Спосіб відновлення протекторних властивостей захисного шару бетону

1. Спосіб відновлення протекторних властивостей захисного шару бетону, який включає нанесення на поверхню конструкцій розчинів кремнієорганічних сполук, який відрізняється тим, що поверхню конструкцій послідовно обробляють розчином лужної водорозчинної кремнієорганічної сполуки, яка містить ПАР, і потім гідрофобізують розчином кремнієорганічної смоли в органічному розчиннику, причому розчин лужної водорозчинної C2 2 (19) 1 3 84093 дація цих наслідків вимагає суттєви х матеріальних ресурсів [3]. Одним із сучасних засобів захисту будівельних конструкцій з цементобетону від фізико-хімічної корозії є обробка його поверхні кремнійорганічними сполуками. Обробка бетону водними розчинами силанолятів лужних металів (ГКЖ - 10,11) гідрофобізує його поверхню [4]. Позитивними властивостями цих розчинів є екологічність і доступність, однак, нанесені з водних розчинів, ці склади легко вимиваються із бетонів дощем, так як знаходяться у самих поверхневих шарах. Внаслідок чого, ефективність їх дії - не довговічна. Атмосферостійким, водонерозчинним є захисне покриття на бетоні на основі органічного розчину олігометилфенілсилоксанової смоли [5]. Однак, дана композиція володіє нейтральним рН і не в змозі відновити лужну реакцію порової рідини прокарбонізованого цементного каменю. Таким чином, перераховані склади не забезпечують захисту цементобетону від карбонатної корозії. Заявлено спосіб створення хімічного бар'єру, що запобігає карбонізації бетону на основі застосування водних розчинів силанолятів з послідуючим нанесенням олігометилфенілсилоксанів [заявка авторів Колесника Д.Ю., Коваля П.М. „Спосіб захисту цементобетонів від карбонізації"]. Однак цей спосіб ефективний на нових залізобетонних об'єктах, в яких він захищає свіжий бетон від карбонізації і підвищує довговічність конструкцій. У тому випадку, якщо залізобетонні конструкції експлуатувалися достатньо тривалий час і фронт карбонізації просунувся на 20...25мм і досягнув арматури, то створення бар'єру у поверхневому шарі бетону не ефективно. Необхідні заходи по відновленню рН порової рідини усього шару бетону, що прокарбонізувався. В основу винаходу поставлена задача створити спосіб відновлення рН порової рідини захисного шару бетону для забезпечення необхідних протекторних властивостей та створення на бетоні поверхневого гідрофобного бар'єру, що перешкоджає як вимиванню із бетону захисних засобів, так і проникненню води і агресивних розчинів до об'єму бетону. Поставлене завдання вирішується тим, що спосіб відновлення протекторних властивостей захисного шару бетону по відношенню до металоарматури, вимагає послідовну обробку поверхні бетону розчинами кремнійорганічних сполук у дві стадії. На першій стадії на поверхню бетону наносять 10%-вий водний розчин метилсиланоляту лужного металу, що містить додатково 0,01...0,02% кремнійорганічної водорозчинної поверхневоактивної речовини (ПАР). Розчин наносять з нормою розходу 200дм 3/м 2 три рази. Між обробками повинна бути витримана технологічна пауза не менше 24 годин. Після третьої обробки і витримки впродовж 24 годин поверхню бетону промивають водою з метою запобігання виникнення висолив. На другій стадії після висихання поверхні (24...48 годин) на бетон наносять просочувальну гідроізоляцію для запобігання 4 вимиванню метилсиланолятів. Як просочення, використовують 5-20%-ний розчин кремнійорганічної смоли - олігометилфенілсилоксану в органічному розчиннику. Роль метилсиланолятів лужних металів полягає у підвищенні рН порової рідини прокарбонізованого бетону до вихідного значення (рН більше 11,5). Кремнійорганічна водорозчинна ПАР (типу КЕП-2) сприяє глибокому і швидкому просоченню метилсиланолятів в об'єм бетону. Олігометилфенілсилоксанова смола утворює покриття, яке перешкоджає масопереносу як із бетону висолужного метилсиланоляту, так і в бетон корозійноактивних речовин (СІ-, СО2, SO42-), у т.