Επισκευή Σκυροδέματος & Πρόσθετα: Υλικά Προστασίας & Βελτίωσης (EN 1504/934)

1. Εισαγωγή: Ανθεκτικότητα Σκυροδέματος και Ανάγκη Προστασίας/Επισκευής

Το σκυρόδεμα είναι ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα δομικά υλικά, γνωστό για την αντοχή του σε θλίψη και τη σχετικά χαμηλή του τιμή. Ωστόσο, δεν είναι άτρωτο. Με την πάροδο του χρόνου και υπό την επίδραση περιβαλλοντικών παραγόντων, οι κατασκευές από σκυρόδεμα υφίστανται φθορές που μπορούν να μειώσουν τη διάρκεια ζωής τους, τη λειτουργικότητά τους και την ασφάλειά τους. Η κατανόηση των μηχανισμών φθοράς είναι απαραίτητη για την εφαρμογή αποτελεσματικών στρατηγικών προστασίας και επισκευής.

1.1 Μηχανισμοί Φθοράς

Οι κυριότερες αιτίες φθοράς του οπλισμένου σκυροδέματος περιλαμβάνουν:

• Διάβρωση Οπλισμού: Αποτελεί την πιο συχνή και σοβαρή αιτία πρόωρης φθοράς. Ο χαλύβδινος οπλισμός προστατεύεται φυσιολογικά από τη διάβρωση λόγω του υψηλού pH (αλκαλικότητας) του περιβάλλοντος σκυροδέματος, το οποίο δημιουργεί ένα παθητικό προστατευτικό στρώμα οξειδίων στην επιφάνειά του. Ωστόσο, δύο κύριοι μηχανισμοί μπορούν να καταστρέψουν αυτό το στρώμα:
  • Ενανθράκωση: Το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) από την ατμόσφαιρα διεισδύει στους πόρους του σκυροδέματος και αντιδρά με την υδροξείδιο του ασβεστίου (προϊόν ενυδάτωσης του τσιμέντου), μειώνοντας το pH. Όταν το μέτωπο της ενανθράκωσης φτάσει στον οπλισμό, το προστατευτικό στρώμα καταστρέφεται και η διάβρωση μπορεί να ξεκινήσει παρουσία υγρασίας και οξυγόνου.
  • Προσβολή από Χλωριόντα: Τα ιόντα χλωρίου (που προέρχονται από θαλασσινό νερό, άλατα αποπάγωσης ή ακόμη και από τα ίδια τα συστατικά του σκυροδέματος) μπορούν να διεισδύσουν στο σκυρόδεμα και, όταν η συγκέντρωσή τους στον οπλισμό ξεπεράσει ένα κρίσιμο όριο, διασπούν τοπικά το παθητικό στρώμα, προκαλώντας εντοπισμένη (σημειακή) διάβρωση, ακόμη και σε υψηλό pH. Η διάβρωση είναι μια ηλεκτροχημική διαδικασία που παράγει οξείδια του σιδήρου (σκουριά). Αυτά τα προϊόντα διάβρωσης έχουν σημαντικά μεγαλύτερο όγκο από τον αρχικό χάλυβα (έως και 6 φορές), ασκώντας τεράστιες εσωτερικές τάσεις στο περιβάλλον σκυρόδεμα. Αυτές οι τάσεις οδηγούν αρχικά σε ρηγμάτωση κατά μήκος του οπλισμού και τελικά σε αποκόλληση και απόπτωση του σκυροδέματος επικάλυψης (αποφλοίωση).
• Χημική Προσβολή: Διάφορες χημικές ουσίες μπορούν να προσβάλουν το σκυρόδεμα, όπως τα θειικά άλατα (που βρίσκονται στο έδαφος ή σε βιομηχανικά περιβάλλοντα) τα οποία αντιδρούν με συστατικά του τσιμέντου προκαλώντας διόγκωση και αποσάθρωση. Οξέα επίσης διαβρώνουν το σκυρόδεμα.
• Φυσικές Αιτίες: Οι επαναλαμβανόμενοι κύκλοι ψύξης και απόψυξης, ιδιαίτερα σε κορεσμένο σκυρόδεμα, μπορούν να προκαλέσουν εσωτερικές τάσεις και ρηγματώσεις λόγω της διαστολής του παγιδευμένου νερού κατά την πήξη του. Η τριβή και η κρούση μπορούν επίσης να προκαλέσουν επιφανειακή φθορά, ειδικά σε δάπεδα και οδοστρώματα.

1.2 Στρατηγικές Προστασίας και Επισκευής (ΕΝ 1504)

Η αντιμετώπιση της φθοράς του σκυροδέματος απαιτεί μια συστηματική προσέγγιση, η οποία κωδικοποιείται στη σειρά Ευρωπαϊκών Προτύπων ΕΝ 1504 “Προϊόντα και συστήματα για την προστασία και επισκευή δομημάτων από σκυρόδεμα”. Το πρότυπο αυτό παρέχει ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο που καλύπτει τη διάγνωση, τις αρχές και μεθόδους προστασίας και επισκευής, τις απαιτήσεις για τα υλικά, την εκτέλεση των εργασιών και τον ποιοτικό έλεγχο.

