Строительство / Всё о фундаментах


Химическая защита фундаментов

 

Защита арматурной стали и бетона от коррозии играет большую роль в долговечности конструкции. Снижение механической прочности железобетонной конструкции чаще всего происходит не от механических нагрузок, а от воздействия кислот, щелочей, высокой относительной влажности, периодического замораживания и оттаивания грунта, контактирующего с подземной частью фундамента. Подземная (почвенная) коррозия — это разрушение материалов в грунтах. Она распространяется на металл, бетон и другие конструктивные элементы заглубленной части здания. Способы защиты фундаментов в условиях действия агрессивных вод показаны на рис. 87. Прежде чем рассматривать химическую защиту фундаментов нужно определиться с природой вредных воздействий.

Агрессивность грунтов к металлическим конструкциям определяется их электропроводностью, зоной влажности, химическим составом, пористостью и другими параметрами.

 

Рис. 87. Защита фундаментов от агрессивных вод: а — столбчатые фундаменты под колонны; б — ленточные фундаменты под кирпичные стены; 1 — железобетонный фундамент; 2 — бетонная подготовка; 3 — бетонные фундаментные блоки; 4 — обмазочная изоляция; 5 — щебень с проливкой битумом; 6 — оклеенная изоляция; 7 — прижимная защитная стенка; 8 — кислотоупорный асфальт

 

Разрушению арматурной стали способствуют и нарушения технологии сооружения монолитного железобетона. Поэтому, если владельцу не безразлично, в каком состоянии здание перейдет к следующему поколению, арматурный каркас, закладные детали и бетон следует надежно защитить. В строительной технологии разработаны специальные методики прогнозирования процессов коррозии бетона и металла применительно к естественным условиям. Оценка воздействия среды на сталь и бетон отражена в таблице 31.

Состав и содержание сред, в которых работают конструктивные элементы фундамента, весьма разнообразны и даже в пределах одного региона не бывают одинаковыми. Поэтому на участках, где есть признаки агрессивной среды, требуется проведение лабораторных анализов. Выявление наиболее опасных для конструкции сочетания агрессивных сред и продолжительности их воздействия — является одной из наиболее важных задач при разработке антикоррозийной защиты фундамента.

 

Таблица 31. Оценка степени воздействия среды

на сталь и бетон

Среда

Углеродистая сталь

Цементный бетон

Средняя скорость равномерной коррозии, мм/год

Баллы снижения прочности (ГОСТ 13819-68)

Снижение прочности в зоне коррозии, %

Внешние признаки разрушения бетона

Снижение прочности

в зоне коррозии, в % за год

Неагрессивная

До 0,01

1-3

0

0

Слабая

0,01—0,05

4,5

До5

Слабое разрушение поверхности

До5

Средняя

0,05 — 0,5

6

До 10

Повреждение углов

До 10

Сильная

0,5

7

15

Четко выраженное разрушение, обнажение заполнителей, разрыхление структуры, трещины и т.п.

До 15

 

В строительстве для закладных деталей и арматурной стали используются низкоуглеродистые стали, которые подвержены коррозийному разрушению. Для сталей наиболее опасными являются проникающие к ней депассивирующие ионы — в первую очередь хлориды. Поэтому перед разработкой методов защиты железобетона должны быть известны все показатели, в том числе тип арматуры, ее класс и диаметр, характер действующих агрессивных сред и возможность попадания хлоридов. При наличии агрессивных сред защиту подземной части сооружения должны рассчитывать специалисты, поэтому останавливаться более подробно на данном вопросе мы не будем. При низкой агрессивной способности среды металлические конструкции железобетона защищают специальными покрытиями, исключающими доступ влаги к металлу.

Наиболее распространенным видом защиты в индивидуальном строительстве является лакокрасочное покрытие. Оно обладает целым рядом достоинств, одним из которых является простота нанесения в условиях строительной площадки. Для этого применяются лаки, грунтовки, эмали, шпаклевки, которые используются как самостоятельно, так и в виде различных комбинаций.

Лаки — пленкообразующие системы в виде раствора полимера или олигомера в летучих растворителях (разбавителях), испаряющихся по мере формирования системы.

