Время застывания бетона: теория полимеризации. Влияющие факторы. Можно ли в бетон добавлять соль
Разъедает ли соль цемент? Как соль действует на цемент
Вопрос. Здравствуйте! В приватной беседе с соседом возводящем пристройку к своему дому, узнал, что он добавляет кухонную соль в цемент. Правда от ответа на вопрос, зачем он это делает сосед ушел. Подскажите, для чего он это делает и вообще, разъедает ли соль цемент и какое влияние оказывает на сам раствор?
Ответ. Добрый день! Хочу сразу успокоить – поваренная (техническая) соль (химическая формула NaCl (xлopид нaтpия) не разъедает цемент. Это одна из самых доступных и самых недорогих противоморозных добавок обеспечивающих непрерывность производства бетонных работ в условиях низких температур.
Физическая суть добавления поваренной соли в цемент (бетон) заключается в понижении температуры замерзания затворителя (воды). Как известно из курса физики средней школы, соленая вода имеет более низкую температуру замерзания. При этом температура замерзания воды зависит от концентрации соли. Результат подобной операции следующий. Даже при «минусовой» температуре завторитель находится в жидком состоянии. Это позволяет цементу пройти этапы гидратации, схватывания и твердения до требуемой величины без дополнительных затрат на нагрев.
Преимущества NaCl как противоморозной добавки
- Самая низкая цена среди прочих аналогов;
- Не оказывает влияния на скорость схватывания бетона или раствора. Это позволяет готовить материал задолго до его транспортировки на объект и заливки;
- Поваренная соль увеличивает подвижность раствора, что в сою очередь увеличивает его удобоукладываемость.
Пропорции добавления NaCl в зависимости от ожидаемой температуры окружающей среды
- Ожидаемая температура воздуха на объекте бетонных работ при 0-5 градусов Цельсия. Количество соли добавляемой в бетонные растворы составляет 2% от общего веса смеси. При этом прочность бетонной конструкции составит: 30% от марочной прочности в течение 7 суток, 80% от марочной прочности в течение 28 суток и 100% от марочной прочности в течение 90 суток;
- Ожидаемая температура воздуха на объекте бетонных работ при минус 6-минус 15 градусов Цельсия. Количество соли в раствор составляет 4% от общего веса смеси. Планируемая прочность при твердении бетона на морозе составляет: 15% от марочной прочности в течение 7 суток, 35% от марочной прочности в течение 28 суток и 50% от марочной прочности в течение 90суток после заливки.
Несмотря на очевидные преимущества добавления соли в цемент, есть весьма и весьма существенный недостаток, ограничивающий варианты применения. Учитывая высокую коррозионную активность к стальной арматуре, поваренную соль нельзя добавлять в бетоны, предназначенные для строительства конструкций усиленные арматурным поясом из стальных элементов. В то же время поваренную соль можно добавлять в кладочные растворы и растворы для заливки неармированных конструкций, без каких либо ограничений.
cementim.ru
Бетон в солях что это, сколько добавить соли в цементный раствор
Нормальной температурой среды для твердения бетона условно считается 15 … 20°С. При пониженной температуре прочность бетона нарастает медленнее, чем при нормальной. При температуре бетона ниже 0 °С твердение практически прекращается, если только в бетон не добавлены соли, снижающие точку замерзания воды. В зимний период наблюдаются частые переходы температуры через 0 °С, что непосредственно отражается на твердении бетона. Бетон, начавший твердеть, а затем замерзший, после оттаивания продолжает твердеть в теплой среде, причем, если он не был поврежден замерзающей водой в самом начале твердения, прочность его постепенно нарастает, однако, как правило, отстает от роста прочности бетона, твердевшего при нормальной температуре.
Бетон, укладываемый зимой, должен зимой же приобрести прочность, достаточную для распалубки, частичной нагрузки или даже для полной загрузки сооружение Замерзание бетона в раннем возрасте влечет за собой значительное понижение его прочности после оттаивания и в процессе дальнейшего твердения по сравнению с нормально твердевшим бетоном. Это объясняется тем, что свежий бетон насыщен водой, которая при замерзании расширяется и разрывает связи между поверхностью заполнителей и слабым цементным камнем. Прочность бетона тем ближе к нормальной, чем позже он был заморожен. Кроме того, из-за раннего замораживания значительно уменьшается сцепление бетона со стальной арматурой в железобетоне.
При любом способе производства бетонных работ бетон следует предохранить от замерзания до приобретения им минимальной (критической) прочности, которая обеспечивает необходимое сопротивление давлению льда и сохранение в последующем при положительных температурах способности к твердению без значительного ухудшения основных свойств бетона.
При использовании быстротвердеющего высокопрочного цемента необходимое время выдерживания сокращается примерно в полтора раза. Если к бетону предъявляются высокие требования по динамическим свойствам, водонепроницаемости и морозостойкости, то его следует предохранять от замерзания до достижения марочной прочности, так как замораживание при минимальной прочности, не сказываясь заметно на прочности бетона при сжатии, может нарушить его структуру и ухудшить эти особые свойства.
При введении в бетон повышенного количества солей- хлористого кальция СаС12, хлористого натрия NaCl, нитрата натрия NaN03, поташа К2С03 — он приобретает способность медленно твердеть при отрицательных температурах, так как соли понижают точку замерзания воды и сохраняют жидкую фазу в бетоне.
Мостовой бетон
Количество соли, добавленное в бетон, зависит от ожидаемой средней температуры твердения бетона.
Бетонная смесь с добавкой поташа быстро густеет и схватывается, что затрудняет ее укладку в опалубку Для сохранения удобоукладываемости бетонной смеси с поташом в нее добавляют СДБ или мылонафт Для приготовления бетонной смеси с противоморозными добавками можно использовать холодные заполнители, укладывать бетонную смесь с температурой до —5°С.
Бетон с добавкой нитрита натрия при температуре —5 °С твердеет медленнее, а при температурах ниже —10 °С почти так же, как бетон с добавкой хлористых солей.
Способ зимнего бетонирования с применением противоморозных добавок прост и экономичен, но большое количество соли, вводимой в бетон, может ухудшить структуру, долговечность и некоторые особые свойства. При эксплуатации конструкции во влажных условиях имеется опасность коррозии арматуры от действия хлористых солей (нитрит натрия и поташ коррозии не вызывают). Кроме того, образующиеся в процессе твердения бетона с добавками едкие щелочи могут вступить в реакцию с активным кремнеземом, содержащимся в некоторых заполнителях, и вызвать коррозию бетона.
Поэтому бетон с противоморознымн добавками не рекомендуется применять в ответственных конструкциях, в конструкциях, предназначенных для эксплуатации во влажных условиях, при наличии реакционноспособного кремнезема в зернах заполнителя, а бетон с хлористыми солями — в железобетонных конструкциях.
Можно ли заливать бетон зимой. ТЕХНОЛОГИЯ БЕТОНИРОВАНИЯ ПРИ …
Широкому развитию зимнего бетонирования способствовали исследования советских ….. Добавка поташа обеспечивает твердение бетона при температуре —25°С. …bibliotekar.ru/spravochnik-125-tehnologia/78.htm |
бетонные, каменные и штукатурные работы в зимних условиях …
В зимний период вода в растворах и бетонах замерзает, вследствие этого они сгущаются, … Часть излишней воды при твердении раствора (бетона) испаряется с …www.bibliotekar.ru/spravochnik-147-stroitel/69.htm |
БЕТОННЫЕ РАБОТЫ ЗИМОЙ
Сравнительно суровые климатические условия почти на всей территории СССР неблагоприятны для твердения бетона; поэтому строителям часто приходится …bibliotekar.ru/spravochnik-124-cementniy-beton/7.htm |
Метод термоса. Выдерживание бетона методом термоса
Традиционными методами она определяется по способности зол поглощать известь из …. период методом «термоса», так как она замедляет твердение бетона при …www.bibliotekar.ru/spravochnik-161-stroitelnye-tehnologii/154.htm |
ЗИМНЕЕ БЕТОНИРОВАНИЕ.
