АДГЕЗИОННЫЙ СОСТАВ ДЛЯ БЕТОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
ADHESIVE COMPOSITION FOR CONCRETE SURFACES

Заявляемое техническое решение относится к строительным материалам, а именно к составам для ремонта и защиты бетонных поверхностей, и может найти применение как защитное антикоррозионное покрытие, при ремонте различных сооружений из бетона от заделки мелких трещин до шпаклевки крупных дефектов, а также в качестве заливочных полимерных композиций для пористых материалов.
Наиболее распространенные среди составов подобного назначения получили составы на основе метилметакрилата (ММА). Эти материалы благодаря низкой вязкости легко проникают в бетон, обеспечивая полученному покрытию высокую прочность (Ю.М.Баженов. Бетонополимеры. Москва, Стройиздат, 1983, с.42).
Известно применение сополимеров на основе метилметакрилата (ММА), диметиланилина, перекиси бензоила, полиизоцианата для покрытия бетонных поверхностей (Международная заявка №2000129909/04). Покрытие на основе данного состава характеризуется высокой когезионной прочностью и значительной атмосферостойкостью.
Недостатком композиции является ее значительная вязкость, и вследствие этого она имеет недостаточно высокие сорбционные свойства и капиллярозаполняемость в отношении бетона и других пористых материалов. Вторым недостатком композиции является наличие в системе токсичных веществ - полиизоционата и диметиланилина.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является антикоррозионная композиция для бетона, опубликованная в сборнике «Антикоррозионные работы в строительстве» (Вып.5, М., Машинмонтажспецстрой СССР, 1988 г., с.12-16). Композиция имеет следующий состав:
ММА - 75 мас.ч.
Полиизоционат - 22 мас.ч.
Перекись бензоила - 15 мас.ч.
Диметиланилин - 15 мас.ч.
Однако в случае повышенной влажности пропитываемого материала наблюдается подвспенивание композиции и вследствие этого отмечается недостаточная глубина пропитки и соответственно резкое снижение прочностных характеристик материала. Также недостатком данного решения является использование в композиции токсичных веществ.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка состава для пропитки пористых материалов, отличающихся высокой капилляропроницаемостью, малой чувствительностью к влаге, обеспечивающего высокую прочность пропитываемого материала, а также замена токсичных компонентов состава на менее токсичные.
Поставленная задача решается за счет адгезионного состава, включающего в себя метилметакрилат и перекись бензоила, дополнительно содержащего триэтаноламин и эпоксидную смолу при следующих соотношениях компонентов: метилметакрилат 100 мас.ч., перекись бензоила 3-7 мас.ч., триэтаноламин 5-20 мас.ч., эпоксидная смола 1-20 мас.ч.
Техническим результатом при использовании заявляемого состава является значительная глубина пропитки пористого материала, равномерность отверждения композиции в бетоне.
Указанный технический результат при осуществлении заявляемого решения достигается за счет введения в состав композиции, содержащей метилметакрилат и инициатор отверждения, дополнительно эпоксидной смолы в количестве от 1% до 20% и катализатора реакции полимеризации, являющегося одновременно отверждающим агентом - третичного алифатического амина в количестве от 5% до 20%.
При меньших значениях содержания эпоксидной смолы в композиции наблюдается неполная полимеризация метилметакрилата и образец теряет прочностные показатели, а при больших значениях композиция имеет высокую вязкость, что препятствует ее применению в пропитке пористых материалов.
При содержании триэтаноламина ниже 5% полимеризация метилметакрилата происходит чрезвычайно медленно. Тоже наблюдается при превышении содержания его в композиции свыше 20%.
Частным случаем реализации изобретения является внедрение в состав композиции наполнителя искусственного или природного происхождения, а именно песка, кварцевой муки, сплошных и полых стеклянных микросфер, перлита, маршалита, в количестве от 50 до 600 мас.ч. наполнителя на 100 мас.ч. композиции для нанесения его на вертикальные и наклонные поверхности.
Основными недостатками прототипа являются невысокая прочность на сжатие и наличие в системе ядовитых веществ - полиизоционата и диметиланилина. Введение в систему триэтаноламина позволяет повысить прочность материала и снизить вредные воздействия на организм человека, занятого в производстве полимербетона.
Дополнительный поиск известных решений, совпадающих с отличительными от прототипа признаками, показал, что заявляемое решение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, а именно не выявлено.
Оценки и доказательства преимуществ заявляемого изобретения построены на измерении технологических и эксплуатационных показателей составов с одинаковым соотношением метилметакрилата и разным содержанием инициатора реакции полимеризации (на 100 мас.ч. метилметакрилата использовалось от 3 до 7 мас.ч. инициатора), но с применением в заявляемом составе эпоксидной смолы от 1% до 20% и триэтаноламина в соотношении от 5% до 10%.
Заявляемое изобретение может быть осуществлено следующим образом. Метилметакрилат смешивают с эпоксидной смолой и перед употреблением в полученный раствор добавляют триэтаноламин и перекись бензоила. При частном случае реализации изобретения дополнительно вводят заданное количество наполнителя.
