Самовосстанавливающийся бетон — решаем проблему с трещинами. Лечение бетона

КАК ЛЕЧАТ БЕТОН ???!!!

Не только специалисту, но и любому человеку известно, что даже жизнь металлов - этих наиболее прочных материалов - не вечна. Каждый видел ржавчину и знает, что металлы разрушаются от коррозии. Но то, что коррозии подвержен и бетон, известно немногим.

Главная составная часть бетона - вяжущее вещество: портландцемент. Этот материал, без которого немыслимо современное строительство, начали использовать всего лишь 100 лет назад. Казалось, наконец-то найдено универсальное вяжущее - дешевое, прочное, устойчивое и на суше, и в реке, и в море. Но прошло некоторое время, и постройки, в которых был применен новый материал, начали разрушаться.

Первыми такая участь постигла морские сооружения- молы, дамбы. На глазах у всех гибли миллионы, а вместе с ними - репутация портландцемента. Его производство резко сократилось, а готовый цемент не находил покупателя. В чем же была причина непрочности бетона, в состав которого входило новое вяжущее вещество?

Русский ученый Алексей Романович Шуляченко летом 1902 года объехал половину Европы, в каждом порту обошел пешком все молы, дамбы, массивы; спускался на дно в водолазном костюме для проверки подводной части сооружений; прочитал сотни журналов, где описаны условия бетонирования; опросил рабочих и инженеров- участников строительства. В конце концов, он пришел к выводу, что постройки были сделаны из плохо перемешанной, плохо утрамбованной сырьевой смеси. "Невежество и небрежность, - писал Шуляченко, - могут выставить в неблагоприятном свете любой строительный материал. Но погубить портландцемент я не позволю."

Основной материал, входящий в состав портландцемента - трехкальциевый силикат CCaO-Si02). Чем больше в материале этого минерала, тем быстрее твердеет бетон и тем выше его прочность. Значит, такой бетон лучше? Лучше, если он не подвергается действию воды. Когда бетон затвердевает, часть окиси кальция превращается в известь. Если бетонная смесь недостаточно плотная, то вода, проникая внутрь ее, растворяет известь. Это ослабляет связь между частицами цемента, между цементом и заполнителем бетона. Прочность его уменьшается. Чем тоньше стенка и чем больше напор воды, тем скорее происходит разрушение. Признаки губительного действия воды можно увидеть даже невооруженным глазом. Раствор извести, вытекающий из внутренних слоев бетонного блока, оседает на его поверхности, образуя белые пятна. Наступает, как иногда говорят, "белая смерть" бетона.

Разрушения бетонного камня еще больше, когда вода засорена различными промышленными отходами или в ней растворены какие-нибудь соли. А соли в воде не редкость: в 1 тонне речной воды, которую мы называем пресной, растворено до 1,5 кг солей. Еще больше солей C5 кг/т) растворено в морской воде. Из катионов наиболее серьезный враг бетона - катион магния. Гидрат окиси магния менее растворим в воде, чем Са(ОН). Поэтому катионы Mg2+ вступают с растворенной известью в необратимую реакцию, значительно уменьшая концентрацию иона Са2н в растворе. Чтобы концентрация восстановилась, необходимы новые порции извести. Когда же весь Са(ОН) растворится, то магний начинает извлекать окись кальция из сложных соединений, входящих в состав бетона - гидросиликатов и гидроалюминатов, вызывая их разрушение. Такова сущность магнезиальной коррозии бетона.

Среди анионов тоже скрывается опасный враг бетонного камня - анион S042. С известью этот анион образует гипс (CaS04-2h30). Гипс вступает в реакцию с минералами, входящими в состав бетона, образуя новые вещества, объем которых почти в три раза больше объема исходных. Внутри цементного камня прорастают разветвленные кристаллы этих соединений и разрывают уже сросшиеся частицы бетона. Внешне они очень похожи на некоторые виды болезнетворных бацилл, поэтому их именуют цементными бациллами. В бетоне образуются трещины - результат так называемой сульфатной коррозии. Главная причина появления и "белой смерти", и "цементной бациллы" - вода. Поэтому, казалось бы, проще всего отделить бетон от воды, исключить возможность проникновения ее в глубь монолита и тем самым предотвратить все процессы разрушения.