Холодное бетонирование, прогрев бетона
Таким образом, сущность зимнего бетонирования сводится к обеспечению набора … 1) период разогрева со временем т! с плавным повышением температуры бетона от … Ускоряющее действие поташа на твердение бетона связано с диспергирующим …www.bibliotekar.ru/spravochnik-121-beton/9.htm |
Возведение монолитных железобетонных сооружений. ОСОБЕННОСТИ …
Если конструкции предполагается нагружать в зимний период, то к моменту замораживания прочность бетона в них должна достигнуть 100%) от проектной. …www.bibliotekar.ru/spravochnik-92-opalubka/74.htm |
Бетонирование конструкций в экстремальных условиях
для ускорения твердения бетона целесообразно использовать солнечную радиацию, … бывает нежелательным, в особенности при бетонировании в зимний период. …www.bibliotekar.ru/spravochnik-129-tehnologia/143.htm |
Добавки для твердения бетона. УСКОРЕНИЕ ТВЕРДЕНИЯ БЕТОНА
JB этот период получают наибольшее развитие деструктивные процессы вследствие …. Повышенные температуры только значительно ускоряют твердение бетона, а его прочность при … зуется как основной метод зимнего бетонирования монолит …www.bibliotekar.ru/spravochnik-121-beton/8.htm |
Монтажные работы зимой. ПРОИЗВОДСТВА МОНТАЖНЫХ РАБОТ ПРИ …
Ускорение твердения бетона в стыках может быть обеспечено и тепловой обработкой бетона электронагревательными устройствами или непосредственным прогревом …www.bibliotekar.ru/spravochnik-125-tehnologia/87.htm |
Золосодержащие бетоны и растворы, активные добавки в бетонах …
Добавка золы в бетон не рекомендуется при производстве работ в осенне-зимний период методом «термоса», так как она замедляет твердение бетона при низких …www.bibliotekar.ru/spravochnik-110-stroitelnye-materialy/15.htm |
stroyvolga.ru
сколько времени застывает бетонный фундамент
Чтобы эффективно спланировать все строительные работы, нужно знать, сколько времени застывает бетон. И здесь есть ряд тонкостей, которые во многом определяют качество возведенной конструкции. Ниже мы подробно опишем, как происходит высушивание раствора, и на что нужно обращать внимание при организации сопутствующих операций.
Чтобы материал получился надежным, важно правильно организовать его высушивание
Теория полимеризации цементного раствора
Чтобы руководить процессом, очень важно понимать, как именно он происходит. Именно поэтому стоит заранее изучить, что представляет собой застывание цемента (узнайте здесь, как сделать вазоны из бетона).
На самом деле этот процесс является многоступенчатым. В него входят как набор прочности, так и собственно высыхание.
Давайте рассмотрим эти стадии более подробно:
- Затвердевание бетона и других растворов на основе цемента начинается с так называемого схватывания. При этом находящееся в опалубке вещество вступает в первичную реакцию с водой, благодаря чему начинает приобретать определенную структуру и механическую прочность.
- Время схватывания зависит от множества факторов. Если взять за эталон температуру воздуха в 200С, то для раствора М200 процесс стартует примерно через два часа после заливки и длится около часа-полутора.
- После схватывания происходит отвердевание бетона. Здесь основная масса цементных гранул вступает в реакцию с водой (по этой причине процесс иногда называют гидратацией цемента). Оптимальными условиями для гидратации является влажность воздуха около 75% и температура от 15 до 200С.
- При температуре ниже 100С есть риск, что материал так и не наберет проектную прочность, вот почему для работы в зимний период нужно применять специальные антиморозные добавки.
График набора прочности
- Прочность готовой конструкции и скорость отвердевания раствора взаимосвязаны. Если состав будет терять воду слишком быстро, то не весь цемент успеет прореагировать, и внутри конструкции сформируются очаги низкой плотности, которые могут стать источником трещин и других дефектов.
Обратите внимание! Резка железобетона алмазными кругами после полимеризации часто наглядно демонстрирует неоднородную структуру плит, залитых и просушенных с нарушением технологии.
Фото распила с явно видными дефектами
- В идеале до полного отвердения раствору требуется 28 суток. Впрочем, если к конструкции не выдвигаются слишком строгие требования по несущей способности, то можно начинать ее эксплуатировать уже через три-четыре дня после заливки.
Практические рекомендации
Факторы, влияющие на застывание
Планируя строительные или ремонтные работы, важно верно оценить все факторы, которые будут влиять на скорость обезвоживания раствора (читайте также статью «Неавтоклавный газобетон и его особенности»).
Специалисты выделяют следующие моменты:
Процесс виброуплотнения
- Во-первых, важнейшую роль играют, условия окружающей среды. В зависимости от температуры и влажности залитый фундамент может либо высохнуть буквально за несколько дней (и тогда не наберет проектную прочность), либо оставаться мокрым больше месяца.
- Во-вторых – плотность укладки. Чем плотнее материал, тем медленнее он теряет влагу, а значит, более эффективно происходит гидратация цемента. Для уплотнения чаще всего используется виброобработка, но при выполнении работ своими руками можно обойтись и штыкованием.
Совет! Чем плотнее материал, тем сложнее его обрабатывать после упрочнения. Вот почему для конструкций, при возведении которых применялось виброуплотнение, чаще всего требуется алмазное бурение отверстий в бетоне: обычные буры слишком быстро изнашиваются.
- Состав материала также оказывает влияние на скорость протекания процесса. Главным образом темпы обезвоживания зависят от пористости наполнителя: керамзит и шлак накапливают микроскопические частицы влаги, и отдают их куда медленнее, чем песок или гравий.
- Также для замедления сушки и более эффективного набора прочности широко применяются влагоудерживающие добавки (бентонит, мыльные растворы и т.д.). Конечно, цена конструкции при этом возрастает, но зато не нужно беспокоиться о преждевременном пересыхании.
Модификатор для бетонов
- Кроме всего вышеперечисленного инструкция рекомендует обращать внимание и на материал опалубки. Пористые стенки из необрезной доски оттягивают из краевых участков значительное количество жидкости. Потому для обеспечения прочности лучше использовать опалубку из металлических щитов или же укладывать внутрь дощатого короба полиэтиленовую пленку.
Пористая опалубка активно «тянет» влагу из материала
Советы по организации процесса
Самостоятельная заливка бетонных фундаментов и полов должна осуществляться по определенному алгоритму.
Чтобы удержать влагу в толще материала и способствовать максимальному набору прочности, действовать нужно так:
- Для начала выполняем качественную гидроизоляцию опалубки. Для этого деревянные стенки покрываем полиэтиленом или используем специальные пластиковые разборные щиты.
- В состав раствора вводим модификаторы, действие которых направлено на уменьшение скорости испарения жидкости. Также можно применять добавки, позволяющие материалу быстрее набирать прочность, но стоят они довольно дорого, потому и применяют их в основном в многоэтажном строительстве.
- Затем заливаем бетон, тщательно его уплотняя. Для этой цели лучше всего задействовать специальный виброинструмент. Если же такого приспособления нет – обрабатываем заливаемую массу лопатой или металлическим прутом, удаляя пузыри воздуха.
Чем меньше влаги уйдет в первые дни, тем прочнее будет основание
- Поверхность раствора после схватывания накрываем полиэтиленовой пленкой. Делается это для того, чтобы снизить потери влаги в первые несколько суток после укладки.
Обратите внимание! Осенью полиэтилен также защищает цемент, находящийся на открытом воздухе, от осадков, размывающих поверхностный слой.