Το ΕΝ 1504-9 ορίζει 11 βασικές Αρχές για την προστασία και την επισκευή, οι οποίες καλύπτουν τόσο τις βλάβες στο ίδιο το σκυρόδεμα (Αρχές 1-6) όσο και τις βλάβες λόγω διάβρωσης του οπλισμού (Αρχές 7-11). Οι στρατηγικές περιλαμβάνουν:

• Προστασία έναντι διείσδυσης (Αρχή 1)
• Έλεγχος υγρασίας (Αρχή 2)
• Αποκατάσταση σκυροδέματος (Αρχή 3)
• Δομική ενίσχυση (Αρχή 4)
• Αύξηση φυσικής αντοχής (Αρχή 5)
• Αύξηση χημικής αντοχής (Αρχή 6)
• Διατήρηση ή αποκατάσταση παθητικότητας οπλισμού (Αρχή 7)
• Αύξηση ηλεκτρικής αντίστασης σκυροδέματος (Αρχή 8)
• Καθοδικός έλεγχος (Αρχή 9)
• Καθοδική προστασία (Αρχή 10)
• Έλεγχος ανοδικών περιοχών (Αρχή 11)

Μια επιτυχημένη επέμβαση επισκευής δεν περιορίζεται στην απλή αφαίρεση και αντικατάσταση του κατεστραμμένου υλικού (“μπάλωμα”). Απαιτείται η κατανόηση της βαθύτερης αιτίας της φθοράς (π.χ., διάβρωση οπλισμού λόγω ενανθράκωσης ή χλωριόντων) και η εφαρμογή ενός ολοκληρωμένου συστήματος που αντιμετωπίζει τόσο τα ορατά συμπτώματα (ρωγμές, αποφλοιώσεις) όσο και την υποκείμενη αιτία. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει τον σχολαστικό καθαρισμό του οπλισμού, την εφαρμογή αντιδιαβρωτικής προστασίας σε αυτόν, τη χρήση κατάλληλων επισκευαστικών κονιαμάτων, ενδεχομένως την εφαρμογή αναστολέων διάβρωσης και, τέλος, την εφαρμογή μιας προστατευτικής επίστρωσης στην επιφάνεια για την πρόληψη μελλοντικής διείσδυσης επιβλαβών παραγόντων. Η παράλειψη αντιμετώπισης της αιτίας συχνά οδηγεί σε επανεμφάνιση της βλάβης σε σύντομο χρονικό διάστημα.

2. Επισκευαστικά Κονιάματα Σκυροδέματος: Κατηγορίες και Εφαρμογές

Τα επισκευαστικά κονιάματα αποτελούν τον πυρήνα των επεμβάσεων αποκατάστασης σκυροδέματος, αντικαθιστώντας το κατεστραμμένο υλικό και αποκαθιστώντας το σχήμα και, σε πολλές περιπτώσεις, τη φέρουσα ικανότητα του στοιχείου.

2.1 Κατηγοριοποίηση κατά EN 1504-3

Το πρότυπο EN 1504-3 “Επισκευή φερόντων και μη φερόντων στοιχείων” καθορίζει τις απαιτήσεις απόδοσης για τα επισκευαστικά κονιάματα και σκυροδέματα. Ταξινομεί τα προϊόντα σε τέσσερις κατηγορίες (R4, R3, R2, R1) με βάση συγκεκριμένα κριτήρια απόδοσης, όπως η ελάχιστη θλιπτική αντοχή, η αντοχή πρόσφυσης με το υπόστρωμα σκυροδέματος, η περιεκτικότητα σε χλωριόντα, η τριχοειδής απορρόφηση νερού και, για τις δομικές κατηγορίες (R4, R3), η αντοχή σε ενανθράκωση και το μέτρο ελαστικότητας.

• Κατηγορία R4: Προϊόντα υψηλών επιδόσεων, κατάλληλα για τις πιο απαιτητικές δομικές επισκευές, όπου απαιτούνται πολύ υψηλές αντοχές (>45 MPa θλιπτική αντοχή) και συμβατότητα με σκυρόδεμα υψηλής αντοχής. Παραδείγματα: KÖSTER Repair Mortar R4, Sintecno SINTOCRETE R4, Sika MonoTop®-627 HP, Finomix RP4000.
• Κατηγορία R3: Προϊόντα κατάλληλα για δομικές επισκευές σε σκυρόδεμα μέσης αντοχής (>25 MPa θλιπτική αντοχή). Αποτελούν την πιο συχνά χρησιμοποιούμενη κατηγορία για γενικές δομικές επισκευές. Παραδείγματα: Sintecno Betonfix RCA R3, Sintecno SINTOCRETE Basic, Bauer Betofix R3, Finomix RP4000 Rapid, RP4100, RP4800 gunite.
• Κατηγορία R2: Προϊόντα κατάλληλα για μη δομικές επισκευές, όπως επιφανειακές αποκαταστάσεις, εξομαλύνσεις, γεμίσματα πόρων (>15 MPa θλιπτική αντοχή). Παραδείγματα: Sika MonoTop®-112 MultiUse Repair, Finomix RP4200, RP4300 stucco-rep, Sintecno BASIC MALTA-M15/F.
• Κατηγορία R1: Προϊόντα για μη δομικές επισκευές με χαμηλότερες απαιτήσεις αντοχής (>10 MPa θλιπτική αντοχή).

