Статьи спонсоров

Разрушение бетонного пола в коровнике: причины и защита

31 августа 2023

Кислоты навоза, аммиак и циклы заморозки разрушают бетон в коровнике по-разному. Механизмы, стадии износа и выбор между перезаливкой, ремонтом и покрытием.

Бетон в коровнике почти никогда не выходит из строя по несущей способности — плита держит и копыта, и скрепер, и погрузчик на кормовом столе. Изнашивается поверхность: сначала вымывается цементное молоко, затем обнажается щебень, потом в местах застоя жижи появляются каверны. Разрушение бетонного пола в коровнике идет сверху вниз и запускается не нагрузкой, а средой.

Сред этих три, и работают они одновременно: органические кислоты навоза и силосного сока, аммонийные соединения из разлагающейся мочевины и переходы температуры через ноль во влажном бетоне. Ниже — как действует каждая, чем они отличаются по скорости и заметности и по какой логике выбирают между ремонтом, перезаливкой и защитным покрытием.

Кислоты навоза и силосного сока

Цементный камень устойчив только в щелочной среде: поровая жидкость бетона имеет pH порядка 12,5–13, и именно при этих значениях сохраняются портландит и гель C-S-H, дающий прочность. Устойчивое подкисление поверхности растворяет обе фазы.

Жидкий навоз содержит уксусную, пропионовую, масляную и изомасляную кислоты, силосный сок — молочную и уксусную. Кальциевые соли этих кислот хорошо растворимы, поэтому продукты реакции не остаются на поверхности плотной коркой, а уходят с жижей при следующей уборке — процесс не самозатухает. Сравнение агрессивности отдельных кислот навоза и поведение кальция, кремния, алюминия, железа и магния в цементном камне разобраны в работе Bertron, Duchesne и Escadeillas в Cement and Concrete Composites: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0958946505000752.

Из соотношения сред следует практический вывод. pH жидкого навоза лежит в пределах 6–8, тогда как силосный сток имеет pH около 4. Поэтому площадка у траншеи и зона стока разрушаются быстрее навозного прохода, хотя механическая нагрузка там заметно ниже.

Аммонийные соединения: износ без внешних признаков

Мочевина под действием уреазы разлагается с выделением аммиака — это тот самый запах в плохо вентилируемом корпусе. Во влажной среде аммиак переходит в аммонийные ионы, которые вступают в обменную реакцию с кальцием цементного камня: портландит растворяется, pH поверхностного слоя падает.

Опасность здесь в отсутствии ранней картины. Декальцинация идет без изменения вида поверхности — пол выглядит целым до первой серьезной механической нагрузки, после которой ослабленный слой снимается разом. Второе следствие — снижение pH лишает стальную арматуру и сетку пассивации. На щелевых полах с тонкими ребрами это критично: коррозия стали идет с увеличением объема и разрывает ребро изнутри.

Мороз: где он действительно работает в Татарстане

Внутри корпуса с животными зимой держится плюсовая температура, и полноценных циклов заморозки в зоне отдыха коров не происходит. Морозная составляющая разрушения бетонного пола в коровнике приходится на периметр и открытые зоны:

• выгульно-кормовые дворы и площадки под открытым небом;
• участки у ворот и проемов, куда заходит холодный воздух;
• открытые навозные каналы, приемные емкости, площадки навозохранилища;
• кормовой стол в зоне въезда техники.

Климат Казани и Татарстана умеренно континентальный, и весной и осенью среднесуточная температура переходит через ноль многократно. Для поверхности это хуже одного глубокого промораживания: вода в порах при замерзании увеличивается в объеме примерно на 9%, и каждый неглубокий цикл срабатывает в тонком приповерхностном слое. Растворенные соли жижи дополнительно понижают температуру замерзания поровой влаги — лед образуется послойно, и бетон отслаивается чешуйками, а не откалывается кусками.

Механизм Зона наибольшего риска Заметность на ранней стадии Что ускоряет Органические кислоты Навозные проходы, стоки силосных траншей Шероховатость, песок под сапогом Застой жижи, редкая уборка Аммонийные соединения Плохо вентилируемые зоны, щелевые полы Практически нулевая Влажность, скопление мочи Циклы заморозки Выгулы, ворота, открытые каналы Шелушение, сколы кромок Влагонасыщение поверхности Истирание Проходы, зоны разворота техники Ускоряет все признаки выше Уже ослабленный химией слой

Как оценить состояние пола до принятия решения

Стадии удобно различать по тому, что уже потеряно:

1. Потеря цементного молока. Поверхность шершавая, под ногой ощущается песок, пол хуже отмывается.
2. Обнажение заполнителя. Выступает щебень, между зернами появляются углубления, растет износ ножа скрепера.
3. Каверны. В зонах постоянного застоя образуются лунки; в навозных каналах увеличивается сечение, стенки становятся рыхлыми.
4. Оголение арматуры и сетки. Скругление ребер щелевого пола, ржавые пятна и продольные трещины на монолите.

Отдельно проверяют кромки — примыкания к стойловому оборудованию, края каналов, стыки плит, порожки у ворот: там сходятся влага, нагрузка и перепад температуры. Подробный разбор всех трех механизмов с признаками по зонам приведен га сайте https://agroteameco.ru/novosti/pochemu-razrushaetsya-betonnyij-pol-v-korovnike-ammiak-kislotyi-navoza-cziklyi-zamorozki/.

Перезаливка, ремонтный состав или покрытие

Перезаливка выглядит логично, но новый бетон попадает ровно в ту же среду. Если рацион, режим уборки, уклоны и вентиляция не изменились, второй пол пойдет по тому же сценарию. К этому добавляются демонтаж, вывоз боя, перевод животных и стандартные 28 суток набора прочности — для действующей фермы это простой секции. При частичной перезаливке слабым местом становится шов между старым и новым бетоном, куда сразу затекает жижа.

Ремонтный состав нужен тогда, когда разрушение дошло до арматуры: сначала удаление рыхлого бетона, обработка стали, восстановление сечения. Наносить защитный слой поверх продолжающейся коррозии бессмысленно.

Защитное покрытие решает другую задачу — оно работает как расходный слой: изнашивается покрытие, а не цементный камень, восстановление возможно локально, а беспористая поверхность не впитывает жижу, что снимает и часть морозной нагрузки. Чего покрытие не делает: не возвращает несущую способность плиты, не держится на неподготовленном основании и не компенсирует отсутствие уклона — при стоячих лужах ускоренно изнашивается уже оно само.

Скорость разрушения бетонного пола в коровнике сильнее всего определяется временем контакта жижи с поверхностью, а это управляемый параметр: работающий водоотвод, уклоны и частота уборки дают больше, чем выбор марки бетона на этапе строительства. Поэтому и решение по защите разумнее принимать по зонам — износ по корпусу различается кратно.

Дата публикации: 31/08/2023