ППРК-Сервис
ППРК-Сервис
НАДЕЖНАЯ ОПОРА

НАДЕЖНАЯ ОПОРА

Бетонные поверхности, основания и конструкции во время своей эксплуатации подвергаются постоянным нагрузкам: вибрациям, ударам, трению. Ежедневно мосты и путепроводы «проверяются на прочность». Долгий срок эксплуатации (50 и более лет) делает актуальным вопрос поддержания мостовых сооружений в пригодном состоянии и продления срока их службы. Это, в свою очередь, стимулирует разработку новых и совершенствование существующих составов материалов для ремонта несущих бетонных конструкций мостовых сооружений.

Состояние современного рынка технологий и оборудования для ремонта несущих бетонных конструкций мостовых сооружений обсудили участники круглого стола:

Мария Ледина, руководитель направления «Транспорт» ООО «БАСФ Строительные системы»;
Антон Носов, технический директор ООО «Зика»;
Александр Мельников, технолог ЗАО «Карьер «Хрустальная Гора».

– С какими дефектами бетонных конструкций приходится сталкиваться чаще всего? В каких случаях они появляются и какие способы их устранения наиболее эффективны?

Мария Ледина:
– Дефекты бетонных конструкций транспортных сооружений можно разделить на две большие группы. Это дефекты при строительстве – технологические дефекты, появляющиеся в результате нарушений технологии производства работ (непроформованные конструкции, дефекты при неправильном использовании опалубки – раковины, сколы, трещины и т.д.). Вторая группа – это дефекты при эксплуатации, возникающие в результате различных типов воздействий. Механические – от воздействия транспорта и дорожной техники, ледовой нагрузки и пр. Физические – от воздействия знакопеременных температур (замораживание-оттаивание, пожар), усадка, эрозия и т. д. Химические – от агрессивного воздействия среды (грунтовые воды, антигололедные реагенты, морская вода, сульфаты, хлориды и др.). Наиболее распространенные виды дефектов при эксплуатации – отслоение и разрушение защитного слоя бетона вследствие его карбонизации и коррозии арматуры, трещины, шелушение.

Антон Носов:
– Основными видами дефектов железобетонных конструкций, возникающих в процессе эксплуатации мостов, являются снижение прочности бетона, разрушение защитного слоя бетона и коррозия рабочей арматуры. Давайте подробно рассмотрим основные причины появления этих дефектов.
Хлоридная коррозия связана с проникновением в конструкцию растворенных в воде противогололедных реагентов. При этом бетон теряет свои пассивирующие свойства и стальная арматура начинает интенсивно корродировать, вследствие чего происходит ее истончение и откалывание защитного слоя бетона.
Процесс выщелачивания связан с фильтрацией воды сквозь бетонную конструкцию, что приводит к постепенному растворению и выносу из бетона гидроксида кальция, что, в свою очередь, приводит к снижению прочности конструкции.
Карбонизация – это процесс превращения содержащегося в цементном камне гидроксида кальция Ca(OH)2 в карбонат кальция CaCO3, возникающий при взаимодействии углекислого газа и бетона. При этом значение PH в бетоне постепенно снижается, прчем бетон теряет свои пассивирующие свойства, что приводит к началу процесса коррозии стальной арматуры.
Выполнение надежного гидроизоляционного покрытия, наряду с защитой бетонных поверхностей от воздействия углекислого газа и осадков, является залогом долговечности всего мостового сооружения.

Александр Мельников:
– Для мостов характерны различные воздействия на строительные конструкции. Это воздействие окружающей среды, ее агрессивность; воздействие знакопеременных нагрузок транспорта, которые в совокупности влияют на сохранность и долговечность строительных конструкций, в том числе и бетонных деталей моста.
Чаще всего разрушение моста происходит в местах, более нагруженных, подверженных коррозионному воздействию воды и растворенных в ней солей. Это места стыков бетонных конструкций, примыканий конструкций, сопряжения с дорогами, бордюры, незащищенные места, подверженные намоканию – основания колонн, опор, свай и т. д.
Причины разрушений различны: неправильно выбранные материалы, неправильно выполненные строительные работы, желание проектировщиков и строителей сэкономить побольше материалов и денежных средств.
Дефекты, устранение которых продлевает срок службы моста, можно разделить на несколько видов. Это дефекты защитных, вспомогательных слоев (гидроизоляция, пароизоляция, шовные конструкции) на глубину 10 мм, сколы, раковины; дефекты бетонных конструкций на глубину до 30 мм, то есть на толщину защитного бетонного слоя без оголения арматуры; и дефекты, повреждения бетонных конструкций свыше 30 мм с оголением арматуры.
В соответствии с этим делением применяют определенные материалы. В первом случае применяют полимерцементные и цементные материалы с мелкодисперсным заполнителем с размером частиц до 1,25 мм, рулонные и пленочные материалы. Во втором – ремонтные полимерные, полимерцементные и цементные бетоны мелкозернистым заполнителем с размером частиц до 5,0 мм.

– Сегодня множество производителей и поставщиков предлагают различные виды добавок для бетонов. Как сделать правильный выбор, чем следует руководствоваться?

Антон Носов:
– Правильный выбор добавок для производства мостового бетона зависит, главным образом, от установленных требований к классу и маркам бетона. На основании требований проектировщиков и производителей работ определяются необходимые и достаточные для реализации проекта параметры бетонной смеси и бетона. Главным инструментом для производства высо­ко­ка­чественного бетона являются пластифицирующие добавки. Именно они обеспечивают бетону высокую долговечность, составными частями которой являются высокая прочность и непроницаемость.
Вторым неотъемлемым компонентом мостового бетона являются воздухововлекающие добавки, обеспечивающие бетону высочайшую морозостойкость и позволяющие длительное время противостоять воздействию различных агрессивных факторов.

