Как защитить бетон от природных воздействий и максимально продлить срок его эксплуатации

Конструкции из бетона при наружных работах пользуются большой популярностью в связи с доступностью и практичностью этого строительного материала. Находясь в жидком состоянии, он легко принимает любую форму и становится очень прочным, когда застывает, благодаря чему может быть использован для самых разных инженерных решений - от фасадов домов и зданий до коллекторов и колодцев.

Зачем защищать бетон

Главным недостатком, который присущ бетону, является подверженность влиянию окружающей среды и относительно короткий срок службы на открытом воздухе или в условиях агрессивных сред без применения защитных средств и надлежащей финишной обработки. Без должного ухода этот материал со временем теряет свою прочность и становится хрупким - он может давать трещины и сколы, нарушая целостность конструкции, основой которой является.

Для строительства наружных конструкций из бетона необходимо правильно выбрать его класс и подобрать оптимальное защитное покрытие, исходя из объекта строительства и его предназначения. Таким образом, можно повысить сопротивляемость механическим и природным воздействиям и на порядок продлить срок службы изделий из данного материала.

Типы защиты бетона от разрушения на улице - какие бывают и какой выбрать

Существует всего два метода защиты от коррозии бетонных и железобетонных конструкций - Первичная и вторичная (СП 28.13330-2012)

5.1.1 К мерам первичной защиты бетонных и железобетонных конструкций относятся:

1. применение бетонов, стойких к воздействию агрессивной среды, что обеспечивается выбором цемента и заполнителей, подбором состава бетона, снижением проницаемости бетона, применением уплотняющих, воздухововлекающих и других добавок, повышающих стойкость бетона в агрессивной среде и защитное действие бетона по отношению к стальной арматуре, стальным закладным деталям и соединительным элементам;
2. выбор и применение арматуры, соответствующей по коррозионным характеристикам условиям эксплуатации;
3. защита от коррозии закладных деталей и связей на стадии изготовления и монтажа сборных железобетонных конструкций, защита предварительно напряженной арматуры в каналах конструкций, изготавливаемых с последующим натяжением арматуры на бетон;
4. соблюдение дополнительных расчетных и конструктивных требований при проектировании бетонных и железобетонных конструкций, в том числе обеспечение проектной толщины защитного слоя бетона и ограничение ширины раскрытия трещин и др.

5.1.2 К мерам вторичной защиты относится защита поверхности бетонных и железобетонных конструкций:

1. лакокрасочными, в том числе толстослойными (мастичными), покрытиями;
2. оклеечной изоляцией;
3. обмазочными и штукатурными покрытиями;
4. облицовкой штучными или блочными изделиями;
5. уплотняющей пропиткой поверхностного слоя конструкций химически стойкими материалами;
6. обработкой поверхности бетона составами проникающего действия с уплотнением
7. пористой структуры бетона кристаллизующимися новообразованиями;
8. обработкой гидрофобизирующими составами;
9. обработкой препаратами - биоцидами, антисептиками и т.п.

Вторичная защита от коррозии бетонных и железобетонных конструкций применияется, если первичной защиты недостаточно и это может присходить в процессе строительства или на этапе ремонта бетонных сооружений. Это специальные материалы (пропитки, рулонные и листовые материалы), которые наносятся на уже застывшую поверхность бетона. Они способны повысить эксплуатационные характеристики бетонных конструкций, усиливая их способность сопротивляться воде, химическим, температурным и механическим воздействиям.

В бетонную смесь добавляются компоненты которые повышают прочность, устойчивость к перепадам температур, воздействию химических элементов, водостойкость и сопротивление коррозии.

Узнайте все о пропитках для бетона: Водоотталкивающие пропитки как обязательная защита бетонных конструкций.

Почему разрушается бетон и от чего именно нужно его защищать?

