Click to order
В статье кратко проведено сравнение материалов для ремонта бетона на цементной основе и высоконаполненных полимерных составов.
Роман Волосников, руководитель Научно-производственного предприятия "Лабиринт".
Бетон - один из самых популярных материалов, который используется в современном строительстве. Из бетона что только не делают, это фундаменты, целые здания, дорожки, взлетно-посадочные полосы, мосты - проще перечислить те инженерные конструкции, которые не содержат бетон. И своей популярностью он обязан дешевизне, простоте в приготовлении, безопасности последующей эксплуатации. Для того, чтобы получился бетон нужен песок, вода, щебень и цемент и всё.
Бетонные конструкции, например, фундаменты сооружений, перед заливкой бетона в опалубку армируются стальной арматурой для усиления всей конструкции в целом.
Если все сделать правильно, то бетонная конструкция прослужит очень долго. Но изделия из плохо приготовленного бетона, могут оказаться не самыми надежными в плане долговечности. Бетон отслаивается, крошится, выветривается, вымывается и т.п.
Бетону характерна капиллярная структура. По капиллярам сочится вода, вымывающая известь из тела бетона. Это угроза для бетона, так как известь — это его важная составная часть. Вымывание извести сопровождается понижением уровня рН. Подобный процесс называется "карбонизацией" бетона. Внешние признаки подобной болезни - белый налет. При понижении рН (т.е. бетон становится кислым) арматура в бетоне, которая защищена от воздействия щелочной среды бетона, начинает корродировать, что ведет к потере прочности бетонной конструкции, появлению трещин и отслаиванию. Также железобетонные конструкции не являются пластичными и постоянное воздействие ударных нагрузок, вибрации способствует быстрому разрушению конструкций.
Для решения подобных проблем есть целый ряд мероприятий от внесения специализированных добавок в бетон на стадии изготовления, до усиления готовой конструкции специальными материалами. Бетонные конструкции на стадии ремонта можно защитить с помощью защитных грунтовок или полимерных решений. Но даже если бетон все-таки разрушился, то его можно восстановить, защитить и прекратить дальнейшее разрушение.
Помимо физико-химического воздействия на бетон с последующим разрушением существует также ещё и биологическая опасность. Микроорганизмы, растения способны разрушить практически все виды сооружений. Из-за воздействия органических кислот нарушается сцепление составляющих элементов, что ведет к разрушению конструкции.
Химическая коррозия в основном возникает при повышенном уровне хлоридов, сульфатов, солей и прочих агрессивных химических соединений в окружающей среде, в промышленной атмосфере.
Итак, что делать, если бетонные конструкции нуждаются в ремонте?
Чтобы отремонтировать бетон необходимо прекратить процессы карбонизации, остановить процессы коррозии арматуры, восстановить геометрию поверхности, защитить поверхность от всех вышеперечисленных угроз.
Этим и займемся.
Бетонные конструкции, например, фундаменты сооружений, перед заливкой бетона в опалубку армируются стальной арматурой для усиления всей конструкции в целом.
Если все сделать правильно, то бетонная конструкция прослужит очень долго. Но изделия из плохо приготовленного бетона, могут оказаться не самыми надежными в плане долговечности. Бетон отслаивается, крошится, выветривается, вымывается и т.п.
Бетону характерна капиллярная структура. По капиллярам сочится вода, вымывающая известь из тела бетона. Это угроза для бетона, так как известь — это его важная составная часть. Вымывание извести сопровождается понижением уровня рН. Подобный процесс называется "карбонизацией" бетона. Внешние признаки подобной болезни - белый налет. При понижении рН (т.е. бетон становится кислым) арматура в бетоне, которая защищена от воздействия щелочной среды бетона, начинает корродировать, что ведет к потере прочности бетонной конструкции, появлению трещин и отслаиванию. Также железобетонные конструкции не являются пластичными и постоянное воздействие ударных нагрузок, вибрации способствует быстрому разрушению конструкций.
