WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |

Высолы на поверхности строительных конструкции и методы их предотвращения и удаления

 

http://www.stroinauka.ru/detailview.asp?d=2&dc=19&dr=157

Аннотация

Конструкции зданий и сооружений в процессе их изготовления, строительства и эксплуатации подвергаются воздействию переменной температуры, атмосферных осадков, газов и пыли различного состава. В результате этого, а также воздействия в некоторых случаях материалов, заложенных в изделия при изготовлении на их поверхности образуются высолы (выцветы), которые ухудшают внешний вид и способствуют преждевременному разрушению зданий и сооружений.

  Исполнитель:

НИИЖБ »   Содержание    Исследования показали, что высолы на фасадах образуются вследствие кристаллизации растворимых соединений из состава цемента, бетона, штукатурного и кладочного растворов, кирпича и керамических блоков.

    Образованию высолов способствуют:

    высокое содержание растворимых веществ в исходных материалах (цементе, заполнителе, воде затворения, добавках ускорителях твердения и противоморозных, кирпиче и керамических блоках);

    высокое содержание воды в материалах и дополнительное их     увлажнение, в том числе атмосферными осадками;

    температурновлажностные условия, при которых происходит медленное и длительное испарение влаги из материала на поверхности конструкции;

    пониженная температура воздуха, способствующая образованию     кристаллогидратов.

    Основные компоненты портландцементного клинкера: силикаты, алюминаты и алюмоферриты кальция имеют достаточно низкую растворимость. Однако гидроксид кальция, как один из важнейших компонентов цементного камня, имеет растворимость около 1,2 г/л, гипс, применяемый как регулятор схватывания цементного теста около 2,1 г/л.

    Наибольшую растворимость в составе цементного камня имеют едкие щёлочи и соли щелочных металлов. В чистой воде растворимость сульфата натрия при 20°С равняется 19,47 г/100 г воды, а сульфата калия     11,1 г/100 г воды.

    Содержание щелочей в цементе составляет от 0,2 до 1,2/о. В отдельных случаях цементы могут содержать до 2,5% щелочей.

    При затворении цемента водой свободные щелочи образуют растворы. Щелочи, связанные силикатами и алюминатами, выходят в раствор по мере гидратации клинкера. При контакте с воздухом щелочи карбонизируются. Образующиеся карбонаты щелочных металлов вступают в обменные реакции с гидроксидом кальция и в итоге могут способствовать образованию высолов карбонатнокальциевого типа. Уже через 10 минут после затворения щелочные сульфаты практически полностью переходят в раствор.

    В первый период гидратации количество перешедших в раствор щелочей для разных клинкеров составляло от 7,8 до 41,9% от общего количества.

    Определенную роль в появлении едких щелочей в цементном камне играют пуццолановые добавки. При взаимодействии Ca(OH)2 с пуццоланами (вулканические пуццоланы, цеолитные туфы, золаунос), в которых активная составляющая содержит натрий и калий, выделяются щелочи.

    Таким образом, количество щелочей в растворе зависит от общего содержания щелочей в клинкере и от минерального состава клинкера. Уменьшение содержания щелочей в цементе является важнейшей предпосылкой предупреждения образования высолов на цементных материалах.

    С этих позиций цементы, применяемые для изготовления конструкций, на которых не допускается образование высолов, должны содержать минимальное количество едких щелочей Na2O и K2O. Количество их не должно превышать 0,6% по массе в пересчете на Na2O.

    Перечень цементных заводов, выпускающих цементы с содержанием щелочей менее 0,6% приведен в таблице 1.

     Наименование завода Содержание щелочей, % Na2O K2O R2O=Na2О+0,658 K2O Амвросиевский 0,220, Ангарский 0, 0, 0, Белгородский 0,170, 0,250, 0,330, Здолбуновский 0,410, Коркинский 0,200, 0,470, 0,440, Краматорский 0, 0, 0,120, Красный Октябрь (Вольский) 0,270, Кузнецкий 0,150, 0,250, 0,310, Липецкий 0,120, 0,360, 0,230, Магнитогорский 0, 0, 0,480, Мальцовский 0, Мордовцемент 0,110, 0,370, 0,350, Октябрь 0, Ольшанский 0, 0, 0,460, Подольский 0, 0, 0,360, Себряковский 0,270, Спасскцемент 0,340, СтароОскольский 0, Сухоложский 0,230, 0,500, 0,530, Яшкинский 0,250, 0, 0,530,     Некоторое количество растворимых солей могут содержать заполнители. Количество их может быть различно. Заполнители, добытые в карьерах Центральной и СевероЗападной России, обычно содержат небольшое количество растворимых солей.



