Исследование эффективности пропиточных композиций для антикоррозионной защиты бетона

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 691.175

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А., Россия, Саратов

Исследование эффективности пропиточных композиций для антикоррозионной защиты бетона

Полянский Михаил Михайлович

Фомина Наталья Николаевна

Аннотация

коррозионный стойкость бетон полимер

Показаны возможности повышения коррозионной стойкости бетона поверхностной пропиткой. Исследованы варианты пропиточных составов на основе жидкого стекла, водной дисперсии полимера, раствора полистирола. Установлено, что пропитка раствором полистирола позволяет существенно снизить водопоглощение пропитанного бетона и увеличить его морозостойкость.

Ключевые слова: вторичная защита, пропитка, раствор полистирола, защитное покрытие, морозостойкость бетона.

Annotation

The possibilities of improving the corrosion resistance of concrete surface impregnation. Different variants of impregnating compositions based on water glass, an aqueous polymer dispersion of polystyrene solution. It is found that the impregnation of the polystyrene solution can substantially reduce water absorption impregnated concrete and increase its resistance to frost

Keywords: secondary protection, impregnation, solution of polystyrene, sheeting, frost resistance of concrete.

Эксплуатация железобетонных конструкций в условиях воздействия засоленных грунтов и высокоминерализованных вод обусловливает необходимость поиска антикоррозионных защитных мероприятий. Если защита бетона от коррозии не обеспечивается первичными мерами, такими как применение специальных вяжущих, уплотнение структуры бетона, применяют способы вторичной защиты - окраску, обмазку, облицовку, оклейку, оштукатуривание, гидрофобизацию, пропитку и прочие методы изоляции бетона от агрессивной среды. Из перечисленных способов следует выделить как один из эффективных вариантов пропитку, которая проникает в структуру бетона на некоторую глубину и обеспечивает долговечность и надежность защиты.

В качестве пропиток используются полимерсиликатные композиции; продукты переработки углеводородного сырья (битумы, дегти, пеки); полимерные композиции, в том числе растворы, дисперсии полимеров, а также олигомеры с полимеризацией в структуре бетона и термопласты с пропиткой в условиях нагрева. На строительном рынке представлены разнообразные пропиточные составы российского и импортного производства [1-3]. Пропиточные композиции могут изготавливаться непосредственно на предприятии-производителе железобетонных изделий и конструкций. Выбор оптимального варианта пропитки производиться на технико-экономическим обоснованием с учетом условий эксплуатации конструкции, а также доступности и качества пропиточного состава.

В представленной работе приведены результаты исследований эффективности следующих пропиточных составов:

- жидкостекольных (ЖС);

- водно-дисперсионных (ВД);

- органорастворимых полистирольных (ПС).

Вязкость пропиточных составов в интервале от 15 до 45 с контролировалась прибором ВЗ-4. Определялась адгезия пропиток к бетонной подложке, а также степень защищенности бетона пропиткой при водонасыщении и замораживании и оттаивании в агрессивной среде.

Пропитка производилась выдержкой образцов в пропиточной композиции в течение двух суток, с последующей сушкой и выдержкой еще в течение десяти суток.

Далее контрольные образцы (без пропитки), а также образцы с пропитками водонасыщались в 5%-ном растворе NaCl при температуре 20 °С до постоянной массы (в течение 5 суток). Водопоглощение образцов по массе по окончании водонасыщения составило:

- для контрольных образцов - 2,14%;

- для образцов с пропиткой ЖС - 1,71%;

- для образцов с пропиткой ВД - 0,52%;

- для образцов с пропиткой ПС - 0,41%.

По окончании водонасыщения у образцов оценивался внешний вид пропиточного покрытия, адгезия покрытия к подложке.

На образцах, пропитанных ЖС, поверхностное покрытие отсутствует, вероятно, растворившись в процессе водонасыщения. На покрытии, полученном ВД пропиткой, в некоторых местах появились трещины; адгезия ВД покрытия к бетону имеет большой разброс, от минимальных до удовлетворительных (более 0,4 МПа) значений. Пропитка ПС не претерпела существенных изменений в процессе водонасыщения: поверхность образцов гладкая; пленка пропиточного покрытия качественная сплошная; адгезия покрытия к бетону более 0,6 МПа.