5.2 Степень агрессивного воздействия сред

5.2.1 В зависимости от физического состояния агрессивные среды подразделяют на газообразные, жидкие и твердые. В зависимости от интенсивности агрессивного воздействия на бетонные и железобетонные конструкции среды подразделяют на неагрессивные, слабоагрессивные, среднеагрессивные и сильноагрессивные. В зависимости от характера воздействия агрессивных сред на бетон среды подразделяют на химические (например, сульфатную, магнезиальную, кислотную, щелочную и т.п.) и биологически активные (например, химическое воздействие продуктов метаболизма грибов, бактерий, физико-механическое воздействие корней растений, гифов грибов, обрастание водорослями, лишайниками и т.п.).

5.2.2 В зависимости от условий воздействия агрессивных сред на бетон среды подразделяют на классы, которые определяют по отношению к конкретному незащищенному от коррозии бетону и железобетону. Классы сред с указанием их индексов по возрастанию агрессивности указаны в таблице А.1.

5.2.3 При одновременном воздействии агрессивных сред, различающихся индексами, но одного класса, применяют требования, относящиеся к среде с более высоким индексом (если в проекте не указано иное).

5.2.4 Классификация сред эксплуатации и степени агрессивного воздействия сред на конструкции из бетона и железобетона приведены в приложениях А, Б, В и Г:

1. газообразных сред - таблицы А.1, Б.1, Б.2;
2. твердых сред - таблицы А.1, Б.3, Б.4, В.1, В.2;
3. грунтов выше уровня подземных вод - таблицы А.1, B.1, B.2;
4. жидких неорганических сред - таблицы А.1, В.3, В.4, В.5, Г.2;
5. хлоридов - таблицы А.1, Б.3, Б.4, В.2, В.3, Г.2;
6. жидких органических сред - таблицы А.1, В.6;
7. биологически активных сред - таблица В.7.

Виды защитных покрытий для бетона и железобетона

Таблица H.1. Приложение Н (справочное). Требования к изоляции различных типов.

Читайте также: Все о цементе: состав, разновидности, способы производства на заводе и дома

Как выбрать лучшее защитное покрытие для бетона?

Ответ на этот вопрос зависит от того, на каком этапе находится строительство, в каком регионе находится объект и какую от какой именно агрессии защиту необходимо выполнить.

Лучшим решением на этапе подготовки к строительству станет комбинирование подходящего состава бетона и защитных типов покрытий.

Если при строительстве применяется бетон с характеристиками, не обеспечивающими стойкость конструкции к агрессивному воздействию окружающей среды, то в дополнение к мерам первичной защиты предусматриваются меры по вторичной защите конструкции в соответствии с требованиями СП 28.13330.2012

На этапах реконструкции возможно использование только мер по вторичной защите. Самым универсальным вариантом станет обмазочная или окрасочная изоляция (комбинация пропитывающей грунтовки и краски).

Лучшим вариантом по соотношению цены и качества в при умеренных нагрузках и отсутствии сильных перепадов температуры станет комбинация грунтовки и рубероида.

Если нужен вариант для защиты бетона в особых условиях - например, при постоянном контакте с водой или химически активными веществами, рекомендуем подбирать защитное средство в соответствии с нормами, исходя из характеристик конструкции из бетона и агрессивности среды. Ниже мы подробно опишем все эти средства.

Средства для первичной защиты бетона

Пластификаторы, в состав которых входит лингосульфонат, предотвращают деградацию структуры бетона под воздействием внешней среды и отлично повышают устойчивость материала к механическим нагрузкам. Применяются для противодействия сульфатам, которые успешно нейтрализуются и больше не могут разрушить конструкцию бетона изнутри.

Минеральные добавки, в состав которых входит кремний, усиливают прочность бетона, а электролитические модификаторы увеличивают скорость затвердения бетона. Они часто используются для строительства фундаментов жилых домов.

Существуют также добавки комбинированного действия, которые позволяют улучшить сразу несколько свойств бетона - например, увеличить прочность и защитить металлическую арматуру от ржавчины.

Важно: все средства данного класса добавляются в бетонную смесь на этапе приготовления бетонной смеси.