- Примерно через 7-10 дней можно демонтировать опалубку. После демонтажа внимательно осматриваем стенки конструкции: если они влажные, то можно оставить их открытыми, а вот сухие лучше тоже накрыть полиэтиленом.
- После этого раз в два-три дня снимаем пленку и инспектируем поверхность бетона. При появлении большого количества пыли, трещин или отслоения материала увлажняем застывший раствор из шланга и снова покрываем полиэтиленом.
- На двадцатый день снимаем пленку и продолжаем сушку в естественном режиме.
- После того, как с момента заливки пройдет 28 суток, можно начинать следующий этап работ. При этом, если мы все сделали правильно, нагружать конструкцию можно «по полной» — прочность ее будет максимальной!
Вывод
Зная, сколько времени застывает бетонный фундамент, мы сможем правильно организовать все остальные строительные работы. Однако ускорять этот процесс нельзя, поскольку необходимые эксплуатационные характеристики цемент приобретает только тогда, когда отвердевает в течение достаточного времени (узнайте также как построить бетонный погреб).
Более подробная информация по данному вопросу изложена на видео в этой статье.
masterabetona.ru
Konglamerantus
[49.4K] 4 года назад С учетом того, что вода в растворе приводит к замерзанию и преждевременному схватыванию, при работе с цементным раствором при минусовых температурах учитывают следующие нюансы:
Применение специальных противо - замерзающих присадок, и электрических матов даёт гарантию качественного выполнения работ. Конечно же есть и более дешевый способ. Достаточно просто укрыть бетон любым теплоизолирующим материалом, который к тому же не продувается, и тогда имеющееся в цементном растворе тепло, еще долгое время будет сохраняться под слоем изоляции. модератор выбрал этот ответ лучшим в избранное ссылка отблагодарить Elden [50.3K]2 года назад Обычный подогрев и тёплая вода заканчивается, когда температура ниже +5 градусов, так как в любую минуту столбик термометра может опуститься и ниже нуля. Есть три вида и способа работы при низких температурах. Если температура колеблется в пределах от +5 до -3 градусовДостаточно в раствор добавить хлорид кальция, но также можно добавлять, если это не противоречит технологическому процессу и такие вещества, как кухонную соль, карбонат калия, соду или же готовые промышленные препараты. Когда температура опускается в пределах от -3 до -7 градусовТут уже нужно начинать с песка, если он не сыпучий, а замёрз - тогда его необходимо подогреть, да и саму воду подогревать как минимум, чтобы была +20 градусов, но не выше +70 градусов. С добавками тут уже не играйтесь, купите специальную противоморозную добавку. А сам раствор на открытой поверхности не храните, сделайте для него шатёр, например из брезента и обогревайте тепловой пушкой или костром. Когда температура опускается ниже -7 градусов, но не более -15 градусовТут также соблюдаем все условия вышестоящего диапазона температуры, кроме того, что использовать надо уже более профессиональные добавки на определённую температуру. в избранное ссылка отблагодарить Ким Чен Ын [262K]более года назад К нюансам можно отнести выбор противоморозной добавки, они разные. Пропорции так же разные в зависимости от температуры воздуха. Противоморозные добавки добавляются в воду затворения цементных растворов. Сама вода тоже подогревается (это особенно актуально при изготовлении бетонов). При температуре до - 5-и градусов обычно добавляют 2-а,3% противоморозной добавки, от общей массы цемента. Если температура ниже - 10-и градусов, то уже 4% противоморозной добавки, от количества цемента. Ещё к нюансам можно отнести выбор правильного количества цементного раствора для той, или иной работы. Дело в том что раствор лучше сразу вырабатывать, категорически нельзя замораживать цементный раствор и размораживать тёплой водой. Так же к нюансам можно отнести обустройство тепляков над объектом. То есть кладка, штукатурка ведётся под тепляком (тепляк это к примеру каркасно-теновое ПВХ покрытие и тепловые пушки внутри тепляка). в избранное ссылка отблагодарить домовой [23.2K]3 года назад Цементный раствор для чего это первое, допустим для кладки кирпича, шлакоблока, газосиликатных блоков или просто блоков для фундамента - что нужно учесть, первое увеличить на 30% пропорции цемента в замесе раствора, второе естественно стараться его выработать до того, чтоб он замёрз, так как класть его замёрзшими грудками в швы не только не допустимо, но и неудобно! Метод это не новый и называется методом вымораживания, строят так сараи и гаражи, закладывают фундаменты, возводят перегородки и лабиринты, закладывают ненужные проёмы и ходы, да в принципе делают всё что связанно с черновой кладкой, а вот лицевую таким образом класть не рекомендуется, хотя жизнь и время прижмёт так и положат и лицевую на морозе, да причём ещё и многоэтажку построят и ни чего стоят нормально! Идём дальше вопрос был задан про раствор цементный, его ещё можно использовать к примеру для стяжки или выравнивания поверхности - тогда нужно подготовить необходимое по количеству площади клеёнки и утеплитель подойдёт минвата, после того как раствор будет залит и разровнен его необходимо будет накрыть клеёнкой и сверху утеплить минватой, работать на такой поверхности уже до весны не желательно (пусть остаётся накрытым), но в случае надобности не раньше чем через три недели! При укладке фундамента, постройке подвалов, сливных ям, дренажных коробов - мороз вообще не доставляет ни каких хлопот, так как ниже уровня земли его просто нет, а замешанный раствор который периодически шевелится растворомешалкой не замерзает очень долго. в избранное ссылка отблагодарить Саморез [8.7K]4 года назад Как правило, цементный раствор делают с помощью воды. А в минусовую температуру, не раствор схватывается, а вода в растворе замерзает. Поэтому весной и летом начнуться проблемы. Цементная конструкция просто начнет крошиться. Чтобы этого избежать, можно использовать противозамерзающую жидкость, она не даст воде замерзнуть и превратиться в лед. Крооме того можно использовать более простой метод известный уже давным давно: в раствор добавлять достаточное количество соли, точнее, лучше сначала соль растворить в воде, потом уже добавлять эту воду в раствор. Соль-вода не замерзает в минусовую погоду, даже в сильные морозы она посто превращается в кашицу. Такой раствор будет чуть дольше схватываться, но зато потом не возникнут проблемы. Также можно укрывать раствор изолоном, это тоже защитит от мороза, хотя не надолго. в избранное ссылка отблагодарить Kolya Saussure [2.3K]3 года назад Иногда приходится работать с цементным раствором при строительстве зданий в морозные дни. Для того, чтобы раствор при морозе не замерз, используют соль, добавляя её в воду при приготовлении цементного раствора. Хоть часто это чревато тем, что на фоне красного кирпича позже могут быть видны белые пятна соли, зато таким раствором можно пользоваться в зимнее время. в избранное ссылка отблагодарить Джек-Попрыгунчик [81]4 года назад Да есть. При минусовой температуре раствор быстро замерзает. Для того чтобы продлить жизнестойкость раствора в него добавляют соль. Обычную соль. Только соль нужно добавлять при приготовлении раствора. Хотя можно солить и после, главное хорошо перемешать. К сожалению сейчас не помни нормативные пропорции, живу долго. в избранное ссылка отблагодаритьЗнаете ответ? |
Смотрите также: |
www.remotvet.ru
Противоморозная добавка в бетон своими руками
Одной из составляющих любого бетонного раствора является вода, которая, как известно, при отрицательных температурах кристаллизуется, увеличиваясь в объеме, что для только набирающего прочность материала является губительным, поэтому бетонные составы заливают только в безморозное время.
Что же делать, если теплые деньки уже давно прошли, а вам срочно понадобилось залить монолитную конструкцию? Не ждать же весны в самом деле? Конечно, нет, ведь сегодня существует целый ряд противоморозных добавок, которые и воде в лед превращаться не дают, и скорость схватывания раствора повышают в разы. Нужно лишь купить любую готовую смесь в магазине и добавить в бетон в соответствии с прилагаемой инструкцией.
