Jednoduchá a úspešná sanácia betónov vďaka nanotechnológii

• Foto

PRÍČINY POŠKODENIA BETONOV
Korózia betonárskej výstuže pôsobením zmeny alkalického prostredia betónu – karbonatizácia betónu

Typické príčiny:

• kyslý dážd
• oxid uhličitý, oxid siričitý a iné nečistoty z atmosféry.

Iné faktory:

• nekvalitná alebo nedostatočná krycia vrstva betónu,
• vysoká pórovitosť betónu, ktorá spôsobuje vysokú priepustnosť betónu, poloha a vek konštrukcie, prevládajúce klimatické podmienky

Korózia betonárskej výstuže pôsobením chloridov
Chloridy môžu spôsobovať ťažké poškodenia s následným porušením spoľahlivosti objektu, aj keď betón ešte nie je skarbonatizovaný.

Typické príčiny:

• morská klíma, kontakt s morskou vodou alebo chloridy prenesené pôsobením vetra
• posypové soli, používané pri zimnej údržbe komunikácii,
• znečistenou zámesovou vodou chloridmi, prímesami.

Iné faktory:

• vysoká pórovitosť a priepustnosť betónu nižšej kvality,
• stav betónu, prípadne vytváranie trhlín, dominantný smer vetra a trvanie expozície.

Iné príčiny poškodenia betónov

Typické príčiny:

• alkalická reakcia prídavných látok,
• nesprávne tuhnutie a tvrdnutie,
• rýchle odparovanie a vylučovanie vody alebo tvorba dutín, spôsobované nedostatočným alebo príliš vysokým zhutňovaním pri aplikácii betónu,
• pohyb výstuže pri aplikácii betónu,
• chyby v projektovej dokumentácii konštrukcie,
• biologická korózia v splaškových kanáloch,
• korózia tuhými materiálmi,
• mikrobiologické vplyvy,
• korózia minerálnymi tukmi a olejmi,
• korózia bludnými prúdmi.

STRATÉGIA OPRAVY BETÓNOV – NUTNOSŤ EURÓPSKEJ NORMY
Ako vyplýva z predchádzajúceho, môžeme uviesť veľa príčin poškodenia betónových konštrukcií. Pre všetky postupy opráv a sanácii betónov je potrebné odborne vyškolený personál. Doteraz neexistuje žiadna spoločná európska norma pre túto oblasť. Často sa používali iba primitívne vylepšovacie stratégie pre krátkodobé kozmetické opravy, bez riešenia vlastnej príčiny problému. Toto viedlo k tomu, že investori boli nespokojní. Nová európska norma prEN 1504 má štandardizovať opravné opatrenia, dosiahnuť lepšie rámcové podmienky a umožniť úspešné a trvalé opravy, ktoré prinesú spokojnosť zákazníka. Táto norma (predpokladaný dátum pre kompletné uvedenie do praxe bude 31. 12. 2008) má predovšetkým zohľadňovať všetky aspekty procesov opráv a sanácii:

• definície a zásady opráv a sanácii,
• nutnosť dôkladnej technickej diagnostiky príčin vzniku poruchy,
• ešte pred samotným rozhodnutím o procese opravy a sanácie,
• presná špecifi kácia potrieb zákazníka,
• presne špecifi kované požiadavky na vlastnosti,
• materiálov a metódy ich testovania,
• kontrola materiálov, kontrola produkcie a prehlásenie o zhode materiálov,
• kontrola metód aplikácií a kontrola kvality prác na stavbe.

Časť 9 normy EN 1504 stanovuje zásady pre systém opráv a sanácií betónov…
Zásada č. 1 (PI) Ochrana voči prenikaniu chloridov
Zásada č. 2 (MC) Kontrola vlhkosti
Zásada č. 3 (CR) Oprava a sanácia betónu
Zásada č. 4 (SS) Zvýšenie únosnosti – zosilnenie konštrukcie
Zásada č. 5 (PR) Odolnosť voči fyzikálnym vplyvom
Zásada č. 6 (RC) Odolnosť voči chemikáliám
Zásada č. 7 (RP) Ochrana – zvýšenie pasivity betónu
Zásada č. 8 (IR) Vyššia odolnosť
Zásada č. 9 (CC) Katódická kontrola korózie
Zásada č. 10 (CP) Katódická ochrana proti korózii
Zásada č. 11 (CA) Kontrola rozsahu anód

