Защита строительных железобетонных конструкций гидрофобизирующей эмульсией

Рис. 1. Защита строительных железобетонных конструкций гидрофобизирующей эмульсией    Бетонные и железобетонные конструкции, применяемые в промышленных, гражданских, жилых, сельскохозяйственных зданиях, подвергаются воздействию различных агрессивных факторов. Степень их воздействия на бетон определяется специальными нормами по антикоррозионной защите строительных конструкций [1].
  На основе полученных экспериментальных данных и накопленного опыта эксплуатации конструкций процессы, протекающие при коррозии бетона, разделены на три основных вида [2].
  Коррозия I вида объединяет процессы разрушения железобетонных изделий, возникающие в бетоне при воздействии мягких вод (фильтрация воды через бетон).
  Коррозия II вида объединяет все процессы разрушения железобетонных изделий, которые развиваются в бетоне при воздействии вод, содержащих химические вещества, вступающие в реакцию с составляющими цементного камня (действие кислот и магнезиальных солей).
  Коррозия III вида включает в себя процессы разрушения железобетонных изделий, при развитии которых в порах и капиллярах бетона происходит накопление малорастворимых солей; причем их кристаллизация вызывает возникновение значительных напряжений в стенках пор и капилляров и приводит к разрушению структурных элементов бетона.
  В естественных условиях обычно наблюдается комплексное воздействие на бетон неблагоприятных факторов, но обычно один из них является основным.
  Для повышения стойкости бетона при коррозии I вида используют: бетоны повышенной плотности; естественную или искусственную карбонизацию поверхностного слоя бетона; специальные цементы; гидроизоляцию поверхности бетона; облицовку или пропитку бетона гидрофобизаторами.
  К защитным мероприятиям для бетона при коррозии II вида следует отнести выбор специального вяжущего и надежную изоляцию поверхности в виде окрасок, облицовок и гидрофобизирующих покрытий.
  Основными мероприятиями по борьбе с коррозией бетона III вида являются: введение воздухововлекающих, пластифицирующих кремнийорганических добавок; повышение плотности бетона различными способами, в том числе применением уплотняющих добавок. Табл. 1. Влияние ПАВ на стабильность эмульсии
  Из вышесказанного следует, что одним из возможных вариантов повышения сроков эксплуатации бетонов является их гидрофобизация. При гидрофобизации химический реагент на несколько миллиметров проникает внутрь строительного материала, сохраняет его пористую структуру и увеличивает его водоотталкивающие свойства. Гидрофобизирующим эффектом обладают многие химические вещества: высшие жирные кислоты, жиры и воски, нафтеновые кислоты, высшие углеводороды и другие соединения. Но подлинную революцию в вопросах гидрофобизации строительных материалов совершили разработанные недавно разнообразные кремнийорганические продукты, обладающие физиологической инертностью, высокой химической стойкостью, устойчивостью к воздействию влаги, ультрафиолетового и коротковолнового видимого излучения.
  В ранее опубликованной работе [3] предлагается защитное гидрофобизирующее покрытие для дорожных сооружений на основе системы олигопипериленстирол (ОППС) – тетраэтоксисилан (ТЭОС). Результаты показали, что система обладает хорошим гидрофобизирующим эффектом. Однако при ее применении на практике выявились следующие недостатки: повышенная стоимость и значительная пожаро- и взрывоопасность за счет использования растворителя (уайт-спирита).
  Поэтому очередным этапом работы являлось создание водных эмульсий системы ТЭОС – ОППС, применяемых в качестве гидрофобизаторов в строительной отрасли. Применение эмульсии позволяет резко снизить стоимость гидрофобизатора и полностью избавиться от проблем, связанных с пожаро- и взрывоопасностью.
  Определение оптимального состава гидрофобизирующей эмульсии представляет собой довольно сложную задачу, так как необходимо учитывать соотношения ОППС и ТЭОС. Поэтому для оптимизации был использован полный активный двухфакторный эксперимент Бокса-Уилсона, позволяющий провести математико-статистическую обработку данных при варьировании двух компонентов.
  Эффект гидрофобизации определялся по краевому углу смачивания путём микрофотографирования капель воды на обработанной поверхности бетонных образцов. Твердые тела, с которыми вода образует краевой угол qк<90°, являются гидрофильными, а краевой угол qк і 90° – гидрофобными. Табл. 2. Изменение угла смачивания в процессе
