Бетон представляет собой щелочной материал с pH 12-13, поэтому чувствителен к воздействию химикатов с pH менее 7, т. е. кислот. В кислотной среде степень деградации бетона непосредственно связана с его проницаемостью (пористостью) и реактивностью. Реактивность определяет степень воздействия на бетон различных химикатов. Составляющими реактивности являются:
* влажность. Сухие химикаты редко воздействуют на сухой бетон. Влага в самом бетоне или снаружи, как правило, увеличивает реактивность химикатов;
* температура. Повышение температуры на 10 °С удваивает химическую реактивность;
* концентрация. Увеличение концентрации химикатов увеличивает химическую реактивность;
* проницаемость также является той переменной, которая определяет степень проникновения химикатов в бетон или его пропитки ими. Проницаемость зависит от следующих факторов:
o температуры. Влага и жидкие химикаты скапливаются на участках с пониженной температурой;
o ВЦО. Оно определяет избыточное количество воды, которое должно высвободиться;
o фракции наполнителей. Используемые наполнители определяют размеры и количество пустот, которые должны быть заполнены связующим, что непосредственно влияет на плотность и, следовательно, проницаемость бетона;
o химических добавок. Тип и количество используемых химических добавок непосредственно влияет на эффективность процесса гидратации портландцемента. Повышение эффективности гидратации приводит к росту кристаллических образований, уплотняющих бетон. Правильно подобранные и использованные химические добавки могут уменьшить проницаемость бетона;
o воздушных полостей. Причины образования воздушных полостей в бетоне, влияющих на проницаемость, следующие:
1. Использование воздухововлекающих добавок. Превышение нормы таких добавок может явиться причиной повышенного содержания воздуха и, соответственно, повышенной проницаемости;
2. Захват воздуха при замесе и укладке бетона. Чрезмерное перемешивание и формование бетона могут стать причиной увеличения количества вовлеченного воздуха и повышенной проницаемости.
Решить проблему проницаемости бетона важно еще при его производстве. Из-за этого недостатка бетона в него проникает влага, химикаты и различные загрязнения, что вызывает необходимость применения защитных покрытий. В свою очередь выход влаги и загрязнений из бетона влияет на качество уже нанесенных покрытий.
Влажность
Значительная часть всех строительных претензий так или иначе связана с разрушающим действием влаги. По этой причине важно выяснить, каковы источники влаги в бетоне.
Очевидный источник - видимая влага на поверхности бетона перед нанесением материалов на полимерной основе. Независимо от того, имеет ли данный материал способность твердеть в присутствии влаги, его адгезия к поверхности будет ослаблена по сравнению с адгезией к поверхности сухого бетона. Ввиду пористости бетона рекомендуют применять проникающие праймеры (грунтовки). На насыщенном влагой бетоне полимерный праймер вытесняет влагу или уменьшает ее проникновение.
Другой источник - влага на поверхности, образующаяся при температуре точки росы. Это температура, при которой влага конденсируется на поверхности. Когда теплый окружающий воздух в условиях высокой относительной влажности контактирует с более холодной поверхностью бетона, на ней собирается влага, которую трудно обнаружить, пока результат ее действия не станет очевиден. В таких условиях нанесение полимерного материала следует производить при понижающейся температуре окружающего воздуха.
В бетоне могут происходить следующие процессы, связанные с влагой:
* Гидростатическое давление. Это явный напор воды, оказывающий давление на структуру бетона. Вес воды создает давление (положительное или отрицательное), которое зависит от высоты водяного столба. В качестве примеров можно привести бетонную структуру ниже нулевой отметки, на которую попадает дождевая вода, или бетонную плиту, на которую давят снизу грунтовые воды;
*
Капиллярные явления, или влага, проникающая сквозь бетон под давлением, которое возникает, когда источник влаги контактирует с микроскопическими волосяными полостями в пористой бетонной поверхности;
*
Испарение, т. е. переход воды в паро- или газообразное состояние. Это результат естественного процесса, и явного источника влаги может не быть. Именно за счет испарения бетон дышит и выпускает влагу;
*
Газовыделение. Временное состояние, обычно возникающее при нанесении полимерных покрытий, как правило полиуретановых и метакрилатных, когда компоненты покрытия несовместимы с влагой внутри или на поверхности бетона. Возникает химическая реакция, при которой образуется углекислый газ, поднимающийся на поверхность незатвердевшей жидкой смолы. Газовыделением часто неверно называют образование воздушных пузырьков в праймере или покрытии, вызванное замещением воздуха в бетоне или выпуском воздуха, захваченного при перемешивании полимерного материала.
В результате вышеописанных явлений на поверхности покрытия образуются пузыри. Зачастую они становятся причиной расслоения поверхности, которое, прогрессируя, приводит к полному разрушению напольной системы. Химикаты, попавшие в бетон до нанесения покрытия, вызывают проблемы с адгезией сразу или в течение нескольких недель после нанесения.
Обнаружение избытка влаги
Обнаружение избытка влаги или вредных химикатов в бетоне довольно затруднительно и, как правило, не предполагает получение абсолютных величин. Тем не менее некоторые методы дают положительные результаты.
С помощью метода пластиковой пленки определяют капиллярную влагу в бетоне. Бетон накрывают листом полиэтилена (площадью 45 х 45 см и толщиной 0,15 мм и более) по крайней мере на 16 часов. Затем на нижней стороне листа визуально определяют наличие влаги. Таким способом проверяют каждые 50 кв. м поверхности.
Для обнаружения избыточной влаги применяют также тестеры, например такие, в которых для количественной оценки испарения влаги из бетона используют хлорид кальция. Таким тестером проверяют каждые 100 кв. м поверхности.
Обнаружение химических загрязнений
Обнаружение химических загрязнений в бетоне может быть как относительно простой, так и сложной дорогостоящей процедурой, в зависимости от степени загрязнения и важности по отношению к покрытиям.
При лакмусовом тесте на влажную поверхность бетона накладывают лакмусовую бумагу, которая позволяет определить рН бетона. Показатель рН ниже 10 означает наличие кислотного загрязнения. Чем ниже значение, тем выше степень загрязнения.
Для проведения лабораторного титриметрического анализа на наличие специфических загрязнений бетон размельчают и смешивают с дистиллированной водой.
Использование спектрографического анализа для изучения бетона не только может дать точную информацию о загрязнениях, но и позволяет определить первоначальный состав бетонной смеси и вероятные причины дефектов бетона.
Обычная паяльная лампа может быть использована для выявления масляных загрязнений вблизи поверхности бетона. Лампу ставят на расстоянии 60 см от поверхности на 8 часов. По истечении этого времени визуально определяют наличие загрязнений на бетоне.
Вода, нанесенная на поверхность бетона, содержащего растворимые загрязнения, скапливается в виде луж или капель. На незагрязненной поверхности вода впитывается, на что указывает потемнение бетона.
