Бетоны. Бетоноведение

Ремонт и гидроизоляция железобетонных изделий

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Когда величина рН грунта или грунтовой воды ниже нейтрального значения 7, вода является кислотной и может разрушать бетон, изготовленный на любом типе портландцемента. Степень разрушения зависит от ряда факторов, основные из которых таковы:

1)         вид и концентрация кислоты;

2)         возможность непрерывного обновления кислоты;

3)         скорость  течения и давление  грунтовой   воды на бетон:

4)         расход цемента,  непроницаемость бетона и тип заполни-

Величина рН как таковая не определяет вида или концентрации присутствующей кислоты. Это —мера степени кислотности. Ее можно сравнить с напряжением в электрической цепи. И хотя измерения рН полезны в качестве предварительных данных и свидетельствуют о присутствии (или отсутствии) кислот,. в большинстве случаев их следует дополнять химическим анализом для того, чтобы определить характер и концентрацию кислоты: Причиной кислотности естественных грунтовых вод с низким рН являются, как правило, органические кислоты и растворенная углекислота.  К Ъим   иногда добавляются сернистая  и серная поступающие из соединений серы в торфяных грунтах.

Бетон на портландцементе подвергался воздействию воды из гористых водосборных районов. Полученные данные дают основание полагать, что растворенная углекислота более агрессивна. к бетону, чем органические кислоты, которые обычно встречаются в этих водах. Углекислота вызывает выщелачивание извести из бетона. В случаях агрессивного действия кислот на бетон целесообразно использовать известняковые заполнители, потому что кислотность воды, находящейся в контакте с бетоном, нейтрализуется как цементным камнем, так и заполнителем.

Исключение составляют случаи, когда химические характеристики воды таковы, что она разрушает только известняк. Такие ситуации редки, но тем не менее возможны. Отсюда следует, что расшифровку химического анализа нужно поручать опытному химику. Приведенные ниже данные предназначены только для общего руководства; каждый случай следует рассматривать как отдельную проблему. При этом подразумевается, что бетон высокого качества.

Рекомендуется повышать качество бетона (больший расход цемента и более низкое водоцементное отношение) по мере того, как будет увеличиваться интенсивность агрессивного воздействия.

Показателем кислотности грунтовых вод следует пользоваться в сочетании с текстом и замечаниями, которые приведены ниже. В тех случаях, когда рН воды ниже 7, целесообразен полный химический анализ, если ранее не было известно, что грунтовая вода не оказывает на бетон вредного действия. Это следует делать обязательно, когда рН ниже 6,5. Важно, чтобы бетон был хорошо уплотнен и правильно выдержан, толщина защитного слоя для арматуры была не менее 40 мм, ее следует увеличить, до 50 мм для пп. 2 н 4.

I. Среда такова, что агрессивное воздействие на бетон считается маловероятным. В этом случае следует использовать бетон на обыкновенном портландцементе с расходом цемента не менее 300 кг/м3 и с. водоцементным   отношением   не более 0,5.

2.         В тех случаях, когда рН = 6,5—5,5, бетон можно изготовлять на обыкновенном портландцементе, но расход цемента должен быть не менее 330 кг/м3 при водоцементном отношении не более 0,5.

3.         Расход цемента следует увеличить до 360 кг/м3, а водоцементное отношение уменьшить до 0,45. Чтобы получить необходимую степень удобоукладываемости для качественного уплотнения бетона при таком низком водоцементном отношении, может потребоваться применение пластификатора.

4.         В условиях, при которых вероятна весьма значительная агрессия, качество бетона должно быть по п. 3. Кроме того, должен быть предусмотрен или довольно толстый подстилающий слой из бетона такого же качества, или бетон конструкций следует защищать покрытием из изоляционного материала. Тип покрытия и его толщину следует определять очень тщательно, принимая в расчет агрессивные химические вещества и условия на стройплощадке. Как правило, выбирать приходится между наносимыми по месту и предварительно изготовленными рулонными материалами. Наносимые по месту покрытия выполняют из таких материалов, как эпоксидные смолы, полиуретаны, сложные полиэфиры и битумные смеси. Минимальная толщина покрытия около 0,5 мм; его следует наносить не менее чем в три слоя, чтобы исключить все пропуски на поверхности. Можно также применять и асфальтовые мастики, процесс нанесения которых рассмотрен в конце этой главы. Предварительно изготовленные рулонные материалы — это бутнлкаучук, полн-изобутилен, ПВХ и полиэтилен. Рекомендуемая минимальная толщина рулонных покрытий — 0,75 мм; все швы следует склеивать растворителем или горячим способом. Важно обеспечить защиту покрытий из рулонных материалов от повреждений при обратной засыпке. По существу, надежность устроенной изоляции зависит от прочности использованного материала на истирание и удар. Необходимо отметить также, что битумные и асфальтовые материалы   плохо   сцепляются с влажным бетоном.

