Вредные факторы бетона

Если вы раз в год замешиваете бетонный раствор для ремонта на даче, то волноваться вам не о чем, так как вы вряд ли сумеете вдохнуть большое количество цементной пыли ,если не будете сознательно к этому стремится.

Наиболее подозрительными, с точки зрения безопасности, компонентами в составе бетона являются – цемент и добавки. Однако сразу же отметим, что и цемент, и добавки находятся в растворе в связанном состоянии, что исключает их химическое взаимодействие с окружающей средой (с поправкой на вялотекущую коррозию, конечно).

Состав

Бетон является одним из самых массовых строительных материалов, который активно применяется при возведении самых разных объектов, начиная с дорог, заканчивая жилыми домами. В связи с широкой распространенностью, закономерен вопрос – безопасен ли бетон?

Единственной правдивой особенностью является сухой воздух в помещении во время затвердевания. Пока бетон М400 продолжает набирать максимальную прочность, он забирает часть влаги из окружающей среды. Такое воздействие не способно навредить человеку даже при наличии серьезных хронических заболеваний. Достаточно дождаться окончания процесса, который длится чуть больше месяца, чтобы почувствовать свежий воздух.

В состав строительной смеси входят простейшие компоненты. Их рассмотрение не показывает никакой опасности для здоровья взрослых и детей. Стоит отметить тонкости, отмечаемые населением, чтобы развеять ошибочные суждения.

Мелкодисперсные компоненты

Чаще всего обсуждается вред мелкодисперсных компонентов, способных попасть в воздух и повлечь за собой затрудненное дыхание. Врачи опровергают такую возможность, но все-таки люди полагают, что при наличии некоторых легочных заболеваний им придется столкнуться с новыми проблемами. Раньше в отделке применялся асбест и гипс, который после засыхания мог попасть в воздух, но сейчас этот компонент не применяется при производстве бетона.

Здесь все сложнее, так как добавки бывают разные. Оценить их реальную опасность можно только в том случае, если известен конкретный состав бетона. Впрочем, ни один производитель строительных смесей и бетонных растворов не использует всерьез опасных добавок.

Наиболее подозрительными, с точки зрения безопасности, компонентами в составе бетона являются – цемент и добавки. Однако сразу же отметим, что и цемент, и добавки находятся в растворе в связанном состоянии, что исключает их химическое взаимодействие с окружающей средой (с поправкой на вялотекущую коррозию, конечно).

Состав бетона

Следующий момент – способность свежего бетона поглощать влагу. Как следствие, внутри помещений бетонной конструкции некоторое время может быть очень сухой воздух. Теоретически, это чревато проблемами у астматиков, курильщиков, аллергиков и людей с болезнями дыхательных путей. Устраняется регулярным проветриванием, или проходит само с течением времени.

Большое значение при наборе прочности имеет влажная среда. Бетон, который твердеет во влажных условиях значительно прочнее твердеющего в сухом пространстве. При сухой среде вода быстро испаряется из бетона и его твердение замедляется или совсем останавливается. В связи с этим, преждевременное высыхание бетона, до достижения нужной прочности допускать нельзя.

Усадка бетона

Продолжительность твердения бетона имеет большое значение. Этот процесс нужно активизировать в случае ранней эксплуатационной нагрузки конструкции, уменьшения сроков распалубливания, при бетонировании зимой и в жарких условиях.

Чем накрыть бетон

Для того чтобы бетон набрал нужное качество и прочность, за ним нужен надлежащий уход. Нужно поддерживать температурный режим твердения, предотвращать возникновение температурно-усадочных деформаций и трещин, оберегать твердеющую конструкцию от механических воздействий.

• Пластификаторы улучшают пластичность бетонного раствора для лучшей обтекаемости контура внутри опалубки. Присадка делает смесь подвижной, что приводит к ее уплотнению в процессе твердения, количество капилляров на поверхности конструкции сводится к минимуму, что препятствует вхождению агрессивных веществ в тело камня;
• Гидрофобизаторы частично повторяют функцию пластификатора – они уплотняют структуру бетона для предотвращения попадания воды в капилляры;
• Ускорители твердения, как правило, приводят к уплотнению бетона и повышению его водонепроницаемости. Аналогичным действием могут обладать замедлители схватывания (зависит от добавки);
• Эластификаторы – это полимерные присадки, повышающие эластичность раствора. Они образуют хорошую защиту от проникновения влаги, растрескивания в морозы и выдуванию ветром;
• Добавки для устойчивости к сульфатам могут применяться как отдельно, так и в комплексе с сульфатостойким специальным цементом.

