В силу природы цементных бетонов они не могут быть абсолютно плотными, поэтому их надо защищать от агрессивной среды.
При необходимости применения бетонных или железобетонных конструкций в агрессивных грунтовых или промышленных водах, минерализация которых превышает нормы, допустимые для цементного бетона (СН 249—63), следует применять различные способы защиты бетона от химического воздействия.
Это достигается путем покраски, обмазки, обклейки или пропитки бетона относительно химическистойкими материалами.
Защита бетона от агрессивного действия жидких сред только путем пропитки его петролатумом, битумом, каменноугольной смолой или искусственными смолами. Опыт показывает, что при заполнении пор в бетоне той или иной смолой, и в частности битумом, повышается механическая прочность бетона на растяжение при изгибе, водонепроницаемость, морозостойкость, водо- и коррозионная стойкость и в целом долговечность.
По опыту некоторых организаций возможна защита поверхности свай от агрессивной среды покрытием из эпоксидной смолы по эпоксидной шпаклевке, что, однако, требует дополнительной проверки.
Железобетонные сваи пропитываются петролатумом.
После термообработки сваи выдерживаются в цехе при температуре воздуха ~20°С в течение 1—2 дней. Непосредственно перед пропиткой сваи обеспыливаются и с помощью крана укладываются в металлическую ванну емкостью на 12 свай. На дне ванны проложены регистры подогрева. Сваи укладываются в три яруса на деревянные прокладки 100X120 мм, установленные строго по вертикали на расстоянии 0,207 длины свай от концов. Затем в ванну насосом подается петролатум, разогретый до температуры 50—60°С, с таким расчетом, чтобы над верхней сваей был слой петролатума не менее 200 мм. Температура петролатума в течение 2—3 ч поднимается до 125°С, и при этой температуре сваи выдерживаются 4 ч. Затем в течение 3—4 ч температура петролатума снижается до 50—60°С, и сваи выдерживаются еще 3 ч. После этого петролатум сливается, а сваи выдерживаются при положительной температуре в течение 2 ч. Общая продолжительность процесса достигает 14—16 ч.
Глубина пропитки свай должна быть не менее 6—8 мм. Контроль глубины пропитки производится по контрольным кубикам из бетона, приготовляемым одновременно с набивкой свай в количестве 3— 6 шт. на каждую ванну.
Пропитка сборных бетонных и железобетонных изделий производится битумно-петролатумной смесью, состоящей из 80% битума и 20% петролатума, битумом марки II и III или каменноугольной смолой.
В каменноугольную смолу, предварительно обработанную, вводят молотую элементарную серу в количестве 0,75% веса обезвоженной смолы и постепенно нагревают до 160°С при непрерывном перемешивании.
Процесс пропитки осуществляется следующим образом.
В специальную ванну загружают битум или обработанную каменноугольную смолу и нагревают до температуры 90—95°С. Затем в расплавленную массу погружают изделия, которые к моменту начала пропитки должны иметь прочность, предусмотренную проектом, и постепенно нагревают битум или обработанную каменноугольную смолу до температуры 105—П0°С.
При этом происходит вспенивание битума за счет удаления влаги из бетона пропитываемых изделий. По окончании вспенивания температура в ванне поднимается до 160—170°С, после чего она снижается до 90—70°С. В процессе охлаждения бетона и происходит наиболее интенсивная пропитка за счет конденсации пара и уменьшения объема воздуха в порах бетона.
Контроль за ходом пропитки ведут по контрольным образцам-кубикам, изготовленным из той же бетонной смеси. Для увеличения глубины пропитки имеет большое значение повышение температуры до 160—170°С, применение более легкоплавких битумов или, лучше, обработанных смол.
Обработанные каменноугольные смолы должны иметь температуру размягчения 40—70°С (по методу «кольцо и шар»), растяжимость и проницаемость ближе к аналогичным показателям для битумов марок II и III. Контрольные образцы извлекают из ванн через определенные промежутки времени и разбивают для определения глубины пропитки. Пропитка бетона черными вяжущими на глубину 10 мм повышает предел прочности бетона на растяжение при изгибе на 20— 25%, а при глубине пропитки до 20 мм — на 35—45%.
Расход черных вяжущих на пропитку бетона при глубине пропитки 20 мм обычно не превышает 1—2 кг на 1 м2 поверхности изделий.
В условиях бактериальной коррозии и при наличии в агрессивных водах нефти или нефтепродуктов применяется пропитка обработанной каменноугольной смолой.
По зарубежным данным, поверхность бетона сооружения можно защитить от действия напорной воды путем нанесения тонкого покрытия из легкоплавких и стойких металлов.
Покрытие наносится методом металлизации, разбрызгивания расплавленных цинка или свинца из специального пистолета, работающего с помощью газа или электроэнергии и сжатого воздуха. Такое покрытие не пропускает воду под давлением до 15 атм и стойко при действии минерализованных сульфатных вод. Менее надежно защищает поверхность бетона от агрессивных сред покрытие жидким стеклом (силикат натрия), растворами сернокислого алюминия или цинка, фторидов кремния.
Обработка поверхности бетонных изделий четырехфтористым кремнием SiF4 значительно повышает водонепроницаемость и кислото-стойкость бетона за счет уплотнения и образования труднорастворимого фтористого кальция CaF2.