Противодействие выцветанию бетонных изделий

Противодействие выцветанию бетонных изделий

На бетонных изделиях выцветы появляются чаще всего. Это белесый налет, образующийся на поверхности. Мы может увидеть такие образования на тротуарной или облицовочной фасадной плитке. Выцветы бывают первичными и вторичными. Первичные появляются тогда, когда бетон твердеет, а вторичные – когда он начинает стареть, и на него при этом воздействуют различные атмосферные факторы.

Рассмотрим поподробнее первичные выцветания

Свежеуложенный бетон имеет целую систему капиллярных пор, которыми он пронизан. Поры заполняются водным раствором продуктов цементной гидратации, например, гидроксидом кальция. Обычно во время твердения бетона гидроксид кальция реагирует с углекислым газом.

Таким образом, концентрация гидроксида кальция, находящегося в устье поры, понижается в сравнении с количеством в ее объеме. Происходит постоянный массоперенос гидроксида из его объема на поверхность материала. Капилляры медленно, но верно заполняются карбонатом кальция, процесс замедляется, а потом останавливается.

Если бетонная поверхность или ее участок покрыты пленкой воды, гидроксид кальция способен распространиться по поверхности, после чего образовывается налет карбоната кальция, который в воде не растворяется. Так происходит первичное выцветание бетонной поверхности.

То, что карбонат кальция становится нерастворимым, вызывает “самоторможение” химического процесса. За какой период времени происходит первичное выцветание, можно определить, налив воды на твердеющий бетон. Если он склонен к процессу выцветания, то на краях высыхающей лужицы очень скоро появится белый налет карбоната. Но такого не произойдет, если бетон твердел перед экспериментом в течение восьми часов. За это время все устья пор заполняются карбонатом кальция. Чтобы это подтвердить, можно проанализировать тест на бетоне, твердение которого происходит в атмосфере азота. Белого налета в этом случае не образуется по причине карбонатной природы явления. А скорость выцветания находится в прямой зависимости от содержания в воздухе углекислого газа.

Они появляются со временем. На бетонную поверхность действует атмосферная среда. Происходит ее старение. Потому вторичные выцветания будут появляться даже тогда, когда процесс твердения бетона происходил совершенно естественно и правильно, а смачивание дало отрицательный результат. Внешне мы в этом случае видим, что бетонная поверхность просто стала светлее.

Причиной вторичного процесса называют протекание процессов гидратации составляющих цемента в уже отвердевшем материале. Вторичное выцветание продолжается до того момента, пока растет прочность бетона. Выцветание готовых бетонных плиток происходит в течение года.

Потом налет смывается, это происходит довольно медленно. Через год плитки способны самоочиститься и восстановить первоначальный цвет. Почему же происходит размывание налета? Все дело в том, что карбонат медленно преобразуется в бикарбонат, а последний лучше растворяется в воде. Сколько по времени будут восстанавливаться плитки, зависит исключительно от климатических условий. Если местность отличается засушливостью, вторичное выцветание сохранится дольше. При затяжных дождях, которые постоянно будут смывать гидрооксид кальция с поверхности бетона, процесс выцветания затянется надолго.

Когда налет исчез естественным путем, вторичное выцветание может в этом случае проявиться, но это редкий случай.

Простейшая методика определения возможности появления выцветов – уже упомянутое выше “испытание смачиванием”. Вы можете наглядно увидеть, что будет с изделием, если в пропарочной камере произойдет конденсация влаги.

Чтобы смоделировать уже вторичное выцветание, используйте стопку бетонных изделий, сложенных на дворе завода или на строительной площадке. Опрыскивайте стопку плиток два раза в день дистиллированной водой. Это нужно делать в течение получаса. Вторичные выцветы появятся на плитках там, где они соприкасаются друг с другом. В этих местах вода долго не высыхает. Верхний слой плиток сохнет быстро, потому выцветание его не коснется. Такой пример наглядно показывает, как НЕ нужно хранить бетонные изделия.

Количественная оценка вторичного выцветания проводится посредством измерения яркости поверхности с помощью фотометра.

Главная причина, по которой появляются выцветы – это присутствие в цементном камне гидрооксида кальция Са(ОН)г. Для того, чтобы на бетонной поверхности возникли выцветы, Са(ОН)2 должен мигрировать на поверхность из объема цементного камня. Но для миграции должны быть созданы соответствующие условия. Это капилляры и силы, которые заставят его мигрировать. В частности, речь идет о разности концентраций Са(ОН)г, находящегося в объеме материала и пребывающего в жидкой фазе на бетонной поверхности. А теперь последовательно.

Портландцемент и прочие виды цемента, созданные на базе портландцементного клинкера, при гидратации образуют большое количество Са(ОН)г. Он может составить 15% от цементной массы – до 100 кг в 1 кубометре бетона. Чтобы в этом случае не появились выцветы, цементы должны использоваться с более низким содержанием трех-кальциевого силиката или элита. Но эти разновидности цемента твердеют очень медленно, а марка их более низкая.

Как еще можно уменьшить количество Са(ОН)2? Использовать добавки, способные связывать его. Таковыми могут выступать активные кремнеземистые добавки. Доступные недорогие добавки – пуццолана, золы ТЭС – в короткие сроки могут достигнуть нужного состояния только в случае интенсивной тепловлажностной обработки, к примеру, при автоклавировании. Введение количества добавок, необходимого для связывания Са(ОН), снижает скорость твердения бетона. Это сказывается на его качестве и, как следствие, на цене. Обратите внимание и на то, что “выцветы”- поверхностное явление, большая доля Са(ОН)2 в процессе участвовать не будет, она просто-напросто “заперта”в бетоне.

Чтобы образовались выцветы, должны присутствовать капилляры. Именно по капиллярам жидкая фаза с растворенным Са(ОН)2 выносится уже на поверхность изделия. Есть две причины образования капилляров в затвердевшей цементнопесчаной смеси, которая, как известно, представляет собой растворную часть бетона. Это неверное соотношение “песок-цементное тесто”, а также состав цементного теста.

Для того, чтобы в твердом бетоне не возникала система сообщающихся микропустот, а как раз по этим микропустотам движется жидкая фаза, отношение цементного теста к песку должно быть оптимальным. Для соблюдения технологии бетона, используют пески с низкой удельной поверхностью и оптимальным зерновым составом.

Капиллярные поры в цементном камне объясняются излишним содержанием воды. При низком водосодержании капиллярная пористость бетона тоже будет низкой. Для ее подсчета используется формула Г.И. Горчакова: Пк=(В-CoЦ)*10%.

В – это расход воды в кг на 1 кубический метр бетона;

Ц – это расход цемента также в кг на 1 м3 бетона;

Cо обозначается доля в частях химически связанной воды от цементной массы цемента (как правило, о> = 0,15-0,2).

Чтобы снизить капиллярную пористость посредством уменьшения водосодержания смеси, еще и при плотной ее укладке, можно применить два способа:

– использование суперпластификаторов и вибролитьевой технологии;

– использование интенсивного уплотнения вибропрессованием.

Но технология все равно не гарантирует исчезновения капиллярных пор: они в любом случае останутся, в большом или малом количестве.

Условия, в которых происходит твердение изделий из бетона, тоже могут стать причиной появления выцветов. На это влияют СО, воздух, а также возможность конденсации влаги.

Как влияет влага на поверхность изделий, твердение которых происходит, мы уже рассматривали. Допустим, поверхность сухая, а в воздухе достаточно СО2. Произойдет карбонизация поверхности. Са(ОН)2, который растворен в заполняющей поры жидкости, переходит в СаСОг – нерастворимый карбонат кальция. Это процесс протекает внутри капилляров. При этом карбонат кальция способен кольматировать поры. Водонепроницаемость бетона повышается, но цвет его не меняется.

