Jednoduchá a úspešná sanácia betónov vďaka nanotechnológii

PRÍČINY POŠKODENIA BETÓNOV
Korózia betonárskej výstuže pôsobením zmeny alkalického prostredia betónu - karbonatizácia betónu
Typické príčiny:

• kyslý dážď,
• 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 komunikácií,
• znečistená zámesová voda 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

• alkalická reakcia prídavných látok,
• nesprávne tuhnutie a tvrdnutie,
• rýchle odparovanie a vylučovanie vody alebo tvorba dutín spôsobovaná 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 sanácií betónov je potrebný 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. decembra 2008) má pre-dovšetkým zohľadňovať všetky aspekty procesov opráv a sanácií:

• definície a zásady opráv a sanácií,
• nutnosť dôkladnej technickej diagnostiky príčin vzniku poruchy, ešte pred samotným rozhodnutím o procese opravy a sanácie,
• presná špecifikácia potrieb zákazníka,
• presne špecifikované 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

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

• lepšia priľnavosť k podkladu,
• vyššia hustota a dostatočné zabránenie prenikaniu vody,
• nižšie zmrašťovanie,
• vyššia pevnosť v ťahu,
• minimálna možnosť vzniku trhlín,
• lepšie spolupôsobenie s betónom,
• vyššia tixotropia,
• 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 – gekón môže liezť po stenách a podlahách, dokonca aj po skle? Odpoveďou je nanotechnológia. 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 absorpciu cementových častíc, pre riadenú efektivitu dispergácie  a kontrolu priebehu hydratácie.
Vďaka výskumu v oblasti nanotechnológií, nám táto umožňuje riadiť spotrebu vody a kontrolovať konzistenciu 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, vláknami vystužené produkty, 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 špeciá-lne 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 zmrašťovaním, pri tvrdnutí zväčšuje svoj objem, používa sa ako opravná malta pre nosné konštrukcie. Emaco Nanocrete R4 predstavuje výsledok 30-ročného 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,
• chladiarenských veží a komínov, zariadení na úpravu vody a čističiek odpadových vôd

Poškodená betónová konštrukcia vodnej elektrárne - ilustračné foto

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,
• na 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.

Nanotechnology for Simple and Successful Restoration of Damaged Concrete Structures
It has been estimated that 50 % of the annual construction costs in Europe is spent on repairs and reconstruction of buildings, structures and facilities. This situation is becoming really relevant, as the infrastructure ages, and budget and resource restrictions on new build become ever tighter. This figure can even rise in future. Repairs and restoration of damaged reinforced concrete structures is therefore very important. The article introduces a solution of this problem with the range of products Emaco Nanocrete.

Простаяа и успешная санация бетонов благодаря нанотехнологии
Приблизительно считается, что 50 % строительных расходов в год в Европе уходит на санацию и ремонт имеющихся зданий, конструкций и установок. При старении инфраструктуры, а также ограничении смет и средств для новостроек, эта ситуация становится очень актуальной. Эта цифра может в будущем еще возрастать. Поэтому ремонты и санации поврежденных железобетонных конструкций очень важны. В статье представлено решение в виде изделия серии Emaco Nanocrete.

Autor

• Ing. Soboňa Marián