G.nther Ruffert – Tłumaczył Bronisław Bartkiewicz

Zewnętrzne elementy budowlane z betonu należy wytwarzać o takim stopniu szczelności, aby były one wystarczająco odporne na wpływy atmosferyczne. Jednakże łatwo jest wykazać, że odporność powierzchni betonu na zagrożenia, występujące ze strony środowiska zewnętrznego nie wystarcza, lub też już przy wznoszeniu konstrukcji budowlanej wiadomo, że należy oczekiwać zwiększonej agresywności chemicznej, tak, że należy podjąć szczególne środki do ochrony elementów z betonu. W tym zakresie stosuje się przede wszystkim materiały ochronne na bazie tworzyw sztucznych. Powinny one zapobiegać wnikaniu wody, roztworów i gazów niszczących beton.

Woda bierze zawsze, pośredni lub bezpośredni udział we wszystkich procesach korozji betonu. Z jednej strony jest ona niezbędna do przebiegu reakcji chemicznych, z drugiej – jest czynnikiem transportującym większości agresywnych w odniesieniu do betonu substancji, jak chlorki i siarczany. Szczególnie korozja zbrojenia, która jest przyczyna większości uszkodzeń betonu, może wystąpić tylko wtedy, gdy występuje wystarczająca ilość wilgoci do przebiegu korozji elektrochemicznej. Ochrona budowli oznacza zatem w pierwszym rzędzie ochrone elementów konstrukcyjnych przed wnikaniem wilgoci.

Ale również gazy mogą być przyczyną procesów korozyjnych. Wśród gazów na pierwszym miejscu należy wymienić występujący powszechnie w atmosferze dwutlenek węgla, który powoduje neutralizacje alkaliczności, stanowiącej czynnik ochrony przed korozją stali zbrojeniowej.

W celu ochrony elementów betonowych przed korozją używa się obecnie prawie wyłącznie wyroby na bazie żywic syntetycznych, wytwarzane przez przemysł pracujący na potrzeby budownictwa i charakteryzujące się bardzo zróżnicowanym składem, dostosowywanym każdorazowo do indywidualnych zastosowań. Zależnie od celu, jaki ma spełnić, rozróżnia się następujące grupy środków powierzchniowej ochrony betonu.

Środki impregnujące hydrofobowe
Środek taki zmienia właściwości powierzchni betonu, narażonego na opady atmosferyczne na hydrofobowe, czyli nie wchłaniające wody. W tym celu powierzchnie powleka się najczęściej, a niekiedy dwukrotnie roztworem żywicy silikonowej w rozpuszczalnikach. Najpowszechniejsze zastosowanie znalazły rozpuszczalne w alkoholu siloksany z zawartością żywicy 5 – 10 % żywicy. Dzięki dobrej płynności rozpuszczalnika i małemu ciężarowi cząsteczkowemu siloksanów, preparat hydrofobujący może wnikać głęboko w porowatą strukturę betonu. Ostatnio coraz częściej przechodzi się na mniej uciążliwe dla środowiska dyspersje wodne, na bazie silanów lub siloksanów.

W wyniku odparowania rozpuszczalnika ujścia porów w betonie pokrywają się cieniutką warstwą nie wchłaniającą wody, co radykalnie obniża ssanie kapilarne na powierzchni betonu. Bardzo istotnym jest fakt, że zabieg ten ani nie blokuje porów, ani nie tworzy na powierzchni szczelnie zamkniętego filmu, dzięki czemu przepuszczalność betonu dla gazów, a przede wszystkim dla pary wodnej, czyli tak zwana zdolność do oddychania, nie zostaje naruszona. Z drugiej strony jednak zabieg ten nie poprawia odporności betonu na wnikanie w głąb dwutlenku węgla i nie ogranicza korozji zbrojenia.

Impregnacja hydrofobowa powierzchni betonu za pomocą bezbarwnych żywic silanowych, siloksanowych, lub silikonowych na bazie rozpuszczalników lub dyspersji wodnych nie zmienia optycznie wyglądu elementów budowlanych, ograniczając jednakże znacznie kapilarny pobór wody opadowej, co w wielu przypadkach ponieważ wszystkie procesy korozji betonu wymagają udziału wody – już samo w sobie wystarcza do osiągnięcia pożądanej, długotrwałej żywotności.