Для интенсификации процесса применяется принудительная подача в камеры твердения углекислого газа. Воздух, богатый углекислым газом, могут обеспечить отходящие из котельной газы. Желательно в подаваемую смесь ввести и водяной пар, что рекомендуется делать по американской технологии Джонсон.

Защитная пропитка бетонной поверхности выполняется двумя способами. Для первого используются силиконовые составы, для второго – водоразбавляемые акриловые бесцветные дисперсии.

Силиконовая пропитка плохо противостоит выцветанию и почти его не предотвращает. Конечно, она не позволит проникнуть внутрь бетона жидкости, но не преградит путь в поры бетона водяному пару, который способен в нем конденсироваться. Покрытие бетонной поверхности акриловыми дисперсиями создаст прозрачную пленку, закрывающую поры бетона и предотвращающую выделение на поверхности карбоната кальция. Небольшая толщина покрытия определяет кроткий срок его службы – 1-2 года. Этого бывает достаточно, белый налет возникает как раз в первые 2 года. Газопроницаемость пленки такова, что поверхностный бетонный слой под ней карбонизируется так, как описано выше. Это гарантия от появления выцветов.

Процесс выцветания бетонной поверхности связан со многими факторами. Бороться с ним непросто. Остается создать определенные условия, при которых появлении е выцветов станет минимальным:

1. Бетон должен отличаться минимальной пористостью и водопроницаемостью.

2. При твердении изделий должен присутствовать доступ углекислого газа к бетонной поверхности.

3. При твердении и последующей выдержке поверхность изделий должна быть защищена от попадания влаги. Тогда процессы карбонизации снизят вероятность выцветания бетонной поверхности изделий в процессе их эксплуатации.

Противодействие выцветанию бетонных изделий

Мы не продаем услуги, мы помогаем вашим
мечтам превратиться в реальность !

тел.: +7 (903) 963-09-67
тел.: +7 (903) 190-00-09
skype: ug-proekt
г. Москва, проспект Мира, 68с1а
г. Серпухов, ул. 1-я Московская, д. 44a

• Главная
  • О нас
  • Допуск
  • Отзывы
  • Вакансии
  • Статьи
• Проектирование
  • Прайс лист проектирование (скачать)
  • Индивидуальные проекты домов и коттеджей
  • Предпроектные работы
  • Эскизный проект
  • Архитектурный проект
  • Конструктивный проект
  • Дизайн проект
  • Инженерные системы
  • Электроснабжение
  • Системы водоснабжения
  • Отопление
  • Системы кондиционирования
  • Автостоянок и паркингов
  • Коттеджных поселков
  • Промышленные объекты
  • Торговых центров
  • Коммерческих зданий
  • Гостиниц и отелей
  • Мини-гостиниц
  • В Подольске
  • В Чехове
  • Складских зданий
  • Автосервисов
• Обследование
  • Тепловизионное обследование жилого дома
  • Визуальное обследование
  • Инструментальное обследование
  • Обмерные работы
  • Обследование кровли
  • Обследование перекрытий
  • Обследование стен
  • Общее обследование технического состояния зданий
  • Составление технических заключений
  • Техническое обследование
• Геодезия
  • Cколько стоит геодезия
  • Геодезические работы и изыскания
  • Кадастровые
  • Межевой план
  • Топографическая съемка
• Строительство
  • Прайс на строительные и монтажные работы
  • Анкета на ремонт помещения
  • Проектирование зданий
  • Дома из пеноблоков
  • Какие удобства стоит спроектировать в загородном доме
  • Строительство деревянных домов
  • Что такое строительство коттеджа
  • Возведение кирпичных домов
  • Смета на строительство дома
  • Реконструкция промышленных зданий и сооружений
  • Коттеджей в Серпухове
• Интернет – магазин
  • Готовые проекты
  • Готовые деревянные дома
  • Проекты каркасных домов
• Советы
  • Сколько стоит проект дома
  • Газификация частного дома
  • Перепланировка торгового центра
• Контакты

Выцветы на бетонных изделиях, причины их образования и методы борьбы с ними

Выцветы и высолы, образующиеся на поверхности строительных конструкций, доставляют немало неприятностей строителям. Им подвержены бетонные изделия, штукатурка, керамика. Что они собой представляют, и как от них избавиться?

Чаще всего выцветание возникает на бетонных изделиях. Его можно увидеть также на облицовочной фасадной и тротуарной плитке. По виду это образовавшийся на поверхности материала белесый налет. Различают выцветы первичные и вторичные. Первые возникают во время затвердевания бетона, вторые – когда материал начинает стареть, подвергаясь при этом воздействию атмосферных явлений.

Первичное выцветание

В свежеуложенном бетоне имеется система капилляров, пронизывающих его толщу. Поры заполняет водный раствор продуктов гидратации цемента, в частности, гидроксид кальция – Ca(OH)2. Во время затвердевания бетона он вступает в реакцию с CO2 (углекислым газом), образуя карбонат кальция (CaCO3).

В том случае, если бетонные изделия покрыты водой, гидроксид кальция распространяется по их поверхности, в результате чего на ней образуется налет карбоната кальция. Таким образом происходит то, что называется первичным выцветанием бетона.

В результате реакции концентрация гидроксида кальция, который находится в устье пор, снижается в сравнении с концентрацией его в толще бетона. Происходит перенос вещества из глубины на поверхность бетона и вступление его в реакцию с углекислотой. При этом поры медленно заполняются нерастворимым в воде карбонатом кальция до тех пор, пока этот процесс полностью не останавливается.

Нерастворимость карбоната кальция в воде вызывает самозамедление процесса первичного выцветания. Время, в течение которого возможен первичный выцвет, определяется довольно просто. Нужно налить воды на затвердевающий бетон. Если его склонность к выцветанию еще сохраняется, на краях просыхающей лужицы воды быстро появляется белый налет карбоната кальция. Однако, если налить воду по истечении восьми часов после начала схватывания бетона, белый налет не появится. Это означает, что все устья пор уже заполнились карбонатом кальция.

Природу этого явления подтверждает то, что если затвердевание бетона происходит в азотной среде, белый налет не образуется, поскольку в этом случае отсутствует углекислый газ, который вступает в реакцию с гидроксидами цемента. Чем выше содержание в воздухе углекислого газа, тем выше скорость выцветания ЖБИ.

Бетон часто используется при строительстве промышленных объектов, читайте о нашей услуге и особенностях их проектирования.

Вторичное выцветание

В отличие от первичного вторичное выцветание появляется с течением времени – причем даже тогда, когда не было первичного выцветания, и процесс затвердевания бетона происходил правильно, без всяких отклонений от нормы. Внешне это проявляется в том, что бетонная поверхность становится светлее.

Причиной, вызывающей вторичный выцвет, является атмосферное воздействие. Химическая природа вторичного выцветания состоит в гидратации компонентов бетона в затвердевшем материале. Она продолжается до тех пор, пока возрастает прочность бетона, и может проходить в течение года.

Затем налет начинает смываться, но очень медленно – только через год бетонная поверхность может очиститься от карбоната кальция и обрести первоначальный цвет. Каким образом происходит размывание нерастворимого карбоната кальция? Дело в том, что он медленно преобразуется в растворимый в воде бикарбонат кальция. Время восстановления первоначального цвета бетонных плиток определяется климатическими условиями. Если долго стоит сухая погода, вторичное выцветание сохраняется дольше.

Если налет исчезает естественным путем, вероятность появления вторичного выцветания в дальнейшем остается, но она очень невелика.

