава не представляет особой сложности, его реализация доступна даже для начинающего строителя:

• На выровненную влажную поверхность нанести полимерный раствор.
• Распределить смесь по всей плоскости и втереть ее в тело бетона.

Добиться большей эффективности можно при помощи затирочной машины, которую предоставит любой прокатный пункт строительного инструмента. После застывания образуется прочный защитный слой, который имеет глубину проникновения до 5 мм.

Применение смеси на основе жидкого стекла

Силикатный клей, а именно так называют в народе жидкое стекло, при смешивании с определенным количеством портландцемента, сокращает сроки его затвердевания. Однако некоторые профессионалы ставят под сомнение гидроизоляционные параметры конструкции. Поэтому грамотным решение будет дополнительная обработка полимерами.

Традиционно мастера разбавляют жидкое стекло и цемент в соотношении 1:10. Этим же раствором можно восстановить старые покрытия, тем самым избавиться от трещин и сколов.

Химия бетона и защитные покрытия

Abstract

Бетон является широко используемым и универсальным строительным материалом, но в некоторых случаях использование полимерных покрытий или добавок может значительно улучшить долговечность, адгезию или внешний вид. Неправильная подготовка подложки или ошибки в выборе покрытий могут привести к широко распространенному (и дорогостоящему) разрушению покрытия. В этой статье представлены основные сведения о химии цемента, использовании полимерных добавок и покрытий, а также о возможных режимах разрушения покрытий на бетоне. Обсуждаются несколько различных покрытий для бетона, а также основные преимущества и недостатки различных химических составов.

Введение

Бетон является наиболее широко используемым строительным материалом, поскольку он обладает многими уникальными свойствами, которые делают его идеальным для использования в строительных работах. На строительной площадке ему можно придать различную форму, он очень прочен и требует минимального обслуживания, чтобы выдерживать УФ-излучение, плесень или насекомых. Бетон негорюч и относительно недорог по сравнению с другими строительными материалами. Это также особенно прочный строительный материал с высокой прочностью на сжатие.

Прочность бетона на сжатие нарастает медленно с течением времени и может продолжать увеличиваться до тех пор, пока присутствует непрореагировавший цемент и вода. Для достижения максимальной прочности необходимы три фактора: правильное сочетание ингредиентов, правильный метод укладки бетона и правильное отверждение. Если какой-либо из этих факторов не будет выполнен правильно, то прочность бетона может быть на целых 50% ниже ожидаемой. Кроме того, бетон может потерять прочность из-за химического воздействия. Многие из этих недостатков можно устранить, изменив рецептуру бетона, чтобы уменьшить пористость отвержденного бетона, или используя полимерные покрытия или добавки, которые могут улучшить отверждение и/или защитить от химического воздействия.

Состав бетона

Бетон состоит из цемента, воды и заполнителя. Заполнитель — это песок и гравий, используемые в бетоне, составляющие от 60 до 75% бетона. Подобно пигментам-наполнителям, используемым в красках, заполнитель является относительно дешевым ингредиентом (по сравнению с цементом) и снижает стоимость бетона. Используются как мелкий заполнитель (обычно песок, но может быть и дробленая порода с размером частиц менее 3/8 дюйма), так и крупный заполнитель (обычно гравий с размером частиц менее 1,5 дюйма). Заполнитель играет важную роль в предотвращении усадки пасты, окружающей заполнитель, во время сушки, которая может вызвать растрескивание. Подобно концепции ПВХ в краске, чем больше размер заполнителя и чем более округлый заполнитель, тем меньше требуется цемента и воды, поскольку требуется больше цементной пасты для покрытия площади поверхности меньшего или более угловатого заполнителя.

Цемент – искусственный материал и самый дорогостоящий компонент бетона, но, поскольку он обычно составляет лишь около 15% смеси, общая стоимость бетона низкая. Цемент образуется в процессе высокотемпературного обжига, во время которого минералы, такие как глина, железная руда, песок и известняк, частично расплавляются и рекомбинируются при температуре до 2700 ° F в больших печах, достаточно широких, чтобы вместить автомобиль, и длиной до 40-этажного здания. . Во время стадии предварительного нагрева при 900°F карбонат кальция превращается в оксид кальция (известь), а диоксид углерода удаляется. Когда температура медленно повышается до 1500°F, фазы алюмината и феррита плавятся, и часть оксида кальция вступает в реакцию с оксидом кремнезема с образованием минерала силиката кальция, называемого белитом. По мере дальнейшего повышения температуры до 2700 ° F большая часть белита превращается в более реакционноспособную форму силиката кальция, называемую алитом, который является ключом к ранней прочности портландцемента. Силикаты быстро охлаждаются с образованием серых комков размером с мяч для софтбола, называемых «клинкером», которые измельчаются с образованием частиц субмикронного размера. Процесс высокотемпературного обжига приводит к получению частиц цемента, растворимых и нестабильных при комнатной температуре, когда они становятся влажными. В процессе гидратации частицы цемента образуют пасту, которая окружает заполнители. Этот процесс включает растворение частиц цемента в воде с последующим осаждением гидратов (которые образуют пасту) из перенасыщенного раствора.

