В категории: Брой 3-4/2008, Ремонти, Хидроизолация

Ceresit PCC – система за ремонт и защита на бетонни конструкции

Това, че в рамките на по-малко от година за трети път разнищваме темата за защитата и възстановяването на увредени бетонни конструкции, показва нейната значимост и широко разпространение на проблема. Това обаче е и индикатор, че на пазара у нас вече се предлагат все повече и по-ефективни цялостни системи от материали за защита и възстановяване на бетонните конструкции на утвърдени световни производители.

Такъв набор от материали, изграждащи завършена технологична система, предлага и Henkel под наименованието Ceresit PCC. Преди да разгледаме конкретното им приложение, си струва накратко да се върнем към проблема, неговите симптоми и проявления, за да може по-точно да се предпише и самото лечение.

Стоманобетонът е най-често използваният материал за носещи строителни елементи и конструкции. Състои се от две съставки – бетон, получен вследствие свързването и втвърдяването на разтвор от цимент, пясък и трошен камък (или речен чакъл), и армировка, изградена от стоманени пръти. Бетонът има много висока устойчивост на натиск и малка на опън, включително на огъване. Стоманената армировка пък обратно – нейната задача е да поема напреженията на опън. Така двата материала „работят“ заедно и стоманобетонната конструкция е устойчива и на натиск, и на опън. Ако единият от двата компонента загуби своите качества, цялата система се разрушава.

Именно това се случва, когато армировъчните пръти корозират. Ръждата бавно и неумолимо ги разрушава, те постепенно изтъняват, докато накрая стават неспособни да поемат приложеното върху конструкцията натоварване. У повечето строители живее представата, че стоманобетонът е едва ли не вечен материал, че армировката на стоманобетонните елементи е достатъчно добре защитена, стига да бъде изцяло покрита с циментовия разтвор. Това обаче невинаги е така и при неправилно изпълнена армировка или грешки при наливане на бетонната смес части от армировката се оказват съвсем близо или дори на повърхността. Поради това не след дълго резултатите от немарливо свършената работа са налице – избили на повърхността ръждиви петна, оголени и покрити с ръжда стоманени пръти. Ако своевременно не се предприемат мерки, може да се стигне и до разрушаване на конструкцията, като първите признаци са напукване и частично разрушаване на бетона между корозиралите пръти и повърхността.

И добре изпълнените армировка и отливане на бетона обаче осигуряват само временна защита на бетонната конструкция, особено когато тя е изложена на атмосферните влияния и най-вече на дъжда. Втвърденият бетон защитава стоманата от корозия, но само до време. В условията на висока алкалност (pH 12–13,5), при която протича процесът на хидратация на портландцимента, на повърхността на стоманата се образува тънък пасивиращ слой, който я защитава срещу корозия. В допълнение на тази химична защита дебелият слой бетон осигурява и физическа защита, като ограничава проникването в дълбочина на вещества, които биха ускорили процеса на корозия.

С течение на времето естествената защита на стоманените армировъчни пръти, която се осигурява от пасивиращия слой, постепенно отслабва, защото той се разрушава и изтънява. Това е естествен процес, който се дължи на протичащата карбонизация на бетона под въздействие на съдържащия се във въздуха въглероден диоксид. Реагирайки с алкалните продукти в бетона, той образува карбонатни съединения, което от своя страна води до понижаване на алкалността и снижаване на водородния фактор под границата pH 9. С намаляване на водородния фактор pH под 11,5 пасивиращият слой започва да се разрушава и се създават условия за развитие на корозия при наличие на влага и кислород. Оптималните условия за това са относителна влажност на въздуха 50–70% и температура 20–40 оС. Този процес протича доста бавно и докато достигне до армировката може, да изминат и десетилетия, което зависи и от класа по якост на натиск на бетона. При по-ниските марки процесът на карбонизация протича по-интензивно и настъпилите промени стават видими по-бързо.

Карбонизацията обаче не е единственият разрушителен за стоманобетонните конструкции процес. Вторият атакуващ фактор са хлорните йони, които се съдържат в бетона при неговото изливане или са допълнително привнесени с дъждовната вода. Когато чрез проникващата в бетона вода те достигнат до пасивиращия слой, обгръщащ прътите, те енергично го разрушават и откриват пътя за корозията. Проникването на хлорните йони е по-опасно и разрушително, а корозията настъпва по-бързо, включително и при по-висока алкалност (pH>11,5), отколкото под въздействие само на карбонизацията. На практика тези два процеса протичат паралелно, като карбонизацията може допълнително да повиши нивото на свободните хлорни йони и така се усилва общото разрушително въздействие.