Чтобы определить возможность появления первичных выцветов, нужно просто смочить поверхность водой – как уже было сказано выше. Смоделировать вторичное выцветание можно несколько более сложным способом. В качестве опытных образцов нужно взять стопку изделий из бетона, сложенных на строительной площадке или дворе завода ЖБИ. Материалы нужно опрыскивать водой в течение получаса два раз в день. Вторичные выцветы (если они возможны) появляются в тех местах, где плитки соприкасаются друг с другом. В этом месте вода не просыхает долго. На поверхности плиток вода высыхает быстрее, поэтому выцветы там не появляются. Этот опыт одновременно является наглядным примером того, как не следует хранить бетонные изделия.

Степень вторичного выцветания можно определить количественно с помощью фотометра – путем измерения яркости бетонной поверхности.

Причины выцветания и способы борьбы с ним

Основная причина выцветов заключается в присутствии в бетоне гидроксида кальция, который мигрирует на поверхность бетона из его внутренних слоев и вступает в реакцию с находящимся в воздухе углекислым газом. При этом образуется карбонат кальция. Следовательно, чтобы на бетонной поверхности появился выцвет, гидроксид кальция должен мигрировать из тела бетона на поверхность. Для миграции должны существовать определенные условия, и они имеются. Это наличие капилляров, по которым осуществляется движение Ca(OH)2, и разность концентрации гидроксида внутри и на поверхности бетона.

Портландцемент и другие цементы, создаваемые на его основе, образуют при гидратации значительное количество гидроксида (до 15% от всей цементной массы или до 100 килограммов в 1 м3 бетона). Чтобы не появилось выцветание, должны использоваться цементы с низким содержанием трехкальциевого силиката (алита). Однако эти виды цементов медленно твердеют и имеют более низкую марку.

Другим способом снижения количества гидроксида кальция в бетоне является использование добавок, связывающих Ca(OH)2. Имеющиеся недорогие добавки – зола ТЭС и пуццолан – могут быстро давать эффект только при интенсивной тепловлажностной обработке бетона, в частности, при автоклавировании. Однако введение нужного для связывания гидроксидов кальция количества добавок уменьшает скорость затвердевания бетона. Это ухудшает его качество и снижает цену. Нужно иметь в виду, что выцвет – это поверхностное явление. Гидроксид кальция, остающийся внутри бетона, в процессе выцветания не участвует.

Как уже говорилось, для возникновения выцветов в бетоне должны присутствовать капилляры. По ним раствор Ca(OH)2 выходит на поверхность изделий. Образование капилляров в затвердевающей бетонной смеси вызывается двумя причинами – неправильным соотношением песка и цементного теста, а также неверным составом цементного теста.

Чтобы в твердеющем бетоне не возникали сообщающиеся между собой микропустоты, по котором возможно перемещение жидкой фазы, отношение песка к цементному тесту должно быть строго определенным. Правильная технология производства ЖБИ предусматривает использование песка с оптимальным фракционным составом и малой удельной поверхностью.

Наличие капилляров в цементном камне говорит и об излишке воды в смеси. При невысоком содержании воды капиллярная пористость бетона оказывается низкой. Ее значение определяется по формуле Г.И. Горчакова, которая выглядит следующим образом:

Пк = (В – CoЦ)*10%, где В и Ц – расход воды и цемента на 1 м3 бетона (в кг) соответственно, Cо – доля, которую составляет химически связанная вода от массы цемента. Обычно Cо > 0,15-0,2.

Капиллярную пористость можно снизить, уменьшив водосодержание смеси и обеспечив ее плотную укладку. Последнее достигается двумя способами:

• применением суперпластификаторов и внедрением вибролитьевой технологи;
• использованием интенсивного вибропрессования при укладке смеси.

Однако все эти меры не гарантируют полного исчезновения капиллярных пор. В большем или меньшем количестве они все равно будут присутствовать.

Влияют на появление выцветов и условия, в которых хранятся и затвердевают бетонные изделия. К ним относится состав воздуха (содержание в нем CO2) и присутствие конденсированной влаги.

Выше приводился пример того, как присутствие воды вызывает появление на поверхности белой пленки – карбоната кальция. Процесс происходит следующим образом. В воздухе имеется определенное количество углекислого газа, который в присутствии воды вступает в реакцию с гидроксидом кальция, образуя нерастворимый в воде карбонат кальция.

Процесс этот происходит в устье капилляров, при этом образующийся CaCO3 кольматирует поры, т.е. заполняет их, перекрывая доступ воды внутрь материала. Водонепроницаемость бетона возрастает, однако цвет его при этом не меняется.

Чтобы искусственно интенсифицировать процесс кольматации при изготовлении ЖБИ применяют принудительную подачу в камеры, где происходит затвердевание бетона, углекислого газа. Желательным является и одновременная подача водяного пара.

В качестве защиты от выцветов используется также защитная пропитка бетона силиконовыми составами и водоразбавляемыми акриловыми бесцветными дисперсиями.

Силиконовая пропитка довольно плохо противостоит выцветам и не предотвращает их в достаточной степени. Она препятствует проникновению внутрь бетона капельной жидкости, но не способна предотвратить проникновение водяного пара, который конденсируется внутри. Акриловые дисперсии создают прозрачную пленку, препятствующую проникновению внутрь жидкости и частично водяного пара. Это предотвращает образование на поверхности карбоната кальция.

Покрытие наносится на бетонные изделия небольшой толщиной, что обеспечивает его защитное действие в течение 1-2 лет. Не слишком долгий срок, но достаточный для того, чтобы выцвет не появился, поскольку он как раз образуется в первые 2 года. Степень газопроницаемости пленки такова, что под ней образуется слой карбоната кальция, предотвращающий появление на поверхности выцветов.

Выводы

Появление выцветов на бетонной поверхности обусловлено многими факторами. Борьба с ними заключается в создании определенных условий, при которых образование выцветов становится минимальным.

• Бетон должен обладать минимальной водопроницаемостью и пористостью.
• При твердении материала к его поверхности должен обеспечиваться доступ углекислого газа.
• Во время затвердевания и последующей выдержки бетона его поверхность должна защищаться от попадания влаги. Это позволит процессам карбонизации снизить вероятность образования выцветов на ЖБИ в процессе их эксплуатации.
• Выцветание предотвращается прозрачными поверхностными покрытиями, созданными из водных акриловых дисперсий.

Проектная группа ЮГ – ваш помощник при проектировании и строительстве.

Выцветы на поверхности бетонных изделий

Выцветы и высолы на поверхности строительных материалов и конструкций (бетона, керамики, штукатурных поверхностей и т.п.) стали, чуть ли не обыденной неприятностью. В этой статье мы помещаем материал об исследовании, предотвращении и борьбе с выцветами. Довольно распространенный вид бетонных изделий, являются выцветы – появление белесого налета на поверхности бетона. В особенности это касается цветных мелкоштучных изделий: тротуарной плитки, облицовочных фасадных. Выцветы бетона принято подразделять на первичные и вторичные. Первичные проявляются уже при твердении бетона, вторичные – при его старении под действием атмосферных факторов.

Первичные выцветания.

Свежеуложенный бетон пронизан системой капиллярных пор, заполненных водным раствором продуктов гидратации цемента, главным образом гидроксида кальция. В обычном случае по мере твердения устьях пор, вступает в реакцию с углекислым газом окружающего. Из-за этого концентрация гидроксида кальция в устье поры становится ниже, чем в ее объеме. Это вызывает постоянный массоперенос гидроксида из объема на поверхность материала. Постепенно капилляры заполняются карбонатом кальция, и процесс замедляется, а затем и совсем останавливается. Когда поверхность бетона или хотя бы какой-либо ее участок покрыт пленкой воды, гидроксид кальция может распространиться по всей поверхности, а затем образовать налет карбоната кальция, нерастворимый в воде. В этом случае может появиться первичное выцветание бетона. Нерастворимость карбоната кальция предопределяет “самоторможение” химического процесса. Время, в течение которого возможно проявление первичного выцветания, можно определить путем простого испытания, налив немного воды на поверхность твердеющего бетона. Если бетон склонен к выцветанию, то вскоре можно увидеть белый налет карбоната кальция по краям высыхающей лужицы. Если такое испытание провести позже чем через восемь часов твердения бетона на воздухе, то налета не образуется, так как к этому времени устья пор уже закупорены карбонатом кальция. Подтверждением этой гипотезы служит тест на бетоне, твердеющем в атмосфере азота. Отсутствие белого налета в таком случае – результат, подтверждающий карбонатную природу явления и указывающий на связь скорости выцветания с содержанием углекислого газа в воздухе.