Осажденные гидраты не являются теми же материалами, которые сначала растворились. С осадками связана вода, которая образует гидраты. Некоторые из этих гидратов больше по объему, чем сухие частицы цемента, и они продолжают образовываться и занимать пространство, которое было занято свободной водой в бетоне. Кроме того, осадки более энергетически выгодны, чем цемент, и в результате происходит выделение тепла – теплоты гидратации, – которое может ускорить реакцию гидратации.

Хотя цемент относительно дорог, общее количество цемента в бетоне может быть уменьшено за счет добавления некоторых переработанных и недорогих ингредиентов, таких как летучая зола, образующаяся на угольных электростанциях. Летучая зола обладает пуццолановой активностью (при тонком измельчении она реагирует с водой и кальцием из извести с образованием соединения с вяжущими свойствами) и может снизить количество дорогого цемента в смеси до 30%. Летучая зола образуется при сжигании угля при температуре 2700°F – это мелкодисперсное алюмосиликатное стекло, которое уносится дымовыми газами и собирается электростатически. Поскольку частицы плавятся и преобразуются в газовой фазе, они имеют сферическую форму. Форма и состав во многом определяют полезные свойства летучей золы, привносимые в бетон. Из-за сферической формы летучая зола может уменьшить количество воды, необходимой для хорошей удобоукладываемости, что способствует более высокой прочности при отверждении. летучая зола может значительно уменьшить выделяемое тепло. Однако наиболее важно то, что летучая зола также заменяет часть дорогого цемента (обычно до 30%), что снижает стоимость бетона, а также улучшает его характеристики. Однако есть один существенный недостаток. Растворимость летучей золы меньше, чем у некоторых других компонентов бетона, и она реагирует медленнее. В результате летучая зола значительно замедляет время отверждения бетона, а это означает, что подрядчикам приходится дольше ждать, чтобы закончить работу. Несмотря на этот недостаток, общие преимущества летучей золы достаточно значительны, чтобы она широко использовалась в бетоне.

Количество воды также играет ключевую роль в свойствах бетона. Прочность бетона в значительной степени зависит от количества воды по отношению к цементу (соотношение В/Ц).

Однако этот баланс имеет оптимальное соотношение вода/цемент. Для образования гидратов и достижения максимальной прочности бетона должна присутствовать свободная вода. Хотя вода необходима для образования гидратов, слишком много воды может снизить прочность, поскольку может создавать незаполненные пустоты в бетоне. Существует определенное количество воды, которое требуется для образования гидратов силиката кальция, но для того, чтобы сделать бетон пригодным для обработки, требуется дополнительное количество воды. Слишком мало воды даст смесь, которую трудно выливать и работать; если его сложно уплотнить, то и прочность будет ниже из-за воздушных пустот. Качественный бетон производится с использованием как можно меньшего количества воды, но при этом сохраняется достаточное количество воды для хорошей удобоукладываемости. Если на строительной площадке добавить слишком много воды, чтобы облегчить работу с бетоном при заливке, в бетоне появятся пустоты, которые не заполняются гидратами, и прочность будет ниже.

Компоненты цемента

Чтобы понять образование гидратов, которые являются ключом к прочности бетона, нам нужно рассмотреть различные компоненты цемента по отдельности, хотя фактические реакции приводят к смешанному продукту каждого из следующих химических веществ. Химики цемента используют другие обозначения для описания материалов.