Корозията е електрохимичен процес, в резултат на който желязото се превръща в ръжда (хидратирани железни оксиди). Поради това, че стоманените пръти са скрити под повърхността на конструкцията, често процесите на корозия се развиват и носещата способност на прътите отслабва поради намаляване на напречното им сечение, без видими белези на повърхността. Когато те се появят, най-често е доста късно, защото образувалата се ръжда има обемно разширение от 2 до 5 пъти, което в повечето случаи предизвиква напукване и разрушаване на бетона около засегнатите армировъчни пръти. Това осигурява още по-свободен достъп на дъждовната вода и кислорода от въздуха до арматурата. Сега вече се налага взимане на спешни мерки, които включват изкъртване на напукания бетон до самата армировка и достигане до здрав бетон, механично отстраняване на ръждата, обработка на откритите армировъчни пръти със специални защищаващи ги препарати и възстановяване на изкъртеното място чрез запълване със специални ремонтни разтвори.

Мерките са комплексни, поради което правилното решение е да се прилагат специално разработените за тази цел материали, изграждащи цялостна система за ремонт и защита на стоманобетонните конструкции.

Henkel е производител на първокласни строителни материали с марката Ceresit, предназначени за защита и ремонт на конструкции от стоманобетон. Те представляват част от специално разработената система Ceresit PCC (Polymer Cement Concrete – полимер-цимент бетон), която е приложима при бетони с клас на якост на натиск, по-висок от C12/15 (B 15). С нея се работи бързо поради кратките интервали от време между нанасяне на всеки следващ материал. Системата в максимална степен възстановява защитата на армировката и я предпазва от бъдеща корозия. Най-общо казано, това са специални материали на циментова основа с добавка на модифициращи полимери.

Систeмата Ceresit PCC има три разновидности:

» PCC I – използва се при динамично натоварени конструкции като мостове с автомобилен трафик.

» PCC II – прилага се при динамично натоварени повърхности, които не са пряко натоварени от автомобилен трафик. Такива са основите на мостовете например.

» PCC III – пригодена е за ремонт на статично натоварени конструкции без допълнително динамично натоварване от автомобилно движение. Това са практически всички сгради.

Системата включва четири основни компонента, които се доставят в прахообразно състояние, опаковани в торби, и се приготвят на място чрез разбъркване с вода. Това са:

1. Ceresit CD 30 „2 в 1“ – еднокомпонентен минерален материал, изпълняващ едновременно две функции – антикорозионна защита на стоманените пръти и изграждане на контактен слой върху старата бетонна повърхност. Има много добра адхезия към стоманата и дълготрайно я защитава срещу корозия.

2. Ceresit CD 26 – разтвор за ремонт на бетон, съдържащ едрозърнести съставки. Използва се за полагане на слоеве с дебелина от 30 mm до 100 mm.

3. Ceresit CD 25 – дребнозърнест разтвор, подходящ за слоеве с дебелина от 5 mm до 30 mm.

4. Ceresit CD 24 – фин разтвор, който позволява полагане на слой с дебелина до 5 mm.

Възможностите на системата се разширяват чрез прилагане на допълнителни материали за повърхностна защита на стоманобетонната конструкция:

» Ceresit CR 166 – хидроизолационна замазка с остатъчна еластичност.

» Ceresit СТ 44 – защитна и декоративна акрилна боя за защита на бетонни конструкции, фасади и интериорни стени.

» Ceresit СТ 13 – импрегнатор за силно абсорбиращи влагата минерални и повърхности с висока алкалност.

» Ceresit СТ 14 – прозрачен грунд за бетон, мазилки и циментови подови замазки.

Всички материали от системата са пригодени както за ръчно, така и за машинно полагане върху хоризонтални или вертикални повърхнини. Характерно за тях е силно съкратеното време за изчакване, преди да се пристъпи към полагане на следващия материал. Така например за разтворите Ceresit CD 26 и Ceresit CD 25 то е само 10–15 min, като Ceresit CD 24 позволява заграждане на повърхността с мистрия или стоманена маламашка незабавно след нанасяне на разтвора. Върху ремонтираните участъци може да се стъпва 24 часа след тяхното изкърпване, а движението на превозни средства може да се възстанови 72 часа след ремонта. Също така в рамките на 3 денонощия след извършване на ремонта може да се нанасят допълнителни защитни слоеве.

Системата Ceresit PCC е предназначена за запълване на пукнатини и разрушени части в различни стоманобетонни конструкции като балкони, греди и колони, открита арматура при стоманобетонни плочи, пътни съоръжения и мостове, басейни, естакади, резервоари за вода и др. Продуктите ù са устойчиви на атмосферни влияния и прякото въздействие на химикали, които се използват против заледяване на пътища. Ремонтираните с тях участъци са водоустойчиви и възпрепятстват карбонизирането на бетона, с което не само се възстановява работоспособността, но и се удължава дълготрайността на конструктивните елементи.

Извършването на ремонта се предприема на следните етапи.

Механична обработка на увреденото място

Първата задача е механично да се отстранят всички нездраво свързани части от бетонната конструкция, арматурата да се оголи до достигане на здрава и чиста бетонна повърхност. Напуканият и карбонизирал бетон, слоевете с лошо сцепление трябва да се отстранят напълно. Така почистената повърхност на бетона трябва да стане силно грапава, за да може да се осъществи максимално добро сцепление на ремонтния разтвор с нея.

При отговорни стоманобетонни конструкции степента на очистване се определя чрез измерване на pH фактора на повърхността на така подготвения за по-нататъшната обработка бетон. Така се гарантира, че не са останали слоеве неутрализиран бетон, който не е в състояние да осигурява антикорозионна защита на стоманените пръти.

След като мястото се почисти от дребните частици и прахта, се прави проверка за наличието на пукнатини. Ако бъдат открити, те се запълват чрез впръскване под налягане на подходящ материал, който се подбира според вида на натоварването и широчината на пукнатините. За запълване на пукнатини при статично натоварени конструкции се използват материали на основа епоксидни смоли, като Ceresit CD 32 например. Те плътно изпълват и затварят пукнатината, предотвратяват нейното удълбочаване и осигуряват структурна непрекъснатост на бетона. Когато широчината на пукнатините надхвърля 3 mm, вместо епоксидни смоли се използва специален микроцимент. При динамично натоварени конструкции, които неизбежно се движат в определени граници, пукнатините се запълват с материали на полиуретанова основа.

Антикорозионна защита на армировъчните пръти

Остатъците от бетон по откритите армировъчни пръти се отстраняват с ротационна телена четка. Ръждата се отстранява най-лесно и най-добре чрез пясъкоструйна обработка. Цели се достигане на метален блясък (степен на чистота Sa 2,5 според ISO:8501-1:2007). След това полепналата по тях прах се премахва със силна въздушна струя. Препоръчва се така почистените пръти да се покрият с антикорозионен грунд за черни метали. Докато той е още пресен, боядисаните места се поръсват с чист кварцов пясък с големина на зърната над 1 mm. След изсъхване на грунда стоманените пръти се обмазват с антикорозионен разтвор Ceresit CD 30, което трябва да се извърши до 3 часа след почистването от ръждата или след изсъхване на първоначално нанесения антикорозионен грунд.

Ако някои от армировъчните пръти са силно корозирали и се налага тяхната подмяна, това се прави след взимане на мерки за укрепване и обезопасяване на конструкцията. Допълнителните пръти се фиксират с Ceresit CX 5, който представлява специален монтажен цимент, преназначен за такива случаи. Повърхността на новите пръти също се покрива с Ceresit CD 30.

Създаване на контактен слой

За подобряване на сцеплението (адхезията) между ремонтния разтвор и почистената основа, върху нея се създава специален контактен слой чрез нанасяне с четка на разтвор Ceresit CD 30. Освен цялата открита бетонна повърхност, той се нанася и върху армировъчните пръти. Контактният слой има за задача също така да компенсира известните различия между физическите характеристики на двата материала – стария и новия, като свиваемост, еластичност, коефициент на деформация и др.

Преди полагане на следващите слоеве се изчаква 30–60 min, докато контактният разтвор започне да съхне, но все още остава леко влажен. Ако моментът се пропусне и слоят изсъхне напълно, операцията по неговото нанасяне трябва да се извърши повторно.

Запълване на пукнатините, разрушените участъци и заглаждане на повърхността

При наличието на малки пукнатини те се запълват по един от вече посочените по-горе начини. За запълване на разрушения участък се използват Ceresit CD 26 – едрозърнест разтвор и/или дребнозърнестият Ceresit CD 25.

