Декоративный камень. АртБетон

Искусственный камень (облицовочная плитка), имитирующий природный камень. Облицовка фасадов, цоколей.

+7 (921) 195-65-30

Гидрофобизация. Теория и практика

Автор:
Владимир Сураев

В предыдущем номере мы достаточно подробно рассмотрели принцип действия и различные типы силиконовых гидрофобизаторов. Публикация, предлагаемая вниманию наших читателей, содержит хотя и достаточно общие, но, несомненно, полезные практические рекомендации, которые позволят избежать грубых ошибок в процессе приобретения и использования гидрофобизирующих составов.
Все материалы, применяемые при возведении зданий и сооружений (за исключением металла, стекла и сплошных пластиков), обладают (в большей или меньшей степени) пористой структурой. Наличие пор и капилляров позволяет конструкции «дышать», обеспечивая поддержание микроклимата, благоприятного для здоровья человека. Дело в том, что в квартире средних размеров в течение суток выделяется от 8 до 15 л взвешенных паров бытовой влаги (в результате пользования душем, ванной, кухонной плитой, стирки белья, полива цветов, а также естественного испарения влаги людьми, находящимися в данном помещении). Вся эта влага должна удаляться из помещения через вентиляцию или сквозь толщу ограждающих конструкций, что и происходит при наличии пор в строительном материале.
Вместе с тем, существование пор и капилляров ставит проектировщиков и строителей перед необходимостью позаботиться о гидрофобизации и гидроизоляции сооружения. В противном случае влага, попавшая в капиллярную сеть кирпича или бетона, начинает мигрировать по микропустотам, доставляя сплошные неприятности. Результат - не только мокрые стены, имеющие склонность к промерзанию (при увеличении влажности ограждающих конструкций зданий на 10 - 20% их теплоизоляционная способность снижается на 50%), плесень и лужи в подвале, но и вынос растворимых (и не очень) солей на поверхность.
Не стоит забывать, что соли, постоянно присутствующие в кирпиче или бетоне, сами по себе никакого вреда не причиняют. Все беды являются следствием движения воды в массиве стены и ее испарения с поверхности, сопровождающегося образованием белесых и (или) цветных солевых разводов – «высолов», появление которых говорит о начале коррозии строительного материала.
Итак, для появления высола необходимо наличие солей, воды и соответствующих погодных условий.
Соли
Высолы могут иметь самый непредсказуемый химический состав и самое разнообразное происхождение.
Соли присутствуют в строительном материале изначально. Например, многое определяется месторождением глины, из которой формуют кирпичи. Иногда, кроме традиционных кальциевых отложений, на стене обнаруживаются даже зеленоватые разводы солей ванадия. Чем именно «порадует» кладка, предугадать нельзя: высолы могут проявиться как в процессе строительства, так и по прошествии нескольких лет эксплуатации дома.
Соли попадают в кирпич из кладочного раствора; их более чем достаточно в цементе и, соответственно, в бетоне. Кроме того, при строительстве в раствор вносят некоторые добавки, например, противоморозные (поташ, хлорид кальция, формиаты, нитриты, нитраты и т.д.), которые вполне могут заявить о себе в виде высола.
Соли могут образовываться (и образуются) в результате химической коррозии самого строительного материала при его химическом взаимодействии с дождевой водой, имеющей кислую реакцию (рН<7).
Нередко соли поднимаются из почвы вместе с капиллярной влагой. Это происходит, если отсечная капиллярная гидроизоляция стен отсутствует или не справляется с напором грунтовых вод, которые всегда являются поставщиком солей. Состав такого высола определяется самыми разными факторами: характеристиками почвы, составом минеральных удобрений с ближайших полей или профилем работы местного химкомбината. Часто под дачную застройку отдают территорию бывшей городской свалки. Трудно даже предположить, что может выступить на фасаде в этом случае.
Вода
Влага может попасть в массив стены здания следующими путями:
  • непосредственно из атмосферы (при косом дожде);
  • из почвы по капиллярам и порам стены (в случае нарушения гидроизоляции фундамента и заглубленных частей здания);
  • через кровлю (при нарушении гидроизоляции крыши).