Алит

Алит является наиболее распространенным минералом в портландцементе и составляет 40-60% от общего количества. Именно реакция гидратации алита водой придает бетону первоначальную прочность. Алит может образовывать несколько кристаллических структур, однако при быстром охлаждении после прокаливания он образует неуклюжую структуру, в которой кальций и кислород плохо сочетаются друг с другом в кристаллической матрице. Это придает алиту его высокую реакционную способность и растворимость. Алит быстро растворяется в водной фазе и после перенасыщения раствора выпадает в осадок в виде геля гидрата силиката кальция (C-S-H).1

Образующийся гель гидрата C-S-H не является прочным по своей природе, но он образует слой вокруг других частиц в бетоне, который связывает отдельные частицы вместе. Когда гель CSH формируется, он содержит миллионы крошечных заполненных водой пустот в матрице геля (намного меньше, чем заполненные водой поры в бетоне). Этот гель CSH с микропорами имеет гораздо больший объем, чем исходные частицы силиката оксида трикальция. В результате гель CSH расширяется наружу и инкапсулирует другие частицы заполнителя в бетоне. Это приводит к тому, что бетон схватывается и в конечном итоге затвердевает до прочного твердого состояния. Во время этого процесса заполненные водой капиллярные поры в бетоне сужаются или закрываются. Это уменьшение объема пор снижает проницаемость бетона.

Гидроксид кальция (портландит), который образуется во время этой реакции гидратации, лишь незначительно увеличивает прочность бетона. Вступает в реакцию с жидкой водой, способствует закрытию пор и образует отдельные кристаллы, устойчивые к усадке при высыхании. Однако CH растворяется в воде, и если бетон подвергается воздействию пресной воды, CH выщелачивается, что приводит к увеличению пор.

Белит

Белит — это название силиката оксида кальция, который также присутствует в цементе после обжига. Он образуется при более низких температурах, чем алит, а ранний бетон (созданный в печах с более низкой температурой) был почти исключительно белитом. Белит гораздо менее растворим, чем алит, и реагирует не так быстро. Из-за более медленной скорости гидратации белит мало влияет на начальную прочность бетона, но со временем он накапливается и вносит основной вклад в зрелую прочность бетона.

Алюминат и феррит

Портландцемент также содержит трехкальциевый алюминат и четырехкальциевый глиноземный феррит. Они необходимы для образования жидкой фазы в процессе прокаливания, поскольку они плавятся при более низких температурах; жидкость из расплавленных алюминатов удерживает твердые частицы белита, поскольку они медленно превращаются в более реакционноспособный алит. Алюминат кальция так же растворим, как C3S, и быстро реагирует с образованием минерала, называемого гидрогранатом.

Эта реакция высвобождает так много тепла, что, если бы ей позволили произойти, бетон застыл бы за считанные минуты, что слишком быстро для хорошей удобоукладываемости. Для предотвращения этого в цемент при измельчении клинкера добавляют небольшое количество гипса. Гипс также хорошо растворим, и сульфаты реагируют с алюминатами с образованием минерала эттрингита. Если весь сульфат вступает в реакцию раньше, чем весь C3A, то уровень ионов сульфата снижается, эттрингит становится нестабильным и подвергается второй реакции в течение нескольких часов с образованием моносульфата, который содержит меньше сульфата. Поскольку гипса недостаточно для полной реакции с C3A, в отвержденном бетоне редко присутствует эттрингит.

В ферритной фазе (C4AF) в цементе часть алюминия замещена железом. Он менее растворим, чем алюминат, и поэтому реагирует медленнее. И алюминатная, и ферритная фазы вносят свой вклад в теплоту гидратации и влияют на реологию затвердевающего бетона. Кроме того, продукты гидратации ферритной фазы могут вносить вклад в прочность бетона на сжатие.7

Индукционный период

После добавления воды наступает короткий период в несколько часов, в течение которого скорость гидратации почти прекращается. ; это называется индукционным периодом. Тот факт, что этот индукционный период существует, имеет решающее значение для успешного использования бетона. Это означает, что бетоновоз может быть заполнен и отправлен на строительную площадку, и еще есть достаточно времени для нанесения влажного бетона до того, как он схватится. Химики-бетонщики расходятся во мнениях относительно причины индукционного периода, однако наиболее распространенная теория состоит в том, что вокруг частиц цемента C3S и C3A образуется неустойчивый гель или (в случае алюминатной фазы) эттрингит. Этот неустойчивый гель препятствует дальнейшему растворению частиц цемента в поровом растворе, замедляя реакцию в первые несколько часов после смешивания. Со временем эти нестабильные гели превращаются в другие частицы, которые позволяют частицам цемента продолжать растворяться, снова ускоряя реакцию.