Для решения подобных проблем есть целый ряд мероприятий от внесения специализированных добавок в бетон на стадии изготовления, до усиления готовой конструкции специальными материалами. Бетонные конструкции на стадии ремонта можно защитить с помощью защитных грунтовок или полимерных решений. Но даже если бетон все-таки разрушился, то его можно восстановить, защитить и прекратить дальнейшее разрушение.
Помимо физико-химического воздействия на бетон с последующим разрушением существует также ещё и биологическая опасность. Микроорганизмы, растения способны разрушить практически все виды сооружений. Из-за воздействия органических кислот нарушается сцепление составляющих элементов, что ведет к разрушению конструкции.
Химическая коррозия в основном возникает при повышенном уровне хлоридов, сульфатов, солей и прочих агрессивных химических соединений в окружающей среде, в промышленной атмосфере.
Итак, что делать, если бетонные конструкции нуждаются в ремонте?
Чтобы отремонтировать бетон необходимо прекратить процессы карбонизации, остановить процессы коррозии арматуры, восстановить геометрию поверхности, защитить поверхность от всех вышеперечисленных угроз.
Этим и займемся.
Ремонт бетона с использованием полимерных материалов
Традиционно кажется, что бетон можно починить бетоном. Но, что интересно, у нового бетона не будет хорошей адгезии к старому. И все стяжки, недостаточной толщины, заплатки очень быстро "бухтят" и выкрашиваются. Одни смеси обладают усадкой, другие, наоборот расширением (напрягающие). Широкую популярность получили смеси безусадочные.
При проведении ремонта бетона основными критериями для выбора того или иного материала могут быть:
Итак, ответив на каждый из этих вопросов можно прийти к выбору материала для ремонта бетона:
Традиционно кажется, что бетон можно починить бетоном. Но, что интересно, у нового бетона не будет хорошей адгезии к старому. И все стяжки, недостаточной толщины, заплатки очень быстро "бухтят" и выкрашиваются. Одни смеси обладают усадкой, другие, наоборот расширением (напрягающие). Широкую популярность получили смеси безусадочные.
При проведении ремонта бетона основными критериями для выбора того или иного материала могут быть:
- необходимость в подготовке ремонтируемой поверхности;
- сроки проведения ремонта (время от вывода объекта из эксплуатации до пуска в эксплуатацию;
- возможность проведения ремонта без вывода объекта из эксплуатации;
- возможность проведения конструкционного ремонта;
- необходимость использования специального инструмента;
- необходимость последующего ухода за отремонтированным изделием;
- частота ремонта;
- стоимость материала;
- стоимость работ;
Итак, ответив на каждый из этих вопросов можно прийти к выбору материала для ремонта бетона:
Красным указаны худшие характеристики
Подготовка поверхности.
Говоря о подготовке поверхности нужно понимать, что применение материалов на основе цементов подразумевает введение воды в качестве одного из компонентов, а значит влажная подложка не является препятствием к проведению ремонта. Это, наряду с низкой ценой, пожалуй, единственное преимущество материалов на основе цементно-песчаных смесей (ЦПС). Но на этом, все преимущества, как правило, заканчиваются.
Точно так же, как и для полимерного материала для ремонта бетона перед использованием ремонтных материалов на ЦПС необходимо очистить старое основание от всего нездорового: сыпущихся фракций, ослабленных частиц, очистить старое покрытие, краску, грязь, масляные и жировые отложения, цементное молочко. Поверхность промыть, и обеспылить. Перед нанесением ЦПС материалов хорошо бы усилить адгезию путем нанесения составов типа Бетон-контакт, или его импортных аналогов.
Подготовка поверхности.
Говоря о подготовке поверхности нужно понимать, что применение материалов на основе цементов подразумевает введение воды в качестве одного из компонентов, а значит влажная подложка не является препятствием к проведению ремонта. Это, наряду с низкой ценой, пожалуй, единственное преимущество материалов на основе цементно-песчаных смесей (ЦПС). Но на этом, все преимущества, как правило, заканчиваются.
