Способы обработки поверхности бетона

Обработка поверхности бетона

Обработка поверхности бетона необходима для улучшения качества покрытий и увеличения срока службы конструкций. Рынок предлагает множество технологий, но мы остановимся на самых эффективных и актуальных из них.

Тепловлажностная обработка бетона

Тепловлажностная обработка бетона – это технологический процесс, ускоряющий его твердение, достижение проектной прочности. Технология реализуется в специальных камерах при атмосферном давлении или в автоклавах, в термоформах, кассетах. Теплоносителем служат горячая вода, водяной пар или горячий воздух с повышенной влажностью.

Общий цикл тепловлажностной обработки:

• период предварительного выдерживания;
• период подъема температуры – до достижения наивысшего уровня;
• изотермический прогрев;
• период охлаждения.

Скорость подъема температуры и время выдержки зависят от жесткости бетонной смеси, вида добавок и активности использованного цемента. Например, быстротвердеющие цементы позволяют повышать скорость подъема температуры и уменьшать время выдержки. Чаще всего бетон обрабатывают в автоклавах (специальных герметичных камерах).

Полный цикл автоклавной обработки:

• подача пара и постепенный нагрев до 100 градусов;
• наращивание давления пара и повышение температуры до максимальных значений (0.8-1.6 МПа, 175-203 градусов);
• выдерживание изделий;
• снижение температуры и давления;
• остывание бетона до температуры окружающей среды.

При зимнем бетонировании источником тепла чаще выступает энергия электрического тока. Обработка бетона может быть реализована за счет прохождения тока по арматуре и металлическим формам.

В летний период получить качественный бетон сложнее, в связи с высокими температурами и низкой влажностью с поверхности интенсивно испаряется вода, поэтому ее требуется защищать пленочными материалами. При приготовлении и укладке рабочего раствора требуется ускорить процесс твердения при помощи добавок-ускорителей или быстротвердеющих цементов.

Методы обработки под нанесение защитных покрытий

Подготовка и очистка поверхности – трудоемкая и сложная технологическая операция, которая выполняется практически всегда перед ремонтом и нанесением промежуточных, финишных слоев. Бетон должен быть прочным на растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб, иметь определенную влажность, без впадин, выступов, трещин, раковин, посторонних включений.

Поверхность должна быть однородной, без плесени, пыли, грязи, масел. Только так можно добиться высокого качества работ при нанесении защитных, влаго-, гидроизоляционных, декоративных покрытий.

Задачи обработки:

• удаление легко отслаивающихся, рыхлых слоев;
• устранение раковин, трещин;
• удаление всех слоев, препятствующих адгезии;
• удаление слоев, пораженных хлоридами, до той глубины, где их содержание недопустимо;
• очистка арматуры.

Критерии оценки состояния основания:

• чистота поверхности бетона – на основании не должно находиться посторонних компонентов, снижающих сцепление с последующими слоями. Если протереть бетон черной ветошью, на ней не должно остаться следов.
• контроль влажности – определяют необходимость в увлажнении или высушивании бетона. Для органических растворов влажность должна составлять 5%, для минеральных – не выше 8%.
• контроль температуры – проводится с целью соблюдения режима укладки покрытий.
• наличие цементного молока на поверхности – если по основанию поскрести ножом и образуется пыль, его следует очищать, иначе сцепление со следующими слоями будет недостаточным.
• однородность – если на поверхности есть неровности более 3 мм, они удаляются или сглаживаются выравнивающими и ремонтными составами.
• загрязнение бетона – это могут быть хлориды, нитраты, сульфаты, грибки и проч.

Механическая обработка поверхности бетона

Это универсальный метод воздействия, который применяется практически повсеместно.

Работы реализуются при помощи:

• металлические щетки;
• фрезы;
• шлифовальные круги;
• алмазные чашки;
• игольчатые молотки;
• отбойные молотки;
• аппараты высокого давления;
• строительные пылесосы.