И двата материала са еднокомпонентни, съдържат фибри, които усилват кръпката и предотвратяват евентуалното напукване на материала. Нанасят се на пластове с мистрия или пък се изливат след подходящо направен добре уплътнен кофраж. При по-големи участъци е желателно да се използва уплътняване чрез вибриране – най-добре с иглен вибратор.

След около 10–20 min повърхността на така изкърпения участък се изравнява и заглажда със стоманена маламашка. При нанасяне на ремонтния разтвор на повече слоеве, както и при нанасяне на Ceresit CD 25 върху Ceresit CD 26, времето между полагането на отделните пластове не бива да надхвърля 3 часа. В противен случай ще бъде необходимо да се изчакат 24 часа, основата да се навлажни с вода, да се нанесе наново контактен слой и след това да се продължи с полагане на ремонтния разтвор. Ceresit CD 26 и Ceresit CD 25 могат да се използват като крайни слоеве, но поради едрината на включените в състава им компоненти, с тях не може да се получи гладка повърхност. За тази цел се използва материалът Ceresit CD 24. Той е дребнозърнест и е създаден специално като крайна завършваща замазка с максимална дебелина 5 mm за получаване на гладка повърхност, както и за запълване на пукнатини и малки изкъртени участъци от бетона.

Като връхно покритие над Ceresit CD 26 и Ceresit CD 25 може да се положи замазка с разтвор на CD 24, което се прави до 48 часа.

След като повреденото място е изкърпено, се препоръчва полагане на допълнителна антикорозионна защита, което значително ще удължи експлоатационната дълготрайност на стоманобетонната конструкция.

Защита на оригиналната бетонна конструкция

За осигуряване на допълнителна защита на бетонната конструкция и удължаване на експлоатационната ù дълготрайност се използва импрегнаторът Ceresit CT 13. Той придава водоотблъскващи свойства на третираните с него повърхности, предпазва конструкцията от проникване на вода и разтворените в нея агресивно действащи вещества. Също така защитава повърхностния слой от замръзване вследствие на проникнала в дълбочина влага, предотвратява се и образуването на плесени. Препаратът осигурява добра защита дори и при наличие на пукнатини с широчина до 0,2 mm. Използва се за защита на всякакви поглъщащи влагата минерални и с висока алкалност материали, като бетон, циментови замазки, зидария, варо-циментови мазилки и др.

Защита срещу климатични влияния и агресивни вещества в атмосферата

За защита срещу агресивното влияние на атмосферния въздух и влага, причиняващи корозия на арматурата, защитата на откритите повърхности на бетонната конструкция може да се извърши чрез нанасяне на специализираната за тази цел акрилна боя Ceresit CT 44. Освен за защита на бетонни конструкции със същата цел тя се използва и при фасадни и вътрешни мазилки, както и при всякакви минерални основи. Тя осигурява висока защита срещу проникване на въглеродния диоксид, с което се ограничава развитието на карбонизацията на бетона. Боята придава и добър външен вид на третираните с нея повърхности, защото се предлага в над 160 цветови нюанса.

За осигуряване на още по-добра защита на бетонната конструкция, включително на ремонтираните участъци, се използва специалният дълбоко проникващ грунд Ceresit CT 14. Освен че прониква в дълбочина и се свързва здраво с основата, той образува върху повърхността ù прозрачен филм с много добри защитни свойства. Грундът е подходящ също за обработка на силно поглъщащи влагата материали преди нанасяне на бои, мазилки със синтетични смоли или облепване с керамични плочки. Друго негово приложение е за увеличаване на повърхностната твърдост на бетонните конструкции, циментови подови замазки и мазилки. Използва се както във вътрешността на сградата, така и на открито.

Защита срещу агресивно действащи течности

За защита на бетонната конструкция срещу въздействието на води, съдържащи агресивни химикали (основи и киселини), повърхността им се покрива с хидроизолационен слой, изпълнен с Ceresit CR 166. Това е двукомпонентен материал, с висока остатъчна еластичност, специално разработен за уплътняване на пукнатини в строителната конструкция на сгради, може да се използва във вътрешността или на открито, както и за повърхностна защита на стоманобетон. Нанася се на слоеве с дебелина 2–3 mm. Ceresit CR 166 силно ограничава развитието на процеса на карбонизация на бетона и е особено подходящ и за уплътняване от вътрешната страна на монолитни резервоари за вода, плувни басейни и други подобни съоръжения с максимална дълбочина на водния стълб 20 m.