Η ύπαρξη αυτών των τυποποιημένων κατηγοριών κατά ΕΝ 1504-3 αποτελεί ένα πολύτιμο εργαλείο για τους μηχανικούς και τους κατασκευαστές. Παρέχει ένα κοινό, αντικειμενικό πλαίσιο αναφοράς για την προδιαγραφή και την επιλογή επισκευαστικών κονιαμάτων με συγκεκριμένα, εγγυημένα επίπεδα απόδοσης. Αυτό διασφαλίζει τη συμβατότητα του επισκευαστικού υλικού με το υφιστάμενο σκυρόδεμα και την ποιότητα της επισκευής, ανεξάρτητα από τον εκάστοτε κατασκευαστή του προϊόντος. Η επιλογή δεν βασίζεται πλέον μόνο στην εμπορική ονομασία, αλλά σε τεκμηριωμένα χαρακτηριστικά απόδοσης.

2.2 Τύποι και Ιδιότητες Επισκευαστικών Κονιαμάτων

Τα σύγχρονα επισκευαστικά κονιάματα διατίθενται σε διάφορους τύπους, με ειδικές ιδιότητες προσαρμοσμένες σε συγκεκριμένες απαιτήσεις εφαρμογής:

• Τσιμεντοειδή (CC - Cementitious Mortar): Η βάση τους είναι το υδραυλικό τσιμέντο (συνήθως Portland) και επιλεγμένα αδρανή. Αποτελούν την παραδοσιακή μορφή επισκευαστικών κονιαμάτων.
• Τροποποιημένα με Πολυμερή (PCC - Polymer Cement Concrete/Mortar): Περιέχουν επιπλέον πολυμερείς ρητίνες (συνήθως σε μορφή γαλακτώματος ή επαναδιασπειρόμενης σκόνης) που βελτιώνουν σημαντικά διάφορες ιδιότητες, όπως η πρόσφυση στο υπόστρωμα, η ευκαμψία, η στεγανότητα, η αντοχή σε χημικές προσβολές και η εργασιμότητα. Το KÖSTER Repair Mortar μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως PCC με την προσθήκη KÖSTER SB Bonding Emulsion.
• Ινοπλισμένα: Περιέχουν κοντές συνθετικές (π.χ., πολυπροπυλένιο, πολυακρυλονιτρίλιο) ή μεταλλικές ίνες, οι οποίες συμβάλλουν στον έλεγχο των ρηγματώσεων λόγω πλαστικής συρρίκνωσης και συρρίκνωσης ξήρανσης, και βελτιώνουν την αντοχή σε εφελκυσμό, κάμψη και κρούση. Πολλά σύγχρονα επισκευαστικά κονιάματα R4, R3 και R2 είναι ινοπλισμένα.
• Θιξοτροπικά: Διαθέτουν ειδική σύνθεση που τους επιτρέπει να εφαρμόζονται σε μεγάλα πάχη σε κατακόρυφες επιφάνειες ή οροφές χωρίς να ρέουν ή να “κρεμάνε”. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση ειδικών προσθέτων που προσδίδουν στο νωπό κονίαμα υψηλό όριο διαρροής σε ηρεμία, το οποίο μειώνεται κατά την ανάδευση ή την εφαρμογή.
• Ταχείας Πήξης: Σχεδιασμένα για εφαρμογές όπου απαιτείται γρήγορη ανάληψη αντοχών και σύντομη παράδοση του έργου σε χρήση, όπως επισκευές σε δάπεδα κυκλοφορίας, βιομηχανικές εγκαταστάσεις ή σε χαμηλές θερμοκρασίες. Παράδειγμα: Penetron Quick Patch, Bauer UltraFast, Sika MonoTop®-627 HP.
• Αντισταθμιζόμενης Συρρίκνωσης / Μη Συρρικνούμενα: Περιέχουν ειδικά πρόσθετα (διογκωτικά ή/και παράγοντες μείωσης συρρίκνωσης) που αντισταθμίζουν τη φυσική συρρίκνωση του τσιμέντου κατά την πήξη και την ξήρανση. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε επισκευές μεγάλου όγκου ή πάχους, καθώς και σε χυτεύσεις (π.χ., κονιάματα τύπου grout), για την αποφυγή δημιουργίας ρηγματώσεων και τη διασφάλιση πλήρους επαφής με το υπόστρωμα. Παραδείγματα: Sintecno Betonfix RCA R3, Sintocrete R4, Bauer Betofix R3/B70, Baucast, Finomix RP4000/RP4100.
• Εκτοξευόμενα (Gunite/Shotcrete): Ειδικά σχεδιασμένα κονιάματα ή σκυροδέματα για εφαρμογή με μηχανική εκτόξευση (είτε με ξηρή είτε με υγρή μέθοδο). Κατάλληλα για επισκευές μεγάλου όγκου ή επιφάνειας, όπως σε σήραγγες, γέφυρες, ή για την κατασκευή μανδυών ενίσχυσης. Παράδειγμα: Finomix RP4800 gunite.

