Антикоррозионные материалы и технологии на основе силана для бетонных поверхностей 

Износ и долговечность бетонных конструкций

Износ бетона неизбежен. Со временем бетонные конструкции подвергаются ряду физико-химических изменений внутри и снаружи своей внутренней структуры под воздействием внешних факторов (климат, влажность, экстремальные температуры, химические вещества, ветровая эрозия, абразивное изнашивание и т. д.), что приводит к постепенному снижению эксплуатационных характеристик бетона.

Повышение долговечности бетона представляет собой систематическую работу, которая в целом подразделяется на профилактические меры на этапе проектирования и строительства и меры по восстановлению долговечности в течение срока эксплуатации. К первым относятся улучшение минерального состава цементного клинкера, использование добавок, правильное и рациональное проектирование пропорций смеси, улучшение уплотнения и повышение непроницаемости. Вторые в основном включают методы ремонта и антикоррозионной защиты поверхности.

Преимущества и недостатки антикоррозионных материалов для поверхности бетона

Основная функция защитных материалов для поверхности бетона заключается в предотвращении проникновения и диффузии атмосферного кислорода, воды и солевых сред в бетон, что замедляет ухудшение свойств бетона и коррозию арматурной стали. Учитывая широкое применение бетонных конструкций в балках, плитах, колоннах, полах, внутренних и внешних стенах, резервуарах для хранения, подземных трубопроводах и подобных объектах, существует широкий выбор защитных покрытий для поверхности бетона.

Антикоррозионные материалы для поверхности бетона можно разделить на следующие типы в зависимости от различных критериев классификации:

1.По химическому составу связующего вещества: органические, неорганические и гибридные. Неорганические типы включают различные силикатные цементы; органические типы в основном состоят из полимерных материалов, включая синтетические смолы и каучуки, такие как эпоксидные, акриловые эфиры и кремнийорганические соединения. Гибридные типы в основном представляют собой смеси полимеров с силикатным цементом, например, эпоксидный раствор и акрило-полимерный раствор.

2.По способу действия: пленкообразующие покрытия, гидрофобные пропиточные материалы, материалы для обработки поверхности, блокирующие поры, и многофункциональные материалы для обработки поверхности.

Типы и оценка материалов на основе силана для защиты бетона от коррозии

По составу силановые материалы в основном включают: пропилтриэтокси(метокси)силан, изобутилтриэтоксисилан, пентилтриэтокси(метокси)силан, октилтриэтокси(метокси)силан и додецилтриэтоксисилан. По физическому состоянию они могут быть классифицированы как бесцветные прозрачные жидкости, белые эмульсии и белые пасты [10]. В первом китайском промышленном стандарте для силанов, JTJ 275-2000 «Технические спецификации по антикоррозионной защите бетонных конструкций в портовом строительстве», было четко оговорено использование изобутилтриэтоксисилана. последующие стандарты ссылались на положения JTJ 275-2000. В результате в течение длительного периода изобутилтриэтоксисилан оставался наиболее широко используемым пропиточным агентом на основе силана в стране. Однако его потребление ежегодно снижается, в основном из-за двух факторов: во-первых, сложный процесс производства и относительно высокая стоимость изобутилтриэтоксисилана; во-вторых, практическое применение показало, что октилтриэтоксисилан и другие типы силанов обеспечивают сопоставимый защитный эффект. Кроме того, октилтриэтоксисилан обладает более низкой летучестью и, при эмульгировании в силиконовую пасту, дает минимальные потери при нанесении на внутренние поверхности и поверхности [14,15]. Спецификация на силиконовые пастообразные материалы для защиты поверхности бетона мостов (JTT991-2015) [16] устанавливает требования к характеристикам октилсиликоновых пастообразных материалов.

Оценка силиновых материалов для защиты бетона в первую очередь включает: глубину проникновения, скорость водопоглощения, содержание хлорид-ионов, устойчивость к циклам замораживания-оттаивания, устойчивость к воздействию сульфатов и устойчивость к кислотным дождям. Кроме того, для оценки бетона, защищенного силином, на месте обычно используется метод трубки Кастона, который определяет средний коэффициент проницаемости бетона в течение 2 часов для оценки его водопоглощающих характеристик.

Тенденции развития материалов на основе силана для защиты бетона от коррозии

Силанные материалы представляют собой бесцветные, прозрачные низкомолекулярные соединения, которые проникают в бетон. Благодаря гидрофобному эффекту они снижают водопоглощение бетона и замедляют миграцию воды и вредных веществ, тем самым повышая прочность бетона.

Заключение

Защита поверхности бетона от коррозии представляет собой экономичный и эффективный метод повышения прочности. В настоящее время технология защиты от коррозии на основе силана является наиболее эффективным защитным материалом.

Ключевые проблемы, связанные с защитой от коррозии с помощью силанов, включают:

1.Несоответствие состава. На примере силановых жидкостей их бесцветность и прозрачность приводят к широкому распространению на рынке заменителей силановых пропиточных агентов в виде силикатного стекла и силановых связующих агентов. Хотя силикатное стекло и силановые связующие агенты обеспечивают временную гидрофобность поверхности, они не могут предотвратить повреждение от замерзания-оттаивания или эрозию хлорид-ионов в бетоне. Силанные пастообразные материалы часто страдают от недостаточного содержания силана, которое обычно составляет менее 80 %.

2.Для фторсодержащих модифицированных силановых материалов отсутствуют установленные стандарты, что заставляет проектировщиков использовать в спецификациях неоднозначную терминологию, такую как «силановый агент для корректировки цвета». Эта неоднозначность затрудняет оперативную реализуемость при выполнении проектов.