Реакции гидратации

Реакции гидратации будут продолжаться до тех пор, пока есть свободная вода, пространство в порах для роста гидратов и присутствуют негидратированные силикаты (ядро нерастворенных частиц цемента). Хотя большая часть гидратации происходит в первый месяц, реакции гидратации продолжаются в течение месяцев или лет. Однако разные компоненты бетона способствуют отверждению в разное время. Через 6-8 часов образуются эттрингит, гидроксид кальция и гель C-S-H, и пористость начинает падать по мере того, как гель образуется в порах, заполненных водой. Более медленно реагирующие разновидности феррита начинают реагировать только через несколько дней. Через пару дней концентрация эттрингита выравнивается, а затем падает по мере расходования гипса и образования моносульфата. 0003

Если бетон высохнет преждевременно, реакции гидратации прекратятся, и бетон больше не сможет набирать прочность. Кроме того, раннее высыхание может привести к растрескиванию под напряжением, так как бетон слегка усаживается по мере высыхания, что может создавать напряжения на поверхности (поскольку внутренняя часть бетона не высыхает с той же скоростью, что и внешняя). Если бетон можно поддерживать во влажном состоянии, прочность будет достаточной, чтобы бетон мог сопротивляться растрескиванию. В результате обычно пытаются ограничить потерю влаги и тепла из бетона на критических ранних стадиях отверждения — обычно в первые 6 дней после заливки. Есть несколько способов сделать это.

Одним из способов сохранения влажности бетонной поверхности является опрыскивание поверхности водой или пруд с водой на поверхности. Это недорого, хотя и требует значительного количества воды для замачивания поверхности в течение нескольких дней. Запотевание поверхности также может быть затруднено на вертикальных бетонных конструкциях, и вместо этого часто используются покрытия для замедления потери воды на этих конструкциях.

Наиболее распространенный метод поддержания влажности поверхности – использование полиэтиленовой пленки поверх влажной мешковины, однако этот метод может привести к ряду проблем. Также существует вероятность окрашивания бетона, если защитное покрытие нанесено неравномерно, и, если мешковина не остается влажной, она может впитывать воду из бетона, что приводит к растрескиванию. Если защитное покрытие не закреплено должным образом, ветер может проникнуть под него и поднять защитное покрытие, создавая аэродинамическую трубу и еще больше высушивая поверхность. В результате этот метод является несколько трудоемким с возможностью повреждения бетона.

Покрытия для бетона

Существует также несколько покрытий, которые можно использовать для замедления потери влаги и ускорения отверждения бетона. Это могут быть временные или постоянные покрытия.

Временные покрытия

Временные покрытия предназначены для сохранения влаги в бетоне в течение первой недели или около того, но затем разрушаются под воздействием УФ-излучения, истирания в результате дорожного движения или удаления с помощью специальных чистящих средств. Традиционно они представляли собой смолы каменноугольной смолы, но теперь чаще представляют собой углеводородные смолы и поставляются либо в растворителе, либо в виде эмульсии в воде. Покрытия обычно наносятся распылением после того, как испарится отводимая вода, но до того, как бетон успел высохнуть. Эти покрытия необходимо удалить, если на бетон после отверждения наносится покрытие, поскольку они могут препятствовать адгезии верхнего слоя. Поскольку они часто разлагаются неравномерно, часто используется механическое или химическое удаление.

Покрытия на основе восковой эмульсии (обычно парафиновые эмульсии или более дешевые эмульсии гача с некоторым количеством смолы) также являются временными покрытиями, используемыми для предотвращения потери воды. Хотя они эффективны для снижения потери влаги, они могут вызывать обесцвечивание при старении, и их также необходимо удалять, если позднее на бетон будет нанесено покрытие. Если их не удалить, они могут помешать адгезии верхних покрытий, которые наносятся позже.

Перманентные покрытия

Существуют также более перманентные покрытия, называемые покрытиями для отверждения и закрепления. Обычно это стирол-акриловые или акриловые эмульсии на водной основе, которые наносятся на влажный бетон, но затем образуют более прочную пленку на бетоне. Эти покрытия замедляют потерю влаги на ранних стадиях отверждения, но они также имеют некоторые преимущества в качестве герметиков.

Они могут защитить от пятен и уменьшить образование пыли при истирании пола. Кроме того, они могут обеспечить защиту от некоторых видов деградации, вызванных влагой и некоторыми солями. Вулканизационные и герметизирующие покрытия тестируются путем измерения потери веса воды на испытательном блоке с твердеющим бетоном с покрытием. ASTM C309 указывает потерю воды менее 0,55 кг/м2, а более строгий стандарт ASTM C1315 указывает менее 0,40 кг/м2 в течение 72 часов (в дополнение к стойкости к УФ-излучению и характеристикам отсутствия пожелтения). Специально разработанные стирол-акриловые материалы могут соответствовать требованиям ASTM C309. технические характеристики при относительно низкой стоимости, а акрилы часто используются в более прочных, не желтеющих отверждаемых и герметизирующих покрытиях, разработанных в соответствии с ASTM C1315, класс A.