Вторичные выцветания.

Вторичное выцветание проявляется при атмосферном старении бетона даже в том случае, если бетон нормально затвердел и “испытание смачиванием” дает отрицательный результат. Внешне это проявляется как общее осветление поверхности бетона. Есть основания считать, что причиной вторичного процесса является продолжение процессов гидратации компонентов цемента в отвердевшем материале. В частности, об этом говорит тот факт, что вторичное выцветание имеет место до тех пор, пока продолжается рост прочности бетона. Наблюдения показали, что выцветание бетонных плиток может проявляться в течение года после изготовления изделий. Затем налет постепенно смывается, и примерно через год плитки самоочищаются и восстанавливают свой первоначальный цвет. Размывание налета объясняется медленным превращением карбоната в бикарбонат, более растворимый в воде. Сроки восстановления цвета плиток зависят от климата в данной местности. При засушливом климате вторичное выцветание сохраняется дольше. Однако затяжные дожди, постоянно смывающие гидрооксид кальция с поверхности бетона, лишь затягивают процесс выцветания. Повторное проявление вторичного выцветания после естественного исчезновения налета случается крайне редко. Методы, соответствующие методы и методики. Один из простейших – уже описанное “испытание смачиванием”. Он дает хорошее представление о том, что может произойти с изделием при конденсации влаги в пропарочной камере, и характеризует первичное выцветание. Для того чтобы смоделировать вторичное выцветание в условиях хранения бетонных изделий на заводском дворе или на стройплощадке, можно периодически (дважды в день) опрыскивать стопку плиток дистиллированной водой в течение 30 минут. Вторичные выцветы отмечались на плитках в местах их соприкосновения друг с другом, где вода долго не высыхала. Верхний слой плиток высыхал достаточно быстро и не был подвержен выцветанию. Эти испытания показывают как надо, а точнее – “как не надо” хранить бетонные изделия. Количественную оценку вторичного выцветания можно проводить, измеряя яркость поверхности фотометром.

Факторы, влияющие на выцветание.

Основной причиной, можно сказать, первопричиной появления выцветов является наличие гидрооксида кальция Са(ОН)2 в цементном камне. Чтобы выцветы появились на поверхности бетона, Са(ОН)2 должен мигрировать из объема цементного камня на эту поверхность. Для этого необходимы пути миграции – капилляры и силы, побуждающие к миграции – разность концентраций Са(ОН)2 в жидкой фазе на поверхности и в объеме материала; и, наконец, нужна эта жидкая фаза. Разберем эти факторы по порядку. Портландцемент и другие виды цемента на основе портландцементного клинкера в процессе гидратации образуют довольно большое количество Са(ОН)2: до 15% от массы цемента, т.е. до 100 кг в 1 м3 бетона. Простейшая рекомендация в этом случае для предотвращения выцветов: использование цементов с пониженным содержанием трех кальциевого силиката (элита). Но такие цементы характеризуются низкой скоростью твердения и пониженной маркой. Другой вариант уменьшения количества Са(ОН)2 – использование добавок, способных связывать его, например активных кремнеземистых добавок. Однако доступные и дешевые добавки, такие как пуццолана или золы ТЭС, в реальные сроки проявляют себя в должной степени только при интенсивной тепловлажностной обработке, в основном при автоклавировании. Кроме того, введение добавок в количествах, достаточных для связывания всего Са(ОН), понизит скорость твердения бетона и скажется на его стоимости. При оценке эффективности этого пути следует учитывать, что “выцветы“- явление поверхностное, поэтому подавляющая доля Са(ОН)2 не принимает участия в рассматриваемом процессе, т.е. остается “запертой» в бетоне. Другим необходимым условием образования выцветов является наличие капилляров, по которым жидкая фаза цементного камня с растворенным в ней Са(ОН)2 выносится на поверхность изделия. Возможных причин образования капиллярных пор в затвердевшей цементно-песчаной смеси (растворной части бетона) по крайней две: неправильно выбранное соотношение “песок-цементное тесто” и состав самого цементного теста. Чтобы в затвердевшем бетоне не образовывалась система сообщающихся микропустот, по которым может мигрировать жидкая фаза, необходимо обеспечивать достаточное количество цементного теста по отношению к песку. Это – известная задача в технологии бетона, для успешного решения которой необходимо применять пески с оптимальным зерновым составом и с невысокой удельной поверхностью. Капиллярные поры в самом цементном камне – неизбежная плата за избыточное содержание воды. Чем ниже водосодержание, тем ниже капиллярная пористость бетона. Ориентировочно ее можно подсчитать по формуле, предложенной Г.И. Горчаковым:

Пк=(В-CoЦ)*10%,
где
В – расход воды на 1 м3 бетона, кг;
Ц – расход цемента на 1 м3 бетона, кг;
Cо – доля химически связанной воды в частях от массы цемента (обычно о> =
0,15-0,2).
Для снижения капиллярной пористости с помощью уменьшения водосодержания
смеси при обеспечении плотной ее укладки используют два пути:

• применение суперпластификаторов в сочетании с вибролитьевой технологией;
• применение интенсивного уплотнения методом вибропрессования.

Но в любом из этих случаев технология не защищает от образования капиллярных пор: их будет меньше или больше, но они будут. Условия твердения бетонных изделий так же влияют на появление выцветов. Главнейшие факторы в этом случае – СО., воздуха и возможность конденсации влаги на поверхности изделий. Влияние влаги на поверхности твердеющих изделий уже было рассмотрено. В случае если поверхность изделий сухая, а в воздухе есть достаточное количество СО2, происходит карбонизация поверхностного слоя изделий. При этом Са(ОН)2, растворенный в жидкости, заполняющей поры, переходит в нерастворимый карбонат кальция – СаСО2. Все это происходит не в устьях пор, а внутри капилляров. Карбонат кальция кольматирует поры, повышая водонепроницаемость бетона, но, не изменяя его цвета. Для интенсификации этого процесса можно использовать принудительную подачу углекислого газа в камеры твердения. Источником воздуха, обогащенного углекислым газом, могут быть отходящие газы из котельной. В подаваемую смесь целесообразно вводить водяной пар. Этот прием использован в технологии Джонсон (США).

Защитная пропитка поверхности бетона

Возможны два варианта пропитки поверхности бетонных изделий: силиконовыми составами или бесцветными водоразбавляемыми акриловыми дисперсиями. Пропитка силиконами оказалась не очень эффективной в отношении предотвращения выцветания. Предотвращая попадание жидкой воды внутрь бетона, силикон практически не влияет на поступление в поры бетона водяного пара, который может там конденсироваться. Покрытие бетона акриловыми дисперсиями создает на его поверхности прозрачную пленку, которая закрывает поры бетона и предотвращает выделение карбоната кальция на поверхности. Малая толщина покрытия ограничивает срок его службы 1-2 годами. Но этого вполне достаточно, так как белый налет
обычно образуется в первые два года. Интересно отметить, что благодаря газопроницаемости пленки, поверхностный слой бетона под ней карбонизируется по описанной ранее схеме. Это служит гарантией от последующих выцветов.