Вторичная защита бетонных и железобетонных конструкций

Грунтовки

Грунтовки редко используются в качестве финишного материала. Чаще всего они выполняют роль внутреннего связующего звена между бетоном и защитным покрытием. Проникающие грунтовки помогают заполнить поры в бетоне, существенно усиливая его прочность и увеличивая общую эффективность защиты от воздействия влаги с рулонными или обмазочными материалами.

Еще одним преимуществом при работе с грунтовками является отсутствие стыков и швов, благодаря чему они идеально подходят для обработки больших площадей, обеспечивая целостную защиту поверхности. Кроме того, они связывают всю пыль с бетона, создавая оптимальные условия для нанесения слоя защитного покрытия. Грунтовки максимально просты в использовании - для их нанесения будет достаточно обычного валика для краски, что позволяет использовать эти материалы, не имея профессиональных навыков в строительстве.

Мастики

Мастики, как и грунтовки, обычно представляют собой основной или дополнительный слой в системе изоляции. Бывают на основе полимеров и битума, первые более эффективные в плане устойчивости к температурным колебаниям и полной водонепроницаемости, тогда как битумные аналоги не столь эффективны к ультрафиолетовому излучению и температурным перепадам, но существенно выигрывают в цене. Из неоспоримых преимуществ применения мастик стоит отметить идеальное сцепление с бетоном при относительно низкой цене и возможность самостоятельного нанесения при помощи валика.

Важно: битумные мастики не рекомендуется использовать в условиях жаркого климата - они могут расплавиться и потерять свои сцепляющие свойства, нарушив прочность и целостность изоляционной конструкции.

Жидкая резина

Жидкая резина сочетает в себе высокую прочность и эластичность, благодаря чему обеспечивает качественную защиту от воды, перепадов температур и механических повреждений при умеренной нагрузке. Красивая структура и большой выбор расцветок позволяют использовать этот материал как финишное покрытие.

Жидкая резина имеет только один существенный недостаток, который заключается в сложном процессе ее подготовки и нанесения. Нужно использовать специальные покрасочные инструменты в виде пульверизаторов или применять метод налива чтобы покрыть ей бетон. Кроме того, необходимо следить за толщиной слоя резины, поскольку при неравномерном нанесении ее эксплуатационные характеристики могут ухудшиться, в связи с чем ее самостоятельное использование сильно затрудняется.

Мембраны

Мембраны - это идеальное решение для защиты бетонных крыш и объектов, которые редко соприкасаются с химическими веществами, используемыми в быту. Прочные и долговечные, они выполняют не только защитную, но и утепляющую функцию. Для холодного климата лучше всего выбрать EPDM мембрану, которая имеет в составе каучук и отлично противостоит морозу.

Мембраны укладываются методом пайки при помощи строительных горелок, что требует специальных знаний и опыта, поэтому положить их своими руками будет трудно.
К минусам можно отнести высокую цену, но она оправдана долгим периодом эксплуатации и отличными показателями работы данного материала.

Важно: все мембраны крайне чувствительны к химическим веществам - бензин, солярка и даже масло для автомобилей могут сильно повредить данный материал.

Битумные рулонные материалы

Битумные рулонные материалы могут служить очень долго, сохраняя отличную устойчивость к влаге, огню и воздействию химических элементов на протяжении всего периода эксплуатации. При этом они обладают высокой степенью устойчивости к механическим повреждениям. Из минусов стоит отметить большой расход материала на швы стыковки (10 сантиметров и более), а также сложную процедуру монтажа. Битумные рулонные материалы монтируется при помощи специальных строительных горелок, а потому его укладка требует специальных навыков.

Важно: для долгой эксплуатации критически важно купить битумные рулонные материалы на основе полиэстера или стекловолокна. Если в составе указан стеклохолст, то материал подойдет только как временное решение.

Рубероид

Рубероид - одно из самых популярных решений с лучшим соотношением цены и качества. Это недорогой материал, который, в паре с хорошей проникающей грунтовкой или мастикой, обеспечит отличную защиту от влаги, механических повреждений и коррозии.