К сожалению, в нашей жизни возможно все, поэтому предположим, что такая покупка для вас оказалось недоступной. Что делать тогда? Сделать противоморозную добавку в бетон своими руками, ведь все, что для нее вам понадобится, — это простая соль. Наиболее распространенный вариант – техническая.
Плюсы соли.
Она:
- стоит недорого;
- не оказывает воздействия на скорость застывания бетона, значит, раствор можно замешивать заранее;
- не меняет структуру цементной массы;
- увеличивает подвижность частиц, благодаря чему бетонный состав лучше принимает необходимую форму.
Минусы.
Одновременно с этим соль имеет высокий уровень коррозийной активности, из-за чего становится невозможным ее применения в тех конструкциях, где присутствует металл или арматура (они просто под воздействием хлорида натрия окисляются и отслаиваются от бетонной конструкции, нарушая тем самым целостность последней). Если же таких составляющих в вашей конструкции нет, можете смело использовать соль, как лучшую противоморозную добавку в бетон.
Зависимость количества соли от температуры окружающей среды.
Ее доля в готовом растворе должна быть следующей: 2% для среднесуточной температуры воздуха не ниже 5 градусов мороза и 4% для более морозной погоды (от -6 до -15 градусов). Ожидаемая прочность конструкции при высыхании на морозе в таком случае будет такой: 30% через неделю, 80% через месяц и 100% через 3 месяца у первого варианта, где концентрация соли в общей массе составляет 2%, и 15%, 35%, 50%, соответственно, у второго.
Для справки. Хоть соль и является самодостаточной противоморозной добавкой в бетон, специалисты все же рекомендуют добавлять в раствор вместе с ней хлорид кальция: 0,5% от общей массы для температуры до -5 градусов и 2% – для температуры от -6 до -15 градусов.
Видео.
Рекомендую прочитать:
podmasterij.ru
бетон из морской воды
Бетон, как известно, образуется в результате химической реакции между цементным порошком и водой. Сначала формируется своеобразное тесто, потом происходит кристаллизация, затвердевание и прочное склеивание зерен песка и гравия. Для этого процесса весьма важным является чистота, то есть качество, используемой воды.
Соленая вода портит бетон
Примеси хлористых солей в воде неизбежно ведут к неприятностям, которые связаны со слишком быстрым затвердеванием, растрескиванием бетона, образованием в нем пор, а также снижением уровня его механических свойств. Раньше считалось, что для изготовления бетона пригодна только абсолютно пресная вода, причем она требуется в больших количествах. Это сильно затрудняет или делает практически невозможным строительство бетонных сооружений в тех районах Земли, где пресной воды почти нет и, соответственно, она стоит довольно дорого. Такая проблема хорошо знакома строителям юго-западной Европы, Персидского залива, Африки, США и Южной Америки.
Разработка уникального способа изготовления бетона из морской воды
// ]]>
Отсюда легко объяснить огромный интерес к методу, который предложили французская фирма «КДК» и бельгийская компания «Тессандерло». Специалистам по химическим технологиям этих предприятий удалось разработать уникальный метод изготовления бетона из морской воды, соленость которой составляет до 42 граммов на один литр. Примечание: средняя соленость в море равна 35 граммам на литр, однако во многих прибрежных районах она несколько снижена, и только там, где наблюдается усиленное испарение, показатели солености повышены, например, в заливе Кара-Богаз-Гол или в Красном море.
Чудо-порошок для морского бетона
Сущность нового способа заключается в том, что в смесь, подготовленную для замешивания бетона, добавляется порошок, в составе которого находится 18 компонентов, нейтрализующих вредное воздействие соленой воды. Причем, его можно добавлять как на цементном заводе, так и непосредственно на строительной площадке. Точный состав и количество добавки зависят от концентрации солей в местной воде, качества песка и гравия, а также от требований к характеристикам будущего «морского» бетона. Создатели назвали этот вид бетона «С» и пока держат в секрете подробности метода и состав чудо-порошка.
Преимущества бетона новой марки «С»
Прочность бетона марки «С» на изгиб и на сжатие значительно выше, хотя период затвердевания не отличается от обычного, или даже несколько меньше. Спустя два дня после замеса морской бетон по прочности на изгиб превосходит обычный, выдержанный в течение 8 дней, а прочность на сжатие у него выше в 1,5 раза, чем у стандартного 28-дневного бетона. И еще одно преимущество бетона «С» состоит в том, что он прекрасно затвердевает при достаточно высоких температурах, тогда как обычный бетон часто приходится «прятать» от солнца и специально охлаждать.
Фирмы, которые разработали удивительную добавку, с радостью и гордостью отмечают, что ее стоимость относительно невысокая, и, поскольку много средств удается сэкономить на доставке пресной воды, то строительство сооружений из морского бетона часто обходится несколько дешевле.
Карбонатный бетон из морской воды – подсказки природы
Как известно, морская вода содержит огромное количество карбонатов кальция и магния, которые являются замечательным строительным материалом для множества живых организмов: из них обитатели моря строят свои черепашки, из них состоят коралловые рифы. В необычной прочности этих конструкций нам доводилось убеждаться не один раз на собственном опыте.
Ученые из Австралии позаимствовали у природы эту проверенную технологию, создав на ее основании оригинальный способ получения из морской воды прочной известняковой структуры, похожей на бетон. Она образуется в результате электролиза морской воды. Стальную арматуру, одновременно служащую катодом, погружали в воду. Через определенное время на металле нарастал твердый антикоррозийный материал, который по механическим и другим характеристикам не уступал железобетону. Его назвали карбонатным бетоном.
Совершенствование и назначение карбонатного бетона
Вскоре изобрели очень простой способ его упрочнения: во время электролиза вокруг катода просто взбалтывали воду – в результате к карбонатам приставали песчинки, укрепляющие материал.
Этот вид бетона, прежде всего, предназначен для сооружения донных паль, причалов, молов, волнорезов и других объектов, которые постоянно испытывают влияние такой агрессивной среды, как морская вода. Технология получения карбонатного бетона простая и удобная, арматура может быть любой конфигурации, длины и высоты. А главное, широкое внедрение нового бетона облегчит, или вообще сделает ненужным, трудоемкий, дорогой ремонт подобных конструкций.
www.copywriter-yastrebova.com
Соли в бетоне и высолообразование / Строительные услуги / Статьи
Высолообразование является настоящим бичом для производителей цветных бетонных изделий и смесей. Белый налет портит вид декоративных элементов из бетона, и даже часто «переползает» на элементы, контактирующие с бетоном или раствором, в частности, на кирпич, каменные плиты и т.п. При этом зачастую этот налет очень сложно удалить. При попытке его смыть он возникает снова и снова, иногда даже более интенсивно, чем перед попыткой его удаления. Более того, зачастую застарелые высолы просто не поддаются смывке водой. В этой статье мы попробуем разобраться в причинах феномена высолообразования, в том, является ли этот процесс опасным для бетонных конструкций, а так же в методах борьбы с ним.
Высолообразование является настоящим бичом для производителей цветных бетонных изделий и смесей. Белый налет портит вид декоративных элементов из бетона, и даже часто «переползает» на элементы, контактирующие с бетоном или раствором, в частности, на кирпич, каменные плиты и т.п. При этом зачастую этот налет очень сложно удалить. При попытке его смыть он возникает снова и снова, иногда даже более интенсивно, чем перед попыткой его удаления. Более того, зачастую застарелые высолы просто не поддаются смывке водой.
В этой статье мы попробуем разобраться в причинах феномена высолообразования, в том, является ли этот процесс опасным для бетонных конструкций, а так же в методах борьбы с ним.