Для этого бетон покрывают различными водонепроницаемыми покрытиями: битумом, пластмассами, керамическими плитками и т. п. Это метод гидроизоляции. Он действительно самый простой, но, к сожалению, не самый дешевый. К тому же он не гарантирует длительной защиты. Как только покрытие отстает от бетонного массива или в нем появляются трещины, разрушение бетона становится неизбежным.

Есть еще один способ, основанный на том соображении, что чем плотнее бетон, тем тяжелее воде проникнуть в него и, соответственно, меньше ее разрушающее действие. Бетонную массу уплотняют специальными вибраторами. Однако и этот метод не решает проблему полностью. Еще А. Р. Шуляченко писал: "Мало уплотнить бетон, надо изменить самую природу цемента, сделать его менее подверженным разрушительному действию воды".

Сейчас есть более совершенный метод повышения водостойкости бетона - химический. Он основан на введении в цемент специальных добавок, повышающих устойчивость бетона в воде. Чаще всего такие добавки - пуццолановые вещества, содержащие активную двуокись кремния: трепел, трасс, опока. Подобные пуццолановые добавки дали и название этому методу защиты бетона - пуццоланизация. Si02 взаимодействует с выделяющейся известью, образуя новые вещества - гидросиликаты, которые уже не растворяются в воде и не взаимодействуют с анионом SO42. Особенно ценно, что известь связывается не только на поверхности, но и внутри всей массы бетона. Эти добавки дешевы, их достаточно и в природных условиях, встречаются они и среди отходов промышленности. Поэтому с введением их бетон становится не только водостойким, но и более дешевым. Такие водостойкие бетоны применяют сейчас для строительства самых разнообразных сооружений, соприкасающихся с морской водой.

myremdom.ru

Лечение бетона и кирпичных кладок методом "инъекции" / Другие виды работ / СГК

Смотреть подробнее

МНОГОКВАРТИРНЫЙ ЖИЛОЙ ДОМ УЛ. ОРДЖОНИКИДЗЕ Д. 13

Смотреть подробнее

Многофункциональный комплекс с подземной автостоянкой «Новатек»

Смотреть подробнее

РЕКОНСТРУКЦИЯ ТРАНСПОРТНОЙ РАЗВЯЗКИ МКАД С ДМИТРОВСКИМ ШОССЕ

Смотреть подробнее

«КОМПЛЕКС ОБЩЕЖИТИЙ МОСКОВСКОЙ ДУХОВНОЙ АКАДЕМИИ И СЕМИНАРИИ» Г.СЕРГИЕВ-ПОСАД

Смотреть подробнее

ЖИЛОЙ ДОМ ПО АДРЕСУ УЛ. СТАНИСЛАВСКОГО, ВЛ. 11

Смотреть подробнее

Г. МОСКВА, СОФИЙСКАЯ НАБЕРЕЖНАЯ, СТР. 4-10-12 И БОЛОТНАЯ ПЛОЩАДЬ, ВЛ. 14

Смотреть подробнее

СТРОИТЕЛЬСТВО ЖИЛОГО ДОМА НА УЛ. НАМЕТКИНА

Смотреть подробнее

«ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ № 2 ДОЖДЕВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ ДЛЯ КВАРТАЛОВ 5-6 МИЧУРИНСКОГО ПРОСПЕКТА»

Смотреть подробнее

ШПУНТОВОЕ ОГРАЖДЕНИЕ НА ПЕРЕСЕЧЕНИИ ЛЕНИНСКОГО ПР-ТА И УЛ. УДАЛЬЦОВА

Смотреть подробнее

Г. МОСКВА, ХОЛОДИЛЬНЫЙ ПЕР., ДОМ 2/6, СТР. 3

Смотреть подробнее

«ТРАНСГАЗ» РАО «ГАЗПРОМ» В Г. КАМЕШКОВО ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛ.

sgk-group.ru

Типовой техпроцесс «Изготовление полированного бетонного пола»: 07. Лечение бетона

Рассказывает Андрей Пугачев, начальник отдела развития завода «Дельта», выпускающего сегменты для профессионального алмазного инструмента под торговой маркой «Адель»:

Здравствуйте, уважаемые коллеги!