Используемое оборудование отличается по производительности и мощности. Реализация методов, которые ведут к полировке недопустима там, где нужна шероховатость поверхности. Кроме того, механическая обработка может привести к образованию микротрещин. Хорошо подготовленный бетон должен быть ровным, шероховатым, без впадин и выступов.

Принято различать два типа работ:

• поверхностные – снимают слой до 1 мм;
• глубокие – снимают слой свыше 1 мм. Применяются для удаления неустойчивых слоев на глубину до прочного бетона. Действуют фрезеровкой на глубину 2-3 см за один подход.

Поврежденный бетон удаляется отбойными молотками.

Сухая и мокрая пескоструйная обработка поверхности

Метод экономичен, хорошо работает на простых и сложных основаниях. Сухая пескоструйная обработка обязывает к применению средств индивидуальной защиты, сильно загрязняет строительную площадку, требует обязательного обеспыливания, промывки водой.

Более удобным является метод мокрой пескоструйной очистки с использованием песка с подачей воды, для которой лучше выбирать аппараты емкостью 50-200 л. Есть ограничения по применению, если бетон загрязнен нитратами и сульфатами. Тут необходима сухая очистка с удалением пыли строительными пылесосами. Производительность может варьироваться в широком диапазоне – 100-600 кв.м. за час.

Дробеструйная обработка

Метод подходит для подготовки любых горизонтальных плоскостей, на потолках и стенах применяется реже. Производительность установок варьируется в пределах 14-420 кв.м./ч. Глубина обработки достигает 2 мм. В целом, эффективность зависит от крупности дроби и мощности машин. Основной недостаток – высокая стоимость работ и оборудования.

Обработка аппаратами высокого давления

Универсальный метод, основанный на очистке бетона водой под давлением. Поверхность после такого воздействия освобождается от старых покрытий, грязи, краски, поверхностных слоев, разрушенного бетона на глубину до нескольких сантиметров.

Рабочее давление в установках варьируется в пределах 200-2500 Бар. Нижние показатели справляются с удалением грязи, высокое давление — применяется для резки бетона. Расход воды – 10-250 л/мин.

Преимущества в том, что метод производителен, не повреждает закладные, не создает вибрационных/ударных нагрузок, не пылит. Недостаток – существенный расход воды.

Рекомендации по применению:

• установки с давлением 16-25 МПа – очистка старых оснований от грязи, новых – от грязи и цементного молока;
• машины с давлением до 45 МПа – очистка старого искусственного камня от грязи, нарушенного бетона, арматуры от ржавчины;
• с давлением до 100 МПа – это прицепные устройства, которые эффективно очищают арматуру, удаляют весь непрочный слой. Глубина обработки достигает 1.5 см за проход;
• с давлением до 250 МПа – самоходные установки, применяемые при большом объеме работ.

Подводя итоги о механических способах обработки, подготовка бетона обеспечивается на глубину:

• отбойный молоток – 3.5-15 мм;
• фреза механическая – 3-30 мм;
• пескоструйная – 1-2 мм;
• дробеструйная – 2-3 мм;
• аппаратами высокого давления – 3-15 мм.

После работ поверхность проверяют на наличие расслоений, пустот, которые ремонтируются инъектированием.

Химическая обработка поверхности

Химической очисткой трудно управлять, так как сложно обеспечить равномерное воздействие и полное удаление кислоты. Если искусственный камень сильно загрязнен предварительно применяют другие методы обработки (пескоструйные, механические).

Растворы втираются в бетон щетками. Спустя 5 минут основание промывают горячей водой и механическими методами. Если требуется, операции дублируют. После химической очистки основание обязательно проверяется на рН.

Рекомендации по работе:

• универсальное решение – применение раствора соляной кислоты 10% с расходом 0.5 л/кв.м.;
• если в бетоне содержатся хлориды, применяют раствор ортофосфорной кислоты 15%;
• жиры и масла удаляются при помощи растворов щелочей. Если бетон загрязнен маслами на всю глубину, этот участок удаляют отбойниками.