Заключение.
Выцветание поверхности бетонных изделий – процесс многофакторный, и борьба с ним достаточно трудна. Однако можно создать условия, сводящие его к минимуму:

1. Бетон должен иметь минимально возможную пористость и водопроницаемость.
2. При твердении изделий желательно обеспечить доступ углекислого газа к их поверхности.
3. В процессе твердения и при последующей выдержке на заводе- изготовителе необходимо защищать поверхность изделий от попадания влаги. Со временем естественные процессы карбонизации понизят вероятность выцветания бетона в процессе эксплуатации.
4. Появление выцветов, возможно, предотвратить прозрачными поверхностными покрытиями из водных дисперсий акрилатов.

Сфера использования и приготовление светопроводящего бетона

Уже более 50 лет бетон является самым популярным строительным материалом. Благодаря высокой прочности, плотности и устойчивости к перепадам температур, бетонные основания служат дольше всего. Но, этот материал обладает довольно скудными эстетическими показателями, что значительно сужает сферу его применения при строительстве. Для решения этой проблемы был разработан прозрачный бетон (или как его еще называют светопропускающий или «Литракон»). Это инновационный материал, который только начинает завоевывать рынок. Рассмотрим подробнее, что входит в состав этого материала, какими свойствами он обладает и где применяется.

Что собой представляет прозрачный бетон

Данная модификация была разработана архитектором из Венгрии Ароном Лошонци, который экспериментировал со строительными материалами. С его легкой руки 15 лет назад на свет появился светопроводящий бетон, который состоит из:

• цемента;
• мелкозернистого песка;
• фиброоптических волокон (диаметр нитей 0,5-2,5 мм), которые выполняют роль светопропускающего наполнителя;
• специализированных добавок, которые улучшают формуемость малоподвижного раствора.

Крупнофракционные наполнители при изготовлении светопрозрачного бетона не используются.

Волокно-оптические стеклянные нити обязательно сертифицируются. В документах указывается, что материал является экологически чистым.

Сразу стоит сказать, что стоимость качественного прозрачного бетона очень высока, если у вас есть возможность, то лучше заказывать материал из Европы. Тем не менее, отечественные производители уже начали осваивать технологию производства этого уникального состава. Правда, цена от этого уменьшилась не сильно.

Стоимость прозрачного бетона

Сегодня на российском рынке продажей этого уникального материала занимаются две компании Litracon и Lucem. Однако стоит учитывать, что эти компании не являются производителями. Это посредники официальных европейских компаний, которые как раз и изготавливают светящийся бетон. Соответственно в стоимости не учитываются затраты на доставку.

Тем не менее, вы можете заказать декоративные плиты любого размера, формы или цвета. Можно даже приобрести полотна, в которых волокна стекловолокна будут выложены в форме логотипа или изделия, а также блоки оборудованные светодиодной подсветкой. Разумеется, стоимость в этом случае будет в разы выше.

Если говорить о цене «типовых» панелей из прозрачного материала, то:

• Сборная панель Litracon Classic размером 1200 Х 400 мм и толщиной 25 мм обойдется не меньше 90 000 рублей. Если толщина будет увеличена до 200 мм, то стоить он будет уже 320 000 рублей.
• Чуть дешевле обойдется блок Litracube Lamp размером 221 Х 175 Х 175 мм и толщиной 25 мм. За него можно заплатить от 54 000 рублей.
• Плита из легкого бетона от компании Lucem (1250 Х 650 мм) толщиной 15-50 мм будет стоить не меньше 90 000 рублей.
• Светящаяся столешница Lucem размером 1200 Х 600 мм обойдется в 89 500 рублей.

Ко всем ценам прибавляется стоимость доставки.

Многие полагают, что из-за своей прозрачной структуры, такой бетон обладает очень низкими прочностными показателями и другими характеристиками. Рассмотрим их подробнее.

Свойства прозрачного бетона

Несмотря на свою прозрачность, этот материал обладает такими же свойствами, как и обычный бетон. Более того, по некоторым показателям он даже превосходит своего «серого собрата». Это объясняется тем, что в его составе содержится стекловолокно, которое является отличным армирующим материалом.

Светящийся материал обладает следующими характеристиками:

• прочностью: на сжатие в диапазоне 20-35 МПа, на изгиб 30 Ptb, а на растяжение не меньше 2;
• плотностью – 2300 кг/см 3 ;
• теплопроводностью – 2,1 Вт/(м∙К );
• морозостойкостью до F75;
• водонепроницаемостью – W4-W8;
• звукоизоляционными свойствами – 46 дБ;
• водопоглощением в пределах 6%.

При этом на материал, свободно пропускающий световой луч, не оказывает никакого влияния УФ-излучение. Тем не менее, существует риск возникновения незначительных щелочно-силикатных реакций, в случае обильных осадков. Поэтому лучше выбирать изделия с более тонким сечением нитей, тогда повреждения будут минимальными.

Толщина плит прозрачного бетона обычно не превышает 20 см. Однако, этот показатель никак е влияет на светопропускную способность материала. Даже, если толщина стены составит 2 м, свет все равно будет свободно проходить через нее.

Днем плиты пропускают естественный свет, а в ночное время – искусственный, благодаря чему можно добиться очень необычных дизайнерских решений как в интерьере квартиры, так и при постройке загородного дома.

Сфера применения прозрачного бетона

Так как блоки выпускаются любого размера и цвета, полированные или матовые, сфера их применения не ограничена. Изделия этого типа можно использовать в строительстве. Они оптимальны для внутренней отделки помещений, а также при сооружении:

• перегородок;
• лестниц;
• вставок и многого другого.

Светящейся панели допускается использовать наравне с изделиями из стандартного бетона. Однако, стоимость прозрачного строительного материала настолько высока, что его используют только при возведении зданий особого архитектурного значения.

Если же говорить о рядовых гражданах, то они часто применяют этот необычный композит для изготовления:

• скамеек;
• столешниц;
• раковин;
• декоративных фонтанов;
• подсвеченных ниш в стенах.

Если потратиться на небольшие панели, то можно изготовить из них куб и поместить внутрь него лампу. Таким образом, вы получите очень необычный светильник.

Также, из прозрачного бетона можно сделать барную стойку, которая будет разделять кухню и спальню в квартире-студии.

Разумеется, покупать для обычного ночника панели стоимостью 90 000 рублей никому не хочется. В этом случае прозрачный композит можно попробовать изготовить своими силами.

Как приготовить прозрачный бетон

В первую очередь стоит сказать, что для производства такого композита требуется специализированное оборудование. Так как компоненты состава укладываются послойно, после каждого последующего слоя требуется обработка. Тем не менее, существуют кустарные методы, позволяющие приготовить материал, напоминающий прозрачный бетон, своими руками.

Для этого потребуется:

• 1 доля ПЦ;
• 2,5-3 доли песка (в нем не должно содержаться суглинков и пыли);
• светопроводящий наполнитель — (не более 5% от общей массы замеса);
• модифицирующие добавки.
• 0,5 частей проточной воды.

Раствор замешивается в принудительном смесителе (лучше готовить бетон маленькими порциями). Сначала необходимо смещать песок и цемент. После этого в смесь добавляется вода, и раствор перемешивается не менее 6 минут. На следующих этапах подготавливается скользящая опалубка, и производятся следующие операции:

1. В опалубку выкладывается слой бетона высотой порядка 0,5-1 см.
2. На него укладывается слой волокон (их нужно немного вдавить в раствор).
3. После этого необходимо подождать пока слой «схватится».
4. Процедура повторяется до полного заполнения опалубочной конструкции.

После этого, необходимо подождать порядка 72 часов и снять опалубку. На протяжении недели заготовку необходимо хранить при температуре +20 градусов и влажности воздуха не менее 95%. Спустя 7 дней, бетон наберет максимальную прочность, тогда можно будет произвести шлифовку поверхностей. Для финишной обработки лучше всего использовать алмазные диски.