Александр Мельников:
– Выбор того или иного ремонтного бетона обусловлен требованиями, предъявленными к ним. Это, во-первых, прочностные показатели – марочная прочность при сжатии, изгибе, адгезия. Во-вторых, применяемые материалы должны быть удобными в применении, обладать универсальностью (один материал для решения различных задач). В-третьих, способствовать повышению производительности труда (использование механизмов, машин, приспособлений). В-четвертых, стоимость ремонтных бетонов, по возможности, должна быть низкой.
Конечно, без специальных функциональных добавок нельзя достичь высоких показателей ремонтного цементного бетона. Добавки влияют на процесс твердения основного связующего материала, цемента, ускоряя его, выделяя дополнительные вещества, которые повышают адгезию, водонепроницаемость, морозостойкость, снижая усадочные процессы.
Добавок существует большое количество. Имеются добавки – ускорители, они повышают прочность бетона в ранние сроки, то есть бетон может дать марочную прочность через сутки твердения с водой. Есть добавки, повышающие адгезию к бетону на 40–50%, добавки, которые увеличивают водонепроницаемость в 2–3 раза, и т. д.
Качество, эффективность и стоимость добавок в большой степени зависит от производителя, а состав их часто держится в секрете.
Самое важное для таких смесей – это при минимальных затратах получить максимальный эффект. Поэтому производители добавок ищут такой состав добавки, который при минимальном количестве в цементе дает максимальный эффект. Например, чтобы увеличить прочность бетона на 20–30%, обычно добавляют 1–2% процента хлорида кальция. В настоящее время разработаны ускорители на наноматериалах, которые в количестве 0,003–0,01% дают такой же прирост прочности.
Прочность цементных ремонтных бетонов можно увеличить не только ускорителями твердения, но и снижением содержания воды затворения в бетоне. Для этого используют пластификаторы. В настоящее время широко распространяются карбоксилатные пластификаторы, которые в 2–3 раза эффективнее обычного пластификатора, такого как лигносульфонат.
Самым главным качеством ремонтных материалов является долговечность, показателями которой являются морозостойкость, сульфатостойкость, водонепроницаемость. Поэтому в последнее время усилия производителей добавок направлены на производство добавок, улучшающих эти показатели. Однако таких добавок пока не так много, потому что требуются длительные испытания до их применения в промышленности.
Много добавок изготавливается специально, и широкой публике они не известны, проявляются только в смесях с особыми свойствами. Например, смеси, которые через один час твердения приобретают прочность более 20 МПа.
На рынке появляются специальные цементы, которые могут использоваться как добавки. Например, сульфоалюминатный цемент, который через одни сутки может набрать прочность 90 МПа и имеет короткие сроки схватывания, почти как у строительного гипса.

– Насколько активно появляются на этом рынке новые инновационные материалы? В каком направлении сегодня ведутся разработки новой продукции? В каких качествах ощущает потребность рынок наиболее сильно?

Мария Ледина:
– Отрасль транспорта для строительной химии – это одна из главных площадок для апробации новых технологий, но «закрепиться», стать действительно инновационными суждено далеко не всем. По нашим ощущениям, сейчас развивается тренд на повышение межремонтного срока эксплуатации конструкций транспортных сооружений за счет использования комплекса мер – ремонтных составов на минеральной и полимерной основах для восстановления конструкций и склеивания трещин, композитных материалов для повышения прочности при изгибе и материалов для вторичной защиты бетона от агрессивных воздействий среды.

Антон Носов:
– Говоря об активности выхода инновационных материалов на рынок строительной химии для бетона, можно предположить, что действительно новые материалы выходят на рынок с периодичностью ориентировочно в 5–10 лет. Но, говоря об этих интервалах следует понимать, что под термином «инновация» понимается введение в употребление чего-то абсолютно нового или значительно улучшенного. Направлением развития области добавок в бетон является совершенствование существующих групп материалов, позволяющее значительно повысить технико-экономичесткие характеристики бетона и повысить долговечность конструкций, изготавливаемых с его применением.

– За последние несколько лет на рынке появилась большая гамма материалов с разнообразными свойствами. Какие из них вы могли бы отметить как наиболее эффективные, интересные?

Александр Мельников:
Сухие строительные смеси, в частности ремонтные составы, пришли на наш рынок относительно недавно. Одними из первых на Урале выпуск «ремонтников» наладило ЗАО «Карьер „Гора Хрустальная”»: – это ремонтные составы МБР и смеси для сухого торкретирования МБВ.
Сухие смеси МБР предназначены для ремонта и восстановления защитного слоя бетонных конструкций, фундаментов, опор мостов, пролетных конструкций, подверженных динамическим нагрузкам и агрессивным средам. Сульфатостойкость ремонтных составов МБР составляет 99%, что позволяет их применять в морской воде. Также широкое применение составы получили на заводах железобетонных мостовых конструкций для придания товарного вида железобетонным изделиям. Преимущество торкретирования нашей смесью перед другими методами состоит в полной механизации процессов, обычно требующих больших затрат труда, и в соединении в одной технологической операции транспортирования, укладки и уплотнения бетона.

Мария Ледина:
– Нам интересно развивать технологии ремонтных материалов на минеральной основе, позволяющих производить конструкционный ремонт бетона в сверхсжатые сроки при сложных погодных условиях (при отрицательных температурах воздуха, например) без устройства дополнительного теплового контура. При использовании материалов такого рода возможно продление строительного сезона. Это направление весьма актуально при замене деформационного шва.

Подготовила Славяна Румянцева