Режимы отказа

бетон подвергается нескольким типам химического воздействия, которое может повредить поверхность или вызвать растрескивание. В большинстве случаев соли, попадающие в бетон с водой, могут вызывать его разрушение.

При наличии внешнего источника сульфат-ионов из грунтовых вод или воздействия морской воды эттрингит можно преобразовать из моносульфата. Это сложный процесс, потому что эттрингит имеет больший объем, чем моносульфат. Реакция экспансивной сульфатной атаки создает нагрузку на бетон и может привести к растрескиванию, потере связи между цементным тестом и заполнителем, что приводит к значительной потере прочности. Стойкость к сульфатному воздействию создается за счет использования низкого соотношения вода/цемент (более низкая пористость), использования микрокремнезема или посолана летучей золы или использования поверхностных покрытий. 8

Бетон также может разлагаться из-за щелочно-силикатной реакции (ASR) при неправильном выборе заполнителя. Некоторые силикатные минералы, используемые в качестве заполнителя, реагируют с натриевой или калиевой щелочью в условиях высокого pH с образованием продукта большего объема, который может создавать растягивающие напряжения в бетоне и вызывать растрескивание. В то время как щелочные металлы, натрий и калий, которые присутствуют в цементе, как правило, низки, внешние источники щелочи, такие как соли против обледенения или морская вода, могут привести к ASR. Уменьшение проникновения внешних щелочей через менее проницаемый бетон (более низкая водопроницаемость) или использование покрытий или герметиков может уменьшить потенциал для ASR.3

Ионы хлорида также могут быть серьезной проблемой в сталеармированном бетоне. Стальные арматурные стержни во влажном бетоне быстро образуют на поверхности защитный слой ржавчины, который предохраняет стержни от дальнейшего разрушения. Ионы хлора разрушают защитный пассивирующий слой Fe2O3 на стали и при наличии воды и воздуха в порах бетона возникает электрохимический ток и на аноде образуется ржавчина. Помимо образования точечной коррозии в стали, ржавчина имеет больший объем, чем сталь, и оказывает расширяющее давление на окружающий бетон и может вызвать растрескивание бетона. Летучая зола может смягчить воздействие хлоридов, однако эти профилактические меры часто используются в сочетании с бетонными покрытиями или покрытиями для стальной поверхности.

При использовании противогололедных солей они могут скапливаться в пустотах на поверхности бетона. Кристаллизация солей может создать нагрузку на поверхностные слои бетона и вызвать образование накипи. Это хуже в бетоне, подвергающемся повторяющимся циклам влажный/сухой. Покрытия, защищающие поверхность от влаги, могут предотвратить этот тип деградации.4

Бетон также может разлагаться под воздействием кислоты. Кислоты могут растворять как гидратированные, так и негидратированные цементные соединения, а также могут растворять заполнитель на основе карбоната кальция (известняка). Кислотный дождь (pH 4,5-5) может привести к небольшому травлению поверхности, но не оказывает существенного влияния на производительность. Уменьшение пористости бетона с помощью покрытий может уменьшить деградацию.4

Еще одна распространенная поломка бетона вызвана циклами замораживания-оттаивания. Замерзание воды в порах создает напряжения в бетоне, которые могут привести к его выкрашиванию. При смешивании влажного бетона обычно используют воздухововлекающие добавки, чтобы предотвратить повреждение от циклов замораживания-оттаивания. Вовлеченные воздушные карманы в высушенном бетоне дают воде пространство для расширения и предотвращают повреждение от замерзания. Еще один способ предотвратить повреждение — уменьшить пористость, что может помочь предотвратить попадание воды. Пористость можно уменьшить, максимально уменьшив водоцементное отношение или используя герметики.

Герметики

Полимерные герметики могут помочь предотвратить химическую или физическую деградацию бетона. Герметики обычно описываются как проникающие или пленкообразующие и отличаются от отверждающих и герметизирующих покрытий, поскольку они наносятся после отверждения бетона в течение 28 дней.

Силаны или силоксаны представляют собой проникающие герметики. Они помогают изолировать поверхность от жидкой воды и пятен, но не предотвращают потерю водяного пара из бетона во время отверждения. Силаны имеют низкую молекулярную массу, в то время как силоксаны проходят предварительную реакцию и имеют цепь ЭО, обеспечивающую более высокую молекулярную массу. Из-за более низкой молекулярной массы силаны могут лучше проникать в поры, чем силаны. Поскольку они находятся под поверхностью, они более устойчивы к истиранию, чем водные герметики, образующие пленку на поверхности.