Точно так же, как и для полимерного материала для ремонта бетона перед использованием ремонтных материалов на ЦПС необходимо очистить старое основание от всего нездорового: сыпущихся фракций, ослабленных частиц, очистить старое покрытие, краску, грязь, масляные и жировые отложения, цементное молочко. Поверхность промыть, и обеспылить. Перед нанесением ЦПС материалов хорошо бы усилить адгезию путем нанесения составов типа Бетон-контакт, или его импортных аналогов.
Разница в подготовке поверхности перед нанесением материалов на ЦПС от полимерных материалов состоит в том, что полимерные материалы, в частности, ПолиРеМатт Бетон (производство НПП "Лабиринт") наносится только на сухую поверхность, тогда как составы на ЦПС только на хорошо увлажненную поверхность. Зачастую, производитель материалов на ЦПС для ремонта бетона при подготовке поверхности рекомендует обильное смачивание подложек в течение 2 - 3 часов.
А теперь представьте, что необходимо нарастить стяжку на 1 - 5 см и свести ее "в ноль" по одной стороне. Это не такая уж редкая задача. Использовать материалы на ЦПС можно, но тут масса нюансов, которые влияют на стоимость решения. При подготовке поверхности под заливку необходимо будет подумать не только об увлажнении поверхности, но и о надежном монтаже армировочной сетки, а "свести в ноль" вообще превращается в головную боль и никакой Бетон-контакт тут не поможет. При выполнении решения вспомогательные материалы могут сравняться или даже превысить стоимость всех ЦПС материалов.
А теперь представьте, что необходимо нарастить стяжку на 1 - 5 см и свести ее "в ноль" по одной стороне. Это не такая уж редкая задача. Использовать материалы на ЦПС можно, но тут масса нюансов, которые влияют на стоимость решения. При подготовке поверхности под заливку необходимо будет подумать не только об увлажнении поверхности, но и о надежном монтаже армировочной сетки, а "свести в ноль" вообще превращается в головную боль и никакой Бетон-контакт тут не поможет. При выполнении решения вспомогательные материалы могут сравняться или даже превысить стоимость всех ЦПС материалов.
Сроки проведения ремонта
Одним из неоспоримых преимуществ применения полимерных материалов для ремонта бетона являются именно сроки проведения ремонта. "Время жизни" полимерной ремонтной смеси в приготовленном состоянии в зависимости от температуры окружающей среды и подложки колеблется в пределах 30 - 60 минут. За это время необходимо на подготовленную поверхность нанести приготовленную смесь и придать ей необходимую форму, или залить смесь в опалубку (в случае опалубочного ремонта). Обратите внимание, что полимерный материал набирает 90 - 95 % прочности уже в первые 24 часа, а производить распалубку отремонтированного объекта можно уже через 6 - 8 часов (зависит от температуры). Таким образом, после начала ремонта уже через сутки объект будет отремонтирован.
В случае использования материалов на ЦПС распалубка возможна при достижении 60 - 70 % прочности бетона, т.е. примерно на 5 - 6 сутки после заливки (при температуре +200С). Возможно, это будет быстрее, при использовании импортных смесей - 1 - 2 суток. Но полная гидратация частиц цемента происходит за 28 суток. Таким образом, если необходима оперативность проведения ремонта, для уменьшения простоев оборудования выбор материала очевиден.
Одним из неоспоримых преимуществ применения полимерных материалов для ремонта бетона являются именно сроки проведения ремонта. "Время жизни" полимерной ремонтной смеси в приготовленном состоянии в зависимости от температуры окружающей среды и подложки колеблется в пределах 30 - 60 минут. За это время необходимо на подготовленную поверхность нанести приготовленную смесь и придать ей необходимую форму, или залить смесь в опалубку (в случае опалубочного ремонта). Обратите внимание, что полимерный материал набирает 90 - 95 % прочности уже в первые 24 часа, а производить распалубку отремонтированного объекта можно уже через 6 - 8 часов (зависит от температуры). Таким образом, после начала ремонта уже через сутки объект будет отремонтирован.