Nové produkty vyrábané na báze nanotechnológie sú novou generáciou cementových opravných mált s mimoriadnymi vlastnosťami:

• lepšia priľnavosť k podkladu,
• vyššia hustota a dostatočné zabránenie prenikania vody,
• nižšie zmrašťovanie,
• vyššia pevnosť v ťahu,
• minimálna možnosť vzniku trhlín,
• lepšie spolupôsobenie s betónom,
• vyššia thixotropia,
• jednoduchšie a ľahšie nanášanie a hladenie,
• menej problémov pri aplikácii a nižšie náklady.

JEDNODUCHÁ A ÚSPEŠNÁ SANÁCIA BETÓNOV VĎAKA NANOTECHNOLÓGII
Nanotechnológia v prírode
Nikdy ste sa nepýtali, prečo jašterica – gekon môže liezť po stenách a podlahách, dokonca aj po skle? Použitá nanotechnológia je tajomstvo. Keby sme skúmali chodidlá tohto zvieraťa pod mikroskopom, našli by sme tam jemné chĺpky, ktorými sa tieto tvory môžu mechanicky držať aj na tých najmenších nerovnostiach povrchu, ktoré sú pre ľudské oko neviditeľné. Okrem toho sa držia na povrchu aj elektrostaticky. Nanotechnológia priniesla nový prístup do vedy o prísadách a prímesiach. Dnes je možné, aby chemické prvky alebo polyméry boli modifikované tak, že v kombinácii vhodných funkčných skupín je možné dosiahnuť požadované vlastnosti a správanie sa látok. Polyméry sú potom vyrábané v alternatívach pre silnú alebo slabú absorbciu cementových častíc, pre riadenú efektivitu dispergácie a kontrolu priebehu hydratácie.
Vďaka výskumu v oblasti nanotechnológií, nám táto umožňuje riadiť spotrebu vody a kontrolu konzistencie betónu a mált v čase. V tejto chvíli je potrebné si uvedomiť, že môžeme ovplyvniť jednotlivé atómy alebo molekuly v prísade a tak meniť jeho účinky na cementové zložky - základná idea nanotechnológie betónu.

NÍZKY SKLON K TVORBE TRHLÍN
Keď cementové produkty vytvrdnú, zmenšia svoj objem. Ak sú napätia z dôvodu zmrašťovania väčšie ako prirodzená medza pevnosti v ťahu nejakej malty dochádza k vzniku trhlín. Použitá nanotechnológia sa stará o to, aby boli tieto sily vyrovnané a tým nedochádzalo k vzniku trhlín. Nové produkty, vláknami vystužené, využívajú najmodernejšie metódy na redukciu zmrašťovania, aby pri opravách a sanáciách na stavbách nedochádzalo k vzniku trhlín. Zvolený profil vlákien vylepšuje mechanickú priľnavosť. Pod výkonnými mikroskopmi je možné rozpoznať pri sledovaní mikroštruktúry aj istú chemickú spojitosť.

VYLEPŠENIE OPRAVNEJ MALTY PROSTREDNÍCTVOM NANOTECHNOLÓGIE
V prípade piesku a cementu využívame pri všetkých výrobkoch série Emaco Nanocrete špeciálne anorganické prísady a najlepšie plnivá a spojivá, aby sme zaistili optimálne vlastnosti výrobkov. Takto sa vylepšujú technické vlastnosti, napr.: hustota, pevnosť v ťahu, pevnosť v tlaku, ako aj odolnosť voči mrazu. Podobne vlastnosti, ktoré sú dôležité z praktického hľadiska, napr. thixotropnosť a bezhrudkovosť, sa pri aplikácii malty pri opravách zlepšia. Produktom nanotechnológie nie sú častice nanoveľkosti. Lepšie pochopenie a riadenie hydratácie cementu nám umožňuje zvýšenie kvality a hustoty nanoštruktúr v nevytvrdnutom cementovom tmeli. Mikrodefekty v systémoch sa znížia a priľnavosť medzi cementovým tmelom a prísadami, ako aj cementovou maltou a podkladom sa zvýši. Fyzikálne vlastnosti, napr. pevnosť v ťahu, sú podstatne vylepšené, tak aby sa zredukoval vznik trhlín. Tieto poznatky tvoria základ pre využitie nanotechnológie v cementových kompozitoch.