    В щебне и гравии по ГОСТУ допускается содержание галоидных соединений до 0,1% по массе в пересчете на ион хлора, а в песке не более 0,15%. По расчетам ГУП НИИЖБ, содержание растворимых солей в песке и крупном заполнителе, используемых для изготовления конструкций, на которых не допускается образование высолов. не должно быть более 0,01% по массе.

    Наибольшее количество щелочей содержат добавкиэлектролиты:    ускорители твердения и противоморозные добавки.

    Высолы образуются при использовании добавкиускорителя сульфата натрия, вводимой в количестве до 2% от массы цемента, и противоморозных добавок нитрита натрия и формиата натрия, вводимых в количестве до 6% от массы цемента.

    В указанных случаях количество попадающих в смесь ионов натрия составляет:

    при введении 2% сульфата натрия 0,65%;

    при введении 6% нитрита натрия 2% от массы цемента.

    По данным ГУП НИИЖБ, количество растворимых солей, способных образовывать кристаллогидраты (щёлочи, сульфаты, нитраты, нитриты, карбонаты, и др.), вносимых в раствор и бетон с добавками, не должно превышать 0,1% от массы цемента.

    Вода затворения по составу примесей должна отвечать требованиям ГОСТ 23732.

    Таким образом, бетон на портландцементе имеет в своём составе большое количество растворимых соединений. При благоприятных условиях большая часть этих соединений может быть вынесена из бетона на поверхность конструкции. Вынос растворимых солей на поверхность зависит от условий увлажнения бетона/раствора и испарения воды.

    На кирпичной кладке высолы могут образовываться как за счет щелочей цемента и добавок, так и за счет солей, имеющихся в кирпиче.

    По данным ГУП КТБ "МОСМ" на предприятиях Москвы и ближнего Подмосковья используется глиняное сырье, в котором общее содержание ионов Са2+, Мg2+, Cl, S042, составляет 0,49 мгэкв/100г, что ниже количества 15 мгэкв/100г, установленного ГОСТ 9169 для глинистого сырья для производства керамических изделий. Содержание растворимых солей в кирпиче и керамических блоках должно быть не более 0,7 мгэкв на 100г материала. Для каждого состава шихты следует подобрать температуру обжига из условия получения лицевого кирпича с минимальным водопоглощением в пределах требований ГОСТ 530.

    По данным ГУП НИИЖБ, в лицевом кирпиче Голицынского керамичского завода содержание растворимых в воде солей следующее:

    СаО (0,006 0,008%); К+ (0,0010,002%); Na+ (0,002 0,003%);

    S0 42 следы; S2, NO2, NO3, MgO нет.

    Такое малое количество водорастворимых соединений делает маловероятным образование значительных высолов за счет солей кирпича. Практика строительства показывает, что имеется много случаев, когда кирпич, находящийся в штабелях на открытом воздухе и подвергавшихся воздействию атмосферных осадков, не имеет высолов на поверхности. Образование высолов на кирпичной кладке связано чаще всего с прониканием в кирпич растворимых соединений из состава кладочных растворов. При этом большое значение имеет способность кирпича всасывать воду и переносить ее к испаряющей поверхности.        Выполненные химические анализы высолов, собранных на различных объектах показали, что по химическому составу образующиеся на поверхности цементнопесчаного раствора и бетона высолы могут быть подразделены на несколько типов, различающихся также своей растворимостью.