Należy jednak ponownie zwrócić uwagę, że dwutlenek węgla z atmosfery może łatwiej wnikać do betonu przez suche pory, niż jeśli są one wypełnione wodą. Przez impregnację hydrofobową można nawet przyspieszyć przebieg korozji przez karbonizację. Przy niedostatecznym pokryciu stali zbrojeniowej betonem sam zabieg impregnacji hydrofobowej nie jest wystarczającym środkiem ochronnym, lecz wymaga dodatkowo zamykającego utrwalania powierzchni betonu przed wnikaniem do wnętrza dwutlenku węgla.

Zamykające utrwalanie powierzchni
Podczas zamykającego utrwalanie powierzchni – stosowanego przeważnie jako zabieg dodatkowy do impregnacji hydrofobowej – nanosi się kolejno warstwę podkładową bogatą w rozpuszczalnik i warstwę kryjącą, bogatszą w zawiesinę. Dzięki specjalnemu składowi preparatu o dużym udziale rozpuszczalnika następuje zamknięcie porów, ale nie dąży się do wytworzenia szczelnego filmu na powierzchni, aby zachować jak najmniej zmienioną strukturę powierzchni betonu. Do utrwalania zamykającego stosuje się podobnie jak poprzednio żywice siloksanowe lub akrylowe, w przypadkach szczególnych również żywice epoksydowe. W procesie utrwalania zamykającego można zabarwiać żywice pigmentami, co pozwala na dowolne ukształtowanie kolorystyki obiektu. Z przyczyn technicznych, ale i dla zaoszczędzenia nakładu pracy, często stosuje się preparaty kombinowane, które pozwalają połączyć proces gruntowania i hydrofobowania. Dzięki utrwalaniu zamykającemu, poza ograniczeniem przenikania wilgoci uzyskuje się ograniczenie karbonizacji betonu przy pozostającej bez zmian przepuszczalności pary wodnej.

Nakładanie powłok.
Nakładanie powłok jest zabiegiem podobnym do utrwalania zamykającego. Ale w tym zabiegu poza gruntowaniem nanosi się jeszcze kilka warstw kryjących o podwyższonej zawartości zawiesiny. W ten sposób powstaje zamknięty film ochronny, o dowolnie ustalanej grubości. Gdy powierzchnia, na którą nanosi się preparaty jest surowa, szczególnie przy podkładzie uprzednio napromieniowanym, często okazuje się konieczne wstępne wyrównanie pokrywanej powierzchni podkładem szpachlowym. Ze względu na ważne znaczenie funkcji ochronnych tych powłok, w zasadzie ustalone są doświadczalnie minimalne grubości warstw, przy czym dolna ich granica to 100 ľm. Materiałami uzywanymi na powłoki są żywice akrylowe, żywice poliuretanowe, mieszaniny polimerów i żywic epoksydowych. Powłoki te mogą również charakteryzować się znaczną zdolnością do mostkowania rys. Powlekanie, zależnie od rodzaju i grubości warstwy służy, poza ochroną przed wilgocią i karbonizacją służy również jako izolacja przed innymi agresywnymi chemikaliami, szczególnie agresji soli, zawartej w wodach roztopowych.

Wskazówki praktyczne
Niestety nie było możliwe w normie DIN 1054, mającej bardzo ogólny zakres stosowania, tak, jak w przepisach ZTV – SIB 90, odnoszących się głółwnie do obiektów komunikacyjnych, umieścić odpowiednich klas zagrożenia i odpowiadających im odpowiednich systemów ochrony powierzchni. Brak ten ma jednakże również i zaletę, że już tylko na podstawie opisu systemu wyraźnie wynika, do jakiego rodzaju budowli nadaje się określony preparat ochronny.

W obu uregulowaniach technicznych (Wytyczne w przedmiocie ochrony i konserwacji obiektów budowlanych z betonu oraz Dodatkowe Warunki Techniczne i Wytyczne dla Ochrony Elementów Budowlanych – ZTV – SIB 90), dotyczących ochrony i konserwacji obiektów budowlanych z betonu, które obowiązują w odniesieniu do wszystkich budowli z betonu, żelbetu i betonu sprężonego, systemy ochrony powierzchni podzielone są na klasy zagrożenia i każdej klasie stawia się odpowiednie wymagania. Generalny wykonawca inwestycji powinien z obszernej oferty producenta umieć wybrac odpowiedni produkt, którego właściwości powinny zostać potwierdzone zasadniczo na podstawie tzw. próby gruntowania, przeprowadzonej na wybranym stanowisku badawczym.



Literatura
GRUENER M.: Korozja i ochrona betonu. Arkady, Warszawa 1987.
RUFFERT G.: Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen (Ochrona i konserwacja elementów z betonu), Bauverlag, Berlin 1990.