Вопросы о KALMATRONÒ

Вопросы о KALMATRONÒ

Концептуальный обзор кольматирующих материалов.

Множество вопросов о KALMATRONÒ справедливы, поскольку терминологически адресованы к большой группе материалов-уплотнителей. Эти материалы применяются как добавки в строительные цементосодержащие смеси или покрытия на бетонные и кладочные конструкции. Концепция их такова: независимо от процессов формирования или рекуперации цементного камня, эти материалы создают дополнительную аморфно-кристаллическую среду в пограничных обьёмах цемент-заполнитель и собственно пор и капилляров. Также известно об этих материалах, что заполняется 100% пор глубиной от нескольких сантиметров до 1 метра. Вот бы узнать, как это измерялось. В нашем буклете «KALMATRONÒ EXPERIMENT» показан специальный датчик с прецизионной чувствительностью к изменению содержания влаги в бетоне и оценки температуры и деформаций, вызванных этим увлажнением. Мы это делали на самом деле с большим временем на калибровку.

Таким образом, внутри ремонтируемого бетона организовывается в большинстве случаев инородная ему структура со своей реологией и термодинамикой. Положительный эффект присутствия в том, что бетон является более уплотнённым. Но поскольку матрица бетонной структуры есть поле математической неоднородности, то следует прояснить, как это самое “более уплотнённым” должно выглядеть.

Поскольку наименьший диаметр капилляров и пор цементного камня в пределах от 500Ǻ и до 10,000 Ǻ, а молекула воды – как критерий проницаемости – имеет диаметр 4 Ǻ, тогда, чтобы действительно заполнить этот объём, мы должны добиться увеличения объёма от 125 до 2500 раз! Предпочтительно это должно произойти за короткое время, чтобы обеспечить полезную глубину кольматации пор. Если это так, то мы работаем уже в области астрофизики, где этот порядок изменения обьёмов во времени достаточен для описания моделей сверхновых. А если это не так, то мы имеем дело с весьма умеренным запечатыванием пор коалинитами, алюмосиликатами и слагами там, где есть свободный обьём механического заполнения пор. В сущности, мы обнаружили составные компоненты высокоалюминатных глин, минерализованных солями натрия и/или калия. Возьмите любой известный продукт под спектрометер и получите идентичную минералогическую модель.

Другая сторона, это неконтролируемый рост объёма материала-уплотнителя, что особенно опасно, если материал использован как добавка бетон. А поскольку материал-уплотнитель неоднороден цементному камню, то даже изменение температуры вызовет расслоения структуры из-за разных коэффициентов линейного температурно-влажностного расширения. Для покрытий это чревато от небольшого разочарования до оголения арматуры.

Очевидно, что диаметр пор - это не параметр непроницаемости бетона, но функция однородности распределения пор в бетоне с учётом вязкости внутриструктурных растворов, где:

Ø  Градация разновидностей пор должна быть малой с тем, чтобы снизить внутрипоровые гидравлические пороги, которые ответственны за растягивающие напряжения при увлажнении, высыхании, замораживании и оттаивании;

Ø  Вязкость внутрипоровых растворов должна быть высока с тем, чтобы сохранить гель от высыхания и быть раствором для диффузной влаги и испарений.

Свободная известь как реагент кольматации.

Наконец-то это кому-то пригодилось. Свободная известь в бетоне обязана естественному присутствию в сырье и пассивным продуктам гидратации. Она держит воду, снижает структурную плотность и морозостойкость, является проводником поровой воды, собирает соли извне, локализуя напряжения, обеспечивает ржавление арматуры и анкеров и т. д. Попробуем оценить, как это полезно для ремонта. Когда защитная композиция применена на поверхности как защитный слой, её растворенная часть – начиная с воды – заработает как это следует ниже:

1.  CaO + H2O Þ Ca(OH)2

2.  Ca(OH)2 + CaCl2 Þ ß Ca(OH)Cl2 + CaOH

3.  Ca(OH)2 + NaNO3 Þ ß Ca(OH)NO3 + NaOH (1)

4.  Ca(OH)2 + Na2SO4 Þ ß CaSO4 + 2NaOH

5.  Ca(OH)2 + Na2CO3 Þ ß CaCO3 + 2NaOH

Page 2. Kalmatron Corporation to Russia

Очевидно, известь как проводник влаги обеспечивает проницание водного раствора защитной композиции на глубину смачивания. Капиллярный подсос есть гидравлический процесс, который при смачивании наблюдаться не может. Осмотический перенос осуществим при наличии полупроницаемых мембран, каковой известь не является. Терминологический инструмент использован неправильно.

Cвободный оксид кальция (известь) в контакте с водой образует calcium hydroxide. Calcium hydroxide тогда принимает участие в обменной реакции с sodium nitrate и calcium carbonate и sulfate (если они там есть), а также с calcium chloride, формируя легко и трудно растворимые кристаллы hydroxonitrates Ca(OH)NO3 . По мере высыхания это будет продолжать расти с использованием свободной поровой влаги и ионов Ca, высвобождаемых из геля цементного камня. Вот эти кристаллы представляют заполняющий и микро усиливающий эффекты внутри пустот и пор. Таким образом, для рассматриваемой группы продуктов первичный кольматационный эффект обязан воде и извести. Но этого недостаточно, чтобы обеспечить кольматацию пор в глубине структуры. До этой структуры надо добраться, чтобы всё время работали реакции (1). Эти реакции (1) дали громадный бизнес очистки и распиливания бетонов у нас в США. Инструкции компаний, производящих защитные покрытия, требуют этого.

Может быть поэтому на перекрытии башни в Березниках примененый продукт “Ксайпекс” имел возможность внедриться в открытые поры молодого бетона и был не размещён в загрязненные поры старого? С KALMATRONÒ это наоборот, поскольку разработанный для ремонта продукт KF-B успешно работает со старыми бетонами. Для новых бетонов мы разработали другую концепцию защитных покрытий и инжекций.

Следовательно, “Ксайпекс” там не был виновен. Этот продукт требует зачистки бетона до структурно свежей поверхности, и в этом случае будет работать хорошо. Также и “Вандекс”, и “Пенетрон”, и ”Кристалл ” и т. п. Вероятно, компании, применяющие эти продукты, получили коммерчески улучшенный вариант инструкций по применению. Это всегда случается, когда нет контака с производителем. В Венесуэле, например, KALMATRONÒ KF-С, предназначенный для заделки напорных течей в бетоне, применяется и официально включен в каботажный список исключительно для ремонта судов. А течи в бетонах они заделывают сухим KF-B. Оспорить это невозможно.

KALMATRONÒ KF-B разработан для ремонта старых или корродированных бетонов. Это другая концепция, она основана на рекуперации цементного зерна. Например, для цементного зерна поперечного размера 50 mm глубина гидратации есть 4 mm на 28 день созревания бетона и 8 mm после года. Полная гидратация достигается постоянным перемешиванием цемента в воде в течение 5 дней. KF-B выполняет эту работу в течение нескольких часов, раскисляя старое зерно с образованием геля, который и является показателем непроницаемости и долговечности бетонной структуры.

Для новых бетонов мы разработали другую концепцию защитных покрытий и инжекций, которая также далека от зависимости наличия извести.

Концептуальный обзор KALMATRONÒ реакций.

KALMATRONÒ это неорганический окислитель макро-микро металлосодержащих элементов, изначально присутствующих в цементах, заполнителях и сопутствующих ингредиентах строительных растворов и бетонов, обеспечивающий возрастание геле-кристаллической поверхности, что классифицировано в соответствие с ASTM как Type C – accelerating admixtures and Type F – water-reducing, high range admixtures (See ASTM C 494: “Standard Specification for Chemical Admixtures for Concrete”).

Равно как новый, дефектный и старый бетоны содержат то же самое количество полезных бетону металлосодержащих минералов, которые не используются совсем, поскольку активным агентом гидратации является только вода. KALMATRONÒ обеспечивает их активизацию на любой стадии от затворения смеси до нанесения на бетон. Ступенчатая растворимость KALMATRONÒ-компонентов позволяет проводить последовательную цепь четырёх реакций без пересечений, если затворение и перемешивание сделаны правильно. В противном случае реакции будут задержаны до 30 дней и даже дольше. Но результат применения будет достаточен. Мы доказали, что даже при отслоении KF-B непроницаемость бетона сохраняется устойчиво по площади применения. Итак, реакции могут быть описаны в следующей редакции:

1.  Растворение цементного зерна при ускоренной гидратации. Первая реакция обеспечивает быструю гидратацию за счёт ослабления молекулярных напряжений воды позитивно заряженными частицами искусственных минералов. Эта реакция проявляется при замесе KF-B:

Page 3. Kalmatron Corporation to Russia

§  Малый расход воды как 1 : 3.

§  Низкая осадка и усадочные напряжения при хорошей укладываемости смеси.

§  Быстрое проникание в старый бетон на этапе смачивания.

Аналог известному. Этот тип реакции близок применению солевых водных растворов, которые способны проникать простым смачиванием быстрее воды. Но солевые растворы не столько растворяют, сколько разрушают цементное зерно осмотическим расслоением. При высыхании образуются кристаллы, разрушающие всю структуру. Результат называют «белая смерть бетона». Мы использовали осмотический механизм гелевых мембран без последующей кристаллизации.

2.  Окисление металлосодержащих элементов. Внесение отрицательно заряженных частиц искусственных минералов обеспечивает магнитную переориентацию молекул воды. Ослабление их связей во времени определяют ротацию цементных частиц и даёт существенную свободу вовлечь большую часть цементных зёрен в процессе идущей гидратации. В сущности, это и есть окисление. Эта реакция обеспечивает:

§  Рекуперацию цемента в старом бетоне. Покрытая KF-B поверхность всегда близка по плотности и цвету к «железнённым» бетонам и растворам.