Водные эмульсии, используемые в качестве герметиков, также могут помочь предотвратить попадание солей и влаги, что может привести к деградации. Как правило, это акриловые или стирольные акриловые пленки, обладающие хорошей стойкостью к жидкой воде, но при этом воздухопроницаемые и позволяющие парам проходить через пленку. В дополнение к водостойкости также необходима водостойкость, чтобы избежать обесцвечивания при воздействии воды в лужах. Полимеры должны быть разработаны так, чтобы они были устойчивыми к помутнению, сохраняя малый размер частиц, используя специальные полимеризуемые поверхностно-активные вещества и поддерживая низкий уровень других гидрофильных материалов (таких как поверхностно-активные вещества). Эти эмульсионные герметики, как правило, предназначены для нанесения при малой толщине сухой пленки, и они, как правило, не представляют собой высокоглянцевую отделку — обычно сатиновую или полуглянцевую. Поскольку пленки относительно тонкие и в основном находятся на поверхности бетона, их обычно необходимо повторно наносить раз в два года для поддержания защиты.

Акриловые краски на основе растворителей также широко используются в качестве герметиков и обычно наносятся после того, как бетон состарится в течение месяца. Эти герметики очень долговечны из-за акриловой основы, но все же имеют достаточно низкую молекулярную массу, чтобы проникать в поры бетона и обеспечивать потемнение поверхности (так называемый мокрый вид), что может быть желательно. Они наносятся с большей толщиной пленки, чем акриловые эмульсии, и при высыхании могут давать сильный блеск. Эти акриловые краски могут быть приготовлены в растворителях, освобожденных от ответственности, таких как ацетон, однако быстрая скорость высыхания и запах могут представлять серьезную проблему во время нанесения.

Двухкомпонентные эпоксидные смолы используются для герметизации бетона в средах, где требуется высокий уровень химической стойкости. Их можно отверждать полиаминами, полиамидами или полисульфидами, хотя эпоксидные смолы, отверждаемые полиамидом, обычно имеют более низкую химическую стойкость. Эпоксидные смолы обладают хорошей адгезией к бетону и могут быть составлены таким образом, чтобы быть относительно маслостойкими для использования на полах в гаражах или предназначены для отверждения при низких температурах. Однако эпоксидные смолы могут мелеть при наружном воздействии, и они обычно не используются для наружных работ.

В случае воздействия хлоридов на арматурную сталь также можно уменьшить эффект, нанеся тонкий слой модифицированного полимером цемента для уменьшения поверхностной пористости бетона. Полимерные добавки действуют за счет уменьшения количества воды, необходимой для заданной текучести бетона, что приводит к более низкому соотношению воды и цемента. Кроме того, по мере высыхания бетона полимер образует пленки в порах и блокирует капилляры. Более медленное отверждение бетона и высохшего полимера в матрице приводит к уменьшению пористости.6   В то время как уменьшенная пористость верхнего слоя помогает уменьшить проникновение воды, несущей ионы хлорида, полимер также может улучшить сцепление с бетонным основанием и повысить его долговечность. за счет повышения прочности на растяжение, стойкости к истиранию и пылению.

Резюме

Для протекания сложных химических реакций в бетоне необходима вода. Чтобы добиться оптимальной прочности и избежать растрескивания поверхности, также необходимо сохранять бетон влажным в течение нескольких дней после заливки. Полимерные покрытия, а также отвердевающие и герметизирующие покрытия могут способствовать повышению прочности бетона за счет уменьшения пористости на поверхности и более длительного удержания воды в бетоне. Затвердевший бетон также подвергается химическому воздействию или физической деградации в результате циклов замораживания-оттаивания. Герметики или модифицированные полимером покрытия, наносимые после отверждения, могут помочь защитить бетон от этих форм деградации.

