Выцветы и высолы приносят много неприятностей строителям. Они образуются на поверхности материалов и конструкций. Высолам подвержены бетон, керамика, штукатурка. Давайте попробуем разобраться с тем, что собой представляют эти явления, как их предотвратить и как с ними бороться, когда они уже появились.
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.
Вторичные выцветания
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.
Причины выцветания
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.
Вывод.
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.
4. Появление выцветов предотвращается с помощью прозрачных поверхностных покрытий, созданных из водных акрилатных дисперсий.