Готовые блоки монтируются при помощи стандартных кладочных смесей. Для склеивания изделий можно применять эпоксидную смолу с наполнителем из кварца.

В заключении

Прозрачный бетон – это очень дорогое удовольствие, поэтому никто не использует его для возведения домов. Однако, если применять его в декоративных целях, можно добиться потрясающего эффекта.

Противодействие выцветанию бетонных изделий

Выцветы и высолы на поверхности строительных материалов и конструкций (бетона, керамики, штукатурных поверхностей и т.п.) стали чуть ли не обыденной неприятностью. В этой статье мы помещаем материал об исследовании, предотвращении и борьбе с выцветами.

Довольно распространенный вид бетонных изделий, являются выцветы – появление белесого налета на поверхности бетона. В особенности это касается цветных мелкоштучных изделий: тротуарной плитки, облицовочных фасадных.

Выцветы бетона принято подразделять на первичные и вторичные. Первичные проявляются уже при твердении бетона, вторичные – при его старении под действием атмосферных факторов.

Свежеуложенный бетон пронизан системой капиллярных пор, заполненных водным раствором продуктов гидратации цемента, главным образом гидроксида кальция. В обычном случае по мере твердения устьях пор, вступает в реакцию с углекислым газом окружающего.

Из-за этого концентрация гидроксида кальция в устье поры становится ниже, чем в ее объеме. Это вызывает постоянный массоперенос гидроксида из объема на поверхность материала. Постепенно капилляры заполняются карбонатом кальция и процесс замедляется, а затем и совсем останавливается.

Когда поверхность бетона или хотя бы какой-либо ее участок покрыт пленкой воды, гидроксид кальция может распространиться по всей поверхности, а затем образовать налет карбоната кальция, нерастворимый в воде. В этом случае может появиться первичное выцветание бетона.

Нерастворимость карбоната кальция предопределяет “самоторможение” химического процесса. Время, в течение которого возможно проявление первичного выцветания, можно определить путем простого испытания, налив немного воды на поверхность твердеющего бетона. Если бетон склонен к выцветанию, то вскоре можно увидеть белый налет карбоната кальция по краям высыхающей лужицы. Если такое испытание провести позже чем через восемь часов твердения бетона на воздухе, то налета не образуется, так как к этому времени устья пор уже закупорены карбонатом кальция. Подтверждением этой гипотезы служит тест на бетоне, твердеющем в атмосфере азота. Отсутствие белого налета в таком случае – результат, подтверждающий карбонатную природу явления и указывающий на связь скорости выцветания с содержанием углекислого газа в воздухе.

Вторичное выцветание проявляется при атмосферном старении бетона даже в том случае, если бетон нормально затвердел и “испытание смачиванием” дает отрицательный результат. Внешне это проявляется как общее осветление поверхности бетона.

Есть основания считать, что причиной вторичного процесса является продолжение процессов гидратации компонентов цемента в отвердевшем материале. В частности, об этом говорит тот факт, что вторичное выцветание имеет место до тех пор, пока продолжается рост прочности бетона. Наблюдения показали, что выцветание бетонных плиток может проявляться в течение года после изготовления изделий. Затем налет постепенно смывается, и примерно через год плитки самоочищаются и восстанавливают свой первоначальный цвет. Размывание налета объясняется медленным превращением карбоната в бикарбонат, более растворимый в воде. Сроки восстановления цвета плиток зависят от климата в данной местности. При засушливом климате вторичное выцветание сохраняется дольше. Однако затяжные дожди, постоянно смывающие гидрооксид кальция с поверхности бетона, лишь затягивают процесс выцветания.

Повторное проявление вторичного выцветания после естественного исчезновения налета случается крайне редко. Методы соответствующие методы и методики. Один из простейших -уже описанное “испытание смачиванием”. Он дает хорошее представление о том, что может произойти с изделием при конденсации влаги в пропарочной камере, и характеризует первичное выцветание.

Для того чтобы смоделировать вторичное выцветание в условиях хранения бетонных изделий на заводском дворе или на стройплощадке, можно периодически (дважды в день) опрыскивать стопку плиток дистиллированной водой в течение 30 минут. Вторичные выцветы отмечались на плитках в местах их соприкосновения друг с другом, где вода долго не высыхала. Верхний слой плиток высыхал достаточно быстро и не был подвержен выцветанию. Эти испытания показывают как надо, а точнее – “как не надо” хранить бетонные изделия.

Количественную оценку вторичного выцветания можно проводить, измеряя яркость поверхности фотометром.

Факторы, влияющие на выцветание

Основной причиной, можно сказать, первопричиной появления выцветов является наличие гидрооксида кальция Са(ОН)г в цементном камне. Чтобы выцветы появились на поверхности бетона, Са(ОН)2 должен мигрировать из объема цементного камня на эту поверхность. Для этого необходимы пути миграции -капилляры и силы, побуждающие к миграции – разность концентраций Са(ОН)г в жидкой фазе на поверхности и в объеме материала; и наконец, нужна эта жидкая фаза. Разберем эти факторы по порядку.

Полртландцемент и другие виды цемента на основе портландцемен-тного клинкера в процессе гидратации образуют довольно большое количество Са(ОН)г: до 15% от массы цемента, т.е. до 100 кг в 1 м3 бетона. Простейшая рекомендация в этом случае для предотвращения выцветов: использование цементов с пониженным содержанием трех-кальциевого силиката (элита). Но такие цементы характеризуются низкой скоростью твердения и пониженной маркой.

Другой вариант уменьшения количества Са(ОН)2 – использование добавок, способных связывать его, например активных кремнеземистых добавок. Однако доступные и дешевые добавки, такие как пуццолана или золы ТЭС, в реальные сроки проявляют себя в должной степени только при интенсивной тепловлажностной обработке, в основном при автоклавировании. Кроме того, введение добавок в количествах, достаточных для связывания всего Са(ОН). понизит скорость твердения бетона и скажется на его стоимости. При оценке эффективности этого пути следует учитывать, что “выцветы”- явление поверхностное, поэтому подавляющая доля Са(ОН)2 не принимает участия в рассматриваемом процессе, т.е. остается “запертой”в бетоне.

Другим необходимым условием образования выцветов является наличие капилляров, по которым жидкая фаза цементного камня с растворенным в ней Са(ОН)2 выносится на поверхность изделия. Возможных причин образования капиллярных пор в затвердевшей цементнопесчаной смеси (растворной части бетона) по крайней две: неправильно выбранное соотношение “песок-цементное тесто” и состав самого цементного теста.

Чтобы в затвердевшем бетоне не образовывалась система сообщающихся микропустот, по которым может мигрировать жидкая фаза, необходимо обеспечивать достаточное количество цементного теста по отношению к песку. Это – известная задача в технологии бетона, для успешного решения которой необходимо применять пески с оптимальным зерновым составом и с невысокой удельной поверхностью.

Капиллярные поры в самом цементном камне – неизбежная плата за избыточное содержание воды. Чем ниже водосодержание, тем ниже капиллярная пористость бетона. Ориентировочно ее можно подсчитать по формуле, предложенной Г.И. Горчаковым:

где
В – расход воды на 1 м3 бетона, кг;
Ц – расход цемента на 1 м3 бетона, кг;
Cо -доля химически связанной воды в частях от массы цемента (обычно о> = 0,15-0,2).

Для снижения капиллярной пористости с помощью уменьшения водосодержания смеси при обеспечении плотной ее укладки используют два пути:
– применение суперпластификаторов в сочетании с вибролитьевой технологией;
– применение интенсивного уплотнения методом вибропрессования.

Но в любом из этих случаев технология не защищает от образования капиллярных пор: их будет меньше или больше, но они будут.

Условия твердения бетонных изделий так же влияют на появление выцветов. Главнейшие факторы в этом случае – СО., воздуха и возможность конденсации влаги на поверхности изделий.