В нашем сегодняшнем ролике мы расскажем вам о 5 этапе техпроцесса полировки бетона, который называется «Лечение».

Данный этап заключается в заполнении пор, каверн, трещин и других мелких дефектов, всегда присутствующих на поверхности бетона.

Предлагается следующая технология лечения:

Во-первых, перед нанесением ремонтного состава необходимо тщательно пропылесосить поверхность. Как видите, на ней есть дефекты.

Во-вторых, делаем смесь жидкого каверно-лечителя фирмы «Литсил» с чистым цементом марки 500 и шпателем наносим на обрабатываемую поверхность, а затем затираем.

Далее после нанесения, не дожидаясь высыхания поверхности, проводим шлифование уже установленным инструментом, т.е. франкфуртом GFB 2 или фрезой, если у вас машина СО. О франкфурте GFB 2 мы рассказывали в предыдущем ролике.

Оцениваем поверхность на предмет заполнения раковин и других дефектов. В случае, если остались незаполненные раковины, процедуру лечения необходимо повторить еще раз.

После данной обработки мы получили идеально гладкую поверхность без трещин и раковин. Результат данного этапа — поверхность подготовлена к дальнейшей полировке.

Итак, мы готовы перейти к 6 этапу техпроцесса полировки бетона, а именно — к лощению, о котором мы расскажем в следующем выпуске.

До скорой встречи!

Подписывайтесь на наш канал!

Если понравился сюжет — ставьте лайки!

diamond-instruments.ru

Самовосстанавливающийся бетон - решаем проблему с трещинами

Бетон – это практически идеальный строительный материал. В жидком состоянии он демонстрирует текучесть воды, а после отвердения – обладает жесткостью камня. Но даже в самом твердом камне могут образоваться трещины. А бетонные конструкции подвержены этой напасти в еще большей мере.

Причем «растрескавшийся» бетон теряет часть эксплуатационных характеристик. В первую очередь страдает морозостойкость и влагостойкость, да и с прочностью будут некоторые проблемы. Словом, трещины в бетоне – это очень плохо. Но их появление – это дело времени. И такого дефекта, к сожалению, не может избежать ни одно железобетонное изделие.

Самовосстанавливающийся бетон

Поэтому в строительном деле есть десятки технологий, ориентированных как на профилактику появления трещин, так и на устранение подобных дефектов. И самый радикальный способ борьбы предлагают слушатели Технологического университета города Делфта (Голландия), которые попытались соединить прочность бетона с регенерационными способностями бактерий.

В чем суть методики?

Секрет ноу-хау голландских студентов прост как все великое – в бетонную отливку вводят культуру бактерий, вырабатывающих в процессе своей жизнедеятельности кальций (по сути – тот же цементный камень). Затаившись на дне микротрещин, такие бактерии заполняют микрополоски отходами своей жизнедеятельности (кальцием), ликвидируя, таким образом, эти предтечи глубоких разломов в структуре бетона.

Причем активность биологических культур в кислой среде бетонной конструкции уже подтверждена практическими опытами. Собственно всю технологию обнаружили практически случайно, проверяя жизнедеятельность очередной колонии микроорганизмов, «засеянных» в бетон.

бактерии которые восстанавливают бетон

Преимущества методики перед традиционными способами противодействия процессам образования трещин

Новый способ «лечения» бетона от трещин сулит немалые выгоды, как изготовителям ЖБИ, так и владельцам уже потрескавшихся конструкций. Ведь до этого с процессом образования трещин боролись либо с помощью дополнительного армирования (что дорого), либо с помощью защитной пленки (что очень трудоемко, ввиду необходимости постоянного восстановления протектора). Ну а методика устранения трещин в бетоне была всего одна – расширение и заполнение свежей «заплаткой»

Новая методика позволяет защитить уже поврежденные конструкции, просто засеяв культуры на поверхность ЖБИ. Причем поверхности могут располагаться даже в «труднодоступных местах». Кроме того бактерии можно добавить в пока еще жидкий бетон. И после отвердения среды они будут «жить-поживать» в микроскопических полостях, ожидая своего часа (появления трещины).

То есть, с помощью такой технологии можно получить практически вечный, самовосстанавливающийся строительный материал, регенерирующий, как человеческая кожа.

