Выцветы на поверхностях железобетонных изделий и меры по их предотвращению
В данной статье мы рассмотрим процесс выцветания бетонных изделий и возможности по борьбе с выцветаниями. Выцветания на поверхностях строительных материалов, а это касается не только бетонных изделий, - обыденная ситуация в процессе жизни изделий.
Достаточно частый случай - появление белого налета на бетонной поверхности. Это касается малоразмерных цветных изделий (плитка облицовочная). Принято разделять выцветы на две группы: первичные (появляются сразу при твердении бетона) и вторичные (появляются при старении бетонных изделий под действием атмосферных факторов).
Первичные выцветания
Бетон по своей структуре - пористая структура, наполненная цементным раствором (в основном это гидроксид кальция). В процессе твердения концентрация гидроксида кальция в устьях пор снижается, что вызывает постоянный перенос гидроксида кальция из объема к поверхности изделия и процесс постепенно останавливается.
Первичное выцветание бетона может получиться в случае, если бетонное изделие или хотя бы какая-нибудь его часть находится в воде, то гидроксид кальция может распространиться по всей поверхности и образовать налет кальция, нерастворимый в воде.
Время первичного выцветания можно определить с помощью эксперимента. Налить небольшое количество воды на поверхность еще не затвердевшего бетона. Через некоторое время можно будет увидеть белый налет по краям налитой воды. Обычно налета не образуется после 8 часов твердения бетона, то есть за 8 часов поры бетона закупориваются карбонатом кальция. Бетон, твердеющий в атмосфере азота, не белеет, если на нем образуется вода. Что подтверждает взаимосвязь карбоната кальция и углекислого газа, содержащегося в воздухе.
Вторичные выцветания
Вторичное выцветание возможно даже в том случае, если бетон не подвержен первичному выцветанию. Причина подобного выцветания - атмосферные воздействия в течение долгого периода времени, а проявляется это как общее осветление поверхности бетона.
Причина вторичного выцветания - продолжение процессов гидратации в бетонных изделиях. Опыты показывают, что вторичное выцветание проявляется у бетонных плиток в течении года, после чего налет смывается и плиткам понадобится около года чтобы очиститься и восстановить первоначальный цвет. Конечно же сроки восстановления зависят от климата и осадков. Процесс преобразования карбоната в бикарбонат затягивается при затяжных дождях, а засушливый климат сохраняет вторичное выцветание на долгое время. После исчезновения налета естественным путем вторичное выцветание проявляется крайне редко.
Чтобы поставить опыт для вторичного выцветания, достаточно периодически, а именно 2 раза в день опрыскивать стопку бетонных изделий водой в течение получаса. В последствии можно будет наблюдать выцветы в местах соприкосновения бетонных изделий. Это объясняется скоплением воды в местах соприкосновения изделий. Этот пример показывает, как не нужно хранить бетонные изделия.
Количественную оценку вторичного выцветания можно узнать путем измерения яркости отражения фотометром.
Факторы выцветания.
Причиной появления выцветаний является наличие гидрооксида кальция Са(ОН)2 в цементе. Для того, чтобы выцветы образовались на поверхности бетонных изделий, гидрооксид кальция должен перенестись из объема изделия на его поверхность. Переносится Са(ОН)2 посредством разности концентраций гидрооксида кальция в жидкой фазе в объеме и на поверхности. Это возможно только в жидкой фазе, то есть до затвердевания бетонной смеси.
Портландцемент как и другие виды цемента на основе портландцементного клинкера образуют большое количество гидроксида кальция. До 15 процентов от общей массы цемента (порядка ста килограмм в одном метре кубическом бетона). В таком случае чтобы предотвратить выцветы нужно использовать цементы с пониженным содержанием элита (кальциевого силиката). Такие цементы характеризуются пониженной скоростью твердения и пониженной маркой.
Перенос гидроксида кальция на поверхность изделия осуществляется по капиллярам, образовавшимся в процессе твердения бетонного изделия. Следствием этого процесса может быть образование капиллярных пор на затвердевших изделиях. Причиной такой ситуации может быть неправильно выбранное соотношение песка и цемента на стадии изготовления раствора.
Причинна пор в бетонных изделиях - чрезмерное содержание воды. Чем меньше воды используется при производстве бетонных изделий, тем меньше капиллярная пористость бетона. Капиллярные поры в самом цементном камне - неизбежная плата за избыточное содержание воды. Чем ниже водосодержание, тем ниже капиллярная пористость бетона. Существует два способа снижения пористости бетона: применение суперпластификаторов в сочетании с вибролитьевой технологией; применение вибропрессования. В любом случае поры образуются в большей или меньшей степени.
Перенос гидроксида кальция на поверхность изделия осуществляется по капиллярам, образовавшимся в процессе твердения бетонного изделия. Следствием этого процесса может быть образование капиллярных пор на затвердевших изделиях. Причиной такой ситуации может быть неправильно выбранное соотношение песка и цемента на стадии изготовления раствора.
Необходимое соотношение можно посчитать по формуле:
Пк=(В-CoЦ)*10%
где
В - расход воды на 1 метр кубический бетона, кг;
Ц - расход цемента на 1 метр кубический бетона, кг;
Cо - доля химически связанной воды в частях от массы цемента (обычно о> = 0,15-0,2).
Возможен и другой способ уменьшения количества гидроксида кальция - использование специальных добавок, способных связать гидроксид кальция. Но у этого способа есть свои минусы: время твердения такого бетона увеличится; такой бетон требует дополнительной тепловлажностной обработки и как следствие, это сказывается на цене бетона. Следует учитывать, что выцветание бетона - явление поверхностное, а большая часть бетонных изделий остается закрытой от глаз.
Пропитка поверхности бетона.
Возможны следующие виды пропитки поверхности бетонных изделий:
1. Водоразбавляемые акриловые дисперсии (Создает прозрачную пленку на поверхности бетона и препятствует выделению карбоната кальция. Срок службы малой толщины покрытия сокращается до 1-2 лет. Обычно белый налет образуется в первые два года службы бетонных изделий. Можно с уверенностью сказать, что данный вид пропитки бетонных изделий является наиболее лучшим вариантом защиты бетона от выцветания).
2. Силиконовые составы (не очень эффективна в отношении предотвращения выцветания, так как силикон не мешает поступлению водяного пара к порам).
Выводы
Процесс выцветания бетонных изделий - многофакторный и бороться с выцветанием достаточно сложно. Тем не менее, можно свести вероятность появления выцветаний к минимуму следующим образом:
1. Бетон должен иметь минимальную пористость и водопроницаемость.
2. Желательно обеспечить доступ углекислого газа к поверхности твердения бетона.
3. Необходимо избегать попадания влаги в процессе хранения. С течением времени бетонные изделия станут менее подвержены выцветам.
4. Выцветов можно избежать, применяя пропитку из водных дисперсий акрилатов.
|