Влияние влаги на поверхности твердеющих изделий уже было рассмотрено. В случае если поверхность изделий сухая, а в воздухе есть достаточное количество СО2, происходит карбонизация поверхностного слоя изделий. При этом Са(ОН)2, растворенный в жидкости, заполняющей поры, переходит в нерастворимый карбонат кальция – СаСОг Все это происходит не в устьях пор, а внутри капилляров. Карбонат кальция кольматирует поры, повышая водонепроницаемость бетона, но не изменяя его цвета.

Для интенсификации этого процесса можно использовать принудительную подачу углекислого газа в камеры твердения. Источником воздуха, обогащенного углекислым газом, могут быть отходящие газы из котельной. В подаваемую смесь целесообразно вводить водяной пар. Этот прием использован в технологии Джонсон (США).

Защитная пропитка поверхности бетона

Возможны два варианта пропитки поверхности бетонных изделий: силиконовыми составами или водо-разбавляемыми акриловыми бесцветными дисперсиями.

Пропитка силиконами оказалась не очень эффективной в отношении предотвращения выцветания. Предотвращая попадание жидкой воды внутрь бетона, силикон практически не влияет на поступление е поры бетона водяного пара, который может там конденсироваться.

Покрытие бетона акриловыми дисперсиями создает на его поверхности прозрачную пленку, которая закрывает поры бетона и предотвращает выделение карбоната кальция на поверхности. Малая толщина покрытия ограничивает срок его службы 1-2 годами. Но этого вполне достаточно, так как белый налет обычно образуется в первые два года. Интересно отметить, что благодаря газопроницаемости пленки, поверхностный слой бетона под ней карбонизируется по описанной ранее схеме. Это служит гарантией от последующих выцветов.

Выцветание поверхности бетонных изделий – процесс многофакторный, и борьба с ним достаточно трудна. Однако можно создать условия, сводящие его к минимуму:
1. Бетон должен иметь минимально возможную пористость и водопроницаемость.
2. При твердении изделий желательно обеспечить доступ углекислого газа к их поверхности.
3. В процессе твердения и припоследующей выдержке на заводе- изготовителе необходимо защищать поверхность изделий от попадания влаги. Со временем естественные процессы карбонизации понизят вероятность выцветания бетона в процессе эксплуатации.
4. Появление выцветов возможно предотвратить прозрачными поверхностными покрытиями из водных дисперсий акрилатов.

Высолы (выцветы) на поверхности бетонных изделий Текст научной статьи по специальности « Нанотехнологии»

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Сулейманова Людмила Александровна, Малюкова Марина Владимировна

Проанализированы причины образования высолов ( выцветов ) на поверхности бетонных изделий , в частности, тротуарных плит . Обозначены основные методы предупреждения возникновения высолов ( выцветов ) и способы их ликвидации с эксплуатируемых изделий.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Сулейманова Людмила Александровна, Малюкова Марина Владимировна

Текст научной работы на тему «Высолы (выцветы) на поверхности бетонных изделий»

Сулейманова Л. А., канд. техн. наук, проф., Малюкова М. В., аспирант Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова

ВЫСОЛЫ (ВЫЦВЕТЫ) НА ПОВЕРХНОСТИ БЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

1и^Па8и1е1т апоуа@уа^ех. ги

Проанализированы причины образования высолов (выцветов) на поверхности бетонных изделий, в частности, тротуарных плит. Обозначены основные методы предупреждения возникновения высолов (выцветов) и способы их ликвидации с эксплуатируемых изделий.

Ключевые слова: высолы, выцветы, бетонные изделия, тротуарные плиты._

Высокие конструктивные, эксплуатационные и декоративные качества, ремонтная пригодность в сочетании с экологической безопасностью делают бетонные тротуарные плиты лучшим вариантом благоустройства территорий с высокими темпами строительства и с эстетическими преимуществами.

Накопленный опыт эксплуатации плитных тротуарных покрытий свидетельствует, что их качество зависит не только от показателей внешнего вида элементов, но и от подготовки основания, тщательности укладки и порядка сборки, при этом любые отступления от технологии приводят к снижению декоративных свойств и долговечности в целом. Довольно часто на поверхности бетонных тротуарных плит можно наблюдать высолы (выцветы).

Высолы (выцветы) на поверхностях бетонной продукции влияют не только на ухудшение эстетических свойств строительства, но и на нарушение внутренней структуры материала, так как снижается его целостность, ускоряется трещинообразование и понижается прочность.

Наличие высолов (выцветов) на поверхностях бетонной продукции обуславливается сложными физико-механическими процессами, происходящими в зависимости от многих факторов, относящихся, в первую очередь, к компонентному составу бетона, прежде всего, к цементу и его химическому и минералогическому составам, к условиям хранения и эксплуатации изделий (без защиты от погодного влияния на открытом воздухе, не под крышей, в окружении деревьев и кустарников), к влиянию атмосферных и механических нагрузок. Ведь, в принципе, все изделия -особенно используемые вне помещений -подвержены естественному процессу старения. Данная проблема относится ко всей продукции, изготовленной на основе цемента, однако, в связи с технологическими особенностями полусухого вибропрессования чаще всего встречается на изделиях, полученных именно этим способом.

Нормативно-техническая документация в системе строительства не регламентирует количество и характер подобных образований на поверхностях изделий – высолов (выцветов), а лишь фиксирует факт их возможного образования (ГОСТ 13015).

В стандарте DIN EN 1338 «Бетонная брусчатка» значится следующее примечание: «Выцветание не оказывает влияния на пригодность брусчатки к использованию и не рассматривается как существенное». Аналогичные формулировки также содержатся в стандартах по тротуарной плитке и бетонному бордюрному камню [1].

Изложенные ниже примеры выцветания, как правило, не влияют на пригодность к использованию, но по эстетическим причинам часто являются причиной претензий:

1. Белые пятна – причина белых пятен на изделиях известна давно. Есть основания предполагать, что появление белесых высолов на поверхности бетонных изделий связано с продолжающимся процессом гидратации цемента в уже отвердевшем материале.

Наблюдения показывают, что белесые высолообразования появляются в течение первого года, затем они постепенно смываются атмосферными осадками и изделия восстанавливают свой первоначальный цвет.

Материальной основой этому служит растворенный гидрооксид кальция, который по системе пор проникает на поверхность и там связывается с СО2, образуя карбонат кальция. Со временем нерастворимые высолы на основе СаСО3 под действием карбонизации превращаются в более растворимый бикарбонат [2].

Главной причиной образования высолов на поверхности изделий является гидрооксид кальция Са(ОН)2, содержащийся в большом количестве в цементном камне. Однако, для образования высолов Са(ОН)2 должен мигрировать по капиллярам на поверхность. Что бы произошла миграция необходима разность концентраций Са(ОН)2 в жидкой фазе на

поверхности и в объеме материала и нужна жидкая фаза (рис. 1).

Миграция Са(ОН); по капиллярам

Рис. 1. Схема возникновения высолов (выцветов) на поверхности бетонных изделий

Следовательно, для борьбы с высолами в первую очередь, по возможности нужно сократить количество свободного Са(ОН)2 в цементном камне. Сделать это можно двумя способами:

– использовать цемент с пониженным содержанием трехкальциевого силиката (алита). Но такие цементы характеризуются низкой скоростью твердения и пониженной маркой;

– использовать добавки, которые способны связать свободный Са(ОН)2, например активные кремнеземистые добавки. Однако, доступные и дешевые добавки, такие как пуццолановые или золы ТЭС, проявляют себя в должной степени только при интенсивной тепловлажностной обработке.

При оценке эффективности этих способов борьбы с высолами следует отметить, что высолы – это явление поверхностное, и большая часть Са(ОН)2 остается «запертой» в бетоне.

