bbk 000000

УДК

Шибаев С. Ю.

Защита бетонных поверхностей, имеющих постоянный контакт с водой

Скачать статью в журнальной верстке (PDF)

Обеспечение долговечности бетонных конструкций является одной из основных задач при проектировании и строительстве сооружений. Пористость бетона служит причиной коррозионных процессов и его разрушения. Эти процессы ускоряются во влажной среде, поэтому бетонные поверхности в сооружениях, предназначенных для длительного или постоянного контакта с водой, нуждаются в особой защите.

В настоящее время на рынке представлены различные системы защиты бетона, включая защиту от воздействия агрессивных жидких сред. Применение полимерных и минеральных защитных покрытий имеет свои особенности.

Наиболее безопасными с точки зрения эксплуатации и ремонта заглубленных в грунт сооружений являются минеральные защитные покрытия. Обладая высокой паропроницаемостью, они менее подвержены осмотическим процессам из-за увлажнения конструкции со стороны грунта. На поверхности полимерных покрытий при нарушении наружной гидроизоляции возможно образование осмотических пузырей (рис. 1). Минеральные системы также более безопасны при подсосе конструкцией влаги. В отличие от полимерных покрытий при необходимости их можно наносить локально, только на тех участках, где требуется защита, например в зоне переменного уровня воды. Важным преимуществом минеральных покрытий является возможность нанесения на влажные основания конструкций. Это дает возможность приступить к ремонту практически сразу после опорожнения резервуаров без затрат на дополнительные мероприятия по снижению влажности бетона. Если в процессе производства работ или эксплуатации сооружения возникли дефекты или повреждения минерального покрытия, то их можно достаточно просто обновить, не снижая надежности защитной системы. Важен и экономический фактор – стоимость одного квадратного метра минеральных покрытий, как правило, значительно ниже полимерных.

Для заглубленных конструкций компания «MС-Bauchemie» предлагает ряд минеральных защитных систем для различных условий эксплуатации и агрессивности сред. Это – линейный ряд покрытий MC-RIM для защиты бетона в сооружениях водоочистки, а также группа материалов Konusit для защиты бетона в газовой зоне коллекторов сточных вод от воздействия биогенной серной коррозии, при которой рН среды снижается практически до нуля. Для защиты бетона в сооружениях питьевого водоснабжения применяется специальная система ремонта и защиты MC-RIM PW. Эти минеральные покрытия показали свою эффективность на ряде объектов.

Однако большинство минеральных систем являются жесткими и не могут воспринимать деформационные нагрузки. При эксплуатации железобетонных конструкций часто возникает потребность в защитных системах с высокой эластичностью и соответственно со способностью к перекрыванию статических и динамических трещин. Для этой цели используются минеральные покрытия на полимерцементной основе. Полимерный компонент в таких системах является связующим, а сухая смесь на цементной основе служит заполнителем. Рецептура материала обусловливает частичную реакцию гидратации цемента, за счет чего достигается высокая эластичность покрытия. Такое водонепроницаемое покрытие имеет высокую паропроницаемость. Полимерцементные системы нашли применение в области защиты бетона в тоннелях, различных конструкциях мостов, а также для зон и поверхностей, имеющих периодический контакт с водой.

Многие производители часто рекомендуют полимерцементные покрытия в качестве защиты бетонных поверхностей, имеющих постоянный контакт с водой. Однако опыт показывает, что при постоянном воздействии воды возникают дефекты, нарушающие целостность покрытия и соответственно приводящие к постепенному разрушению конструкции (рис. 2). Основная проблема заключается в качестве полимеров, которые используются в таких материалах. Под воздействием щелочной среды или щелочности бетона при длительном увлажнении происходят разрушения связей полимера, и эластичность покрытия со временем снижается. Влага, проникая в структуру материала, приводит к полной гидратации цемента. Получается жесткое покрытие, которое при возникновении динамических воздействий разрушается.

В результате длительных исследований компания «MC-Bauchemie» разработала новый материал на полимерцементной основе – MC-APC (Aqua Protection Coating) с применением специально синтезированного полимера по технологии IMB (Inter Molecular Bonding). Такой материал может без ограничений находиться в постоянном контакте с водой. При этом покрытие MC-APC сохраняет эластичность в течение всего времени эксплуатации. Эластичность покрытия при нанесении слоем толщиной 2,5 мм обеспечивает перекрытие силовых трещин с изменением ширины раскрытия до 0,8 мм при температуре –20°С. Здесь следует учитывать, что чем больше толщина наносимого покрытия, тем выше его эластичность и параметры перекрываемых трещин. Как и все минеральные покрытия, MC-APC обладает высокой паропроницаемостью. При этом оно обеспечивает высокую водонепроницаемость (до 6 атм на прижим и до 3 атм на отрыв), непроницаемость для хлоридов и замедляет процесс карбонизации бетона.

Покрытие MC-APC состоит из грунтовочного и финишного слоев (рис. 3). Грунтовочный слой включает три компонента: водную дисперсию полимера MC-APC Liquid, сухую смесь MC-APC BaseCoat и воду. Компоненты смешаны в массовой пропорции 1:1:1. Этот слой наносится валиком. Проникая в поры бетона, грунтовка, кроме повышения адгезии покрытия, блокирует также доступ воды под покрытие, гарантируя защиту от возникновения осмотических пузырей (рис. 4). Состав для финишного слоя получается при смешивании полимера MC-APC Liquid и сухой смеси MC-APC TopCoat в пропорции 1:2. Полученный раствор может наноситься вручную или с помощью машинного набрызга (рис. 5), как правило, в два слоя. Общая толщина покрытия может составлять от 2 до 4 мм (рис. 6).

Длительные испытания, проведенные Берлинским исследовательским институтом строительных материалов, не выявили на покрытии MC-APC изменений, связанных с нарушением хрупкости и эластичности (рис. 7).

Применение минерального покрытия нового поколения MC-APC позволяет обеспечить защиту бетонных поверхностей, находящихся в постоянном контакте с технологической водой: в камерах ливнеспусков, пожарных резервуарах, резервуарах с хозяйственной водой, во вторичных отстойниках очистных сооружений, чашах каплеуловителей в градирнях и т. п.