PENETRON ADMIX: решение проблемы долговечности бетонных конструкций

PENETRON ADMIX: решение проблемы долговечности бетонных конструкций

Статья знакомит с характеристиками добавки PENETRON ADMIX – системой защиты бетона от всех известных факторов поражения: воздействия химически активных воздушных и водных сред, проникновения воды в бетон, вызывающего коррозионные процессы, циклов замораживания и оттаивания, а также механического воздействия на бетон.

Penetron International, компания, которая выпускает материалы для защиты бетона и гидроизоляции, в равной степени известна производителям бетонов и строителям. Ее головной офис находится в городе Восточный Сетокет (East Setauket), штат Нью-Йорк, США.

История Penetron International насчитывает уже почти 50 лет. Основатель компании Роберт Ревера в то время, будучи еще подростком, работающим во время каникул на стройке, зацепился за идею применения гидроизоляционных материалов в жилищном строительстве и ремонте и создал компанию, обслуживающую как жилые, так и коммерческие проекты. Со временем она выросла из небольшой местной фирмы в региональную компанию, производящую гидроизоляцию для защиты и ремонта бетонных конструкций и оснащенную собственным парком грузовиков. Постепенно идея сосредоточиться на более крупном торговом и промышленном рынке становилась все более очевидной. Ее реализация привела к формированию современного концерна Penetron International. Сегодня представительства и производственные площадки компании работают уже в 105 странах мира.

Бетон является вторым самым потребляемым продуктом на Земле после воды. Он используется практически на каждом строительном объекте. Потребление бетона в два раза выше, чем древесины, пластика, железа и алюминия, вместе взятых. Это безразмерный рынок. И на этом рынке строительной химии Penetron International – не единственная, но, пожалуй, первая компания и по масштабам, и по технологиям, и по предлагаемому сервису.

Строительная отрасль при использовании бетона постоянно сталкивается с целым рядом вызовов: недостаток ресурсов и их растущая стоимость, увеличение требований к длительности эксплуатации бетонных конструкций, требования к улучшению инвестиционных показателей и иными. В этой связи обеспечение долговечности бетонных конструкций – одна из самых принципиальных технологических задач.

Долговечность бетона можно определить как способность не снижать набранную прочность в течение максимально длительного периода эксплуатации конструкций, находящихся под воздействием внешней среды. К основным воздействиям среды можно отнести: воздействие химически активных воздушных и водных сред, проникновение воды в бетон, вызывающее коррозионные процессы, циклы замораживания и оттаивания, а также механическое воздействие на бетон (рис. 1).

301.eps

Рис. 1. Основные причины износа бетона

Лидер системы защиты бетона от всех указанных факторов поражения – PENETRON ADMIX. При его создании у компании уже были технологии, которые позволяли делать бетон водонепроницаемым при нанесении материалов поверхностно. Но в компании искали те решения, которые уже при смешивании компонентов с бетоном позволяли бы улучшить конечные показатели, при этом упростив задачу, экономя время и деньги клиентов. Когда PENETRON ADMIX появился на рынке, то произвел фурор. Его действие принципиально отличается от традиционных способов борьбы за долговечность бетона (рис. 2).

302.eps

Рис. 2. Инновационные принципы воздействия PENETRON ADMIX

Причем PENETRON ADMIX постоянно совершенствуется. Вот лишь одна новинка, которая не так давно впервые появилась именно в компании PENETRON: современный PENETRON ADMIX содержит индикатор цвета, чтобы строители могли быть уверены, что в бетоне есть эта гидроизолирующая и восстанавливающая бетон добавка (рис. 3).

303.eps

Рис. 3. Индикатор цвета PENETRON ADMIX

PENETRON ADMIX решает две принципиальные задачи для увеличения жизни бетонных конструкций: препятствует проникновению воды и иных разрушающих элементов в бетонную матрицу и обладает способностью к самозалечиванию бетона. Вода проникает в поры бетона и вызывает реакцию кристаллизации. Кристаллы PENETRON ADMIX закупоривают трещины, поры, капилляры и заживляют бетон. Автоматически происходит защита арматуры и отталкивание химически агрессивных веществ, например хлористых соединений. Естественно, бетон становится тверже, монолитнее, а это уже позитивно сказывается на его прочности, защищает от механических воздействий, увеличивая продолжительность жизни бетонных конструкций. Сложная наука нашла свое отражение в простом, но элегантном решении.