Другим необходимым условием образования высолов является наличие капилляров, по которым жидкая фаза цементного камня с растворенным в ней гидрооксидом кальция выносится на поверхность изделия.

Капиллярные поры образуются в затвердевшей растворной части бетона по двум причинам: неправильно подобранное соотношение «песок – цементное тесто» и состав самого цементного теста. Для снижения капиллярной пористости с помощью уменьшения водо -содержания смеси при обеспечении плотной укладки применяют интенсивное уплотнение методом вибропрессования. Но в любом случае, технология не защищает от образования капиллярных пор: их будет меньше или больше, но они будут.

Многолетние наблюдения показали, что при хранении готовых изделий на складе,

наибольшее количество высолов образуется в местах соприкосновения изделий друг с другом, где вода не высыхала длительное время. На поверхности изделий вода высыхает достаточно быстро, поэтому образование белесого налета там минимально.

На рис. 2 представлены известковые пятна после преждевременной укладки изделий в сырую холодную погоду.

Рис. 2. Известковые пятна на брусчатке

Если тротуарную плитку или бордюрный камень после резки сразу не промыть, то может образовываться на бетонных изделиях дымчато-белый налет.

Выцветание поверхности бетонных изделий – процесс многофакторный и исключить его практически не возможно, но, снизив до минимума пористость и водопроницаемость бетона, мы сможем снизить миграцию влаги, тем самым повысить качество продукции.

А при выдержке и хранении бетонных изделий на складе необходимо, по возможности, не допускать попадания воды на поверхность изделий.

Если поверхность изделий сухая и в окружающей среде достаточно углекислого газа, то образование СаСОз происходит не в устье пор, а внутри капилляров. Поры кольматируются, повышается водостойкость, высолы не появляются. Для интенсификации этого процесса можно использовать принудительную подачу углекислого газа в камеры твердения. Например, подавать из котельной газы, обогащенные СО2 [3].

Еще одним из вариантов предотвращения высолообразования и выцветания являются прозрачные поверхностные покрытия из водных дисперсий акрилатов или силиконовые пропитки. Покрытие бетона акриловыми дисперсиями создает на его поверхности прозрачную пленку, которая закрывает поры бетона и предотвращает выделение карбоната кальция на поверхности. Малая толщина покрытия

ограничивает срок его службы 1. 2 годами, но этого вполне достаточно, так как белый налет обычно образуется в первые два года.

2. Желто-коричневые пятна – образуются, как правило, из-за соединений железа. Механизмы проникновения на поверхность аналогичны тем, что были описаны на примере с белыми пятнами (рис. 3).

Подобное выцветание, причиной которого часто является укладка невыдержанного изделия, совсем не новое явление. Сегодня мы знаем, что предпосылкой для возникновения желто-коричневых пятен является комплексное воздействие различных факторов: состава бетона, изготовления и хранения продукции.

Рис. 3. Желто-коричневые пятна на бетонных изделиях

Кроме того, к выцветанию может также привести ненадлежащий монтаж (на постоянно влажной основе), а также внешние воздействия (например, растительность).

В литературе, экспертных заключениях и описаниях продукции в качестве причин возникновения высолов (выцветов) указываются следующие:

– минеральные компоненты зернистой структуры камня;

– природный песок, оттенков от красноватого до коричневого, в выдержанном растворе при испытании натриевого щелока;

– базальтовая мука в качестве бетонной добавки;

– недостаточно обожженный портланд-цементный клинкер;

– состав некоторых ингибиторов помола;

– основа или пазы, засоренные железной стружкой;

– качество летучей золы каменного угля в качестве бетонной добавки;

– загрязнение удобрениями, содержащими сульфат железа.

В качестве дополнения приведем результат практического опыта, многолетних наблюдений и анализа претензий одного из европейских заводов:

– пятна после струйной обработки (с посторонними включениями);

– после заводской дробеструйной обработки на поверхности продукта остались мелкие частицы железа, и они стали причиной пятен;

– пористая брусчатка (дренажная плитка) выцвела после трехдневного хранения; изготовленная параллельно на втором станке плитка с более плотной структурой и при аналогичных условиях хранения пятен не имеет;

– па плитке, изготовленной с применением базальтовой крошки, уже через несколько дней хранения на открытом складе проявились пятна; плитка, изготовленная вслед за этим на том же станке, но без применения базальта, была обычного серого оттенка.

Пятна можно наблюдать также на плитке, поврежденной из-за взаимодействия щелочи с кремниевым заполнителем. В данном случае они выступают как просто нежелательное побочное явление, а проблему представляет недостаточная долговечность [1].

3. Зеленый налет – водоросли, лишайники, грибы и мох могут быть причиной зеленоватого цвета поверхности бетонных изделий, эксплуатируемых чаще всего на затененной и влажной территории. Не только изделия из бетона, но и другие материалы, такие как камень и дерево, в соответствующих условиях окружающей среды подверглись бы такому воздействию и покрылись зеленым налетом.

На рис. 4 представлена плитка, уложенная в тени, по истечении полугода на которой появился зеленый налет, а через три года после укладки брусчатка покрылась лишайником.

Рис. 4. Зеленый налет и лишайники на брусчатке

Все эти материалы обладают относительно пористой поверхностью и, таким образом, представляют собой идеальное место для размножения микроорганизмов. Типичная шероховатость поверхности для

необработанных блоков и плитки, с одной стороны дает необходимое и требуемое в соответствии со стандартами сопротивление скольжению, с другой стороны, это способствует большему загрязнению изделий с очень гладкой поверхностью.

Как избежать возникновения пятен?

Белые, желто-коричневые пятна, а также зеленый налет никому и никогда не удавалось полностью избежать. Анализ причин образования высолов (выцветов) на поверхности бетонных изделий, в частности тротуарных плит, позволил обозначить возможные способы предупреждения их возникновения и ликвидации с эксплуатируемых изделий (рис. 5):

Рис. 5. Способы предупреждения возникновения высолов (выцветов) и ликвидации их с эксплуатируемых изделий

– Бетон должен иметь минимально возможную пористость и водопроницаемость. Это может быть достигнуто за счет применения композиционных вяжущих, вяжущих низкой водопотребности, цементов с пониженным содержанием щелочей, обогащенных заполнителей, песка без растворимых солей, добавок, оптимизации водоцементного отношения, соотношения между цементом и песком, гранулометрии и создания плотной упаковки в бетонной смеси [4], совершенствования и управления технологией изготовления изделий;

– В процессе твердения и при последующем хранении бетонной продукции необходимо соблюдать температурно-влажностный режим, защищать поверхность изделий от попадания влаги. Со временем естественные процессы карбонизации понизят вероятность выцветания бетона в процессе эксплуатации;

– Соблюдать технологию монтажа. Если изделия укладывать при высокой относительной влажности, это стимулирует появление пятен, они могут возникнуть уже через несколько дней;

– Образования зеленых пятен или налета нельзя избежать полностью. Здесь в качестве профилактики можно использовать регулярную механическую чистку;

– Появление высолов возможно предотвратить прозрачными поверхностными покрытиями (гидрофобизаторами).

1. Херинг, К. Выцветание бетона [Текст] / К. Херинг // СР1 – Международное бетонное производство. – 2010.- № 6. – С. 58-66.

2. Тейлор, Х. Химия цемента [Текст] / Х. Тейлор. – М.: Мир, 1996. – 560 с.

3. Довгань, И.В. Исследование высолов на тротуарной плитке [Текст] / И.В. Довгань, В.И. Жудина, Е.А. Маковецкая // Вюник ОДАБА. – 2008. – № 32.

4. Сулейманова, Л.А. Высокоплотные составы вибропрессованных бетонов [Текст] / Л.А. Сулейманова, И.А. Погорелова, М.В. Малюкова // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2011. – № 3. – С. 48-50.