CHÉMIA CEMENTU A BETÓNU OTVÁRA NOVÉ DIMENZIE
Emaco Nanocrete R4
Jednozložková malta, s veľmi vysokou pevnosťou, vysokým modulom pružnosti, vystužená vláknami, s obmedzeným zmršťovaním, pri tvrdnutí zväčšuje svoj objem, používa sa ako opravná malta pre nosné konštrukcie. Emaco Nanocrete R4 predstavuje výsledok 30ročného vývoja v oblasti opravných a sanačných mált na báze cementu. Prvá opravná malta s vysokou pevnosťou s použitím nanotechnológie. Emaco Nanocrete R4 je vhodná na opravy a sanácie:

• stĺpov, prístavných hrádzí ako aj priečnych nosníkov na všetkých mostoch,
• stavebných konštrukcií nachádzajúcich sa v morskej vode,
• tunelov, rúr, vývodov a všetkých podzemných stavieb, predovšetkým v oblasti s agresívnymi podmienkami a s vysokým obsahom sulfátov, čističky odpadových vôd

Emaco Nanocrete R3
Jednozložková, ľahká opravná malta na nosné časti s polymérovou prísadou, vystužená rozptýlenými vláknami. Emaco Nanocrete R3 odporúčame na opravy a sanácie:

• nosných častí, pri ktorých sú predpísané polymérové malty,
• betónových konštrukcií s nižšou pevnosťou,
• balkónov, fasád a obkladov,
• horizontálne hydroizolácie betónových dosiek, pri ručných dokončovacích prácach.

Emaco Nanocrete R2
Univerzálna polymérová jednozložková malta, rýchlo tuhnúca, na sanácie a opravy. Emaco Nanocrete R2 využíva nanotechnológiu pre maltu s univerzálnymi, výbornými vlastnosťami, ktoré sú jednoznačne lepšie ako by sa u mált tohto druhu normálne očakávalo. Emaco Nanocrete R2 je vhodná na:

• opravy balkónov a nosných balkónových hrán,
• opravy fasád v oblastiach, v ktorých boli nedopatrením použité betóny s nízkou pevnosťou,
• estetické opravy stavieb, zvlášť ak sú potrebné ručné dokončovacie práce,
• opravy menších porúch na hotových betónových dieloch,
• všeobecne na opravy a sanácie, kde je vhodná krátka doba tuhnutia a nie je požadovaná vysoká pevnosť, vyhladenie veľkých plôch z estetických dôvodov, napr. pred použitím náterov.

Emaco Nanocrete AP
Jednozložkový náter na cementovej báze na ochranu oceľovej výstuže a ako priľnavý, spojovací mostík. Na vývoji Emaco Nanocrete AP sa pracovalo veľa rokov, aby sa vytvorila najvyššia možná aktívna ochrana oceľovej výstuže. Tento produkt spĺňa všetky dôležité národné aj nadnárodné normy pre nátery oceľovej výstuže pri opravách betónu.

Emaco Nanocrete AP poskytuje tieto výhody:

• vytvára vysokú hodnotu pH a tým pasivuje koróziu oceľovej výstuže
• obsahuje aktívne protikorózne zložky na ochranu oceľovej výstuže
• neovplyvňuje pevnosť v ťahu oceľovej výstuže
• lepšia priľnavosť vďaka polymérovým prísadám
• tiež ako vysokopevnostný priľnavý mostík pre opravné malty Emaco
• priľnavosť zodpovedá norme pr EN 1504 diel 3 svetlá farba pre lepšiu kontrolu na stavbe

It is estimated that 50 % of annual construction costs in Europe are spent on reinstating and repairs of the existing building, structures and installation. The infrastructure aging as well as budget and resource limitation for new structures, the situation is becoming very up-to-date. This fi gure can increase more in the future. Repairs and reinstating defective ferro-concrete structures are therefore really important. The article introduces a solution in form of products of the series Emaco Nanocrete.

Autor

• Ing. Soboňa Marián