В результате применения PENETRON ADMIX мы имеем, во-первых, постоянно сухой бетон, во-вторых, самовосстанавливающийся бетон в течение всего срока эксплуатации, в-третьих, бетон, защищенный от химического воздействия. Кроме того, PENETRON ADMIX совместим с другими присадками. Наконец, данная добавка имеет нулевые показатели токсичности и сертифицирована для использования в контакте с питьевой водой (рис. 4).

304.eps

Рис. 4. Основные характеристики добавки PENETRON ADMIX

PENETRON ADMIX постоянно тестируется. Несколько примеров. Например, тест на проницаемость, проведенный в соответствии со стандартом DIN 1048, показывает значительное сокращение проницаемости бетона, обработанного PENETRON ADMIX. Проницаемость снижается примерно на 94%. Или на 98%, как на рис. 5.

305.eps

Рис. 5. Снижение проницаемости бетона

Еще один тест – на увеличение продолжительности срока службы бетона. Исследования проводились в независимых лабораториях в течение двухлетнего периода, чтобы определить влияние PENETRON ADMIX на долговечность бетона.

Тестирование включало в себя оценку длительности жизни бетона на основании второго закона Фика – общепринятого физического закона, описывающего уравнение нестационарной диффузии. В нашем случае второй закон Фика использовался для расчета того, сколько времени требуется группе растворенных частиц, чтобы пройти от начальной точки к конечной точке. За начальную точку бралась поверхность бетона, конечной точкой являлась поверхность арматуры, встроенной в бетон, в качестве частиц использовались хлорид-ионы. Рассчитанное время срока службы фиксировалось по достижении хлорид-ионами арматуры, потому что, как только хлорид-ион достигает арматуры во влажном состоянии (даже если бетон не растрескивается), начинается коррозия, которая очень быстро и агрессивно разрушает бетон.

В контрольных образцах хлорид-ионы, согласно расчетам, преодолевают расстояние от необработанной бетонной поверхности до арматуры менее чем за 39 лет, что лишает бетон его проектного срока службы. Однако если тот же бетон в тех же условиях обрабатывается с помощью кристаллической технологии PENETRON ADMIX, хлоридам требуется 95 лет, чтобы пройти то же расстояние, что означает увеличение срока службы в 2,5 раза. Таким образом, установлено, что применение PENETRON ADMIX добавляет примерно 60 лет к стандартному сроку эксплуатации бетона до начала коррозии (рис. 6).

306-2.tif

Рис. 6. Увеличение срока службы бетона

Итоги третьего эксперимента представлены на графике (рис. 7), демонстрирующем скорость восстановления двух бетонных образцов с трещинами, которые предварительно были обработаны PENETRON ADMIX. На образцах были трещины шириной 0,4 мм и 0,5 мм. Затем на образцы подавалась вода, направленная в том числе в сами трещины. Через 15 дней трещины в обоих образцах заросли из-за формирования новых кристаллов PENETRON ADMIX.

307.eps

Рис. 7. Скорость залечивания трещин

Наконец, четвертый эксперимент связан с замерами усадки бетонных конструкций при применении PENETRON ADMIX. При сравнении обработанных и контрольных образцов оказалось, что усадка бетона уменьшается на 24%. Это серьезная разница, которая значительно сокращает процесс растрескивания бетонной матрицы. В результате бетон становится более монолитным.

308.tif

Рис. 8. Уменьшение усадки при отвердевании бетона

Количество экспериментов и тестов с PENETRON ADMIX в самых различных специализированных институтах мира чрезвычайно велико. При этом основные тесты, стандарты и их требования хорошо известны в строительном мире (рис. 9).

309.eps

Рис. 9. Основные тесты, стандарты и их требования

Краткие обобщенные результаты тестов говорят о том, что долговечность бетона напрямую зависит от применения PENETRON ADMIX (рис. 10). Соответственно, увеличение долговечности бетонных конструкций, согласно экспериментальным данным, в среднем на 60 лет позволяет экономить миллиарды долларов во всем мире и существенно снизить техногенные и экологические риски.

310.eps

Рис. 10. Эффект от применения PENETRON ADMIX

Очевидно, что применение PENETRON ADMIX в российских условиях особенно актуально по многим причинам. Это и экономия средств, и гарантия надежности в сложных климатических условиях, и обеспечение безопасности при эксплуатации, и обеспечение долговременной службы самых различных бетонных конструкций – от жилых зданий до сверхпротяженных мостов, гигантских плотин или современных стадионов.

penetron.tif

Penetron International Ltd.
45 Research Way, Suite 203
East Setauket, NY 11733 USA
Ph.: 631-941-9700
Fax: 631-941-9777
E-mail: info@penetron.com
Web: www.penetron.com