1. Природа эффекта высолообразования
В двух словах, механизм появления белого налета на бетоне можно охарактеризовать как кристаллизацию на поверхности бетона водорастворимых минералов, поступающих в виде раствора из толщи самого бетона или раствора в процессе капиллярной миграции влаги в направлении поверхности.
Таким образом, для высолообразования требуется наличие трех факторов:
Наличие воды в порах материала
Наличие водорастворимых минералов в этой воде
Наличие условий для миграции (перемещения) этого раствора минералов в теле материала.
Пойдем разбираться далее, по порядку.
Вода
Откуда в бетоне берется вода объяснить проще всего. Бетонная смесь изначально содержит воду затворения.
При этом бетоны и растворы являются гигроскопичными материалами, и никогда не высыхают до конца, даже в очень сухую погоду. То есть в их порах всегда содержится некоторое количество воды, которое зависит от влажности окружающего воздуха.
Пористость
Откуда в бетоне поры, и чем обусловлена миграция (перемещение) воды и растворенных в ней солей в бетонах и растворах?
Практически все минеральные строительные материалы являются пористыми. И значительная часть этих пор сообщается между собой (система капиллярных пор). При диаметре капилляров от 0,1 до 100 микрон, в них наблюдается еще и, так называемое, капиллярное давление, обусловленное силами поверхностного натяжения воды (водных растворов), которое, наряду с прочими факторами (градиент влажности, осмос, гидростатическое давление) и заставляет водные растворы «гулять» в теле строительных материалов.
Если говорить о бетоне или строительном растворе, то их пористость обусловлена двумя основными причинами:
а. Поры, оставшиеся после высыхания воды. Как всем нам известно, бетоны и растворы есть результат твердения бетонных и растворных смесей. Для обеспечения подвижности и пластичности (технологичности, удобоукладываемости) эти смеси содержат необходимое количество воды. Обычно это количество воды колеблется в пределах 50‐100% от массы цемента в бетоне (растворе). В реакцию вступает лишь 10‐20% воды от массы цемента. Вся остальная вода, содержавшаяся в бетонной (растворной) смеси просто испаряется, оставляя после себя воздушные поры.
б. Вовлеченный при приготовлении бетонной (растворной) смеси воздух. В процессе смешивания компонентов бетонных или растворных смесей, в их состав обычно вовлекается от 2% до 5% воздуха. При изготовлении же пенобетонных смесей, в них намеренно вовлекается до 70‐80% воздуха.
В таблице ниже приведем усредненные показатели истинной и открытой (капиллярной) пористости наиболее распространенных строительных материалов.
Материал Истинная пористость В том числе, открытая пористость Раствор строительный 22% 14%
Бетон 10% 6%
Пенобетон 72% 29%
Кирпич керамический 29% 19%
Плотный натуральный камень
(мрамор, гранит) До 2% До 1%
Как видно из таблицы, даже плотные материалы, такие как мрамор и гранит, имеют некоторую капиллярную пористость, а уж искусственные строительные материалы являются по сравнению с ними просто «губкой».
Минералы, растворимые в воде
Далее попробуем разобраться, откуда же в бетоне или растворе берутся водорастворимые минеральные вещества, приводящие к высолообразованию?
Научно доказанным фактом является то, что при твердении (гидратации) портландцемента или белого цемента образуется до 20% извести (гидроксида кальция) от его исходной массы. Известь растворима в воде, и способна мигрировать в растворенном виде при капиллярном подсосе на поверхность бетона или раствора, кристаллизуясь там в те самые белые кристаллы. Именно этот фактор и является основной причиной появления высолов.
Кроме того, в растворные смеси, для повышения их пластичности, часто добавляют дополнительное количество извести, которая усиливает высолообразование.
Таким образом, мы приходим к выводу, что тенденция к высолообразованию заложена в самой природе бетона, который, твердея, «вырабатывает» большое количество извести, содержит немалое количество капиллярных пор, и является, к тому же, гигроскопичным (всегда содержит воду, абсорбированную из атмосферы).
Но не только известь может высаливаться на поверхности бетона.
В строительных материалах могут содержаться и другие водорастворимые минералы (соли), которые попадают туда следующими путями:
Вместе с водой затворения. Природная вода обычно содержит около 1 грамма на литр растворенных в ней минералов, но это количество может доходить и до 10 г/л.
В виде противоморозных добавок. При зимнем строительстве в бетоны и растворы зачастую добавляются водорастворимые соли, снижающие температуру замерзания воды, позволяя бетону твердеть при отрицательных температурах.
Снаружи на строительные материалы могут попадать соли, используемые как антиобледенительные (обычно, хлориды кальция, магния и натрия), которые могут глубоко проникать в пористые материалы под действием дождей и капиллярного подсоса.
Соли, содержащиеся в осадках. Именно так. В зависимости от загрязненности воздуха, осадки (дождь,снег, туман), содержат в себе различное содержание солей. Их количество может составлять:
Сульфаты, г/м2/год Хлориды, г/м2/год
Сельские районы 5‐12 1‐5
Промышленные зоны 12‐20 5‐75
Вот мы и видим, что источников высолообразования предостаточно.
Теперь, рассмотрев основные предпосылки возникновения феномена высолообразования, попробуем разобраться в механизмах этого процесса. Итак, что же происходит после того, как бетонная (растворная) смесь уложена в конструкции и начала твердеть? Либо, когда бетонное изделие распалублено (например, тротуарная плитка)?
Сразу после укладки смеси (или распалубки изделия) начинается ее высыхание за счет испарения влаги в атмосферу и оттока (отсоса) воды в строительные материалы, с которыми этот бетон (раствор) контактирует (например, в кирпич). Возникает градиент влажности. Т.е., влажность пограничных слоев раствора (бетона) оказывается ниже влажности в его теле. Потерянная в этих зонах влага начинает компенсироваться влагой из тела бетона. Вот и запускается капиллярная миграция воды и растворенных в ней веществ наружу, пополняя наружные слои водой и растворенными в ней минералами. При испарении воды с поверхности изделий и конструкций концентрация в ней минералов растет, и при превышении порога их растворимости, эти минералы начинают кристаллизоваться на поверхности и в порах около нее. Появляется тот самый белый налет, состоящий из кристаллов солей и других минералов.
При этом, налет в кирпичной кладке, например, появляется не только на кладочном растворе, но и на самом кирпиче, так как влага, поглощенная кирпичом из кладочного раствора точно так же мигрирует по его порам к поверхности, не только неся с собой все растворенные минералы из раствора, но и растворяя минералы, содержащиеся в самом кирпиче.
Этот эффект называется первичное высолообразование.
В первое время высолы на поверхности бетона еще легко растворимы в воде, и могут быть элементарно смыты. Но почему же тогда высолообразование считается такой серьезной проблемой? Идем дальше.
Итак, бетон или раствор затвердел и высох. Воды в его порах уже недостаточно для капиллярной миграции.
Первичное высолообразование остановилось. Что же происходит дальше?
Если изделие или конструкция остаются в дальнейшем сухими, то происходит лишь то, что, подпитываясь влагой, всегда содержащейся в воздухе, цемент продолжает твердеть и набирать прочность. Высолообразование в этом случае более не развивается. Однако, известь, отложившаяся на поверхности и под ней начинает постепенно реагировать с углекислым газом (СО2), содержащимся в воздухе (карбонизоваться), превращаясь в известняк.
Известняк не растворим в воде, и смыть его водой уже не удастся.
Если же поверхность подвергается впоследствии увлажнению осадками, либо высолы преднамеренно пытаются смыть водой, то механизм высолообразования запускается вновь.
Сначала вода растворяет и смывает с поверхности образовавшийся солевой налет. Одновременно вода впитывается в материал, вновь растворяя содержащие в материале соли. После же прекращения увлажнения, привысыхании строительного материала все повторяется.