Погода
В устойчивую жару или при затяжных дождях высолы не образуются. Наиболее интенсивно этот процесс протекает при изменении влажности или температуры, то есть в межсезонье. Именно при смене циклов насыщения и испарения все просчеты и нарушения проявляются в виде пятен высолов.
Даже если мокрые стены не покрываются пятнами и разводами, от преждевременного разрушения, вызванного физической или химической коррозией строительного материала, все равно никуда не денешься.
Физическая коррозия
Физическая коррозия может быть вызвана:
  • выщелачиванием материала в результате вымывания гидроксида кальция (извести), сопровождающегося возрастанием количества новых и увеличением объема существовавших в бетоне капилляров и пор;
  • механической деструкцией, обусловленной замерзанием воды (с соответствующим увеличением объема и распирающим действием льда) в порах материала.
Химическая коррозия
Химическая коррозия возникает как результат взаимодействия составляющих материала с окружающей средой. Прежде всего это химические реакции между минеральными составляющими (в первую очередь, соединениями кальция - СаО, Са(ОН)2 и др.) и разнообразными «атмосферными» кислотами. Дождевые потоки захватывают из атмосферы большое количество газообразных производственных выбросов, таких как оксиды углерода, серы, азота и фосфора, аммиак, хлор, хлористый водород и т.п., которые, частично растворяясь в воде, превращают дождь в кислотный раствор, состоящий из смеси Н2СО3, Н23, Н24, НNО2 и НNО3, а также целого ряда кислот P и Cl. Эта агрессивная жидкость в буквальном смысле растворяет бетон, мрамор, силикатный кирпич и другие материалы с образованием тех же растворимых и малорастворимых солей. При этом увеличивается количество пор, капилляров и микротрещин, которые, в свою очередь, становятся новыми очагами агрессии, и скорость разрушения материала существенно возрастает.
Разрушение конструкционного материала
в результате воздействия грунтовых вод
Разрушение конструкционного материала в результате воздействия грунтовых вод обусловлено не только физическим вымыванием гидроксида кальция, но и накоплением в материале солей. Водно-солевая коррозия (особенно от действия хлоридов и сульфатов) приводит к образованию новых сильно гидратированных солевых структур сложного состава, существенно увеличивающих кристаллизационное давление. Так, например, NaCl реагирует с алюминатными минералами, компонентами цементного камня с образованием гидрохлоралюминатов; сульфаты грунтовых вод реагируют с трехкальциевым алюминатом 3СаО*Al2O3 c образованием объемной структуры 3CaO*Al2O3*3CaSO4*30Н2О, что в итоге ведет к разрушению материала.
В ряде случаев наблюдается вспучивание материала в результате действия содержащегося в почве активного аморфного кремнезема SiO2, проникающего в бетон с грунтовой влагой. При этом образуются объемные водные гидросиликаты натрия nNa2O*mSiO2*хН2О, также способствующие коррозионному разрушению.
На основании вышесказанного напрашивается вывод: гидрофобную защиту конструкционных материалов и покрытий необходимо выполнять уже на стадии строительства, не дожидаясь вынужденного ремонта и неизбежных дополнительных затрат на приведение внешнего и внутреннего вида объекта в соответствие с общепринятыми эстетическими нормами.
В заключение несколько слов о материалах, известных под названием «проникающая гидроизоляция».
Первоначально материалы этого типа ввозились по импорту. С течением времени некоторые отечественные фирмы освоили производство аналогичных продуктов, выйдя на рынок с формулировкой «не хуже, но дешевле».
Как эти материалы преподносятся потребителю (дословные цитаты из рекламных статей) и что за этим стоит?
«...образуют нерастворимые кристаллы, целиком заполняющие пустоты, поры и микротрещины. Молекулы воды в поры не проникают, но проницаемость для паров и воздуха сохраняется, т. е. бетон не теряет возможность «дышать»»
Нерастворимых в воде кристаллов просто не существует. Сомневающимся предлагаю обратиться к «Курсу аналитической химии», термин – «произведение растворимости». Даже самые труднорастворимые соли все-таки имеют определенную (хотя и очень малую) растворимость в воде. Под постоянным воздействием воды эти «нерастворимые кристаллы» неизбежно будут вымываться из любого гидрофильного материала, образуя на поверхности те же высолы.