испытания гидрофобизированного бетона
в климатической камере ИП-3
  По результатам исследований были построены линии равных уровней краевого угла смачивания в зависимости от содержания ТЭОС и ОППС в эмульсии.
  Максимальный краевой угол смачивания достигается при следующих соотношениях: ТЭОС – 5,5 м.ч.; ОППС – 5,5 м.ч. Максимум, вероятно, связан с тем, что при этих значениях обеспечивается наиболее оптимальный стехиометрический состав, при котором полностью осуществляется взаимодействие и достаточная концентрация для создания прочного полимолекулярного слоя. В отличие от мономолекулярного слоя, склонного к гидрофилизации, полимолекулярный слой более устойчив к воздействию внешних факторов [4].
  На следующем этапе работы проводились исследования влагопоглощения стандартных бетонных образцов, обработанных различными по соотношению ТЭОС и ОППС эмульсиями.
  В результате наименьшее значение влагопоглощения наблюдается при обработке бетона эмульсией с соотношением ТЭОС – 6,2 м.ч., ОППС – 5,7 м.ч. на 100 м.ч. воды.
  Смещение оптимума в сторону более высоких концентраций ОППС и ТЭОС связано с частичным перекрыванием пор при повышении концентрации. В дальнейшем следует ожидать протекания двух конкурирующих процессов: снижения угла смачивания и повышения порозаполнения, которые компенсируют друг друга. Зависимость влагопоглощения в этом случае остается примерно на постоянном уровне.
  В процессе применения выяснилось, что полученная эмульсия склонна к расслоению. Поэтому для повышения устойчивости эмульсии использовались следующие поверхностно-активные вещества (ПАВ): КЭП-2, сульфонол и ОП-10. Результаты исследований представлены в таблице 1.
  Результаты испытаний показали, что оптимальным ПАВ является КЭП-2, так как он образует наиболее стабильную эмульсию.
  В процессе эксплуатации железобетонных конструкций под действием неблагоприятных факторов с гидрофобизаторами происходят химические изменения. При этом протекают процессы гидрофилизации, сопровождаемые снижением краевого угла смачивания. С целью исследования данных процессов были проведены испытания гидрофобизированных бетонных образцов в климатической камере ИП-3, которая имитирует воздействие неблагоприятных факторов. Считают, что пребывание материала в течение 360 часов соответствует 1 году его эксплуатации в реальных условиях. В таблице 2 приведены результаты исследований материала.
  Результаты исследований показали, что за 60 суток испытаний в климатической камере ИП-3 снижение краевого смачивания незначительно и находится в допустимых пределах. Отсюда можно сделать вывод, что материал, обработанный гидрофобизирующей эмульсией, может сохранять свои эксплуатационные свойства в течение нескольких лет.
  В соответствии с целью представленной работы были проведены исследования устойчивости бетонных образцов с гидрофобизирующим покрытием и без него к агрессивным факторам. В качестве агрессивной среды использовался 3-процентный раствор соляной кислоты. Полученные в ходе визуальных наблюдений результаты представлены в таблице 3. Табл. 3. Исследование химической стойкости бетонных образцов
  Из результатов исследования видно, что наибольшая химическая стойкость к воздействию агрессивной среды наблюдалась у гидрофобизированных образцов.
  Таким образом, можно заключить, что гидрофобизация бетона способствует повышению его химической стойкости и понижению влагопоглощения.
  На разработанную эмульсию были получены технические условия (ТУ 2313-002-54609252-03) и гигиенический сертификат. Данная эмульсия была рекомендована ЗАО «ВладдорНИИ» для гидрофобизации железобетонных мостов и путепроводов. Так, в 2003 году владимирский городской железобетонный мост через реку Клязьму был обработан полученной гидрофобизирующей эмульсией с целью увеличения срока его эксплуатации.
  По предварительным расчетам стоимость разработанной водной гидрофобизирующей эмульсии будет на 10 – 15 % ниже по сравнению со стандартными алкилгидридсилоксановыми жидкостями, используемыми в настоящее время, что в условиях ее массового применения может привести к существенному экономическому эффекту.
  В результате проведенных исследований была показана принципиальная возможность практического использования водной эмульсии системы ОППС – ТЭОС в качестве гидрофобизирующего материала для обработки железобетонных конструкций с целью повышения сроков их эксплуатации и выявлена тенденция разработки новых гидрофобизирующих материалов с нетрадиционной химической структурой.
  