Термическая обработка

В работу берут специальные горелки. Метод обеспечивает глубину обработки 3-6 мм. Температура пламени может достигать 3200 градусов. Производительность варьируется в пределах 5-60 кв.м./ч.

Обработка от биологически активных веществ

В данном случае лучше действовать горячей водой под напором (до 25 МПа) или пескоструйной установкой. Бетон покрывается инсектицидными составами или иными препаратами с биологической активностью.

Если поверхность сильно заражена, обработка проводится в два рабочих подхода с соблюдением технологической паузы на 14 суток. Такие работы являются обязательными в сырых подвалах, в банях, овощехранилищах и т.п.

Обработка арматуры

Когда на арматуре обнаружена сильная коррозия, металл очищается от бетона на глубину не менее 2 см. В работу берут установки высокого давления (100 МПа и выше) или отбойники.

Обработка арматуры реализуется несколькими способами:

• водой под высоким давлением;
• абразивом;
• металлическими щетками;
• игольчатыми молотками.

Вода хорошо избавляет от ржавчины и металл, и искусственный камень. Вкупе с песком процесс проходит быстрее, качество работ повышается. Основание получается шероховатым, что работает на хорошее сцепление с материалами, которые будут применяться впоследствии.

Щетки эффективны при работе на поверхности арматуры. Если требуется удалить ржавчину с обратной стороны, метод не подходит. Далее проводится обработка модификаторами ржавчины.

Материалы для обработки поверхности бетона

Основным критерием выбора материалов, предназначенных для обработки конкретных конструкций, становится характер условий эксплуатации.

В зависимости от условий, лакокрасочные материалы и пропитки подразделяют на водостойкие, атмосферостойкие, устойчивые к особым средам (УФ, высокая температура, нефть, химия, биоактивные вещества).

Однако такой оценки недостаточно, следует принимать во внимание прочие технико-экономические факторы:

• совместимость с прочими используемыми защитными средствами (скажем, катодная защита);
• долговечность;
• пригодность к восстановлению и ремонту;
• технология нанесения;
• декоративность;
• требования по пожаробезопасности и санитарии;
• экономичность.

Лакокрасочные материалы и пропитки

Для обработки бетона и железобетонных конструкций применяется несколько групп материалов.

Полисилоксановые

Современные краски, основанные на полисилоксанах чаще всего модифицированы акриловыми, эпоксидными смолами или иными соединениями на их основе. Это универсальный вариант для получения долговечного покрытия с высокой устойчивостью к коррозии. Бетон получает защиту на срок до 25 лет.

Сфера применения: защита дымовых труб, фасадов, цоколей, опор фундаментов, любых конструкций, эксплуатируемых в промышленности при слабом и среднем агрессивном воздействии.

Преимущества:

• высокие эксплуатационные характеристики;
• стойкость к УФ, выгоранию;
• пожаробезопасность;
• паропроницаемость;
• увеличение водонепроницаемости бетона на 6 ступеней;
• улучшение морозостойкости в 2 раза;
• быстросохнущая;
• электроизоляционные характеристики;
• простота нанесения, ремонтопригодность.

Технические характеристики

Рекомендуемая вязкость и способы нанесения	Кисть, валик – 25-35 с Пневматическое/безвоздушное распыление – 18-25/30-45 с
Межслойная сушка	30-90 мин.
Срок полной полимеризации	72 ч
Разбавитель	Ксилол, толуол (до 15% по весу)
Толщина покрытия	100-200 мкм
Количество слоев	Не менее трех
Расход	336 г/кв.м. на 100 мкм
Удельный вес	1.5-1.35 кг/л

Огнезащитные

Такие краски просты в нанесении. Принцип действия в том, что под влиянием высоких температур формируется надежный теплоизолирующий слой. Он защищает поверхность искусственного камня от пламени и теплового потока.