2.3 Επιλογή και Εφαρμογή Επισκευαστικών Κονιαμάτων

Η επιλογή του κατάλληλου επισκευαστικού κονιάματος εξαρτάται από πολλούς παράγοντες:

• Απαιτήσεις Απόδοσης: Αν πρόκειται για δομική ή μη δομική επισκευή (καθορίζει την απαιτούμενη κατηγορία R).
• Συμβατότητα με το Υπόστρωμα: Το επισκευαστικό υλικό πρέπει να έχει μηχανικές (αντοχή, μέτρο ελαστικότητας) και φυσικές (θερμική διαστολή, διαπερατότητα υδρατμών) ιδιότητες συμβατές με το υπάρχον σκυρόδεμα για να αποφευχθούν αστοχίες λόγω διαφορικών τάσεων.
• Πάχος Εφαρμογής: Κάθε προϊόν έχει ένα μέγιστο συνιστώμενο πάχος εφαρμογής ανά στρώση.
• Συνθήκες Περιβάλλοντος: Θερμοκρασία, υγρασία κατά την εφαρμογή και κατά τη διάρκεια ζωής της κατασκευής.
• Μέθοδος Εφαρμογής: Χειρωνακτική εφαρμογή ή εκτόξευση.
• Έκθεση σε Επιθετικούς Παράγοντες: Αν απαιτείται αντοχή σε χημικά, κύκλους ψύξης-απόψυξης, τριβή κ.λπ.

Η διαδικασία εφαρμογής είναι εξίσου κρίσιμη με την επιλογή του υλικού:

1. Προετοιμασία Υποστρώματος: Είναι το σημαντικότερο βήμα. Περιλαμβάνει την πλήρη αφαίρεση όλου του κατεστραμμένου, χαλαρού ή ενανθρακωμένου σκυροδέματος μέχρι την αποκάλυψη υγιούς και τραχιάς επιφάνειας. Εάν η διάβρωση του οπλισμού είναι η αιτία της βλάβης, το σκυρόδεμα πρέπει να αφαιρεθεί και πίσω από τις ράβδους οπλισμού. Ο οπλισμός πρέπει να καθαριστεί σχολαστικά από τη σκουριά (με μηχανικά μέσα όπως συρματόβουρτσα, βελονοκτυπητικό ή με αμμοβολή/υδροαμμοβολή). Η τελική επιφάνεια του σκυροδέματος πρέπει να είναι καθαρή, απαλλαγμένη από σκόνη, λάδια, γράσα και άλλα μολυσματικά στοιχεία. Πριν την εφαρμογή του κονιάματος, το υπόστρωμα πρέπει να διαβρέχεται επαρκώς μέχρι κορεσμού, αλλά χωρίς να λιμνάζουν νερά (κατάσταση SSD - Saturated Surface Dry). Σε πολύ απορροφητικά υποστρώματα, μπορεί να απαιτηθεί η χρήση ασταριού, όπως το KÖSTER Polysil TG 500. Εάν εφαρμόζεται αντιδιαβρωτική προστασία στον οπλισμό, αυτή προηγείται.
2. Ανάμιξη: Το κονίαμα αναμιγνύεται με την ακριβή ποσότητα καθαρού νερού που ορίζει ο κατασκευαστής, χρησιμοποιώντας κατάλληλο αναμεικτήρα χαμηλών στροφών, μέχρι να επιτευχθεί ένα ομοιογενές μείγμα χωρίς σβώλους. Ο χρόνος ανάμιξης είναι συνήθως 3-5 λεπτά.
3. Εφαρμογή: Το κονίαμα εφαρμόζεται πάνω στο προετοιμασμένο και διαβρεγμένο υπόστρωμα, πιέζοντάς το καλά για να εξασφαλιστεί η πλήρης επαφή και η απουσία κενών αέρα. Η εφαρμογή γίνεται συνήθως με μυστρί ή σπάτουλα, σε στρώσεις εντός του επιτρεπτού πάχους που ορίζει το προϊόν. Για τη διαμόρφωση γωνιών ή ακμών, συχνά δημιουργούνται “λουκάνικα” (κοίλα επιχρίσματα) με κατάλληλο κονίαμα (π.χ., KÖSTER Repair Mortar Plus, KÖSTER Repair Mortar). Η τελική επιφάνεια διαμορφώνεται στο επιθυμητό φινίρισμα.
4. Ωρίμανση: Μετά την εφαρμογή, η επιφάνεια του επισκευαστικού κονιάματος πρέπει να προστατεύεται από την πρόωρη εξάτμιση του νερού (λόγω ήλιου, αέρα), η οποία μπορεί να οδηγήσει σε ρηγματώσεις και μειωμένες αντοχές. Η προστασία επιτυγχάνεται με μεθόδους συντήρησης (curing), όπως η κάλυψη με υγρή λινάτσα ή φύλλα πολυαιθυλενίου, η περιοδική διαβροχή με νερό ή η εφαρμογή ειδικών μεμβρανών ωρίμανσης. Η διάρκεια της συντήρησης εξαρτάται από το προϊόν και τις περιβαλλοντικές συνθήκες.