  Библиографический список:
  1. Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий. – М.: Стройиздат, 1984.
  2. Москвин В.М., Иванов Ф.М., Алексеев С.Н., Гузеев Е.А. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты. – М.: Стройиздат, 1980.
  3. Чухланов В.Ю, Панов Ю.Т., Алексеенко А.Н. Защитное покрытие для дорожных сооружений//Строительные материалы, оборудование, технологии ХХI века, 2002, №11.
  4. Цыпкина О.Я. Гидроизоляция и антикоррозионная защита железобетонных конструкций и сооружений. – Киев: Будiвельник, 1977.


В.Ю. ЧУХЛАНОВ, доцент;
Н.Ю. НИКОНОВА, аспирант Владимирский государственный университет;
А.Н. АЛЕКСЕЕНКО,



Для вас, снабженцы!
Поиск по сайту

Везде   В статьях   В материалах  
Если поиск не дал результата, попробуйте изменить текст запроса.
Примеры поиска по запросу "Потолки Armstrong": "Потолки Armstrong", "Потолок Armstrong", "Потол Arms", "Потолки Армстронг", и т. п.
Полезное для строителей...
Читайте также у нас на сайте:


Информация для строителей.

Новости строительной индустрии

Транспортный коллапс взвинтил цены на цемент

  Компания «СМПро» опубликовала статистику по росту цен на цемент, согласно которой с начала 2011 г. цены на российский цемент выросли на 35%. В частности, по итогам сентября средние цены от ...

Россия прирастет дорогами

Как недавно заявил премьер-министр Российской Федерации Владимир Владимирович Путин, в ближайшие 3 года на автомобильные дороги страны будет потрачено 1,3 трлн руб. Из этих денег 678 млрд руб. планиру ...

«ОБЪЕДИНЕНИЕ 45-М» поставит бетон для реконструкции здания университета им. Плеханова

   Московское предприятие группы ЛСР ООО «Объединение 45-М» стало основным поставщиком бетона для реконструкции старейшего корпуса РЭУ им. Плеханова. Предприятие поставит около 5 тыс. ...

Kerneos объявляет о запуске новых продуктов

  Компания Kerneos, входящая в группу компаний Materis, выводит на рынок продукты, предлагающие новые технические решения для производителей готовых к использованию строительных смесей:< ...

Ярославская область: переселение граждан из аварийного жилья

  Фондом содействия реформированию жилищно-коммунального хозяйства принята к заявка Ярославской области на предоставление финансовой поддержки для переселения граждан из аварийного жилищно ...

«Бецема»: в Красногорске выпустили «Истру»

  В рамках выставки СТТ-2011 машиностроительный завод "Бецема" совместно со своим партнером "Мерседес Бенц Тракс Восток" организовали Дни "Бецемы". Журналисты ...

Лифтовая отрасль в России: быть или не быть?

В Москве состоялся I съезд Национального союза лифтовых саморегулируемых организаций (НСЛ СРО), на котором специалисты пришли к выводу о необходимости перехода к обязательному саморегулированию и заро ...

В Думе решили обязать использовать новые материалы при ремонте дорог

На заседании Госдумы России представителями комитета по транспорту принято решение о внесении поправок в действующий техрегламент строительства дорог. В частности, в них предлагается сделать обязатель ...
 
 Архив строительных новостей

 Архив строительных новостей (продолжение)

Строителям на заметку.

Новости сайта

Строительные материалы в Интернете