        По заказу ОАО "МКНТ" и Управления Генплана г. Москвыв 1999 г. ГУП НИИЖБ с участием ГУП КТБ "МОСМ" и ГУП "Энлаком" разработаны "Рекомендации по предотвращению образования высолов на кирпичной кладке, штукатурке и бетоне" и "Рекомендации по комплексной технологии очистки и защите от загрязнений зданий и сооружений". В соответствии с указанными рекомендациями для предупреждения и защиты зданий и сооружений от образования высолов предусмотрено:

    использование материалов (цементов, заполнителей, химических добавок, воды затворения, кирпича) с минимальным количеством растворимых солей;





    уменьшение капиллярной пористости бетона и раствора за счет применения пластифицирующих и гидрофобизирующих добавок;

    обработка поверхности затвердевшего раствора бетонаи кирпичной кладки веществами, замедляющими перенос влаги из глубины в наружный слой материала.        При выборе цементов предпочтение следует отдавать цементам с низким содержанием щелочей. Ограничение содержания щелочей в цементе существенно уменьшает образование высолов, но не исключает их полностью в случае периодического увлажнения материала, например, атмосферными осадками. При этом необходимо иметь в виду, что гидротированные цементы всегда содержат большое количество гидроксида кальция, который хотя и менее растворим, чем щелочи, однако также способен образовывать высолы.

        Пластифицирующие добавки позволяют понизить содержание воды и уменьшить пористость. Одновременно изменяется распределение пор по размерам, увеличится количество микропор и уменьшится объем макропор. Поницаемость бетона и раствора уменьшается, как следствие, уменьшается вероятность образования высолов.

    Воздухововлекающие добавки уменьшают капиллярное всасывание влаги за счет образующихся воздушных пор, прерывающих капилляры. Активные минеральные добавки способны связывать гидроксид кальция и, таким образом, уменьшать опасность образования высолов. Процесс связывания протекает медленно и заметный эффект может проявиться лишь в поздние сроки твердения.

    Образование высолов можно предотвратить, если на поверхность раствора или цемента нанести непроницаемое для воды и пара покрытие и предотвратить испарение влаги. Однако, в подавляющем большинстве случаев такой способ не приемлем по ряду причин. Важнейшей из них является неизбежное накопление влаги под непроницаемым покрытием и ускоренная морозная деструкция материала. Проблема решается, если наносимое на поверхность покрытие является непроницаемым для воды, но проницаемо для водяного пара. При этом необходимо, чтобы подобный защитный слой был достаточно толстым, чтобы образующиеся под ним кристаллы соли после испарения воды не могли повредить паропроницаемое покрытие. Таким приёмом является способ гидрофобизации поверхностного слоя бетона на некоторую глубину. В этом случае парообразная влага может беспрепятственно удаляться из бетона, а образующиеся в толще бетона соли могут перераспределяться в объёме бетона и не вызывать его разрушения. Подобный же эффект достигается в случае, если в состав растворной или бетонной смеси при изготовлении вносят гидрофобизирующие добавки. Гидрофобизированный материал не способен поглощать жидкую воду при попадании её на поверхность материала, например, при действии дождя или талых вод. Вследствие этого бетон после приготовления постепенно теряет путём испарения избыточную (не вступившую в химическое взаимодействие с клинкером) воду и в дальнейшем уже не насыщается. В результате возможность образования высолов на поверхности гидрофобизированного материала практически исключается.

    Бетон и раствор могут быть гидрофобизированы как путём пропитки на определённую глубину (поверхностная гидрофобизация), так и путём введения в состав бетона гидрофобизирующих добавок (объёмная гидрофобизация).

    Результаты работы были опробованы на объектах ОАО "Спецстройбетон ЖБИ №17" и продукции завода "СИЯН" г. Ярославль, фирме "Бетон" в г. Москве.

    Опытные испытания показали, что для предупреждения образования высолов на бетонах марок по водонепроницаемости W6 и более достаточно применять портландцемент с содержанием щелочей не более 0,6% от массы цемента.

    В случае применения цементов с содержанием щелочей более 0,6%, необходимо вводить в бетонные смеси гидрофобизирующие добавки. Для предотвращения образования высолов на бетонах марок по водонепроницаемости менее W6 и на цементных штукатурках следует применять цементы с содержанием щелочей менее 0,6% и вводить в состав гидрофобизирующие добавки.

    Для предупреждения образования высолов на кирпичной кладке рекомендуется применять комплекс следующих защитных мероприятий:

    использовать кирпич с низким содержанием растворимых солей. В отсутствие данных следует провести соответствующие испытания кирпича;

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.