Karbonatų susidarymas betone: mechanizmai, paviršiaus apsauga ir konservavimas

Kaip ir visos statybinės medžiagos, gelžbetonis laikui bėgant sensta. Dėl išorinio poveikio agresijos jame gali prasidėti irimo procesai, todėl ilgainiui gelžbetonio konstrukcijų kokybė prastėja, t. y. Jau statybų metu padarytos projektuotojų ir statybininkų klaidos gali paskatinti greitesnę paviršinių betono sluoksnių eroziją (mechaninį ardymą) dėl vėjo ar kritulių poveikio. Dažnai betono erozija ir jo struktūriniai pokyčiai - korozija - vyksta vienu metu. Betone gali prasidėti mechaninė ir cheminė korozija. Filtruojantis vandeniui per betoną iš cementinio akmens gali būti išplaunamos kalkės (tuomet betono paviršiuje matyti baltos apnašos). Šios mechaninės betono korozijos padarinys - mažėjantis medžiagos stiprumas. Kai kalkių išplaunama daugiau nei 30-35 proc., gniuždomasis betono stipris gali būti lygus nuliui.

Kartu su šia korozija priklausomai nuo drėgnų ir sausringų periodų trukmės kaitos vyksta ir betono karbonizacija. Ši korozija yra kalcio hidroksido ir anglies dvideginio, esančio ore, cheminė reakcija. Susidaręs kalcio karbonatas sutankina betono struktūrą ir padidina jo stiprumą. Rečiau pasitaiko sulfatinė betono korozija - cheminė sieros junginių reakcija su cementinio akmens komponentais. Šios reakcijos metu susidarantys produktai (gipsas, etringitas) turi ypatybę plėstis. Todėl betono porose gali susidaryti slėgis, kuris gali paskatinti paviršinių sluoksnių aižėjimą.

Šių trumpai aptartų gelžbetonio senėjimo procesų kur kas intensyviau gali vykti nebaigtame statinyje, todėl stabdant statybas reikia imtis skubios apsaugos nuo žalingo aplinkos poveikio - konservuoti statinį ir jo konstrukcijas. Geros gelžbetonio konstrukcijų būklės išlaikymas šiuo laikotarpiu priklauso nuo daugelio veiksnių: gelžbetonio medžiagų stiprinių ir deformacinių ypatybių, statiniostatybos kokybės, sustabdymo trukmės, tinkamų konservavimo priemonių parinkimo ir techninės konservuoto statinio priežiūros kokybės. Todėl nebaigto statinio gelžbetonio konstrukcijų konservavimo darbų apimtis ir turinys gali gerokai skirtis. Statinio konservavimo darbų tvarką reglamentuoja STR 1.08.02:2002 (5 priedas).

Jeigu antžeminės gelžbetonio konstrukcijos būna apsaugotos nuo tiesioginio kritulių poveikio - vandens filtracijos per betoną galimybė nėra, ertmių ir plačių plyšių nėra - specialiai jas konservuoti nereikia. Tokios būklės konstrukcijos gali išbūti ilgai, jei užtikrinamos pirminės (projektinės) apsaugos priemonės: pakankamas apsauginio armatūros betono sluoksnio storis, projektavimo normų rekomenduojama ne žemesnė kaip C30/37 betono klasė, kokybiški betono mišinio tankinimo, technologinių betonavimo siūlių ir konstrukcijų jungčių įrengimo darbai.

Statytojai privalo iš anksto ruoštis konservuoti numatytą nebaigtą statinį. Prieš konservavimą atliekami išsamesni konstrukcijų būklės tyrimai ir įvertinimas, rengiamas statinio konservavimo projektas. Prieš gelžbetonio konstrukcijas padengiant specialia antikorozine danga, svarbu tinkamai paruošti betono paviršių. Gera dangos sukibtis priklauso nuo betono stiprumo (ne žemesnė kaip C20/25 betono klasė), santykinio oro drėgnio (ne daugiau kaip 80 proc.), betono paviršiaus sausumo ir grublėtumo, bei produkto naudojimo galimybių.

TVARKA PRIEŽIŪRAI PRIEŠ KIEKVIENĄ METU: Gera kietėjančio betono priežiūra yra būtina norint pasiekti užsibrėžtas stiprio ir atsparumo savybes. Kietėjančio betono priežiūra turi būti pradėta iš karto pabaigus betono apdailą. Temperatūra, vėjas ir oro drėgmė turi tiesioginį poveikį kietėjimo sąlygoms. Pagrindinės priemonės: drėkinimas, kiek įmanoma didesnė drėgmės išlaikymas, ir tinkamai parinktos apsaugos priemonės.

1. Drėgmės ant betono paviršiaus išlaikymas. Betonui nuolatos drėkinamas kietėjimo metu. 2. Sulaikant kaip įmanoma daugiau drėgmės betono mišinyje. 3. Kietėjančio betono priežiūra naudojant vandenį - šis būdas, jei yra tinkamai atliekamas viso proceso metu, yra pats efektyviausias. Lygiems paviršiams prižiūrėti galima kurti vandens užtvankas aplink perimetrą. Tačiau metodas reikalauja papildomų medžiagų ir didesnės priežiūros, todėl gali būti nepraktiškas didesniuose projektuose. Jei darbus atlikti optimaliu vandens ir cemento santykiu (apie 0,5) - kietėjančio betono priežiūra turi būti bent 14 parų.

Prie kietėjančio betono priežiūros taip pat priklauso polietileno plėvelės naudojimas. Horizontalus dengimas 125 mikronų plėvele - paprastas būdas sulaikyti drėgmę. Vertikalus dengimas turi būti atliktas greitai - praėjus ne daugiau kaip 30 minučių po formų nuėmimo. Jei paviršius turi raštą, plėvelė gali būti dengta ant sukonstruotų rėmų, kad nesiliestų su paviršiumi. Tačiau papildomi rėmai dar labiau pailgina darbus ir didina sąnaudas. Dengiant pločiu, reikia nuolatinės priežiūros užklotų kraštams prispausti, kad nesusidarytų skersvėjis. Šis metodas reikalauja papildomos įrangos ir medžiagų. Su priemone SINAK S-102 - visi darbai atliekami per keletą valandų, papildoma priežiūra nereikalinga.

Kietėjančio betono priežiūra naudojant specialias medžiagas. Membraną sukuriančios medžiagos. Taikant šį metodą, paviršius nupurškiamas medžiagomis, kuriose yra dervų, vaško arba gumos. Išgaravus tirpikliui, paviršius pasidengia plona plėvele, kuri užkerta kelią drėgmės garavimui. Minusas - susidari plėvelė, prie kurios nelimpa tolesnės dangos, impregnavimai ar remonto medžiagos.

Membranos nesukuriančios medžiagos. Paviršius nupurškiamas drėgmei nepralaidžiomis kapiliarinėmis struktūromis be plėvelės atitikmenų. Pagrindinis skirtumas - plėvelė ant paviršiaus arba viduje esančio membraninio sluoksnio. Jei plėvelė formuojasi, ją reikia pašalinti prieš klojant kitus sluoksnius, kas didina laiką ir išlaidas. Be to, reikia papildomos įrangos.

Kalbant apie kalkių dėmes ar kalcio karbonatą, dažnai pastebimos baltos apnašos ant betono paviršiaus. Kalcio karbonatas formuojasi kai cemento hidratacijos metu susidaro Ca(OH)2, kuris migruodamas į CO2 turinčią aplinką virsta kalcio karbonatu. Pasisekus išsisklaidyti kalcio karbonatui, gali būti įmanoma paviršiaus apsauga impregnavimu ar kitomis dangomis, tačiau tai galima tik po ilgesnio laiko kai išsklaidos nutrūkusios. Pirmosiomis savaitėmis intensyvus hidratacijos procesas ir drėgmės migracija sukelia nevienodą kalkių karbonato formavimąsi. Bandymai rodo, kad išimtys yra sąlyginai palankios tam tikroms kompozicijoms, pavyzdžiui, kai paviršiai nuolat yra drėgni ir veikiami druskų. Kalcio karbonato dėmės daro įtaką estetikai, tačiau natūraliai tai yra pašalinamas ar laikui bėgant išnykstantis procesas. Tačiau valymo priemonės turi būti pasirinktos atsargiai, nes kietosios šepetėlių gali sugadinti paviršių, o grynasis vandens plovimas gali paskatinti greitesnį karbonato formavimąsi.

Kalcio karbonato augimas gali būti ypatingas sezoniškumas: pavasarį, kai oras šyla, pradeda kilti problemas dėl kalcio karbonato išsiskyrimo. Tačiau apsauga nuo kalcio karbonato išsiskyrimo gali būti pasiekti naudojant pažangias technologijas, pavyzdžiui, kristalinę hidroizoliaciją, kuri veikia viduje ir blokuoja kapiliarus bei mikroįtrūkius. Xypex technologija yra vienas iš tokių sprendimų. Laboratoriniai tyrimai rodo, kad Xypex priedai gali žymiai pagerinti betono atsparumą sulfatų ir rūgšties poveikiui, sumažinti masės praradimą, didinti atsparumą gniuždymui ir išvengti spartaus ardymo. Net esant aukštoms sulfatų koncentracijoms, betono su Xypex veikiant galima pasiekti žymų ilgaamžiškumo pagerėjimą. Tokie tyrimai įrodo, kad kristalinė hidroizoliacija yra vienas efektyviausių būdų apsaugoti gelžbetonines konstrukcijas nuo cheminio poveikio.

Kalbant apie sulfatų poveikį betonui, svarbu analizuoti atsparumą gniuždymui, tamprumo pokyčius ir masės praradimą. Daugelyje tyrimų išryškėja, kad plėvelė ant paviršiaus sukelia papildomus darbus, tad membranos nedeginamas variantas turi pranašumų ilguoju laikotarpiu. Tačiau praktikoje pasirinkimas priklauso nuo projekto sąlygų ir finansinių galimybių. Eksperimentiniai duomenys rodo, kad XP adičiai gali suteikti daugiau nei 8 kartų atsparumo padidėjimą ir gali žymiai pristabdyti korozinį procesą.

1. Turite įvertinti, ar antžeminės gelžbetonio konstrukcijos turi natūralų atsparumą vandeniui ir klausimų dėl ventiliacijos bei drėgmės. Jei taip - nepriklausomai nuo konteksto galima naudoti minimalius konservavimo sprendimus.
2. Planavimas ir projektavimas turi įtraukti atsparumo nuo sulfatų ir CO2 apsaugą bei teisingą betono klasę (pvz., C30/37) bei tinkamą įrengimą.
3. Prieš konservuoti būtina atlikti konstrukcijų būklės tyrimus ir parengti konservavimo projektą.
4. Pasirinkti konservavimo metodą: vandens sulaikymas, polietileno plėvelė, membraninės medžiagos arba kristalinė hidroizoliacija, atsižvelgiant į projekto reikalavimus ir aplinkos sąlygas.

Birželio ir spalio mėnesiais gali būti svarbu seksualizuoti drėgmės režimą - prireikus rekomenduojami įvairūs metodai. Brandūs sprendimai reikalauja integruoto požiūrio į konstrukcijų konservavimą - techninės priežiūros kokybę, galimų biudžetų ir laiko valdymą, bei atrankos pagrindą pasirinkimams: membranai priklausoma ar nepriklausoma plėvelė, ir/ar Xypex tipo kristalinė hidroizoliacija.

Kalbant apie praktinį pritaikymą Lietuvoje, žinios apie kalcio karbonato dėmių atsiradimą ir jų valymą yra svarbios tiek projektuotojams, tiek statybininkams. Įvairūs tyrimai rodo, kad gamintojo nurodymai dėl paviršiaus apdorojimo ir konservavimo priemonių turi būti įgyvendinami laikantis STR 1.08.02:2002 rekomendacijų ir specifikacijų.

Ekspertų patarimai dėl praktinių klausimų:

• Prieš konservavimą atlikti išsamesnius konstrukcijų būklės tyrimus ir įvertinimą, rengti konservavimo projektą.
• Visada užtikrinti kertinę sąlygą - betono paviršiaus paruošimą ir tinkamą sukibimą su antikorozine danga.
• Pasirinkti tinkamą konservavimo metodą atsižvelgiant į projekto sąlygas (vandens sulaikymas, plėvelės dengimas, membranų ar kristalinė hidroizoliacija).

Kalbant apie praktinį laikotarpį po konservavimo, svarbu laikytis reguliarų techninę priežiūrą ir stebėti, kaip keičiasi konstrukcijų savybės ugdant chemiją. Taip pat svarbu išlaikyti tinkamą kietėjančio betono priežiūrą bent 14 parų kai naudojama standartus atitinkanti priežiūra ar dygiuojame vandeniu metodu.

Be techninių priemonių svarbu aiškiai suprasti, kad betonui įtakos turi drėgmė, temperatūra, agresyvios aplinkos poveikis ir langai tam tikroms konstrukcijoms. Tačiau modernesnės technologijos, tokios kaip Xypex, suteikia ilgaamžiškumo garantijas net ir apkrautoje aplinkoje. Kalcio karbonatas - natūralus reiškinys, kurio pašalinimas reikalauja subalansuoto požiūrio ir tinkamų dangų, kai viršutinis sluoksnis jau yra sukietėjęs ir druskos niekur daugiau neišsiskiria.

tags: #karbonatu #susidarymas #betonas