К минусам можно отнести большой расход (для достижения оптимального эффекта нужно класть как минимум два слоя рубероида) и неудобную процедуру монтажа - для склеивания листов используют битум.

Оклеечная защитная пленка

Этот материал идеально подходит для защиты бетона от воды и высокой влажности. Он обеспечивает прекрасную гидроизоляцию и широко применяется в тех случаях, когда бетон все время находится в воде или когда строительство ведется в болотистой местности, пропитанной водой. Чаще всего используется для оклейки оснований бетонных конструкций.

Главный минус таких покрытий - недостаток прочности, но это нивелируется невысокой ценой.

Окрасочные покрытия

Лаки и краски широко применяются в качестве финишной обработки бетона в условиях умеренной влажности и небольших механических нагрузок. Небольшая цена и огромное количество расцветок делают эти защитные средства для бетона одними из самых популярных для обработки дворовых сооружений и дома.

Перед их применением требуется обязательное использование пропиток для бетона, которые заполнят поры, уничтожат все биологические организмы и сделают обрабатываемую поверхность идеально ровной.

К основным минусам этих материалов относятся сравнительно недолгий срок службы и невысокая прочность.

Что такое агрессивная среда для бетона?

Агрессивная среда - это внешние факторы, которые производят негативное влияние на эксплуатационные характеристики бетона. Для этого материала выделяют два типа агрессивных сред:

1. Жидкие среды
2. Газовые среды

В жидких средах бетон страдает от кислот, сульфатов и щелочи. Происходит распад веществ, из которых состоит цемент, в результате чего они вымываются, образовывая поры. Как следствие, нарушается целостность структуры бетона и он теряет свои свойства, становясь хрупким.
Жидкой средой может быть любой природный или искусственный водоем, жидкие осадки и резервуары с любыми жидкостями.

В газовых средах разрушения бетона происходят из-за контакта с углекислым газом или парами едких веществ в зонах повышенной опасности. В первом случае газовой средой выступает обычный воздух, а во втором - концентрированные газообразные вещества на фабриках, заводах и пр.

Агрессивные среды делят на четыре типа, исходя из концентрации веществ, разрушающих бетон:

1. Неагрессивная - допустимая глубина разрушения за 50 лет - 1 см для бетонных конструкций и 2 см для железобетонных;
2. Слабо агрессивная - допустимая глубина разрушения за 50 лет - 2 см для бетонных конструкций и 4 см для железобетонных;
3. Умеренно агрессивная - допустимая глубина разрушения за 50 лет - 4 см для бетонных конструкций и 6 см для железобетонных;
4. Агрессивная - допустимая глубина разрушения за 50 лет - более 4 см для бетонных конструкций и более 6 см для железобетонных.

Защита бетона от разрушения в условиях агрессивной среды

Благодаря наличию пластификаторов и наружных средств защиты для бетона на улице, этот материал может эффективно прослужить в течение долгих лет даже в очень агрессивной среде.

Для того чтобы обеспечить необходимый уровень защиты, нужно точно определить агрессивность химических компонентов, которые будут воздействовать на бетон и заранее добавить подходящие добавки в бетонную смесь. После заливки такого бетона и его застывания необходимо обработать конструкцию подходящей пропиткой и подобрать оптимальное защитное покрытие.

Одним из лучших средств для первичной обработки бетона методом пропитки является фторосиликат, который превращает известь (самый химически активный элемент бетона) в пассивный и прочный фторид кальция. После этого бетон приобретает максимальную прочность и отлично противостоит большинству химически агрессивных веществ. Такой состав часто используется для строительства прочных фундаментов и оснований для различных построек.

Для наружного защитного покрытия нужно использовать средства, обеспечивающие максимальную гидроизоляцию и сопротивляемость химическим веществам. Если поверхность горизонтальная, хорошим решением будут битумные рулонные материалы, если же вертикальная, стоит обратить внимание на жидкую резину.

Как подготовить бетон к нанесению защитного покрытия?

Шаг 1. Очистка рабочей поверхности.