В случае использования материалов на ЦПС распалубка возможна при достижении 60 - 70 % прочности бетона, т.е. примерно на 5 - 6 сутки после заливки (при температуре +200С). Возможно, это будет быстрее, при использовании импортных смесей - 1 - 2 суток. Но полная гидратация частиц цемента происходит за 28 суток. Таким образом, если необходима оперативность проведения ремонта, для уменьшения простоев оборудования выбор материала очевиден.
Конструкционный ремонт
Даже не углубляясь сильно в тему именно конструкционного ремонта бетона совершенно необходимо отметить, что материалы для конструкционного ремонта предназначены для реконструкции основных несущих элементов, восстановления геометрических размеров и первоначальных характеристик объектов.
Таким образом, материалы, используемые для конструкционного ремонта должны обладать высокой адгезией, отсутствием усадки, сходными характеристиками температурного расширения/сжатия, что дает возможность ремонтному составу работать совместно с конструкцией. В случае применения для конструкционного ремонта материалов на ЦПС эти свойства ремонтного материала достигаются путем введения в бетон специальных добавок. При этом, например, такой параметр как адгезия ремонтного материала к подложке может составлять от 2,5 МПа до 4 МПа (один из лучших показателей).
Полимерные материалы имеют адгезию к подложке, которая, как правило, превышает когезионную прочность самой подложки. В цифрах этот параметр соответствует величинам 300 - 600 МПа и более. Таким образом, при использовании полимерных материалов для ремонта бетона отрыв материала всегда происходит по старому бетону. Кроме того, полимерным материалам присуща безусадочность и эластичность, т.е. они полностью совместимы с ремонтируемым бетоном.
Даже не углубляясь сильно в тему именно конструкционного ремонта бетона совершенно необходимо отметить, что материалы для конструкционного ремонта предназначены для реконструкции основных несущих элементов, восстановления геометрических размеров и первоначальных характеристик объектов.
Таким образом, материалы, используемые для конструкционного ремонта должны обладать высокой адгезией, отсутствием усадки, сходными характеристиками температурного расширения/сжатия, что дает возможность ремонтному составу работать совместно с конструкцией. В случае применения для конструкционного ремонта материалов на ЦПС эти свойства ремонтного материала достигаются путем введения в бетон специальных добавок. При этом, например, такой параметр как адгезия ремонтного материала к подложке может составлять от 2,5 МПа до 4 МПа (один из лучших показателей).
Полимерные материалы имеют адгезию к подложке, которая, как правило, превышает когезионную прочность самой подложки. В цифрах этот параметр соответствует величинам 300 - 600 МПа и более. Таким образом, при использовании полимерных материалов для ремонта бетона отрыв материала всегда происходит по старому бетону. Кроме того, полимерным материалам присуща безусадочность и эластичность, т.е. они полностью совместимы с ремонтируемым бетоном.
Последующий уход за отремонтированной поверхностью
В случае если ремонтировались горизонтальные поверхности с использованием материалов на ЦПС (например, полы), необходимо как минимум на 24 часа, а в жаркую, сухую, ветреную погоду - до 2 суток, обеспечить влажностный уход за отремонтированным участком. Для этого используют стандартные методы ухода за цементосодержащими материалами (укрытие поверхности пленкой или влажной мешковиной, распыление воды), либо наносят специальные пленкообразующие составы.
При использовании для ремонта поверхностей полимерных материалов последующий уход за отремонтированной поверхностью, как правило, не требуется.
В случае если ремонтировались горизонтальные поверхности с использованием материалов на ЦПС (например, полы), необходимо как минимум на 24 часа, а в жаркую, сухую, ветреную погоду - до 2 суток, обеспечить влажностный уход за отремонтированным участком. Для этого используют стандартные методы ухода за цементосодержащими материалами (укрытие поверхности пленкой или влажной мешковиной, распыление воды), либо наносят специальные пленкообразующие составы.