По своим кислотоупорным свойствам сульфатостойкин портландцемент незначительно отличается от обыкновенного портландцемента. Однако его целесообразно использовать в тех случаях, когда кислотная грунтовая вода содержит ионы сульфатов (сульфаты в растворе).

Как правило, глиноземистый цемент более устойчив к действию слабых кислот и сульфатов, чем портландцемент. Однако в каждом отдельном случае следует обращаться за консультацией к, фирме-изготовителю.

В 'большинстве практических случаев (при отсутствии в грунтовых водах минеральных кислот) применение плотного бетона высокого качества обеспечивает достаточную долговечность конструкций. Ее можно увеличить устройством дренажа и обратной засыпкой известковым материалом для нейтрализации категории 4, но с   добавлением   соответствующих защитных покрытий из изоляционных   материалов,   например   асфальтовых и битумных эмульсий, упрочненных стеклотканью

Примечания. Эта таблица относится к бетону, изготовленному на заполнителях, отвечающих требованиям Британского стандарта BS 882 или ВС 1047. Бетон эксплуатируется в почти нейтральных грунтовых водах с рН, равным 6—9, в которых встречаются сульфаты нз естественных источников, но нет загрязнителей, например солей аммония. Бетон, изготовленный на обыкновенном портландцементе, не рекомендуется использовать в кислотной среде (со значением рН, равным 6 и менее); сульфатостопкии портландцемент несколько более кислотоустойчив, но в настоящее время не имеется данных о его широком применении в этих условиях. Сульфатно-шлаковый цемент обеспечивает достаточную долговечность в минеральных кислотах до рН 3,5, если бетон плотный и изготовлен с подоцементным отношением 0.4 и менее. Расходы цемента для категории 2—минимальные, рекомендованные изготовителями. При содержании S03, приближающемся к верхнему пределу категории 2, рекомендуется повышать расход цемента.

Для суровых условий эксплуатации, например при тонких сечениях, сечениях, находящихся под действием гидростатического давления только с одной сторонм, и сечений, частично заглубленных, следует учитывать возможность снижения водоцемеитпого отношения и в случае необходимости увели ;пвать расход цемента для обеспечения такой степени удобообрабатываемости, которая требуется для полного уплотнения и минимальной проницаемости.

Приведенная таблица и примечании основаны на сборнике материалов № 174 Научно-исследовательской строительной станции (февраль,  1975) и воспроизведена с ее разрешения.

По мнению автора, обоснованы следующие дополнительные примечания:

1.         Когда значение pll грунтовой воды пли грунта ниже 6,5, рекомендуется производить полный химический анализ, и решение следует принимать па основе такого анализа, а не только по величине pll.

2.         Дли грунтов и грунтовых вод категории 4 можно использовать правильно подобранный и приготовленный бетой па глиноземистом цементе. Прежде чем применить это г цемент, следует обратиться к фирмам-изготовителям за информацией. В настоящее время » Великобритании согласно требованиям нормативных документов па это требуется специальное разрешение.

3.         В Великобритании больше не выпускаю г сульфатно-шлаковый цемент.

1. Для защиты бетона в грунтах и грунтоних подах категории 5 сейчас имеются другие материалы помимо асфальта и битума. Эгп материалы так же эффективны и качестве алщптпого слоя и прочно сцепляются с влажным бетоном.

5. В примечаниях Научно-исследовательской строительной станции говорится, что .бетон, изготовленный па обыкновенном портландцементе, не рекомендуется использовать в кислотной среде (с pll 6 и менее)". Это утверждение требует доказательств. В связи с этим следует ознакомиться с точкой зрения и рекомендациями автора по использованию бетона в кислотной грунтовой воде, рассмотренными им в предыдущем разделе.