Подольем еще масла в огонь. Напомним, что наши стены и другие строительные конструкции и изделия «поливаются» с небес не очень‐то чистой водой.
В процессе своей жизнедеятельности человек сжигает огромное количество ископаемых видов топлив (нефть, к Высолообразование является настоящим бичом для производителей цветных бетонных изделий и смесей.
Белый налет портит вид декоративных элементов из бетона, и даже часто «переползает» на элементы, контактирующие с бетоном или раствором, в частности, на кирпич, каменные плиты и т.п. При этом зачастую этот налет очень сложно удалить. При попытке его смыть он возникает снова и снова, иногда даже более интенсивно, чем перед попыткой его удаления. Более того, зачастую застарелые высолы просто не поддаются смывке водой.
В этой статье мы попробуем разобраться в причинах феномена высолообразования, в том, является ли этот процесс опасным для бетонных конструкций, а так же в методах борьбы с ним.
1. Природа эффекта высолообразования
В двух словах, механизм появления белого налета на бетоне можно охарактеризовать как кристаллизацию на поверхности бетона водорастворимых минералов, поступающих в виде раствора из толщи самого бетона или раствора в процессе капиллярной миграции влаги в направлении поверхности.
Таким образом, для высолообразования требуется наличие трех факторов:
Наличие воды в порах материала
Наличие водорастворимых минералов в этой воде
Наличие условий для миграции (перемещения) этого раствора минералов в теле материала.
Пойдем разбираться далее, по порядку.
Вода
Откуда в бетоне берется вода объяснить проще всего. Бетонная смесь изначально содержит воду затворения.
При этом бетоны и растворы являются гигроскопичными материалами, и никогда не высыхают до конца, даже в очень сухую погоду. То есть в их порах всегда содержится некоторое количество воды, которое зависит от влажности окружающего воздуха.
Пористость
Откуда в бетоне поры, и чем обусловлена миграция (перемещение) воды и растворенных в ней солей в бетонах и растворах?
Практически все минеральные строительные материалы являются пористыми. И значительная часть этих пор сообщается между собой (система капиллярных пор). При диаметре капилляров от 0,1 до 100 микрон, в них наблюдается еще и, так называемое, капиллярное давление, обусловленное силами поверхностного натяжения воды (водных растворов), которое, наряду с прочими факторами (градиент влажности, осмос, гидростатическое давление) и заставляет водные растворы «гулять» в теле строительных материалов.
Если говорить о бетоне или строительном растворе, то их пористость обусловлена двумя основными причинами:
а. Поры, оставшиеся после высыхания воды. Как всем нам известно, бетоны и растворы есть результат твердения бетонных и растворных смесей. Для обеспечения подвижности и пластичности (технологичности, удобоукладываемости) эти смеси содержат необходимое количество воды. Обычно это количество воды колеблется в пределах 50‐100% от массы цемента в бетоне (растворе). В реакцию вступает лишь 10‐20% воды от массы цемента. Вся остальная вода, содержавшаяся в бетонной (растворной) смеси просто испаряется, оставляя после себя воздушные поры.
б. Вовлеченный при приготовлении бетонной (растворной) смеси воздух. В процессе смешивания компонентов бетонных или растворных смесей, в их состав обычно вовлекается от 2% до 5% воздуха. При изготовлении же пенобетонных смесей, в них намеренно вовлекается до 70‐80% воздуха.
В таблице ниже приведем усредненные показатели истинной и открытой (капиллярной) пористости наиболее распространенных строительных материалов.
Материал Истинная пористость В том числе, открытая пористость
Раствор строительный 22% 14%
Бетон 10% 6%
Пенобетон 72% 29%
Кирпич керамический 29% 19%
Плотный натуральный камень
(мрамор, гранит) До 2% До 1%
Как видно из таблицы, даже плотные материалы, такие как мрамор и гранит, имеют некоторую капиллярную пористость, а уж искусственные строительные материалы являются по сравнению с ними просто «губкой».
Минералы, растворимые в воде Далее попробуем разобраться, откуда же в бетоне или растворе берутся водорастворимые минеральные вещества, приводящие к высолообразованию?
Научно доказанным фактом является то, что при твердении (гидратации) портландцемента или белого цемента образуется до 20% извести (гидроксида кальция) от его исходной массы. Известь растворима в воде, и способна мигрировать в растворенном виде при капиллярном подсосе на поверхность бетона или раствора, кристаллизуясь там в те самые белые кристаллы. Именно этот фактор и является основной причиной появления высолов.
Кроме того, в растворные смеси, для повышения их пластичности, часто добавляют дополнительное количество извести, которая усиливает высолообразование.
Таким образом, мы приходим к выводу, что тенденция к высолообразованию заложена в самой природе бетона, который, твердея, «вырабатывает» большое количество извести, содержит немалое количество капиллярных пор, и является, к тому же, гигроскопичным (всегда содержит воду, абсорбированную из атмосферы).
Но не только известь может высаливаться на поверхности бетона.
В строительных материалах могут содержаться и другие водорастворимые минералы (соли), которые попадают туда следующими путями:
Вместе с водой затворения. Природная вода обычно содержит около 1 грамма на литр растворенных в ней минералов, но это количество может доходить и до 10 г/л.
В виде противоморозных добавок. При зимнем строительстве в бетоны и растворы зачастую добавляются водорастворимые соли, снижающие температуру замерзания воды, позволяя бетону твердеть при отрицательных температурах.
Снаружи на строительные материалы могут попадать соли, используемые как антиобледенительные (обычно, хлориды кальция, магния и натрия), которые могут глубоко проникать в пористые материалы под действием дождей и капиллярного подсоса.
Соли, содержащиеся в осадках. Именно так. В зависимости от загрязненности воздуха, осадки (дождь, снег, туман), содержат в себе различное содержание солей. Их количество может составлять:
Сульфаты, г/м2/год Хлориды, г/м2/год
Сельские районы 5‐12 1‐5
Промышленные зоны 12‐20 5‐75
Вот мы и видим, что источников высолообразования предостаточно.
Теперь, рассмотрев основные предпосылки возникновения феномена высолообразования, попробуем разобраться в механизмах этого процесса. Итак, что же происходит после того, как бетонная (растворная) смесь уложена в конструкции и начала твердеть? Либо, когда бетонное изделие распалублено (например, тротуарная плитка)?
Сразу после укладки смеси (или распалубки изделия) начинается ее высыхание за счет испарения влаги в атмосферу и оттока (отсоса) воды в строительные материалы, с которыми этот бетон (раствор) контактирует (например, в кирпич). Возникает градиент влажности. Т.е., влажность пограничных слоев раствора (бетона) оказывается ниже влажности в его теле. Потерянная в этих зонах влага начинает компенсироваться влагой из тела бетона. Вот и запускается капиллярная миграция воды и растворенных в ней веществ наружу, пополняя наружные слои водой и растворенными в ней минералами. При испарении воды с поверхности изделий и конструкций концентрация в ней минералов растет, и при превышении порога их растворимости, эти минералы начинают кристаллизоваться на поверхности и в порах около нее. Появляется тот самый белый налет, состоящий из кристаллов солей и других минералов.
При этом, налет в кирпичной кладке, например, появляется не только на кладочном растворе, но и на самом кирпиче, так как влага, поглощенная кирпичом из кладочного раствора точно так же мигрирует по его порам к поверхности, не только неся с собой все растворенные минералы из раствора, но и растворяя минералы, содержащиеся в самом кирпиче.
Этот эффект называется первичное высолообразование.
В первое время высолы на поверхности бетона еще легко растворимы в воде, и могут быть элементарно смыты. Но почему же тогда высолообразование считается такой серьезной проблемой? Идем дальше.
Итак, бетон или раствор затвердел и высох. Воды в его порах уже недостаточно для капиллярной миграции.