При использовании для ремонта поверхностей полимерных материалов последующий уход за отремонтированной поверхностью, как правило, не требуется.
Частота ремонта
Частота ремонта - это один из самых важных вопросов при выборе материала для ремонта бетона. Зачастую, стесненные в денежных средствах эксплуатационные службы останавливают свой выбор на материалах на основе ЦПС, руководствуясь исключительно ценой. А ведь большинство ремонтных материалов не служат больше одного - двух лет, не выдерживая температурных колебаний, вибрационных нагрузок, химического воздействия.
Полимерные материалы не подвергаются модифицикации до 50 лет, сохраняя свои физико-химические свойства, продлевая срок жизни защищаемых поверхностей и систем в 2 и более раз. Элементарно, посчитав затраты на проведение ежегодного ремонта и простой оборудования, прийти к выводу, что, используя материал, который работает 20 и более лет возможно обеспечить экономию стоимости эксплуатации инженерных конструкций в разы.
Частота ремонта - это один из самых важных вопросов при выборе материала для ремонта бетона. Зачастую, стесненные в денежных средствах эксплуатационные службы останавливают свой выбор на материалах на основе ЦПС, руководствуясь исключительно ценой. А ведь большинство ремонтных материалов не служат больше одного - двух лет, не выдерживая температурных колебаний, вибрационных нагрузок, химического воздействия.
Полимерные материалы не подвергаются модифицикации до 50 лет, сохраняя свои физико-химические свойства, продлевая срок жизни защищаемых поверхностей и систем в 2 и более раз. Элементарно, посчитав затраты на проведение ежегодного ремонта и простой оборудования, прийти к выводу, что, используя материал, который работает 20 и более лет возможно обеспечить экономию стоимости эксплуатации инженерных конструкций в разы.
Стоимости материалов и работ
Теперь кратко о стоимости материалов и работ. Необходимо отметить, что на рынке представлены полимерные материалы зарубежных производителей: американских, английских, немецких, а из отечественных производителей подобный материал (ПолиРеМатт Бетон) представлен производителем НПП "Лабиринт". Постоянный мониторинг рынка аналогов позволяет утверждать, что отечественный производитель предлагает цены ниже ближайшего аналога (немецкий материал) в два раза при сходных физико-химических характеристиках. И все же полимерные материалы все еще не могут потягаться в дешевизне со смесями на ЦПС. Однако, если принять во внимание важнейшие факторы, такие как:
* Возможно в материале ПолиРеМатт Бетон производства НПП "Лабиринт".
Теперь кратко о стоимости материалов и работ. Необходимо отметить, что на рынке представлены полимерные материалы зарубежных производителей: американских, английских, немецких, а из отечественных производителей подобный материал (ПолиРеМатт Бетон) представлен производителем НПП "Лабиринт". Постоянный мониторинг рынка аналогов позволяет утверждать, что отечественный производитель предлагает цены ниже ближайшего аналога (немецкий материал) в два раза при сходных физико-химических характеристиках. И все же полимерные материалы все еще не могут потягаться в дешевизне со смесями на ЦПС. Однако, если принять во внимание важнейшие факторы, такие как:
- краткое время проведения ремонта при одинаковых способах нанесения, а значит уменьшение времени простоя оборудования или ограничения использования объекта, экономия на трудозатратах и минимизация человеческого фактора;
- высокая стоимость сопутствующих материалов и работ по их применению при выборе традиционных смесей на ЦПС;
- долговечность ремонтных материалов, а значит существенное увеличение интервала проведения ремонтных мероприятий при применении полимерных материалов;
- возможность применения в полимерных ремонтных смесях собственных наполнителей (кварцевый песок, щебень мелкой фракции), что сильно уменьшает стоимость ремонтных смесей*;
* Возможно в материале ПолиРеМатт Бетон производства НПП "Лабиринт".