Эмали, грунтовки, шпаклевки состоят из пленкообразующей системы (лаки, смолы) с введением пигментов и наполнителей. Для грунтовок основной функцией является обеспечение адгезии с подложкой (металлоконструкцией) и подстилающими слоями, а также химическая стойкость. Для эмалей, служащих верхними слоями и контактирующими с агрессивной средой, требуется химическая стойкость. Свойства покрытий определяются типом пленкообразователя и тех химических превращений, которые происходят в процессе перехода его в твердое покрытие. Долговечность лакокрасочной системы зависит не только от материалов, из которых она состоит, но и от совместной работы вместе с подложкой, что в свою очередь определяется адгезией. Прочность пленки зависит от природы связей (ионной, ковалентной) измеряемой работой Wa адгезии, равной произведению средней энергии единицы связи W на число связей N, приходящихся на единицу контакта:

Wa = W●N

 

Энергия связей колеблется от 50 до 1000 кДж/моль. Но при этом следует помнить, что адгезионная прочность зависит не только от природы связи, но и от состояния подготовки металлической поверхности перед покраской. Очистка поверхности перед покраской является наиболее трудоемкой операцией, превышающей 50 % трудозатрат по защите. Снятие коррозийной пленки вручную при помощи металлических щеток малоэффективно. Наименьшие трудозатраты с наибольшим эффектом достигаются пескоструйной (дробеструйной обработкой) конструкции или обработкой ее преобразователями ржавчины. Большинство преобразователей содержит в своем составе ортофосфорную кислоту, которая при взаимодействии с продуктами коррозии превращает их в нерастворимые фосфаты железа. Так как преобразователи содержат пленкообразующие материалы, на поверхности металла образуется слой, обладающий определенной коррозийной стойкостью. При этом нужно помнить, что преобразователи можно применять, когда толщина продуктов коррозии не превышает 80— 120 мк. Для толстой пластовой ржавчины они не применимы и требуется предварительная механическая очистка поверхности.

Пропитка поверхностей предусматривает применение материалов, хорошо проникающих в бетон, полимеризующихся в порах или заполняющих их. Лакокрасочные покрытия при всех своих положительных свойствах проникают не на большую глубину. Поэтому промышленность выпускает специальные пропитки, способные проникать в бетон на глубину до 20 мм. Такие материалы в своем большинстве являются продуктами нефтепереработки или полимерами.

 

Рис. 88. Глубина пропитки цементного раствора в зависимости от вязкости пропиточных материалов: (32): 1 — битум марки БН-Н; 2 — битум марки БН-1; 3 — битум марки БН-О; 4 — битум марки БН-Y; 5 — петролатум; 6 — озокерит; 7 — парафин

 

Пропиточная защита обладает рядом преимуществ перед другими видами защиты. К основным ее преимуществам относятся: простота нанесения, большой срок службы, обеспечение высокой плотности и непроницаемости слоя бетона. Поэтому некоторые виды пропиток могут использоваться даже в жидких агрессивных средах. Глубина пропитки цементного раствора показана на графике (рис. 88).

Современные строительные технологии постоянно пополняются новыми материалами, позволяющими выполнить защиту ограждающих конструкций с нужной степенью водонепроницаемости. К таким гидроизоляционным материалам относят:

— пропиточные составы, работающие по принципу водоотталкивающих жидкостей;

— пропитки полимеризующиеся. Это, как правило, водные эмульсии полимерных смол, которые проникают в толщу бетона и через некоторое время полимеризуются, превращаясь в пластмассу. Такие пропитки наносят для укрепления поверхностных слоев бетонной стены, создавая при этом основу для штукатурного слоя;

— растворы минеральных кислот, предназначенные для открытия пор в бетонной поверхности, что способствует в последующем более глубокому проникновению пропиточных составов;

— различные добавки к растворам, повышающие гидроизоляционные свойства растворов и бетонов.

Заслуживает внимания гидроизоляционный состав OSMOSEAL, выпускаемый итальянской фирмой INDEX. Состав наносится на увлажненную бетонную или оштукатуренную поверхность кистью в два слоя и способен выдерживать гидростатическое давление до 7 атм, что более чем достаточно для любого подвала.

Если все же по тем или иным причинам стены подвала пропускают воду, то остановить ее можно при помощи ЛАМПОСИЛЕКСА — порошкового тампонажного вяжущего, останавливающего воду под давлением до 5 атм. Набор конечной прочности происходит за 15 секунд, что делает его применение очень эффективным.

ЭПОРИТ — двухкомпонентный эпоксидный клей, предназначенный для быстрого и надежного заделывания трещин в бетоне и цементных стяжках. Клей используют для улучшения адгезии в области "холодных швов" и усиления сцепления с бетоном закладных металлических элементов.

Силиконовый герметик МАПЕСИЛ АЦ применяется для эластичной герметизации рабочих и температурных швов между старым и новым бетоном, закладными деталями и бетоном, а так же при облицовке плиткой. Герметик укладывают при помощи шприцевого пистолета.

 

 

 


© 2014. Все права защищены.

Публикация материалов сайта разрешена при условии ссылки на Сельская жизнь