Пары воды и являются молекулами воды, находящимися в газообразном состоянии. Неувязка какая-то... А если уж эти образующиеся кристаллы действительно «целиком заполняют пустоты, поры и микротрещины», то о какой паро- и газопроницаемости вообще может идти речь?
«...защищает бетон от воздействия кислот и щелочей, промышленных сточных вод, нефтепродуктов, морской воды, агрессивных грунтовых вод, карбонатов, хлоридов, сульфатов, нитратов, а также повышает морозостойкость бетона»
По описанию похоже на стекло. Хотя оно тоже, пусть и в значительно меньшей степени, подвержено коррозии под действием кислот и щелочей. До сих пор не существовало строительного материала, инертного к любым агрессивным воздействиям.
«...состоит из специального цемента высшего качества, заполнителей и наполнителей определенной гранулометрии, а также запатентованных активирующих добавок... Гидроизоляционный эффект достигается реакцией химических компонентов, содержащихся в..., со свободным кальцием бетона. При нанесении его на влажную бетонную поверхность, химические добавки под действием осмотического давления глубоко проникают в капилляры бетона. Эти добавки, кристаллизуясь, блокируют капилляры и трещины, при этом вытесняют влагу. ...При отсутствии влаги компоненты бездействуют. При появлении влаги компоненты автоматически начинают реакцию, и процесс гидроизоляции продолжается вглубь бетона. ...В ряде случаев глубина проникновения может достигать до 90 см»
Утверждается, что эти чудодейственные добавки кристаллизуются при соприкосновении с водой и растут, заполняя пустоты. Но ведь это - описание образования кристаллогидратов. Причем здесь вытеснение воды, когда идет физико-химическое взаимодействие с ней?
О какой гидроизоляции может идти речь с помощью гидрофильного (водорастворимого) материала, который, так или иначе, растворяется в воде? О чем и пишется – «химические добавки под действием осмотического давления (воды!) глубоко проникают в капилляры бетона».
«Таким образом, стена становится полностью водонепроницаемой с любого направления. Гидроизоляционный эффект со временем существенно усиливается, т.к. кристаллы продолжают расти вглубь и увеличивается их плотность»
Как гидроизоляционный эффект может усиливаться растущими гидрофильными кристаллогидратами, которые, к тому же, в процессе роста будут разрушать уже сформировавшуюся структуру строительного материала! Гидроизоляция или есть, или ее нет.
Если рекламируемый материал действительно содержит некие химические добавки, которые при взаимодействии с компонентами бетона образуют труднорастворимые соединения, то возможны два варианта:
  • кристаллы образуются «по месту» (в уже сформированной структуре бетона), причем их рост сопровождается разрушением бетона;
  • химические добавки вымывают компоненты бетона, образуя новые поры и пустоты, а кристаллы растут в ранее сформированных порах материала, разрушая его.
Предлагаемый материал можно охарактеризовать как состав, использование которого позволяет снизить скорость фильтрации воды через поры легкого бетона за счет уплотнения его структуры. Но ведь этими свойствами в полной мере обладают тяжелые и виброуплотненные марки бетонов, которые и должны применяться при устройстве заглубленных деталей и конструкций. Использовать же такой материал действительно можно, но только в качестве временной меры перед проведением работ по нормальной гидроизоляции.
Термин «гидроизоляция» подразумевает защиту материала от воздействия воды путем создания на его поверхности водонепроницаемого слоя. Нам же предлагается нечто, не придающее строительным материалам ни гидрофобных, ни гидроизоляционных свойств - материал по-прежнему остается гидрофильным, хотя намокает значительно медленнее.

Искусственный камень: производство и продажа декоративной облицовочной плитки © АртБетон, 2003 – 2013

Нашу продукцию: декоративный камень (искусственный камень), брусчатку, архитектурные элементы - вы всегда сможете увидеть в нашем офисе, либо на строительных выставках, о проведении которых вы можете узнать, заходя на наш сайт.