3. Συστήματα Προστασίας Σκυροδέματος και Οπλισμού

Για να διασφαλιστεί η μακροχρόνια ανθεκτικότητα της επισκευής, ιδιαίτερα όταν η αρχική βλάβη οφειλόταν σε διάβρωση οπλισμού, είναι απαραίτητη η εφαρμογή συστημάτων προστασίας.

3.1 Αντιδιαβρωτική Προστασία Οπλισμού

Όταν ο οπλισμός έχει αποκαλυφθεί και καθαριστεί από τη σκουριά, είναι κρίσιμο να εφαρμοστεί ένα προστατευτικό υλικό απευθείας πάνω του πριν την εφαρμογή του επισκευαστικού κονιάματος. Ο στόχος είναι διπλός: να επαναφέρει ένα αλκαλικό περιβάλλον που προάγει την παθητικοποίηση του χάλυβα και να δημιουργήσει ένα φυσικό φράγμα έναντι της διείσδυσης υγρασίας και οξυγόνου.

• Υλικά: Συνήθως πρόκειται για ειδικά τσιμεντοειδή κονιάματα, τροποποιημένα με πολυμερή και συχνά περιέχουν αναστολείς διάβρωσης. Εφαρμόζονται με πινέλο ή βούρτσα σε μία ή δύο στρώσεις πάνω στον καθαρισμένο χάλυβα. Πολλά από αυτά τα προϊόντα λειτουργούν ταυτόχρονα και ως γέφυρα πρόσφυσης, βελτιώνοντας τη σύνδεση μεταξύ του οπλισμού, του παλαιού σκυροδέματος και του νέου επισκευαστικού κονιάματος. Παραδείγματα: Sintecno BETONFIX KIMIFER (συμμορφώνεται με τις αρχές του EN 1504-9), Bauer Armoseal. Η εφαρμογή τέτοιων υλικών είναι απαραίτητη σύμφωνα με τις αρχές του ΕΝ 1504-7 (Προστασία οπλισμού έναντι διάβρωσης).

3.2 Αναστολείς Διάβρωσης

Οι αναστολείς διάβρωσης είναι χημικές ουσίες που επιβραδύνουν τη διαδικασία της διάβρωσης όταν εφαρμόζονται στο σκυρόδεμα ή στον οπλισμό.

• Τύποι:
  • Επιφανειακής Εφαρμογής: Εφαρμόζονται στην επιφάνεια του σκληρυμένου σκυροδέματος και διεισδύουν μέσω των πόρων για να φτάσουν στον οπλισμό. Δρουν σχηματίζοντας ένα προστατευτικό μοριακό φιλμ στην επιφάνεια του χάλυβα. Παράδειγμα: Sintecno MUCIS MIA 200 (συμμορφώνεται με την Αρχή 11 του EN 1504-9).
  • Ενσωματωμένοι στο Μείγμα: Προστίθενται κατά την παρασκευή του σκυροδέματος ή του επισκευαστικού κονιάματος.
• Λειτουργία: Παρεμβαίνουν στις ανοδικές ή/και καθοδικές αντιδράσεις της ηλεκτροχημικής διαδικασίας της διάβρωσης.

3.3 Προστατευτικές Επιστρώσεις Επιφανείας

Μετά την ολοκλήρωση της επισκευής, η εφαρμογή μιας προστατευτικής επίστρωσης στην εξωτερική επιφάνεια του σκυροδέματος είναι συχνά απαραίτητη για να εμποδίσει τη μελλοντική διείσδυση επιβλαβών παραγόντων (νερό, CO2, χλωριόντα) και να παρατείνει τη διάρκεια ζωής της κατασκευής.