Объемная защита бетона

Таким образом защита бетона должна препятствовать вхождению в конструкцию агрессивных сред, увеличивать плотность и водонепроницаемость, повышать стойкость к солнечному свету. Укрепление структуры должно быть комплексным.

Способы и средства

Бетон необходимо защищать от вешних факторов, причем, способы его обработки должны быть выбраны на этапе составления проекта объекта. Лучший вариант – это сочетание нескольких средств обработки: присадки в растворе и поверхностная пропитка, облицовка или окрашивание.

Специфика данной методики в том, что невозможно предугадать объём расходуемых средств. Ввод смесей в каналы используется, как правило, совместно со способом изоляции цементными растворами, чтобы вводимые смеси распространялись внутри бетонной конструкции, а не выплёскивались обратно на поверхность.

Специальная защита бетона подразумевает эффективный комплекс работ связанных со снижением концентрации агрессивных газов и жидкостей, понижением уровня грунтовых вод, электрохимической и протекторной защитой, а также выносом вредных производственных мощностей в изолированные цеха.

Средства для защиты бетона от коррозии

В первых двух вариантах используются изоляционные средства на базе цементного раствора. Чтобы предотвратить проникание воды через мельчайшие каналы в бетонной конструкции, самым лучшим способом будет использование изоляционных средств на основе цемента, в которые добавляют минеральные химические вещества. При взаимодействии воды и ионов кальция получаются кристаллические вещества, они закупоривают каналы очень глубоко, и влага задерживается.

При сухом способе производства количество сухих запыленных газов, выносимых из современных печей, на 25–45% меньше, однако температура их достигает 350–400 °С, а масса тонкодисперсной пыли составляет 50–120 кг на тонну клинкера.

Font Size

Шум, как вредный производственный фактор, характеризуется высокой интенсивностью и его появление вызвано работой различных механизмов. В большей степени воздействию шума подвержены работники, находящиеся на площадках известнякового, железорудного и глиняного карьеров, на которых проходят взрывные работы, а также на площадке дробильно-сортировочного комплекса и непосредственно на площадке цементного завода, где располагается основное оборудование – мельницы, дробилки и печь обжига. Уровень звукового давления на таких площадках достигает 96-105 дБ, а иногда и более, что значительно превышает допустимую норму 90 дБ.

Влияние вредных производственных факторов на работников цементной промышленности

Не менее важным фактором, оказывающим неблагоприятное воздействие, являются газообразные выбросы, образующиеся в процессе производства цемента (вредные – NOx, и SO2; менее вредные соединения – VOCs (летучие органические соединения), CO, CO2, аммиак, тяжелые металлы). Газообразные выбросы по данным исследователей [4] в строительном комплексе составляют до 25% от всех глобальных выбросов промышленного производства. Они приводят к развитию таких заболеваний, как бронхит, пневмония, бронхиальная астма, сердечная недостаточность, инсульт [5].

Потенциальный вред цемента кроется в наличии в нем асбеста. Асбестовая пыль (порошок) — крайне опасна в случае попадания в дыхательные пути. Однако, реальные проблемы со здоровьем из-за данного компонента у вас могут наступить только в том случае, если вы дышите асбестовой пылью на регулярной основе, например работая на цементном заводе.

Вред бетона для здоровья

Если вы чувствуете, что материал издает неприятный «химический» запах, скорее всего, он выделяет токсичные вещества. Дурной запах – это своеобразный «индикатор», позволяющий предположить, что товар может быть опасен для здоровья. Но следует заметить, что большинство «вредной» строительной продукции не издает подозрительного запаха, поэтому надежнее все-таки ознакомиться с санитарно-гигиеническим сертификатом выбираемого изделия и поинтересоваться репутацией фирмы-производителя на строительном рынке.

Более надежна продукция известных фирм

При длительном контакте с цементной пылью страдают глаза, вплоть до заболевания коньюктивитом, появляется сухость кожи, что влечёт за собой возникновение дерматитов и оказывает негативное влияние на лёгкие, вызывая такие болезни как хронический бронхит или бронхиальную астму.

Один из самых уязвимых для влаги компонентов – гашеная известь (гидрат оксида кальция). Это вещество попадает в бетонную смесь либо в процессе ее изготовления, либо при обработке бетонных элементов водой, загрязненной вредными примесями. При проникновении влаги вглубь бетонной конструкции гидрат оксида кальция легко растворяется и вымывается, что приводит к нарушению структуры цементного камня.

Классификация видов коррозии бетона

• введение пуццолановых присадок, связывающих гидроксид кальция и повышающих водонепроницаемость бетона;
• применение бетонов повышенной плотности;
• искусственная карбонизация конструкций;
• проведение эффективных мероприятий по гидроизоляции поверхности.