Сфера применения: материал наносится на балки, фермы, колонны и иные конструкции для повышения предела огнестойкости.

Преимущества:

• высокая технологичность, простое нанесение;
• ремонтопригодность;
• температура эксплуатации -60 +50 градусов.

Типичные технические параметры

Внешний вид	Матовое покрытие
Сухой остаток	70%
Расход	1.78 кг/кв.м. на 1 мм слой
Обеспечение предела огнестойкости	R15-R120
Последующая выдержка	4-8 ч

Полиуретановые и эпоксидные материалы

В эту группу относятся полиуретановые, эпоксидные лаки, краски, грунтовки, компаунды для устройства наливных полов.

Сфера применения: защита бетона, находящегося под средним, сильным агрессивным воздействием (в химической, металлургической, нефтяной отрасли), сооружений, находящихся под водой, под землей.

Преимущества:

• высокие антикоррозионные свойства;
• стойкость к абразивному, механическому износу;
• стойкость к постоянному контакту с водой;
• высокая устойчивость к химии;
• высокая износостойкость.

Типичные технические параметры

Тип материала	Эпоксидные двухкомпонентные эмали	Полиуретановые двухкомпонентные эмали
Внешний вид	Однородная ровная пленка	Однородная полуглянцевая ровная пленка
Сухой остаток	90%	72%
Удельный вес	1.44 кг/л	1.32 кг/л
Температура эксплуатации	-60 +125 градусов	-60 +125 градусов
Толщина слоя	150-200 мкм	40-70 мкм
Теоретический расход	175 г/кв.м (5.7 кв.м./кг)	106 г/кв.м. (9.4 кв.м./кг)
Температура нанесения	-10 +30 градусов	+5 +30 градусов
Время выдержки после обработки	Не менее 7 суток	Не менее 7 суток
Послойное время выдержки	5-24 ч	4-24 ч

Органосиликатные

Композиции нашли широкое применение в самых разнообразных отраслях промышленности.

Можно выбрать материал с различным спектром защитных свойств: стойкость к коррозии, теплоизоляция, электроизоляция, стойкость к химии.

Сфера применения: любые конструкции из бетона и железобетона, опоры, фундаменты, тоннели, путепроводы, цоколи, фасады.

Преимущества:

• защита от атмосферной коррозии;
• стойкость к высоким температурам;
• атмосферостойкость.

Типичные технические параметры

Вязкость	20-60 с
Сухой остаток	55%
Адгезия	Не более 1 балла
Стойкость к действию воды	72 ч
Время высыхания на отлип	2 ч
Степень перетира	50 мкм
Диапазон рабочих температур	-60 +300 градусов
Разбавитель	Ксилол, толуол
Метод нанесения	Методами распыления, кистью, валиком
Ориентировочный расход	350 г/кв.м. на слой 100 мкм
Рекомендуемая толщина	100-200 мкм
Время полимеризации	72 ч
Срок эксплуатации	20 и более лет

Кремнийорганические

Эмали и лаки этой группы основаны на кремнийорганических полимерах и характеризуются высокой термостойкостью. Материал используется для изоляции и защиты бетона от коррозии, химии, низких и высоких температур, атмосферных воздействий. Защита сохраняется при температуре 400-500 градусов.

Преимущества:

• стойкость к коррозии;
• термостойкость;
• атмосферостойкость;
• влагостойкость;
• повышение морозостойкости.

Типичные технические параметры

Сухой остаток	30-34%
Вязкость	13 с
Период высыхания	Не более часа
Разбавители	Толуол, ксилол
Ориентировочный расход	150-200 г/кв.м.
Рекомендуемая толщина	35-50 мкм
Рекомендуемое количество слоев	2-3
Время межслойной сушки	1.5 ч

Поливинилхлоридные, перхлорвиниловые

Вариант для декоративно-защитной внешней окраски бетона. Такие материалы успешно работают как компонент многослойных покрытий, что защитит поверхность от щелочей, кислот, агрессивных газов.

Сфера применения: железобетонные и бетонные конструкции.

Преимущества:

• атмосферостойкость;
• декоративность;
• надежная защита от атмосферных явлений.

Типичные технические параметры

Температура нанесения	-25 +25 градусов
Вязкость	16-48 с
Сухой остаток	14-31%
Укрывистость	150 г/кв.м.
Время высыхания	1.5 ч
Разбавитель	Растворители Р-5А, Р-5
Теоретический расход	100-150 г/кв.м
Рекомендуемая толщина покрытия	35-60 мкм
Рекомендуемое количество слоев	2-3
Время межслойной сушки	1.5 ч

Сополимер-винилхлоридные

В эту группу входят эмали, лаки, грунтовки. Готовый слой защищает конструкции от щелочей, кислот, солей, химии. Материал применяется для антикоррозионной защиты бетона, эксплуатируемого в различных атмосферных условиях.

Преимущества:

• защита от минеральных кислот, солей, щелочей;
• защита от агрессивных газов;
• атмосферостойкость.

Типичные технические параметры

Температура нанесения	-10 +30 градусов
Вязкость	30-50 с
Сухой остаток	30-36%
Время высыхания	24 ч
Степень перетира	35 мкм
Жизнеспособность	8 ч
Теоретический расход	50-100 г/кв.м.
Рекомендуемая толщина	40-80 мкм
Рекомендуемое количество слоев	2-3
Межслойная сушка	1 ч

Обработка бетона жидким стеклом

Помимо лакокрасочных материалов и пропиток для обработки бетонных поверхностей может привлекаться жидкое стекло. Силикатный клей успешно применяется для внешних и внутренних работ, для защиты цоколей и фундаментов, гидроизоляции стен, полов, перекрытий, подвальных и чердачных помещений.

Преимущества:

• поверхность приобретает стойкость к химическим воздействиям;
• повышение прочности на истирание;
• обеспечение водонепроницаемости;
• защита от химии;
• запечатывание пористой структуры бетона;
• антисептическое действие;
• доступность.

Силикатный клей может наноситься на поверхности вручную при помощи кистей, валиком или краскопультом. Материал работает только на чистых, хорошо подготовленных основаниях. В качестве метода подготовки можно выбрать дробеструйную, пескоструйную обработку, допустимо применение шлифовальных машин. Весь шлам и пыль тщательно сметаются жесткими щетками и убираются строительным пылесосом.

Жидкое стекло наносится выбранным способом в 1-2 рабочих подхода. Рекомендуемая толщина слоя – 2-3 мм. Между подходами устраивают технологический перерыв 2-3 ч.

Стоимость обработки поверхности бетона

Затраты на механическую обработку бетона возрастом 28 суток начинаются от 100 рублей за квадратный метр. Работы по нанесению защитных покрытий представлены по цене от 250 рублей за квадратный метр.

Выводы

Выбирая способ обработки поверхности бетона руководствуются требованиями по фактуре поверхности, прочностью основания на растяжение (не более 1.5 Н/мм2). В одном случае приоритет отдают химической обработке, во втором – шлифованию или пескоструйному воздействию и т.д.

Метод обработки	Риск трещинообразования
Механическая	От низкой до высокой
Пескоструйная	Низкая
Дробеструйная	Низкая
Аппаратами высокого давления	Низкая
Химическая	Низкая
Термическая	Средняя

Если говорить о выборе материала для обработки поверхности, основным ориентиром должны служить условия эксплуатации конструкции. В качестве экономичной гидроизоляции можно использовать жидкое стекло. Полисилоксановые, полиуретановые, кремнийорганические, винилхлоридные краски хорошо работают на внешних поверхностях бетонных и железобетонных конструкций.

Наглядно об обработке поверхности бетона показано в видео:

Источник