Первичное высолообразование остановилось. Что же происходит дальше?
Если изделие или конструкция остаются в дальнейшем сухими, то происходит лишь то, что, подпитываясь влагой, всегда содержащейся в воздухе, цемент продолжает твердеть и набирать прочность. Высолообразование в этом случае более не развивается. Однако, известь, отложившаяся на поверхности и под ней начинает постепенно реагировать с углекислым газом (СО2), содержащимся в воздухе (карбонизоваться), превращаясь в известняк.
Известняк не растворим в воде, и смыть его водой уже не удастся.
Если же поверхность подвергается впоследствии увлажнению осадками, либо высолы преднамеренно пытаются смыть водой, то механизм высолообразования запускается вновь.
Сначала вода растворяет и смывает с поверхности образовавшийся солевой налет. Одновременно вода впитывается в материал, вновь растворяя содержащие в материале соли. После же прекращения увлажнения, привысыхании строительного материала все повторяется.
Подольем еще масла в огонь. Напомним, что наши стены и другие строительные конструкции и изделия «поливаются» с небес не очень‐то чистой водой.
В процессе своей жизнедеятельности человек сжигает огромное количество ископаемых видов топлив (нефть,каменный уголь). Эти топлива содержат серу (S), которая при их сжигании выделяется в атмосферу в виде диоксида серы (S + O2 = SO2), наряду с другими продуктами горения. Будучи растворимым в воде, диоксид серы реагирует с влагой воздуха и кислородом, превращаясь в серную кислоту (SO2 + ½O2 + h3O = h3SO4), которая растворена в «кислотных дождях», выпадающих в крупных городах и промышленных районах. Если нормальный уровень рН воды составляет 6,5‐8, то загрязнения атмосферы в результате сжигания топлив могут снижать рН дождевой воды до уровня 3‐4. При такой кислотности дождевая вода уже является коррозионной и разрушает большинство строительных материалов.
Давайте посмотрим на цифры по среднему содержанию различных кислот в городском воздухе:
Наименование Химическое обозначение Концентрация
Углекислый газ (диоксид углерода) CO2 700 мг/м3
Угарный газ (монооксид углерода) CO 13 мг/м3
Диоксид серы SO2 530 мг/м3
Триоксид серы SO3 4,6 мг/м3
Окись азота NO 420 мг/м3
Когда кислая дождевая вода (h3SO4) вступает в контакт с карбонатом кальция, содержащемся в виде заполнителей в бетоне, либо образовавшегося при карбонизации извести, начинается его коррозия с образованием гипса (CaCO3 + h3SO4 = CaSO4), который уже является растворимой в воде солью.
Помимо серной кислоты кислотные дожди содержат монооксид углерода (CO, угарный газ), содержащийся в выхлопных газах автотранспорта, под действием которого в строительных материалах образуется бикарбонат кальция (Ca(HCO3)2), который тоже является водорастворимой солью.
Таким образом, начинается вторичное высолообразование. Соли снова «лезут» на поверхность вместе с мигрирующей влагой, иногда даже обильнее, чем при первичном высолообразовании. Объясняется это тем, что в процессе твердения цемента уже успело образоваться больше извести, всегда готовой «подпортить» внешний вид материала.
Замкнутый круг! Что делать!?
Прежде, чем попытаться ответить на этот вопрос, попробуем разобраться в еще одном важном моменте: а не несут ли высолы в себе другого вреда, кроме ухудшения внешнего вида строительных изделий и конструкций?
2. Разрушающее действие солей
Оказывается, что соли, откладывающиеся на поверхности строительных материалов и в слоях около поверхности, не только ухудшают их внешний вид, но и представляют серьезную опасность для этих материалов, оказывая на них сильное разрушающее воздействие.
Прежде всего, это объясняется тем, что растущие солевые кристаллы способны оказывать разрывающее давление на стенки пор, в которых они кристаллизуются. Это давление может составлять до 55 МПа и выше, что выше прочности большинства строительных материалов. Гигроскопичная природа многих солей, проявляющаяся в постоянной кристаллизации и повторном растворении, может очень быстро разрушить микроструктуру камня, оказывая высокое давление на стенки его пор.
Но это, оказывается, еще не все. Эти солевые отложения сами по себе характеризуются микропористостью, которая, в сочетании с гигроскопичной природой этих солей, обусловливает адсорбцию воды в этих порах. В случае замерзания этой адсорбированной в солевых отложениях воды, давление на стенки пор многократно усиливается, ускоряя процесс разрушения конструкции. Строительные же растворы низкой прочности способны разрушаться даже в результате циклического гигроскопического набухания и усадки таких солевых отложений.
Внешне такое разрушение обычно проявляется в отслоении наружной поверхности материала, наподобие сланца, и наблюдается не только на цементных материалах, но и на «засоленном» кирпиче.
Этот процесс разрушения обычно занимает несколько лет.
Однако он может быть сильно ускорен, если строительная конструкция покрашена, даже в случае применения хорошей паропроницаемой латексной краски. Дело в том, что даже если краска
паропроницаема (размер молекулы воды составляет всего 0,3нм), то она остается непроницаемой для солей, провоцируя их отложение под слоем краски. Поэтому отслоение краски на засоленных поверхностях может наблюдаться уже на следующий сезон после окрашивания, причем такое отслоение сопровождается разрушением верхнего слоя окрашенного материала.
В своей лаборатории мы провели небольшой наглядный эксперимент.
Мы изготовили несколько цветных бетонных образцов с различной тенденцией к высолообразованию, и после их затвердевания погрузили их одной стороной в воду, оставив другую сторону на воздухе. Таким образом, мы создали условия для направленного капиллярного движения воды.
Выдержав в таком виде образцы в течение трех суток, мы отмыли высолы (там, где они были), высушили образцы и изучили их поверхность под микроскопом.
Ниже представляем Вам сравнение трех образцов после испытания. Слева показан внешний вид образца, в середине – состояние его верхней поверхности и справа – состояние боковой поверхности.
Первый образец – из немодифицированного бетона. Как видно на фотографиях, и на верхней и на боковой поверхности наблюдаются небольшие следы разрушения (отслоение верхнего слоя с оголением песка).
Второй образец содержал в своем составе соль, которая повысила его склонность к высолообразованию. На фотографии явно видны серьезные разрушения его верхней и боковой поверхностей.
Третий образец содержал добавку, предотвращающую высолообразование. Как видно на фотографиях, этот образец не имеет следов разрушений.
Вывод из этого опыта:
Мы здесь явно видим, что высолообразование имеет сильное разрушающее воздействие на бетон. Уже через три дня испытаний на поверхностях образцов, на которых наблюдались высолы, видны разрушения верхнего слоя.
3. Методы борьбы с высолообразованием
Итак, разобравшись немного с причинами высолообразования, а так же уяснив и разрушающее действие этого феномена на строительные материалы, мы должны не только прийти к выводу о необходимости борьбы с этим феноменом, но и к методам, которые помогут его предотвратить.
Принципы борьбы с высолообразованием
Как известно, борьба с симптомами болезни всегда менее эффективна, чем с причинами ее возникновения.
Поэтому наша задача, разобравшись с причинами появления высолов, заключается в том, чтобы, если не предотвратить их, что практически невозможно, то минимизировать.
Итак, привяжем принципы лечения к источникам болезни:
Фактор Методы устранения или минимизации фактора
1. Капиллярная миграция влаги, обусловленная избыточной влагой и капиллярной пористостью материала Здесь следует отметить, что из двух видов пористости (от воздухововлечения и от
высыхающей влаги) нам следует бороться именно с пористостью от высыхающей влаги, так как пузырьки вовлеченного воздуха обычно замкнуты, имеют большой диаметр, и не участвуют в капиллярных процессах.