• Τύποι: Υπάρχει μεγάλη ποικιλία επιστρώσεων:
  • Υδροφοβικοί Εμποτισμοί: Διεισδύουν στους πόρους και καθιστούν την επιφάνεια υδατοαπωθητική, χωρίς να σχηματίζουν φιλμ και επιτρέποντας τη διαπνοή.
  • Σφραγιστικά Πόρων: Υλικά που διεισδύουν και σκληραίνουν μέσα στους πόρους, μειώνοντας τη διαπερατότητα (π.χ., πυριτικά υλικά όπως το KÖSTER Polysil TG 500, το οποίο αναφέρεται και για σκλήρυνση υποστρώματος και ακινητοποίηση αλάτων).
  • Βαφές / Επιστρώσεις Σχηματισμού Φιλμ: Δημιουργούν ένα συνεχές φιλμ στην επιφάνεια. Μπορεί να είναι ακρυλικές, εποξειδικές, πολυουρεθανικές ή τσιμεντοειδείς. Προσφέρουν υψηλότερο βαθμό προστασίας έναντι της διείσδυσης, αλλά πρέπει να επιλέγονται προσεκτικά ώστε να επιτρέπουν τη διαφυγή υδρατμών από το εσωτερικό του σκυροδέματος (διαπνοή), εκτός αν απαιτείται πλήρης φραγμός υδρατμών. Παραδείγματα τσιμεντοειδών στεγανωτικών επιστρώσεων περιλαμβάνουν τα KÖSTER NB 1 Grey και KÖSTER 21 (ελαστικό, γεφυρώνει ρωγμές).

Η επιλογή της κατάλληλης προστατευτικής επίστρωσης γίνεται με βάση τις Αρχές 1 (Προστασία έναντι διείσδυσης) και 2 (Έλεγχος υγρασίας) του ΕΝ 1504-9.

4. Πρόσθετα Σκυροδέματος και Κονιαμάτων: Βελτίωση Ιδιοτήτων

Τα πρόσθετα (admixtures) είναι υλικά που προστίθενται στο σκυρόδεμα ή το κονίαμα κατά την ανάμιξη, σε μικρές ποσότητες σε σχέση με το τσιμέντο, με σκοπό την τροποποίηση των ιδιοτήτων του νωπού ή/και του σκληρυμένου υλικού. Η χρήση τους είναι πλέον καθιερωμένη πρακτική για την παραγωγή σκυροδέματος και κονιαμάτων με βελτιωμένες ή ειδικές ιδιότητες.

4.1 Πλαίσιο Προτύπων

Η τυποποίηση των προσθέτων γίνεται κυρίως μέσω της σειράς Ευρωπαϊκών Προτύπων ΕΝ 934. Τα κυριότερα μέρη που αφορούν τα πρόσθετα σκυροδέματος και κονιαμάτων είναι:

• EN 934-2: Πρόσθετα σκυροδέματος - Ορισμοί, απαιτήσεις, συμμόρφωση, σήμανση και επισήμανση. Αυτό είναι το βασικό πρότυπο για τα πρόσθετα που χρησιμοποιούνται στο σκυρόδεμα παραγωγής.
• EN 934-3: Πρόσθετα για κονιάματα τοιχοποιίας - Ορισμοί, απαιτήσεις, συμμόρφωση, σήμανση και επισήμανση.
• EN 934-6: Δειγματοληψία, έλεγχος συμμόρφωσης και εκτίμηση της συμμόρφωσης για τα πρόσθετα.

4.2 Κύριες Κατηγορίες και Λειτουργίες (κατά EN 934-2)

Το πρότυπο ΕΝ 934-2 ορίζει διάφορες κατηγορίες προσθέτων με βάση την κύρια λειτουργία τους. Οι πιο σημαντικές κατηγορίες περιλαμβάνουν:

• Μειωτές Νερού / Ρευστοποιητές (Water reducing / plasticizing admixtures - Πίνακας 2): Μειώνουν την ποσότητα του νερού ανάμιξης που απαιτείται για την επίτευξη μιας δεδομένης εργασιμότητας (κάθισης) ή αυξάνουν την εργασιμότητα για δεδομένη ποσότητα νερού. Η μείωση του λόγου νερού/τσιμέντου (Ν/Τ) οδηγεί σε αύξηση της αντοχής και της ανθεκτικότητας του σκληρυμένου σκυροδέματος. Παραδείγματα: Isomat PLASTIPROOF, Vimatec VIMAROL, VIMATOL-PL, Durostick D-34 (επίσης στεγανωτικό μάζας), Finomix ad•proof (επίσης στεγανωτικό μάζας).
• Μειωτές Νερού Υψηλού Βαθμού / Υπερρευστοποιητές (High range water reducing / superplasticizing admixtures - Πίνακες 3.1 & 3.2): Επιτρέπουν πολύ μεγαλύτερη μείωση του νερού ανάμιξης (>12%) σε σύγκριση με τους απλούς ρευστοποιητές, ή επιτυγχάνουν πολύ υψηλή εργασιμότητα (π.χ., ρευστό, αυτοσυμπυκνούμενο σκυρόδεμα) χωρίς σημαντική αύξηση του νερού. Βασίζονται συνήθως σε συνθετικά πολυμερή (π.χ., πολυκυαρβοξυλικούς αιθέρες - PCE). Παραδείγματα: Isomat BEVETOL-SPL (με επιβράδυνση), REOTOL-SPL, ADIUM-132 (για μεταφερόμενο), ADIUM-150 (για προκατασκευή), Vimatec VIMATOL-SPL.
• Αερακτικά (Air entraining admixtures - Πίνακας 4): Δημιουργούν ένα σύστημα από μικροσκοπικές, ομοιόμορφα κατανεμημένες φυσαλίδες αέρα στο νωπό σκυρόδεμα, οι οποίες παραμένουν και στο σκληρυμένο υλικό. Αυτές οι φυσαλίδες βελτιώνουν σημαντικά την ανθεκτικότητα του σκυροδέματος σε κύκλους ψύξης-απόψυξης, παρέχοντας χώρο εκτόνωσης για τον πάγο που σχηματίζεται. Παραδείγματα: Isomat POROLIT-LP, Sintecno AIRFLOW L (υγρό), AIRFLOW P (σκόνη).
• Επιταχυντές Πήξης (Set accelerating admixtures - Πίνακας 6): Μειώνουν τον χρόνο που απαιτείται για τη μετάβαση του σκυροδέματος από την πλαστική στην αρχική στερεή κατάσταση (έναρξη πήξης). Χρήσιμοι σε χαμηλές θερμοκρασίες ή όταν απαιτείται γρήγορη αφαίρεση καλουπιών. Παράδειγμα: Sintecno FASTSET L.
• Επιταχυντές Σκλήρυνσης (Hardening accelerating admixtures - Πίνακας 7): Αυξάνουν τον ρυθμό ανάπτυξης των αρχικών μηχανικών αντοχών του σκυροδέματος, με ή χωρίς επίδραση στον χρόνο πήξης. Επίσης χρήσιμοι σε χαμηλές θερμοκρασίες (αντιπαγετικά) ή για γρήγορη ανάληψη φορτίων. Παραδείγματα: Isomat ADINOL-RAPID 2H, Vimatec VIMATOL – BE, Sintecno ANTIFREEZE. (Σημείωση: Το Isomat ADINOL-RAPID αναφέρεται ως επιταχυντής πήξης και αντιπαγετικό).
• Επιβραδυντές Πήξης (Set retarding admixtures - Πίνακας 8): Αυξάνουν τον χρόνο έναρξης πήξης. Χρησιμοποιούνται για να διατηρήσουν την εργασιμότητα του σκυροδέματος για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, ιδιαίτερα σε θερμό κλίμα, σε μεγάλες αποστάσεις μεταφοράς ή σε πολύπλοκες σκυροδετήσεις. Παραδείγματα: Isomat RETADOL (επίσης ρευστοποιητής), Vimatec VIMACHEM – RT.
• Μειωτές Υδαταπορρόφησης / Στεγανωτικά Μάζας (Water resisting admixtures - Πίνακας 9): Μειώνουν την τριχοειδή απορρόφηση νερού του σκληρυμένου σκυροδέματος, καθιστώντας το πιο στεγανό. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι:
  • Συμβατικά: Δρουν κυρίως φράζοντας τους πόρους ή καθιστώντας τους υδρόφοβους. Παραδείγματα: Isomat PLASTIPROOF, ADINOL-DM, Vimatec VIMAPROOF-C, Durostick D-34, Finomix ad•proof, Sintecno IDROMIX.
  • Κρυσταλλικά: Περιέχουν δραστικές χημικές ουσίες που αντιδρούν με τα παραπροϊόντα ενυδάτωσης του τσιμέντου και την υγρασία, σχηματίζοντας αδιάλυτους κρυστάλλους μέσα στο τριχοειδές δίκτυο του σκυροδέματος. Αυτοί οι κρύσταλλοι σφραγίζουν μόνιμα τους πόρους και τις μικρορωγμές, καθιστώντας το σκυρόδεμα εγγενώς στεγανό ακόμη και έναντι υδροστατικής πίεσης (θετικής ή αρνητικής). Έχουν την ικανότητα να “αυτο-θεραπεύουν” μικρορωγμές που μπορεί να εμφανιστούν στο μέλλον παρουσία υγρασίας. Παραδείγματα: Isomat AQUAMAT-ADMIX, Vimatec VIMAPROOF POWDER, Vandex AM10. Η χρήση κρυσταλλικών στεγανωτικών μάζας αντιπροσωπεύει μια προηγμένη τεχνολογία για την επίτευξη ανθεκτικής και ολοκληρωμένης στεγανότητας, δρώντας σε όλη τη μάζα του σκυροδέματος και προσφέροντας προστασία που διαρκεί για όλη τη ζωή της κατασκευής.
• Πρόσθετα Συνδυασμένης Δράσης (Πίνακες 10, 11.1, 11.2): Πολλά πρόσθετα συνδυάζουν περισσότερες από μία λειτουργίες, π.χ., Επιβραδυντής/Ρευστοποιητής (Isomat RETADOL, Vimatec VIMATOL – RT), Επιβραδυντής/Υπερρευστοποιητής (Isomat BEVETOL-SPL, Vimatec VIMATOL-SPL / RT).