Ссылки

1. Томас, Дж.; Дженнингс, Х. (nd). Наука о бетоне. Получено 28 июня 2016 г. с http://iti.northwestern.edu/cement/index.html
.
2. Томас, М. (2007). Оптимизация использования летучей золы в бетоне. Получено 15 июля 2016 г. с http://www.cement.org/docs/default-source/fc_concrete_technology/is548-optimizing-the-use-of-fly-ash-concrete.pdf
.
3. Фарни, Дж.; Керхофф, Б. (2007). Диагностика и контроль щелочно-агрегатных реакций в бетоне. Получено 14 июня 2016 г. с http://www.cement.org/docs/default-source/fc_concrete_technology/is413-02—diagnosis-and-control-of-alkali-aggregate-reactions-in-concrete.pdf. ?sfvrsn=2
4. Керхофф, Б. (2007). Воздействие веществ на бетон и руководство по защитной обработке [брошюра]. Скоки, Иллинойс: Ассоциация портландцемента.
5. Невилл, А. (1995). Хлоридная атака железобетона: обзор. Материалы и конструкции, 28, 63-70.
6. АТС 11 — Полимерные дисперсионные добавки. (2016, 21 апреля). Получено 14 июня 2016 г. с http://www.admixtures.org.uk/download/ats-11-polymer-дисперсион-адмикстуры/
.
7. Дювале, Т. (2014). Влияние ферритной фазы в алит-кальциево-сульфоалюминатных цементах (опубликована докторская диссертация, 2014 г.). Университет Кентукки. Получено 8 августа 2016 г. с http://uknowledge.uky.edu/cme_etds/27/9.0045
8. Куртис, К. (2015) Гидратация портландцемента. Получено 7 июля 2016 г. с http://people.ce.gatech.edu/~kk92/hyd07.pdf
.
9. Старк, Д. (2002) Характеристики бетона в сульфатной среде, [брошюра]. Скоки, Иллинойс: Ассоциация портландцемента.

4 типа покрытий для бетонных полов (и что вам следует знать

) Существует множество вариантов покрытий для бетонных полов. Эти материалы обычно используются для защиты нижележащих бетонных полов от износа, а также для предотвращения коррозии стали. (Чтобы узнать больше о специфике коррозии в железобетоне, см. Коррозионная стойкость в железобетонных конструкциях.) Во многих случаях напольные покрытия также можно использовать для:

Реклама

• Украшение полов путем осветления или выделения определенных зон объекта
• Разметка транспортных островков
• Маршрут движения
• Покрытие окрашенным бетоном

В этой статье мы рассмотрим некоторые из наиболее часто используемых средств защиты бетонных полов. покрытий и дать обзор некоторых их преимуществ, недостатков и типичных областей применения.

Эпоксидные напольные покрытия

Эпоксидные напольные покрытия состоят из двух отдельных элементов: эпоксидной смолы и полиаминового отвердителя. Эти два компонента смешиваются перед нанесением. Когда смола и отвердитель объединяются, они вступают в химическую реакцию, которая создает поперечные связи элементов по мере отверждения. Результатом химической реакции является затвердевший, жесткий пластиковый материал покрытия, который хорошо сцепляется с большинством базовых слоев.

Реклама

Эпоксидные напольные покрытия известны своей твердостью, долговечностью и ударопрочностью. Эти характеристики делают эпоксидные покрытия идеальными для тяжелых условий эксплуатации, таких как промышленные объекты, склады, логистические центры и другие зоны, которые могут подвергаться интенсивному движению вилочных погрузчиков. Эпоксидная смола также известна своей устойчивостью к химическим продуктам, таким как отбеливатели, масла, смазки, чистящие средства и т. д. Эта химическая стойкость делает их популярным выбором в автомобильной промышленности.

Рисунок 1. Рынок эпоксидных покрытий, выручка (%), по отраслям конечных пользователей, глобальный, 2018 г.

Одним из основных недостатков эпоксидных напольных покрытий является сложный процесс их нанесения. Подготовка поверхности, в частности, может быть утомительной. Эпоксидные полы нельзя наносить на загрязненные, поврежденные или неподготовленные поверхности. Для обеспечения долговечности покрытия пол должен быть очищен от жира, масел или растворителей. Поврежденные поверхности также должны быть отремонтированы, и может потребоваться шлифовка бетона, чтобы открыть его поры и профилировать поверхность. (Узнайте больше об этой процедуре в разделе «6 способов измерения профиля поверхности для подготовки поверхности бетона».) Кроме того, для отверждения этого материала требуется примерно семь дней; поэтому эпоксидные полы имеют значительно более медленное время оборота, чем другие покрытия.

Реклама

Полиуретановые напольные покрытия

Полиуретаны представляют собой полимеры, связанные с группой химических соединений, известных как карбаматы. Полиуретан по своей природе является термореактивным полимером; т. е. не плавится при нагревании. Неподготовленному глазу полиуретановые покрытия могут показаться визуально похожими на полы с эпоксидным покрытием. Однако они обладают отличными характеристиками, которые делают их идеальными для конкретных применений.

В отличие от эпоксидных покрытий, обладающих высокой жесткостью и ударопрочностью, полиуретановые напольные покрытия относительно мягче и эластичнее. Благодаря этому свойству напольные покрытия из полиуретана лучше подходят для помещений с умеренным и интенсивным пешеходным движением. Повышенная эластичность также делает полы с полиуретановым покрытием более устойчивыми к истиранию, поскольку ударные нагрузки легко поглощаются и меньше подвержены образованию царапин. Эластичность и гибкость полиуретана также способствуют их способности работать в условиях низких температур замерзания.