§  Увеличение плотности и однородности поровых групп. Раскисленные частицы старого бетона трансформируются в гель и геле-фазные растворы, которые активно заполняют резервные объёмы структуры бетона (поры, полости, трещины, расслоения и т. д.).

§  Возрастание прочности. По мере высыхания гелевых фаз образуются кристаллы, однородные по происхождению существующему цементному камню. Это важно для долговечности.

§  Водонепроницаемость. Возрастает от 2 до 4 раз даже при измерении вакуумными приборами.

§  Сопротивление коррозии выше любых сравниваемых продуктов.

§  KALMATRONÒ KF-B, нанесенный на бетон, придаёт ему свойства высоко алюминатных бетонов.

Аналог известному. Очевидна схожесть с применением омагниченной воды. Отличие с KALMATRONÒ состоит в устойчивом residual magnetic effect. Последователи KALMATRONÒ в Японии изобрели добавку с одной этой функцией из перемолотого в порошок магнетика. Результат применения неустойчив, поскольку неучтена хаотичность естественной магнетопроводимости растворов и бетонов.

3. Коллоидация свободной поровой влаги. По всем признакам этот процесс близок сгустителям растворов и воды. Поскольку внутрипоровые растворы сгущаются при несущественном испарении, тогда:

Ø  Поверхностное испарение не вызывает наблюдаемых пограничных напряжений.

Ø  Газонепроницаемость возрастает после 45 – 60 суток.

Ø  Внутрипоровые осмотические давления снижаются, и поэтому гидротермические деформации

неизмеряемы в диапазоне трещинообразования.

Ø  Номер пор близок к упорядоченному ряду чисел.

§  В это время осаждение густеющих растворов на поверхность стенок резервных объёмов обеспечивает механическое уплотнение на глубине осмотического проницания.

Аналог известному. Эта реакция как естественный, но ускоренный процесс дозревания бетонной структуры. В нашем случае это локализовано глубиной осмотического проницания. Увеличить эту глубину более 15 см возможно 3-х часовым смачиванием бетонной поверхности слабым раствором солей натрия перед производством работ по применению KALMATRONÒ KF-B.

4. Стабилизация цеметной пасты. Это результат естественно растущей вязкости внутрипоровых растворов цементной пасты. Ускорение этого процесса достигнуто на начальном этапе, но уже даёт эффект глубинного железнения, что подтверждается измерениями высокой электропроводимости защищенного бетона в этот период времени. По окончании стабилизации проводимость весьма близка стандартной. Процесс обеспечивает следующие преимущества:

§  Микроструктурное уплотнение, измеряемое проводимостью и сопротивлением нефтепродуктам с высокой удельной поверхностью.

§  Естественное снижение ползучести бетона с возрастанием монолитности бетона на защищенную глубину.

§  Стабильный рост прочности после 91 суток.

§  Защищённый бетон после 45 суток способен выдержать 350 циклов ПЗО после солевой ванны.

Page 4. Kalmatron Corporation to Russia

§  Водонепроницаемость независима от физического состояния защищенной поверхности.

§  Сопротивление коррозиям независимо от физического состояния защищенной поверхности.

§  Во влажной среде KF-B поверхность превосходит «железнённую» поверхность бетона.

Аналог известному. Очевидна схожесть с «железнением» бетонов или покрытием растворами с высоко-алюминатными цементами. Также близкий аналог инжекции бетонов коллоидами с последующей затиркой металлической щеткой.

Здесь использованы концептуальные описания работы KALMATRONÒ KF-B. Более детально с термодинамической и химической концепцией можно ознакомиться в статье о KALMATRONÒ.

Контроль качества производства работ.

Представим фазовую диаграмму молодого товарного бетона как:

·  10% - химически свободная вода,

·  2.5% - испарения,

·  23% - коллоиды,

·  и 64.5% - это твёрдая часть, где 25% - близко к кристаллической структуре.

И ещё сделаем измерение плотности структуры ультразвуковым методом и измерения влажности влагомером. Через год большая часть фаз сместится в сторону кристаллической составляющей, что будет регистрировано возрастанием плотности от 3% до 5% и снижением влажности до 6% при измерении теми же методами. С применением KALMATRONÒ KF-B мы получим этот эффект после 7 – 28 дней.

Испытания эффективности защиты старых бетонов стандартными методами далеки от реальности, поскольку продукт применяется на абсолютно свежих образцах бетона. Именно поэтому весьма трудно доказать эффективность продукции этого класса. Выбуривание керн более объективно, но требует статистической плотности от 10 образцов с одной поверхности, что очень дорого.

Проверка вакуумными аппаратами на непроницаемость известна случайностью показаний, поскольку поверхность бетона или даже защитного покрытия далека от требований вакуумизации.

Таким образом, сочетание измерений плотности и влажности неразрушающими методами позволяет дать объективную оценку влияния защитной композиции на бетон во времени.

Не сомневайтесь обратиться к нам за консультацией перед началом работ. Мы обеспечим возможность независимого наблюдения за улучшением качества защищённого бетона, и получение объективной оценки обновлённой конструкции.

С уважением, Др.

Материал предоставлен компанией