Методы борьбы с капиллярной пористостью:
a. Снижение пористости и проницаемости материала.
b. Гидрофобизация пор строительного материала, препятствующая капиллярной миграции воды.
c. Снижение отсоса влаги в материалы, соприкасающиеся с раствором, в процессе его твердения.
d. Разрушение капиллярной пористости материала около поверхности.
2. Водорастворимые минералы
a. Предотвращение или возможное снижение количества водорастворимых минералов, попадающих в материал при его изготовлении.
b. Связывание водорастворимых минералов в в водонерастворимые стабильные соединения.
3. Агрессивные атмосферные воздействия (кислоты)
a. Защита материала от агрессивных воздействий.
b. Снижение проницаемости материала для кислот (для анионов Cl, SO4 и пр.).
Теперь перейдем от теории к практике.
Существующие конструкции
В существующих конструкциях методов по борьбе с высолами меньше, чем при изготовлении новых, и практически все они сводятся к пропитке конструкций (как со стороны поверхности, так и изнутри – через пробуренные шурфы) активными пропитками‐гидрофобизаторами, которые призваны:
связать известь и другие растворимые минералы в конструкции в нерастворимые соединения, тем самым, уплотнив (заполнив) поры материала и снизив его проницаемость.
Гидрофобизировать поверхность пор материала и предотвратить капиллярную миграцию влаги.
Обычно такие пропитки изготовлены на основе силикатных или кремнийорганических материалов.
Так же следует принять меры по высушиванию конструкции и последующей ее защиты от атмосферной агрессии.
Опираясь на вышеописанные механизмы разрушительного воздействия высолообразования, мы не рекомендуем пытаться избавиться от высолов путем полного запечатывания пор бетона лакокрасочными материалами.
Это может дать временное улучшение внешнего вида, но впоследствии это может весьма негативно сказаться на долговечности изделия или конструкции. Сначала надо вылечить болезнь, а уже затем делать косметику.
Новые конструкции и изделия
При изготовлении (возведении) новых конструкций или изделий имеется значительно более широкий арсенал средств для предотвращения или снижения вероятности появления высолов.
Эти технологические средства или методы можно поделить на рецептурные и организационные.
В числе рецептурных методов мы рекомендуем следующие:
При изготовлении материала по возможности снижать количество воды. Для цементных составов это означает применение возможно более низкого водоцементного отношения. То есть, следует использовать более жесткие растворные и бетонные смеси.
Здесь следует отметить, что применение органических пластифицирующих добавок зачастую не дает положительного эффекта в борьбе с высолами, так как органические пластификаторы (по сути – диспергаторы)
повышают гигроскопичность материала, делая стенки его пор более гидрофильными.
В составе цементных смесей рекомендуется использовать достаточное количество пуццолановых добавок, вступающих в химическое взаимодействие с известью, превращая ее в нерастворимые в воде и прочные соединения.
В качестве таких пуццолановых добавок мы рекомендуем применять не чисто силикатные добавки (такие, как микрокремнезем), а алюмосиликатные (например, метакаолин). Алюмосиликатные материалы способны связывать в нерастворимые соединения, подобные цеолитам, не только щелочноземельные металлы (Ca, Mg), но и щелочные (Na, K, Li), лучше защищая бетон (раствор) от высолов и силикатно‐щелочной реакции.
Связывая известь и другие растворимые соединения в нерастворимые вещества, которые откладываются в порах бетона, пуццоланы, тем самым, делают бетон более водонепроницаемым, снижая капиллярные эффекты. Кроме того, проницаемость материала для сульфат‐ и хлорид‐ионов (SO4‐2, Cl‐) так же значительно снижается, что делает бетон более стойким к воздействию атмосферной агрессии.
Таким образом, пуццолановые добавки решают сразу несколько задач, перечисленных в таблице, показывающей методы устранения высолообразования, в частности, пункты 1а, 1d, 2b и 3b.
В состав строительных материалов так же рекомендуется вводить гидрофобизирующие добавки, предотвращающие капиллярную миграцию влаги.
Введение таких добавок наиболее эффективно от первичного высолообразования, когда вода из высыхающего раствора (бетона) стремится наружу, и пуццолановые добавки еще не успевают связать растворенные в ней соли. Предотвращение капиллярной миграции поровых растворов на ранней стадии высыхания растворов позволяет удержать растворимые минералы в толще раствора, где впоследствии они будут связаны пуццоланами, и не смогут участвовать во вторичном высолообразовании.
В составе кладочных растворов мы рекомендуем использовать водоудерживающие добавки, которые снижают отдачу ими влаги (а значит и растворов водорастворимых минералов) в кладочный материал. Это уменьшит высолообразование на самом кладочном материале (кирпиче, блоках) около растворных швов.
В общем, лучше использовать декоративные бетонные и растворные смеси (сухие смеси) заводского приготовления, так как в заводских условиях легче отследить все технологические операции по их изготовлению (да и есть, с кого спросить за качество, в конце концов).
В числе организационных методов мы рекомендуем следующие:
Для изготовления строительных растворов и бетонов следует использовать по возможности чистое сырье, содержащее минимум растворимых в воде соединений. Это же относится и к воде затворения.
Затворяя сухие смеси, особенно, цветные, следует использовать как можно меньше воды (приготавливать более жесткие растворные смеси).
Если нет возможности использовать водоудерживающие добавки в кладочных растворах, то рекомендуется для кладки использовать насыщенный водой кирпич (или другой стеновой материал), который не будет оттягивать из раствора влагу. Здесь важно отметить, что вода для вымачивания стенового материала должна быть чистой, и этот метод не гарантирует отсутствия высолов на самом кирпиче, если в его составе присутствуют водорастворимые минералы. (При высыхании кирпича, содержащиеся в нем соли «полезут» на поверхность).
Хороший метод разработан на практике подрядчиками, работающими с цветными кладочными растворами.
Они затирают (расшивают) растворные швы, удаляя излишки раствора, только после подсыхания раствора.
Таким образом, схватывающийся раствор около поверхности разрыхляется, разрушается его капиллярная сеть около поверхности, и результирующий цвет раствора оказывается более ярким.
После подсыхания раствора или бетона следует как можно раньше нанести гидрофобизирующую пропитку.
(Перед применением поверхностных гидрофобизаторов следует всегда проводить опытное нанесение.)
Твердеющий декоративный раствор или бетон следует предохранять как от быстрого высыхания (прямой солнечный свет, ветер), так и от увлажнения (дождь, туман). Оптимальными условиями твердения являются теплая и влажная атмосфера, но без осадков.
Ну и, конечно, конструкционно следует предусмотреть защиту декоративных поверхностей от прямого воздействия осадков (козырьки, отливы и т.п.)
Заключение
Как мы видим, борьба с высолообразованием – это не тривиальная задача, и стопроцентной гарантии от высолов дать невозможно.
Однако, мы надеемся, что эта наша статья поможет Вам понять причины возникновения высолов и опасности, которые они таят. А наши рекомендации позволят производителям декоративным строительных материалов и подрядчикам, применяющим их, принять максимум мер по защите от этого феномена.
И, конечно, мы не можем здесь не сказать нескольких слов о предлагаемом нами для этих целей модификаторе МетаМикс‐2 «Антивысол».
Этот модификатор сочетает в себе сразу несколько методов борьбы с высолами.
В его основу заложен наиболее эффективный пуццолановый материал – метакаолин, одинаково эффективно связывающий как известь, так и соли щелочных металлов, с превращением их в нерастворимые новообразования, подобные цеолитам.
Этот модификатор обеспечивает гидрофобизацию пор модифицируемого материала, предотвращая капиллярную миграцию растворов минералов в материале, особенно, в первые часы твердения.
Имея глинистую природу, модификатор выступает в качестве минерального пластификатора для цементных систем, особенно эффективного в &laq
www.estateline.ru