Часть контрольных образцов сразу же после водонасыщения испытывалась на прочность при изгибе и сжатии. Остальные водонасыщенные образцы без пропитки и с пропитками подвергались испытаниям на замораживание и оттаивание по следующему режиму: замораживание в течение 2 часов при температуре -18 °С в воздушных условиях, оттаивание в течение 1,5 часов в 5%-ном растворе NaCl при температуре 20 °С. Число циклов замораживания и оттаивания принималось равным 30, что по ГОСТ 10060-2012 соответствует 150 циклам при замораживании и оттаивании в воде.

По окончании циклов замораживания и оттаивания покрытие, полученной пропиткой ВД, частично отслоилось; адгезия покрытия к бетону низкая - не превышает 0,4 МПа. Пропитка ПС не претерпела существенных изменений после прохождения циклов замораживания и оттаивания: поверхность образцов гладкая; пленка пропиточного покрытия качественная сплошная; адгезия покрытия к бетону более 0,6 МПа.

Потери в массе по окончании испытаний на морозостойкость наблюдались только у образцов, пропитанных ВД (потери составили 1,7%), что связано с частичным отслоением пропиточного покрытия.

Испытания на прочность всех образцов, прошедших циклы замораживания и оттаивания, показали, что пропитка ЖС повышает стойкость бетона в условиях замораживания и оттаивания: падение в прочности после 30 циклов ускоренных испытаний на морозостойкость для пропитанных составило 12%, в то время как для образцов без пропитки - 17%. Пропитка ПС также повышает стойкость бетона в условиях замораживания и оттаивания: падение в прочности образцов после испытаний на морозостойкость минимально, и составляет 4,7%. Пропитка ВД не увеличивает стойкость образцов в условиях попеременного замораживания и оттаивания.

Полученные экспериментальные данные позволяют сделать следующие выводы:

- из исследованных вариантов наиболее эффективной оказалась пропитка раствором полистирола, такой вариант антикоррозионной пропитки бетонных и железобетонных изделий может быть рекомендован, с обязательным учетом требований по технике безопасности, т.к. раствор полистирола горюч, а растворитель является летучей жидкостью с характерным запахом;

- пропитка водной дисперсией затруднена, вероятно, из-за относительно крупных частиц полимера дисперсии, и для качественной пропитки требуются специальные технологические приемы.

Библиографический список

1. Павлова И.Л., Игольников А.К. Способы защиты бетонных и железобетонных конструкций от действия агрессивных сред // Повышение надежности и безопасности транспортных сооружений и коммуникаций: сб. тр. I Междунар. науч.-практ. конф.: в 2 т. / под ред. Н.Е. Кокодеевой, Э.Ю. Шмагиной, А.В. Панкратовой. Саратов: Издательский Дом «Райт-Экспо», 2015.Т.2. 308 с. С. 213-217.

2. Фомин В.Г. Моделирование двухсвязной пластинки, находящейся в поле температур под воздействием агрессивной среды // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-29 [текст]: сб. трудов XXIX Междунар. науч. конф.: в 12 т. Т.2. / под общ. ред. А.А. Большакова. - Саратов: Саратов. гос. техн. ун-т; Санкт-Петербург: СПбГТИ(ТУ), СПбПУ, СПИИРАН; Самара: Самарск. гос. техн. ун-т, 2016. 230 с. С. 83-85.

3. Иващенко Ю.Г., Павлова И.Л., Кочергина М.П. Жидкостекольные композиционные материалы, модифицированные полистиролом // Материалы Всерос. науч.-техн. конф., посвящ. 70-летию заслуж. дея- теля науки Рос. Федерации, акад. РААСН, д-ра техн. наук проф. Владимира Павловича Селяева. - Саранск: изд-во Мордов. ун-та, 2014. - С. 30?34.

Размещено на Allbest.ru