Желательные характеристики полиуретановых напольных покрытий делают их идеальными для различных применений, включая автостоянки, морозильные камеры и оживленные коммерческие объекты, такие как торговые центры, аэропорты и больницы.

Одним из других существенных преимуществ полиуретановых напольных покрытий является время их отверждения. Полы, покрытые этим материалом, уже на следующий день могут быть готовы к эксплуатации. Напротив, эпоксидным покрытиям требуется не менее семи дней для отверждения, прежде чем они будут готовы к использованию.

Хотя полиуретан обладает многими полезными свойствами, у него есть несколько недостатков. Во-первых, полиуретановые полы очень чувствительны к влаге. Когда влага воздействует на пол, на поверхности могут образовываться пузыри, вызывающие неприглядные пятна на поверхности. Поэтому полиуретановые напольные покрытия не рекомендуется использовать в помещениях с повышенным уровнем влажности. Их ограниченная жизнеспособность и чувствительность к влаге также затрудняют работу с ними. Таким образом, для правильной обработки и нанесения полиуретановых покрытий обычно требуется хорошо обученный и знающий персонал.

Напольные покрытия из полиаспарагиновой кислоты

Полиаспарагиновая кислота представляет собой разновидность полимочевины. (Более подробную информацию о покрытиях из полимочевины можно найти в статье «История и промышленное внедрение систем покрытий из полимочевины».) Как и напольные покрытия из полимочевины, полиаспарагин представляет собой двухкомпонентную систему, т. е. смола должна быть объединена с катализатором, чтобы облегчить процесс отверждения и затвердевания. В то время как ранние разновидности полиаспарагиновых напольных покрытий обладали некоторыми недостатками, инновации в технологии покрытий сделали эти напольные покрытия универсальной альтернативой эпоксидным и полиуретановым системам покрытия.

Одним из основных преимуществ полиаспарагиновой кислоты является ее способность использоваться в качестве полной системы напольного покрытия, а также в качестве верхнего покрытия. Другими словами, полиаспарагиновые напольные покрытия могут достичь в один слой того, для чего традиционные эпоксидные и полиуретановые покрытия обычно требуют двух слоев. В результате полиаспарагиновые кислоты позволяют значительно сократить время нанесения, трудозатраты и материальные затраты.

Еще одним преимуществом напольных покрытий из полиаспарагиновой кислоты является возможность персонализации. Сложные полиаспарагиновые эфиры можно манипулировать, чтобы контролировать время высыхания и жизнеспособность. Эта характеристика сокращает время задержки и позволяет быстрее возвращать активы в эксплуатацию. Некоторые составы покрытий могут высыхать в течение нескольких часов, и на следующий день их можно снова использовать.

Поскольку полиаспарагиновые напольные покрытия по некоторым свойствам соответствуют своим полиуретановым аналогам или превосходят их, их можно использовать во многих из тех же областей применения. В первую очередь это зоны со средним и интенсивным пешеходным движением, такие как аэропорты, торговые центры, торговые центры, больницы и т. д.

Подобно эпоксидным покрытиям, полиаспарагиновые напольные покрытия требуют особого внимания к подготовке поверхности. Неправильно подготовленные поверхности могут привести к различным повреждениям покрытия. Кроме того, в то время как полиаспарагиновые покрытия со 100% содержанием твердых веществ имеют низкий уровень выбросов летучих органических соединений (ЛОС), большинство полиаспарагиновых покрытий основано на растворителях. Эти покрытия на основе растворителей могут быть опасны для вдыхания; поэтому во время применения требуется квалифицированный персонал и соответствующее респираторное оборудование.

Акриловые напольные покрытия

Большинство акриловых напольных покрытий изготавливаются из более чем одного мономера, такого как этилакрилат, метилметакрилат или бутилакрилат. Эти компоненты часто обрабатывают растворителем, обычно водой. Эти напольные покрытия предлагают золотую середину с точки зрения стоимости и производительности.

Акриловые напольные покрытия не так долговечны, как их эпоксидные или полиуретановые аналоги. Таким образом, их, возможно, потребуется полировать или наносить повторное покрытие чаще, чем другие покрытия. Таким образом, хотя первоначальная стоимость акриловых напольных покрытий может быть относительно недорогой, долгосрочные затраты на техническое обслуживание, как правило, выше, чем у других покрытий.

Из-за этих недостатков акриловые напольные покрытия лучше всего подходят для декоративного бетона, поверхностей с минимальным пешеходным движением и зон с минимальным риском истирания или разлива химикатов.