Перспективы промышленного применения методики бактериальной защиты

К сожалению, применению биологически активного бетона мешают две проблемы: во-первых, плохая выживаемость «засеянных» в бетон культур, во-вторых, отсутствие питательной среды в толще строительного материала.

Но обычная плесень выживает даже после сознательного уничтожения колонии и может уловить питательные вещества даже в самых неподходящих для этих целей условиях.

Поэтому перспективы промышленного применения био-бетона зависят от «способностей» новых биологических культур, изучаемых в Делфте. И если аспирантам и студентам этого института посчастливится передать таким культурам хотя бы часть «жизненных сил» обычной плесени, то мы увидим совершенно новый строительный материал, эксплуатационные характеристики которого затмят все существующее в наше время аналоги.

Delft University of Technology: Self-healing of Concrete by Bacterial Mineral Precipitation

skladovoy.ru

Бетон, который ремонтирует себя сам

Опубликовано Мир науки и техники в 18 Август, 2014 - 15:00.

Бетон - один из наиболее распространенных в мире строительных материалов. Несмотря на такие полезные свойства, как прочность, плотность и твердость, он имеет и существенные недостатки. Самый большой недостаток - образование микротрещин, которые вода и грязь со временем превращают в зияющие разломы. Чтобы этого не произошло, трещины нуждаются в постоянном уходе и ремонте. Кроме того для продления срока службы строительного материала используются такие технологии, как дренаж фундамента (подробнее - lenoblaststroy). Но было бы чудесно, если бы бетон мог "лечить" себя сам. Ученый Чан-Мун Чунг из Университета Йонсей (Южная Корея) в статье, опубликованной в журнале Applіed Materіals & Іnterfaces, утверждает, что это вполне возможно.

Идея бетона, который ремонтирует себя сам, - не новая. В 2009 году команда ученых из Нидерландов продемонстрировала, что в бетонную смесь можно добавить специальный вид бактерий, которые вырабатывают химикаты, способные заполнять микротрещины. Эти бактерии действительно поддерживают жизнеспособность бетона, однако, лишь до тех пор, пока они живы. Как правило, через год такая колония бактерий гибнет.

Подход Доктора Чунга основывается не на биологии, а на химии. С помощью лабораторных тестов он определил, что смесь метакрил-оксипропила и изобутилового эфира под действием солнечного света способна превращаться в водостойкие полимеры, которые эффективно заполняют трещины в бетоне. Самой большой трудностью было добавить эти соединения в бетонную смесь так, чтобы они смешивались лишь тогда, когда на бетоне будут появляться трещины. Ученые нашли выход – они поместили эти химикаты в миниатюрные капсулы из мочевины и формальдегида. Они надежно сохраняют свое содержимое, и лишь тогда разрушаются, когда трескается окружающий их бетон.

Чтобы создать такие капсулы, команде Чунга пришлось смешать водный раствор, мочевину, хлорид аммония и производный от бензола углеводород резорцин. К этой смеси со временем добавили метакрилоксипропил, изобутиловый эфир и формальдегид и в течение полчаса выдерживали при температуре 55 С. Как следствие, формальдегид и мочевина образовали оболочку капсул, внутри которых содержались два химиката, способных "лечить" бетон.

Чтобы продемонстрировать результаты, Чунг смешал полученные капсулы с редким полимером, покрыл этой смесью бетонные блоки и дал ей застыть. Разломив эти блоки, он оставил их на четыре часа на солнечном свете. Как ученый и надеялся, застывшая полимерная пленка укрыла трещины, а имеющиеся в ней капсулы раскололись и высвободили свое содержимое. Под действием солнечного света метакрилоксипропил и изобутиловый эфир образовали водостойкий пласт, который спустя некоторое время заполнил трещины в бетоне.

Погрузив бетонные блоки в воду, через 24 часа Чан-Мунг Чун взвесил их, чтобы определить, сколько жидкости они вобрали. Результаты были такими: чистый бетон вобрал 11,3 грамма воды, бетон, покрытый полимерной пленкой, - 3,9 грамма, а бетон, покрытый полимерной пленкой с капсулами, - лишь 0,4 грамма. Как и ожидалось, бетон "вылечил" себя сам.

Рекомендуем прочитать также: Ультракрепкий иранский бетон сможет противостоять американским бомбам

mirnt.ru