ч. й води, як середовища проходження реакції карбонізації. Використання нового системного покриття, у вигляді послідовно нанесених водного розчину метилсиланолята лужного металу, що містить ПАР і олігометилфенілсилоксанової смоли в органічному розчиннику, забезпечує відновлення протекторних властивостей захисного шару бетону, про що свідчать наведені експериментальні дані. Приклад Для досліджень використовують зразки з цементно-піщаного (1:2,5) розчину В/Ц 0,48 у вигляді призм 40´40´160мм з портландцементу марки 500. Після зняття опалубки, призми промивають водою та витримують у приміщенні лабораторії при 25±5°С протягом 28 діб. Карбонізацію зразків здійснюють за методикою [6]. Глибину карбонізації зразків визначають за допомогою фенолфталеїну згідно Євростандарту [7]. Розрахункову кількість захисних кремнійорганічних розчинів наносять на всю поверхню зразків зануренням або за допомогою пензля. Потім зразки витримують в умовах лабораторії протягом 7 діб. У якості вихідних матеріалів використовують: водний розчин метилсиланолятів лужних металів [ТУ У 6-02-5-61-97] поверхнево-активну речовину КЕП-2 [ТУ 6-02-813-73] олігометилфенілсилоксан [ТУ 6-02-5-002-90]. Як органічний розчинник використовують уайт-спірит [ГОСТ 3134-78] або бензин [ТУ 38.404-57.108-920]. Рецептури складів для обробки бетонних зразків наведені у таблиці 1. Спосіб передбачає нанесення максимально можливої кількості метилсиланолятів лужних металів, необхідної для відновлення рН порової рідини бетону. При нормі розходу більше 0,2дм 3/м 2 рідина повністю не всмоктується бетоном. При витраті органічного 7,5...15%-ого розчину олігометилфенілсилоксану у кількості 0,3дм 3/м 2 досягається необхідна глибина просочення для бетону (0,25...0,30мм), що нормується [СНиП 2.03.11-85] [8]. Величину рН порової рідини визначають на сколах бетонних зразків за допомогою водноспиртового розчину універсального кислотоосновного індикатора. Встановлено оптимальний вміст компонентів (таблиця 2). При концентрації метилсиланоляту менш 5%-ти (приклади 2,3) не вдається підвищити рН порової рідини до граничного значення 11,5. Збільшення його концентрації більше 10% (приклади 10,11) призводить до виникнення білих 5 84093 плям, що не змиваються, причому збільшення рН не відбувається. При відсутності П АР у розчині метилсиланоляту (приклад 2) не забезпечується необхідна глибина просочення. Збільшення концентрації ПАР більше 0,03% (приклад 9) ускладнює технологічний процес за рахунок піноутворення. Вимиванню метилсиланоляту із бетону перешкоджають покриття олігометилфенілсилоксанової смоли, що одержані з розчинів 7,5-15%-ної концентрації (приклади 4...10), що видно після перебування зразків у проточній воді впродовж 240 годин (10 діб). Збільшення концентрації смоли до 20% (приклад 11) економічно не доцільно. Джерела інформації 1. Лучко Й.Й., Глагола І.І., Назаревич Б.Л. Методи підвищення корозійної стійкості та довговічності бетонних та залізобетонних конструкцій і споруд /НАН України; Фіз.-мех. ін.-т ім. Г.В. Карпенка: Каменяр, 1999. -229с. 2. Карбонізація захисного шару бетону несучих конструкцій мостів /Д.Ю. Колесник, М.Г. Парубець, П.М. Коваль, Ю.Р. Колесник //Автошляховик України. -2005. -№2. –С.34-36. 6 3. Економічна доцільність вторинного захисту залізобетонних мостових конструкцій /П.М.Коваль, М.Г. Парубець, А.О. Шкуратовский, Д.Ю. Колесник //Автошляховик України. -2005. -№4. -С.34-39. 4. Соболевський М.В., Музовская О.А., Попелева Г.С. Свойства и область применения кремнийорганических продуктов. -М.: Химия, 1975. 296с. 5. Патент 75000 Укр., МПК C09D143/04. Склад для захисту будівельного штучного каменю від водопоглинання /Д.Ю.Колесник, Є.Д.Прусенко, П.М.Коваль, В.Є.Зема, В.В.Кожушко; Заявл. 27.12.04; Опубл. 15.02.06. -3с. 6. Коваль П.М., Колесник Д.Ю., Фаль А.Є. Методика прискореної карбонізації цементобетонних зразків //Дороги і мости. -Вип. 6. -С.248 -256. 7. CR 12793:1997 Measurement of the carbonation depth of hardened concrete. -CEN/TC 51, 1997.63p. 8. СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии /Госстрой СССР. -М.: ЦИТП Госстроя СССР. -1986. -48с. Таблиця 1 Рецептура складів для підвищення рН порової рідини бетону Рецептура за винаходом, мас. % Компонент 1 прототип метилсиланоляти лужних металів ПАР вода олігометилфеніл7,5 силоксан органічний розчинник 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3 3 5 5 5 10 10 10 15 15 0,02 0,01 0,02 0,01 0,03 0,07 0,01 0,03 3 5 7,5 7,5 10 15 10 20 0,03 решта 10 15 решта Таблиця 2 Величина рН поров ої рідини бетону, на глибині 20...25мм в ід пов ерхні Номера зразків , які в ідпов ідають рецептурі Показник, рН дослідних зразків після перебув ання зразків у проточній в оді в продовж 240 годин контроль- 1 протоний зразок тип 9,5 9,5 9,5 9,5 Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко 2 9,5 9,5 3 4 10-10,5 11,5-12 9,5 11,5-12 5 6 7 8 9 10 11 12 12-13 12-13 12,5-13,5 12-13 12-13 12-13 12 12-13 12-13 12,5-13,5 12-13 12-13 12-13 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601