ПРОПИТОЧНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ БЕТОНА НА ОСНОВЕ ГЕКСАФТОРСИЛИКАТА ДВУХВАЛЕНТНОГО МЕТАЛЛА
PROPYTIC COMPOSITION FOR PROTECTION OF CONCRETE ON THE BASIS OF HEXAFLUOROSILICATE OF DIVALENT METAL

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к пропиточным составам, и может быть использовано для защиты поверхностного слоя бетона, цементно-бетонных и асфальтобетонных покрытий.
Бетонные конструкции в процессе эксплуатации подвергаются многочисленным деструктивным воздействиям, в том числе циклическим замораживаниям и оттаиваниям, динамическим нагрузкам, воздействиям природных атмосферных явлений и прочее.
За счет этого в активно эксплуатируемых бетонных конструкциях, например, таких как автомобильные дороги, уже через год образуются значительные поверхностные дефекты. В дальнейшем, если не проводятся ремонтно-восстановительные мероприятия, в поверхностном слое бетонных конструкций развиваются необратимые деструктивные процессы, приводящие к интенсивному разрушению.
Для повышения эффективности содержания бетонных конструкций проводятся профилактические мероприятия по их защите от разрушения.
Методы защиты включают такие виды нанесения защитных материалов, как гидрофобная пропитка и пропитка на органо-полимерной и цементно-водной основе.
В качестве гидрофобных пропиточных составов могут применяться силаны и силоксаны, которые имеют высокую стоимость и малоэффективны в условиях солевой коррозии бетона.
Пропитка на органо-полимерной основе при нанесении на бетон проникает в поры и капилляры поверхностных слоев бетона с последующей полимеризацией без непосредственного химического воздействия с растворной частью бетона. Поэтому возможно отслоение пленки полимера и дальнейшее развитие коррозии.
Пропиточно-кольматирующие составы в результате физико-химического взаимодействия с цементным камнем образуют кристаллические нерастворимые или малорастворимые новообразования, кольматирующие поры и капилляры, что является перспективным методом защиты бетонных конструкций.
Из уровня техники известен «Пропиточный состав на полимерной основе кольматирующего действия ультракорд для защиты поверхностного слоя бетона, цементно-бетонных и асфальтобетонных покрытий» (см. патент на изобретение RU 2516397 С1, опубликован 20.05.2014 г.), который включает в себя нефтеполимерную смолу, сольвент, толуол и антиоксидант. Основным недостатком указанного пропиточного состава является сложность получения и дороговизна его компонентов, и, как следствие, самого пропиточного состава.
Из уровня техники также известна «Композиция для гидрофобизации силикатных строительных материалов», взятая за прототип, (см. патент на изобретение RU 2273623 С1, опубликован 10.04.2006 г.), которая содержит, мас. %: метилсиликонат натрия 10-15, гексафторсиликат натрия 0,8-1,2, ортофосфорную кислоту 0,2-0,25, тальк 0,15-0,25, оксид алюминия 0,25-0,5, воду - остальное. Указанная композиция имеет дешевые исходные компоненты и проста в приготовлении, однако имеет не высокие показатели глубины проникновения и влагозащиты, приводит к ухудшению морозостойкости и прочности на сжатие пропитанного материала. Кроме того, композиция имеет высокую вязкость.
Известен «Способ получения гексафторсиликата магния» (см. патент BY 7658 С1, опубликован 30.12.2005 г. ) с максимальным выходом целевого продукта.
Задачей предлагаемого изобретения является создание пропиточного состава для бетона на основе гексафторсиликата двухвалентного металла с увеличенной глубиной проникновения пропиточного состава в обработанный бетон.
Предлагаемое изобретение обеспечивает следующие технические результаты:
- увеличение глубины проникновения пропиточного состава в обработанный бетон;
- снижение вязкости пропиточного состава;
- защиту от проникновения в обработанный бетон химикатов и масел, снижение его шелушения.
Поставленная задача решается тем, что пропиточный состав для защиты бетона, включающий водный раствор гексафторсиликата двухвалентного металла, дополнительно содержит щавелевую кислоту и поверхностно-активное вещество при следующем соотношении компонентов, мас.%:
гексафторсиликат двухвалентного металла
5,0-26,0
щавелевая кислота
3,0-5,0
поверхностно-активное вещество
0,1-2,0
вода
остальное
В качестве поверхностно-активного вещества может применяться ОП-7, ОП-10 (см. ГОСТ 8433-81).
Указанный состав при описанном соотношении компонентов позволяет снизить шелушение обработанного бетона, защитить от проникновения в него химикатов и масел, а также увеличить глубину проникновения пропиточного состава в обработанный бетон и снизить вязкость пропиточного состава.
Краткое описание фигур:
На Фиг. 1, 3 показаны внешняя и внутренняя поверхности необработанного образца бетона;
На Фиг. 2, 4 показаны внешняя и внутренняя поверхности образца бетона, обработанного пропиточным составом;
На Фиг. 5, 6 представлены рентгенографический снимок и его расшифровка (визуализация).
6
6
6
2
Пропиточный состав получают следующим образом: дозированные компоненты, гексафторсиликат двухвалентного металла (в качестве гексафторсиликата двухвалентного металла могут применяться гексафторсиликаты магния MgSiF, кальция CaSiF, цинка ZnSiF), щавелевую кислоту ((COOH)) и поверхностно-активное вещество (в качестве поверхностно-активного вещества может применяться ОП-7, ОП-10 по ГОСТу 8433-81) загружают в емкость с водой при включенной мешалке. Загрузку начинают с гексафторсиликата двухвалентного металла, после чего последовательно добавляют щавелевую кислоту и поверхностно-активное вещество. Смесь вышеперечисленных компонентов перемешивают до однородного состояния при температуре не ниже 19°C.
Технология пропитки:
Обрабатываемая поверхность очищается и просушивается, после, при температуре не ниже 14°C, на обрабатываемую поверхность наносится пропиточный состав, далее обрабатываемая поверхность выдерживается без эксплуатации в течение суток, после производится контроль качества пропитки.
В ходе экспериментальных исследований по вышеописанной технологии на контрольный образец бетона наносился пропиточный состав, состоящий из, мас. %:
гексафторсиликат магния - 24;
щавелевая кислота - 4,6;
ОП-10 - 1,1;
вода - остальное.
Глубина поверхностного флюатирования бетона зависит от его плотности и структуры цементного камня. Исследования, проведенные на бетоне повышенной плотности (СНиП 2.03.11-83), показали, что максимальная глубина пропитки составляет 7 мм.
Кроме того, при оптическом анализе микроструктуры образцов установлено следующее:
- внешняя поверхность необработанного образца (Фиг. 1) имеет равномерную светло-желтую окраску, воздушные поры полностью открыты как на внешней поверхности, так и внутри (срез - Фиг. 3);
- на поверхности обработанного образца (Фиг. 2) наблюдается светлый налет, состоящий из продуктов реакции флюатирования. Этими же продуктами заполнены многие воздушные поры, в том числе внутри образца (срез - Фиг. 4).
Распределение пропиточного раствора по глубине образца от обработанной поверхности анализировалось по данным рентгенографического и оптического анализа - по люминесценции в ультрафиолете с использованием двойной монохроматизации. Фотографии приведены на Фигурах 5 (где белые точки отражают распределение флюата по глубине) и 6 (визуализация распределения флюата по глубине).
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет снизить вязкость пропиточного состава, увеличить глубину проникновения пропиточного состава в обрабатываемую поверхность, снизить шелушение бетона, обеспечить защиту от проникновения в обработанный бетон химикатов и масел.