Поверхность бетона очищают от внешних загрязнителей, проводят традиционную обработку: опескоструивание, обезжиривание. Приготовленный состав наносят кистью, шпателем, валиком или наливом, после чего отверждают при температуре окружающей среды.
Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
20.0 мас.ч. эпоксидной смолы растворяют в 100.0 мас.ч. метилметакрилата. Перед употреблением в данный раствор вводится 12.5 мас.ч. триэтаноламина и 3.0 мас.ч. пероксида бензоила. При частном случае реализации изобретения в смесь вводится 300 мас.ч. наполнителя.
Пример 2.
20.0 мас.ч. эпоксидной смолы растворяют в 100.0 мас.ч. метилметакрилата. Перед употреблением в данный раствор вводится 12.5 мас.ч. триэтаноламина и 7.0 мас.ч. пероксида бензоила. При частном случае реализации изобретения в смесь вводится 300 мас.ч. наполнителя.
Пример 3.
10.5 мас.ч. эпоксидной смолы растворяют в 100 мас.ч. метилметакрилата. Перед употреблением в данный раствор вводится 5.0 мас.ч. триэтаноламина и 3.0 мас.ч. пероксида бензоила. При частном случае реализации изобретения в смесь вводится 300 мас.ч. наполнителя.
Пример 4.
10.5 мас.ч. эпоксидной смолы растворяют в 100 мас.ч. метилметакрилата. Перед употреблением в данный раствор вводится 20.0 мас.ч. триэтаноламина и 3 мас.ч. пероксида бензоила. При частном случае реализации изобретения в смесь вводится 300 мас.ч. наполнителя.
Пример 5.
1.0 мас.ч. эпоксидной смолы растворяют в 100 мас.ч. метилметакрилата. Перед употреблением в данный раствор вводится 12.5 мас.ч. триэтаноламина и 7.0 мас.ч. пероксида бензоила. При частном случае реализации изобретения в смесь вводится 300 мас.ч. наполнителя.
Пример 6.
20.0 мас.ч. эпоксидной смолы растворяют в 100 мас.ч. метилметакрилата. Перед употреблением в данный раствор вводится 5.0 мас.ч. триэтаноламина и 5.0 мас.ч. пероксида бензоила. При частном случае реализации изобретения в смесь вводится 300 мас.ч. наполнителя.
Пример 7.
10.5 мас.ч. эпоксидной смолы растворяют в 100 мас.ч. метилметакрилата. Перед употреблением в данный раствор вводится 5.0 мас.ч. триэтаноламина и 7.0 мас.ч. пероксида бензоила. При частном случае реализации изобретения в смесь вводится 300 мас.ч. наполнителя.
Свойства материалов, полученных с использованием известной и предлагаемой композиции, приведены в таблице 1.
Таблица 1
Свойство
Композиция
Известная
Предлагаемая по примеру
1
2
3
4
5
6
7
1. Прочность при сжатии через месяц после отверждения, МПа
39.1
60.0
60.3
42.5
40.5
50.1
85.3
120.5
2. Водопоглощение через месяц после отверждения за 24 ч, %
3.5
1.3
1.4
3.1
2.2
3.0
1.4
1.1
Как видно из приведенных в таблице данных, изменение количества эпоксидной смолы, триэтаноламина и пероксида бензоила приводит к изменению свойств получаемого материала. Это происходит за счет изменения вязкости композиции, а как следствие - уменьшения глубины пропитки наполнителя. При уменьшении вязкости композиции происходит увеличение смачивоемости наполнителя и затекание состава в микротрещины и сколы наполнителя. Это приводит к снижению водопоглощения и увеличению прочностных характеристик. Прочность композиции увеличивается за счет полимеризации компонентов. Различное содержание эпоксидной смолы тоже влияет на прочность получаемого материала. Недостаток смолы - снижение количества сшивок, а как следствие - снижение прочности при сжатии и увеличение водопоглощения. Оптимальное значение эксплуатационных характеристик достигается при отсутствии в системе избыточного количества мономеров.
Глубина пропитки составом определялась на стандартных цементно-песчанных образцах при соотношении: кварцевый песок 3 мас.ч., цемент М-500 1 мас.ч. Образцы наносились на шлифованную поверхность слоем 20 мм и отверждались в течение 72 часов. В композиции (1-7) дополнительно вводилось 0,001 мас.ч. люминесцентного красителя. После отверждения образцы подвергались поперечному распилу, срез облучался ультрафиолетовой лампой ПРК-4. Глубина пропитки измерялась штангенциркулем по зоне свечения. Данные по пропитке представлены в таблице 2.
Таблица 2
Свойства
Композиция
Известная
Предлагаемая по примеру
1
2
3
4
5
6
7
1. Глубина пропитки, мм
2,2
2,7
2,7
2,8
2,8
3,1
2,7
2,9
2. Наличие неотвержденной фазы, %
не менее 10
отсутствует