Растворение компонентов бетонного камня

Устойчивость бетонного камня к сульфатсодержащим средам во многом зависит от вида минерального вяжущего. Поэтому, если планируется эксплуатация бетона в сульфатсодержащих водах, то при его производстве используются пуццолановый или сульфатостойкий цементы. Кроме неорганических кислот, коррозию могут провоцировать органические кислоты – молочная и уксусная.

Устойчивость бетонного камня к сульфатсодержащим средам во многом зависит от вида минерального вяжущего. Поэтому, если планируется эксплуатация бетона в сульфатсодержащих водах, то при его производстве используются пуццолановый или сульфатостойкий цементы. Кроме неорганических кислот, коррозию могут провоцировать органические кислоты – молочная и уксусная.

Еще один вид химической коррозии – щелочной – вызывает слишком большое количество противоморозных добавок, применяемых при производстве смеси. Чаще всего встречаются реакции между кремнеземом, содержащимся в заполнителях бетонной смеси, и соединениями калия и натрия. Хлориды калия и натрия находятся в засоленных почвах, морской воде, реагентах, используемых в борьбе с гололедом. В результате таких взаимодействий в цементном камне образуются гидратированные соединения, расширяющиеся в условиях высокой влажности с появлением трещин. Из трещин в некоторых случаях может выделяться силикат натрия.

Физическая

Водонерастворимый карбонат кальция CaCO₃ постепенно накапливается в микропорах и микротрещинах бетонного камня, вызывает увеличение его объема и становится причиной трещинообразования и последующего разрушения материала. Карбонат кальция при взаимодействии с водой и углекислым газом образует бикарбонат кальция, представляющий опасность для структуры бетона, а при наличии воды – легко вымывающийся из бетонного элемента. Чем выше концентрация углекислоты в жидкости, тем интенсивнее протекает реакция разрушения конструкции.

1. в твердых и газовых агрессивных средах используют портландцементы с минеральными добавками;
2. в жидких агрессивных средах с содержанием сульфатов — сульфатостойкие цементы и шлакопортландцементы;
3. в жидких средах с содержанием хлоридов — шлакопортландцемент, пуццолановый цемент, портландцемент с минеральными добавками.

Выбор цемента

1. Снижение водоцементного соотношения. В принципе, для обеспечения протекания реакций гидратации достаточно в/ц, равного 0,3. На практике используется в/ц 0,45–0,55 и выше, чтобы повысить подвижность бетонной смеси. Однако излишки воды, не прореагировав с компонентами цемента, испаряются, оставляя дополнительные поры в толще бетона, что негативно влияет на его плотность.
2. Применение пластификаторов. Эти химические добавки обладают пластифицирующими и водоредуцирующими свойствами. Они позволяют снизить в/ц и при этом увеличить подвижность смеси. В итоге бетонная смесь укладывается плотно, без пустот, количество и диаметр пор сокращаются. Дополнительный плюс — возможность сэкономить до 20% цемента, а также уменьшить расход воды. Благодаря тому, что пластификатор продлевает срок жизни раствора и предотвращает расслаивание, применение этой добавки оправдано и на растворных узлах, и в частном строительстве, когда требуется время для транспортировки смеси либо для не слишком высокого темпа работ, выполняемых вручную.
3. Применение гидрофобизирующих добавок, в том числе, совместно с пластификаторами. Такой метод называется объемной гидрофобизацией, ведь гидрофобность бетона повышается во всем его объеме. Особенно часто объемная гидрофобизация используется при устройстве фундаментов, цоколей и подвалов. Гидрофобизаторы в бетонной смеси вытесняют пузырьки воздуха, а вследствие того, что они более плотно обволакивают частицы цемента, смесь становится более подвижной и укладывается плотнее. В итоге получается водостойкий бетон. Гидрофобизирующие добавки бывают сухие (порошковые), в виде пасты либо жидкие, готовые к работе. Последние легко дозировать и добавлять в воду затворения.
4. Применение фиброволокна с целью уменьшить усадку бетона и избежать образования трещин.
5. Объемная гидрофобизация инъекционным методом. Она может быть сделана уже на готовом изделии. В бетоне просверливают отверстия, в которые вносят гидрофобизатор. Это дорогой, но не такой надежный метод защиты, потому что требует многократной проверки насыщения бетона гидрофобизатором, такая работа проводится только в лабораторных условиях на образцах, отобранных на объекте.

Применение добавок в бетонную смесь

В любой бетонной конструкции обязательно есть швы. Это могут быть конструктивные, усадочные, температурные и другие виды швов, а также стыки в местах соединения отдельных элементов конструкции. Все эти швы и стыки — потенциальные места протечек, поэтому они требуют надежной гидроизоляции, для чего используются следующие методы: