ЧТО ВЫЗЫВАЕТ РАЗРУШЕНИЕ БЕТОНА ПРИ КИСЛОТНОЙ КОРРОЗИИ
Высокая степень индустриаллизации, более экономное использование воды, наряду с новыми методами очистки, предъявляют наиболее высокие требования к прочности бетона. Прочный бетон может выдержать высокие механические и термальные нагрузки, но будучи щелочным материалом имеет свои пределы прочности в случаях контакта с кислыми средами. pH уровень 5 – это критическая отметка для незащищенного бетона.
Городские непромышленные сточные воды, которые поступают на водоочистку с рН в 6,5-7 в соответствии с действующими нормами не представляют опасности для бетона и кирпича. Это означает, что первичной атаки посредством сточных вод не происходит. Но, т.к. стоки проходят различные стадии обработки и очистки, существует опасность вторичной атаки посредством концентрации токсинов биологических процессов, которые в действительности причиняют разрушение бетона. В случае бытовых стоков, органические субстанции , получаемые в процессе биологической очистки, трансформируются в биомассу как углекислый газ СО2 и сероводород H2S отдельно друг от друга.
СО2, газ получаемый природно в нашей атмосфере в количестве 0,03%, является катализатором гораздо более опасного процесса – карбонизации бетона, хотя надо отметить этот процесс не происходит в мокрой среде водоочистных сооружений. H2S, подобно СО2 также не есть очень агрессивным газом по отношению к бетону, но есть ядовитой причиной того самого отвратительного запаха, о котором мы упоминали ранее.
Предел, при котором мы начинаем чувствовать запах так низок, как 0,1 ррм (частиц на миллион). При этом показателе в 1 до 10 запах рассматривается, как неприятный. В случае, когда H2S концентрация достигает показателя 0,1%, судороги и потеря сознания становятся опасностью для человека. С целью минимизировать неприятные и вредные влияния сероводорода, необходимо герметично изолировать такие стадии очистки. Как результат структурных перемен сточных вод в процессе очистки, развивается вторичная атака на бетон, над уровнем стоков, так называемая газовая атака. В этих процессах микробактериальная оксидация тиобацилы трансформирует H2S в гораздо более концентрированную серную кислоту H2SO4. В течении только нескольких месяцев это неизбежно приведет к падению рН уровня до 1-2,5. H2SO4 высоко агрессивная кислота в отношении структуры бетона, к тому же кислотная атака проходит двумя путями: с одной стороны она оказывает растворяющий эффект (цементная паста просто растворяется), с другой стороны как мелкодисперсная атака твердыми частицами отходов нашей жизнедеятельности, которые образуют тонкий слой на поверхности бетона. Проникновение таких кристаллов вовнутрь бетона разрушает его изнутри. Как следствие появляются трещины и разрушение бетона сильно ускоряется.
КАКОЙ ВИД ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВЕН ПРОТИВ ГАЗОВОЙ АТАКИ
Под воздействием всех вышеописанных условий, незащищенный бетон очень быстро разрушается. Какие материалы подходят для защиты бетона от кислотной коррозии – безопасные для здоровья и окружающей среды, кислотоустойчивые при рН=1 и меньше, имеющие безупречную адгезия к бетону в постоянно влажных условиях, прочные к механическим нагрузкам. Недавние исследования показали, органические покрытия (эпоксиды и полиуретаны), дают достаточно надежную защиту бетона от кислых сред, но на этом их преимущества заканчиваются. Текущие результаты проведенных исследований на сооружениях водоочистки показали, органические покрытия не имеют диффузии водяного пара (не дышат) и по этой причине обречены к потере адгезии к бетону. Это происходит в силу давления влаги изнутри бетонной конструкции, находящуюся в контакте с грунтом, что в свою очередь приводит к образованию пузырей на поверхности защитного покрытия. Очень многие водоочистные сооружения претерпели подобные явления. Органические покрытия очень чувствительны к влажности бетона (для эпоксида 0,6% и для полиуретана 0,4%), что делает невозможным их использование для санации старых, поврежденных бетонов, находящихся в постоянно влажном состоянии. Сегодняшнии нормы Германии (ZTV-W), которые регулируют меры по ремонту бетона, запрещают использование органических материалов для конструкций, которые эксплуатируются во влажных условиях. Подобные принципы относятся и к санитарно-инженерному строительству. Другой серьезный недостаток органики, их слабая устойчивость к механическим нагрузкам, аброзии бетона.
КАК МИНЕРАЛЬНЫЕ ЗАЩИТНЫЕ СИТСЕМЫ ДЕЙСТВУЮТ, КАК ОНИ ОТКРЫТЫ ДЛЯ ПРОПУСКА ПАРОВ Н2О
Минеральные системы на базе цемента свободного от С3А (трикальций алюминат), которые имеют диффузию водяного пара (дышат), гарантируют прочную адгезию к бетону. Таким образом устраняется главная причина разрушения защитного покрытия, потеря плотного сцепления между самим бетоном и защитным материалом. В тоже время, помимо дышащей способности, полимерсиликаты высоко устойчивы против газовой атаки при рН < 3,5 на сооружениях водоочистки и водоотводящих коллекторах, где они успешно применяются в течении более 10 лет.
Полимер-силикат(Образцы перед воздействием газовой атаки без цемента) содержит аморфный силиконовый гель, который формирует прочную, водонепроницаемую, кислотоустойчивую матрицу, а также обеспечивает прочную адгезию к бетону, имеет диффузию Н2О. Полимер-силикат высокоустойчив против механических воздействий на протяжении длительного времени.
МЕТОД НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕР-СИЛИКАТОВ
Полмиер-силикат состоит из порошка и жидкого компонента, которые перемешиваются между собой в нужной пропорции. наносится как вручную, так и механическим путем на ранее отгрунтованную поверхность. Поверхность может быть достаточно влажной во время на Образцы после воздействия газовой атаки несения. Очень важно наносить требуемый слой покрытия толщиной не менее 8 мм . Это обеспечивает требуемую прочность и плотность защитного покрытия против жидких сред.
После 7 дней система набирает нужную прочность и полностью готова к эксплуатации. Использование этой системы на очистных сооружениях исследовались на протяжении более чем 10 лет и полностью подтвердили впечатляющую и длительную свою эффективность. Материал полимер-силикат в компании легко справляется с кислотной агрессией при рН = 1 на протяжении десятков лет при условии правильного нанесения. Этот факт был задокументирован несколькими независимыми институтами.