Удаляем все загрязнения с бетона при помощи машинки для шлифования стен, строительной щетки или грубой наждачной бумаги.

Шаг 2. Очистка от пыли.

После полного высыхания грунтовки очищаем бетонную поверхность от пыли при помощи строительного пылесоса или влажной тряпки.

Шаг 3. Нанесение грунтовки.

Наносим грунтовку для бетона при помощи валика для краски. Это позволит укрепить структуру бетона и забить его поры, предотвращая развитие микротрещин и появление грибков и плесени. По окончании работ получится целостный и ровный защитный слой, который идеально подходит для последующей укладки наружных защитных средств.

Шаг 4. Проверка результата.

После нанесения пропитки прикрепляем на подготовленную поверхность кусок полиэтиленовой пленки размером 1,5 х 2 метра. Она должна провисеть 3 дня при сухой погоде. Если на пленке не появилось капель воды, а на бетоне влажных пятен, можно приступать к нанесению наружного защитного слоя.

Шаг 5. Приготовление защитного средства.

Подготавливаем финишный материал согласно инструкции от производителя;

Совет эксперта: При использовании нескольких средств для внутренней и внешней защиты бетона лучше всего покупать их у одного и того же производителя. Таким способом получится добиться максимального эффекта.

Шаг 6. Нанесение защитного средства.

Непосредственное нанесение выбранного защитного покрытия производится согласно технологии для данного материала. В случае жидких защитных покрытий необходимо сконцентрироваться на равномерности наносимого слоя, а в рулонных и листовых вариантах нужно позаботиться о правильной технологии укладки и обработке стыков.

Инструменты и материалы, необходимые для подготовки и обработки бетона:

1. Шлифовальная машинка или любой другой абразивный материал;
2. Строительный пылесос;
3. Кусок полиэтилена размером 1,5 х 2 метра;
4. Клейкая лента для крепления полиэтилена;
5. Распылитель или пульверизатор;
6. Строительные весы;
7. Лопата;
8. Фен строительный;
9. Малярный валик;
10. Строительный уровень;
11. Строительный нож.

Дополнительное оборудование для укладки рулонных и листовых вариантов финиша:

1. газовая горелка для наплавления битумных рулонных материалов
2. средства индивидуальной защиты работника

Что такое анкерный лист и когда он необходим?

Анкерный лист - это толстая полимерная пленка, которая ложится поверх бетонного покрытия и обеспечивает максимальную степень защиты от воды и агрессивных химических веществ, с которыми не справляются классические защитные финиши. При скреплении таких листов используется специальная экструзионная сварка. Она обеспечивает максимально прочные и герметичные швы, гарантируя надежность и долговечность покрытия.

Анкерные листы не теряют своих свойств при деформации и воздействии высоких и низких температур. Они имеют абсолютную устойчивость к воде и не подвержены коррозии и истиранию. Высокая гладкость обеспечивает максимальную проходимость воды и жидкостей, поэтому данный материал часто используется при монтаже труб.

Такие листы применяются на химических производствах, в водяных коллекторах, трубопроводах, канализационных системах и в тех местах, где полный ремонт бетонных конструкций невозможен и нужна максимальная защита от воды или других жидкостей, например в основаниях исторических сооружений, которые часто подвержены разрушению водой.

Установка анкерных листов требует специальных знаний и не может быть выполнена в домашних условиях. Она проводится в несколько этапов:

1. Сначала лист режут на нужные куски согласно чертежам объекта.
2. После этого он вставляется в конструкцию при помощи опалубки или иных приспособлений таким образом, чтобы между поверхностью листа и бетоном было свободное пространство.
3. В оставленное пространство заливается бетон.
4. Стыки заваривают экструзионной сваркой.

Что такое гидрофобизирующий состав и для чего он применяется?

Гидрофобные средства позволяют усилить водоотталкивающие свойства бетона и создают плотную, эластичную пленку на его поверхности. Эта пленка задерживает воду и не дает ей попасть внутрь, предотвращая вымывание цемента и появление вредоносных бактерий.

Данное покрытие устойчиво к перепадам температур, дождю, снегу и выгоранию на солнце. Его можно использовать как основу для применения гидроизоляционных защитных покрытий для усиления их эффективности.

Гидрофобный состав может использоваться и в качестве самостоятельного защитного материала для наружных построек из бетона- он отлично защищает облицовочный материал и сохраняет эстетическую красоту стен, делая невозможным нанесение граффити.

По способу нанесения выделяют три типа гидрофобизирующих составов:

1. Наружный - проводится только обработка поверхности изделия. Такой способ улучшит водоотталкивающие свойства бетона на 25-40 лет.
2. Объемный - гидрофобизирующие материалы добавляют в бетонную смесь до этапа создания раствора - этот способ позволяет добиться водоотталкивающего эффекта по всему объему изделия и даже если наружный слой будет стерт или отколот, конструкция сохранит свои гидрофобные свойства.
3. Комбинированный - проводятся оба вида обработки. Это самый надежный и дорогостоящий способ обработки бетона, который обеспечивает максимальную гидроизоляцию.

По формам, в которых производятся гидрофобизирующие составы, их делят на следующие типы:

1. Паста - перед использованием материал разбавляют водой.
2. Жидкость - может использоваться сразу.
3. Порошок - требует обязательного использования специального растворителя.

Классификация по основе:

1. Средства на силикатной основе обеспечивают лучший эффект и не оставляют следов на поверхности бетона.
2. Средства на водной основе более устойчивы к выгоранию на солнце и стоят дешевле чем силикатные аналоги.
3. Средства на основе растворителя усиливают цвет поверхности и проникают в бетон намного глубже, чем варианты на других основах, за счет чего он будет обладать водоотталкивающими свойствами даже при наличии небольших сколов. Эти средства можно также использовать для гидроизоляции других материалов, например, наружной плитки.

Все гидрофобизирующие составы просты в применении и не требуют специальных знаний для работы с ними, благодаря чему могут быть нанесены самостоятельно. Потребуется только валик для краски.

Что необходимо знать и учитывать при выборе защитного материала для бетона на улице?

В первую очередь необходимо учесть среду эксплуатации бетонных изделий и ее агрессивность по отношению к той марке бетона, которая была использована или будет использоваться при их сооружении. Это позволит определить нужный тип финишного покрытия и правильно подготовить бетон перед его использованием.

Место нанесения защитного покрытия также имеет большое значение при его выборе - для вертикальных поверхностей подходят жидкие средства, а для горизонтальных предпочтительно использовать рулонные материалы.

Комментарий эксперта: при обработке бетонных отмосток, фасадов и фундаментов жилых домов необходимо обращать внимание на безопасность выбранного защитного покрытия для здоровья человека. Особенно это касается лакокрасочных покрытий.

Плановые нагрузки также определяют выбор тех или иных защитных материалов - при сильных механических воздействиях нужно отдавать предпочтение защитным покрытиям, разработанным для покрытия полов и стойким на высокие механические нагрузки .

Техника безопасности при работе с защитными материалами для бетона должна предусматривать все средства индивидуальной защиты работника, особенно:

1. При работе с жидкими средствами всегда используйте респиратор для защиты дыхательных путей.

2. Используйте герметичную одежду и перчатки при работе с пульверизатором.

3. Используйте строительные очки для защиты глаз при снятии загрязнений с бетона.

4. При работе с газовыми горелками соблюдайте технику безопасности использования открытого огня.

5. Готовя любой раствор, придерживайтесь инструкции от производителя и никогда не заменяйте компоненты (например, растворители) на те, которые отличаются от указанных производителем.

Выводы

Защита конструкций из бетона - довольно сложная процедура, которая требует тщательной подготовки и выбора правильных материалов для каждого конкретного случая. Но при наличии всей необходимой информации и свободного времени для изучения данного вопроса, разобраться во всех нюансах - вполне выполнимая задача!

Читайте другие полезные статьи о бетоне в нашем блоге!