4.3 Άλλα Ειδικά Πρόσθετα και Υλικά

Εκτός από τις κύριες κατηγορίες του ΕΝ 934-2, χρησιμοποιούνται και άλλα υλικά για τη βελτίωση των ιδιοτήτων:

• Αντισταθμιστές Συρρίκνωσης / Διογκωτικά: Χρησιμοποιούνται για την παραγωγή κονιαμάτων ή σκυροδεμάτων με ελεγχόμενη διόγκωση κατά την πήξη, η οποία αντισταθμίζει τη συρρίκνωση ξήρανσης. Απαραίτητα για μη συρρικνούμενα ενέματα και κονιάματα επισκευών υψηλής ακρίβειας. Παράδειγμα: Sintecno STABILBET.
• Βελτιωτικά Πρόσφυσης / Γαλακτώματα (Bonding agents / Emulsions): Πρόκειται για υδατικά γαλακτώματα πολυμερών (π.χ., ακρυλικά, στυρενίου-βουταδιενίου - SBR) που προστίθενται στο νερό ανάμιξης των τσιμεντοειδών κονιαμάτων (σοβάδες, τσιμεντοκονίες, επισκευαστικά). Βελτιώνουν την πρόσφυση στο υπόστρωμα, τη στεγανότητα, την ευκαμψία και την αντοχή σε τριβή και χημικά. Παραδείγματα: KÖSTER SB Bonding Emulsion (χρησιμοποιείται με KÖSTER Repair Mortar για δημιουργία PCC), Sintecno KIMITECH BC, Bauer Baulat, Superlat Latex, Neotex Revinex.
• Ίνες Πολυπροπυλενίου: Κοντές ίνες που προστίθενται στο μείγμα για τον έλεγχο των ρηγματώσεων πλαστικής συρρίκνωσης (που συμβαίνουν τις πρώτες ώρες μετά τη σκυροδέτηση) και για τη βελτίωση της συνοχής και της αντοχής σε κρούση. Παραδείγματα: Sintecno PP Fibres 18mm, Durostick DUROFIBRE 6mm & 12mm. (Σημείωση: Διαφέρουν από τις δομικές ίνες που περιέχονται στα ινοπλισμένα επισκευαστικά κονιάματα).

4.4 Συγκεντρωτικός Πίνακας Πρόσθετων

Ο παρακάτω πίνακας συνοψίζει τις κύριες κατηγορίες πρόσθετων σκυροδέματος/κονιαμάτων:

Πίνακας 2: Επισκόπηση Πρόσθετων Σκυροδέματος/Κονιαμάτων

5. Συμπέρασμα: Ολοκληρωμένη Διαχείριση Σκυροδέματος

Η διασφάλιση της ανθεκτικότητας και της μακροζωίας των κατασκευών από σκυρόδεμα απαιτεί μια ολοκληρωμένη προσέγγιση που συνδυάζει την πρόληψη, την έγκαιρη διάγνωση, την αποτελεσματική επισκευή και τη συνεχή προστασία. Η χρήση κατάλληλων επισκευαστικών κονιαμάτων, επιλεγμένων με βάση τις αρχές και τις κατηγορίες του ΕΝ 1504-3, είναι θεμελιώδης για την αποκατάσταση των βλαβών. Ωστόσο, η επισκευή πρέπει να συνοδεύεται από μέτρα προστασίας, όπως η αντιδιαβρωτική προστασία του οπλισμού και η εφαρμογή επιφανειακών επιστρώσεων, για την αντιμετώπιση των αιτιών της φθοράς και την πρόληψη μελλοντικών προβλημάτων.

Παράλληλα, η σύγχρονη τεχνολογία σκυροδέματος αξιοποιεί ευρέως τα χημικά πρόσθετα (ΕΝ 934-2) για τη βελτίωση των ιδιοτήτων του υλικού ήδη από τη φάση της παραγωγής. Η σωστή χρήση ρευστοποιητών, υπερρευστοποιητών, αερακτικών, επιβραδυντών/επιταχυντών και στεγανωτικών μάζας (συμπεριλαμβανομένων των προηγμένων κρυσταλλικών) επιτρέπει την παραγωγή σκυροδέματος υψηλότερης αντοχής, ανθεκτικότητας και εργασιμότητας, προσαρμοσμένου στις εκάστοτε απαιτήσεις του έργου. Η επιλογή συμβατών υλικών και συστημάτων, τόσο για την επισκευή όσο και για τη νέα κατασκευή, καθώς και η αυστηρή τήρηση των προδιαγραφών εφαρμογής και των σχετικών προτύπων (ΕΝ 1504, ΕΝ 934), αποτελούν την εγγύηση για την ποιότητα, την ασφάλεια και τη βιωσιμότητα των κατασκευών από σκυρόδεμα.