Подготовка поверхности бетона и кирпича способом химического фрезерования
под нанесение гидроизоляции проникающего (кольматирующего) действия
Гидроизоляционные материалы проникающего (кольматирующего) действия изготавливаются в основном в виде сухих растворных смесей. Покрытия из этих материалов выдерживают давление воды более 10-12 ати и применяются для наружной и внутренней защиты от грунтовых вод и осушения бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений, как новых, так и утративших водонепроницаемость в процессе эксплуатации.
Все эти материалы, независимо от производителя, построены по единому материаловедческому принципу и представляют собой смеси из цемента, фракционированного кварцевого песка и активной химической добавки.
Технология приготовления - затворение сухой смеси водой до нужной консистенции, способ подготовки поверхности бетона - удаление цементной пленки и увлажнение и способ нанесения покрытия - кистью, шпателем или распылителем являются также общими.
Физический принцип работы всех этих материалов также идентичен - через систему пор и капилляров активные химические вещества самопроизвольно диффундируют (проникают) в структуру бетона и образуют нерастворимые кристаллические образования, которые полностью кольматируют (закупоривают) поры, капилляры и микротрещины бетона и делают его непроницаемым для воды, щелочей, кислот и ГСМ, сохраняя при этом паропроницаемость бетона.
Процесс диффузии и кристаллизации протекает в течение нескольких суток, - в этот период покрытие поддерживается во влажном состоянии. После высыхания покрытия рост кристаллов прекращается вследствие отсутствия воды, являющейся средой для протекания диффузионных процессов (диффузионный контроль). Однако, при возникновении трещин в конструкции вследствие реализации усадочных напряжений или возникновения деформаций в результате подвижки отдельных частей конструкции, при возможном появлении воды наблюдается эффект ˝самозалечивания˝ - диффузионные процессы возобновляются, вновь начинается рост кристаллов и новое уплотнение структуры бетона.
Перед нанесением на поверхность бетона гидроизоляционного покрытия требуется выполнить значительный объем подготовительных работ. Надежность и долговечность гидроизоляции в основном зависит от качества подготовки поверхности основания - очистки поверхности от цементной пленки (”цементного молока”) и открытии пор бетона, удалении грязи и пыли, которые могли бы препятствовать проникновению химически активной части гидроизоляционного материала в поровое пространство бетона, образованию и росту кристаллических образований.
В поверхностном слое, за счет вытесненной из бетонной смеси воды, несмотря на полное превращение всего вяжущего в объеме в кристаллизующийся гидрат, не происходит образования плотной и прочной кристаллической структуры. Цементная пленка, представляет собой не прочную кристаллическую структуру, а, возникающую при взаимодействии минералов цемента с содержащейся в воздухе углекислотой, рыхлую и непрочную поверхностную конденсационную пленочную структуру толщиной от 20-30 мкм и более, заполняющую поровое пространство бетона на значительную глубину.
Опыт показывает, что при выполнении гидроизоляционных работ не всегда производится рекомендованная производителями материалов и СНиП 3.03.01-87 подготовка поверхности бетона.
Так, при нанесении покрытия на бетон, имеющий на поверхности цементную пленку, вместо ожидаемого монолита, образовывается трехслойная конструкция: ”бетон – цементная пленка – гидроизоляционное покрытие” - в швах такого ˝слоеного пирога˝ прочность достигает не более 50% от ожидаемой (когезионной) прочности.
В такой трехслойной конструкции каждый из слоев самостоятельно воспринимает механическую нагрузку и работает независимо от других. В этой конструкции с точки зрения прочности слабым местом является именно цементная пленка. Очевидно, что при пороговом напряжении, разрушение произойдет именно по этой границе раздела.
Цементная пленка является границей, на которой происходит превращение усадочных напряжений сжатия в напряжения растяжения, и поэтому зона шва становится предварительно напряженной. Как известно, бетон хорошо работает на сжатие, менее стоек к изгибающим нагрузкам и значительно хуже противостоит напряжениям растяжения. В результате релаксации напряжений растяжения, реализующихся в виде микротрещин, зона стыка имеет меньшую плотность и прочность, по сравнению с монолитным бетоном и при равных растягивающих напряжениях, трещины, прежде всего открываются именно по швам.
Основным источником образования цементной пленки является водный раствор гидроксида кальция Са(ОН)2, который с водой выходит на поверхность бетона, реагирует с углекислотой воздуха СО2 и образует нерастворимую в воде пленку карбоната кальция СаСО3 (по химическому составу – известняком).
Другим источником образования цементной пленки являются соли щелочных металлов, присутствующие в цементе в свободном виде; добавляемые в цемент цеолитовые туфы и зола-унос (зольные микросферы) тепловых электростанций, выделяющие щелочи; песок, щебень и гравий, содержащие галоидные соединения; ускорители твердения, противоморозные добавки, пластификаторы и другие модифицирующие добавки.
При соединении цемента с водой растворимые щелочи немедленно образуют растворы и химически связываются с силикатами и алюминатами цемента. Затем, при контакте с углекислотой воздуха щелочи карбонизируются с образованием нерастворимой в воде плотной цементной пленки.
Еще одним источником солей является вода затворения, если она по составу не отвечает требованиям ГОСТ 23732.
Химически цементную пленку в основном можно представить как смесь растворимых и нерастворимых в воде карбонатов, сульфатов, нитратов и хлоридов.
Проще всего, хотя и не наилучшим образом, удалять карбонатную пленку с поверхности бетона водяной или водо-воздушной струей. К недостаткам такой очистки относятся отсутствие возможности удаления нерастворимой в воде цементной пленки и образование на поверхности антиадгезионной пленки компрессорного масла из сжатого воздуха.
Для сухой очистки поверхности бетона от карбонатной пленки применяют ручные металлические щетки, метлы с проволочной щетиной, шарошки и механические проволочные щетки.
Достоинством механических способов очистки является возможность их применения там, где невозможно использование пыльных, мокрых и дорогостоящих процессов пескоструйной и гидропескоструйной обработки.
Очень эффективна насечка поверхности, увеличивающая площадь передачи напряжений. Однако, применение для снятия пленки и последующей насечки инструментов ударного действия (перфораторов, отбойных молотков) должно быть исключено, ввиду возможного повреждения верхнего слоя бетона стыкуемой поверхности.
К недостаткам механических способов подготовки поверхности бетона можно отнести следующие: удаляется только поверхностная цементная пленка и не открываются поры бетона; возможно возникновение и релаксация внутренних напряжений в виде микротрещин; большое пылеобразование; сложность организации контроля качества работ.
Эффективными способами удаления цементной пленки являются струйные методы: обработка стальной дробью, струей воды высокого давления, пескоструйная, гидропескоструйная и фрезерная обработка. Однако при использовании этих способов удаляется только цементная пленка и только в поверхностном слое открываются поры бетона. К тому же высокая стоимость компрессоров высокого и сверхвысокого давления, абразивоструйных комплексов и установок фильтрации и кондиционирования воздуха и ограничения в применении при внутренних работах и при действующем производстве сдерживает их широкое распространение.
Снятие карбонатной пленки перед нанесением гидроизоляции с помощью 5-10%-ных растворов соляной или уксусной кислоты с последующей промывкой водой является не эффективным и технически неоправданным, его не следует рекомендовать из-за опасности снижения долговечности шва или покрытия.
В минералогии качественной реакцией на отличие кальцита (карбоната кальция) от других породообразующих минералов является его бурное разложение при действии холодной соляной кислоты. Именно этим объясняется мощный отрицательный эффект от ее применения: наблюдается поверхностное растворение и разрушение не только цементной пленки, но и тела цементного камня, что служит причиной разрушения шва в процессе эксплуатации; требуется дополнительная операция нейтрализации кислоты концентрированной щелочью (едким натром NаОН) с обязательной тщательной промывкой водой; потеря поверхностной прочности приводит к эрозии и пылению бетона и требует дополнительного обеспыливания поверхности перед нанесением покрытия.
В результате проведенных исследований:
-разработаны и серийно производятся ООО НПФ ”Строймост” материалы для очистки и подготовки поверхности строительных оснований по ТУ 2383-003-97320390-06;
-внедрен и успешно используется в строительстве новый способ подготовки поверхности строительных оснований - химическое фрезерование, одинаково эффективный для удаления цементной пленки с нового и старого, плотного и пористого, сухого и влажного бетона и кирпича.
Способ химического фрезерования основан на последовательной обработке кистью, валиком или распылителем поверхности бетона составами ”ХИМФРЕЗ Очиститель” и ”ХИМФРЕЗ Активатор” на водной основе (без использования полимеров), изготавливаемых серийно. ООО НПФ ”Строймост” по собственным рецептурам.
Составы отличаются высокой экологической чистотой: не имеют раздражающего запаха, не оказывают вредного воздействия на человека и окружающую среду и разрешены для использования в строительстве, в т.ч. предприятий пищевой промышленности, бассейнов и резервуаров с питьевой водой (Санитарно-эпидемиологическое заключение № 77.01.16.238.П.000629.01.07).
Составы не содержат соляной, уксусной, лимонной, ортофосфорной кислот и других веществ, разрушающих бетон и кирпич.
Очиститель ”ХИМФРЕЗ Очиститель” растворяет цементную пленку и открывает поры бетона, не вступая с кристаллической структурой цементного камня в химическую реакцию и не нарушая его структуру.
Адгезионный активатор (промоутер адгезии) ”ХИМФРЕЗ Активатор” наносится через ~ 1 ч после очистки и активирует очищенную поверхность.
Нанесение гидроизоляционных покрытий производится через ~ 1 ч после завершения обработки.
Химическое фрезерование полностью исключает использование ручной механической очистки и машинного фрезерования, песко-, дробе-, гидро- и гидропескоструйной обработки, насечки поверхности бетона алмазным инструментом и перфораторами и в ряде случаев устраняет необходимость монтажа штукатурной сетки.
Способ химического фрезерования позволяет производить эффективное растворение цементной пленки и открытие пор бетона; увеличивает глубину проникновения активных химических веществ в бетон; создает условия создания монолита и повышает в 1,5-3 раза прочность сцепления гидроизоляционных цементных материалов проникающего действия с бетоном.
В Государственных элементных сметных нормах на строительные работы ГЭСН-2001-37 ”Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений” определены затраты труда при выполнении работ по удалению цементной пленки и определен коэффициент к нормам работ равный 1,05.
Подготовка поверхности под нанесение гидроизоляционных покрытий - удаление цементной пленки составами ”ХИМФРЕЗ Очиститель” и ”ХИМФРЕЗ Активатор” с расходом 0,1-0,3 л/м² существенно ниже рекомендованной сметными нормами стоимости и составляет по материалам 25-60 руб./м².
Способ химического фрезерования составами ”ХИМФРЕЗ Очиститель” и ” ХИМФРЕЗ Активатор” не имеет отечественных и зарубежных аналогов, отличается низкой трудоемкостью, высокой производительностью и экономической эффективностью.
Способ химического фрезерования одинаково пригоден для подготовки поверхности строительных оснований под нанесение самых разнообразных покрытий на цементной, гипсовой и полимерной основе.
Скачать эту статью в формате Doc:
