Введение в материалы для пропитки бетона силаном 

Обзор материалов

1.Принцип пропитки силаном для защиты бетона

Пропиточные агенты силана представляют собой низкомолекулярные соединения с определенной структурой, как показано на рисунке 1. Структурная формула: ROROROR0--ORRO--OR, где: R может быть ди-, три- или тетраалкильной группой. Эти силиконовые пропиточные материалы снижают поверхностное натяжение бетона, усиливая его гидрофобные свойства. При гидролизе алкоксигруппа образует силанол. Силанол может образовывать водородные связи с -OH-соединениями в матрице бетона или, в щелочной среде бетона, конденсироваться в силикаты посредством более прочных химических связей. Низкая молекулярная масса силановых соединений обеспечивает отличную проникающую способность, достигая глубины проникновения 3–20 мм в бетонные основания. На глубину проникновения влияют количество покрытия, прочность основания, соотношение воды и вяжущего в бетоне, влажность бетона и тип силана. Механизм связывания между силаном и бетоном показан на рисунке 2. Исследования химической связи OH с поверхностями бетона показывают, что пропитанные силаном материалы представляют собой наиболее эффективное из доступных в настоящее время решение для обеспечения солестойкости и защиты бетона от замерзания.

2.Показатели эффективности и применимые стандарты для материалов для пропитки силаном

Жидкие пропиточные агенты силана соответствуют следующим стандартам: JTS/T 209-2020 «Спецификация по антикоррозионной защите гидротехнических сооружений» и JTS 153-2015 «Стандарт проектирования долговечности гидротехнических сооружений». Техническая спецификация JTJ 275-2000 «Антикоррозионная защита бетонных конструкций в портовом строительстве» была заменена.

3.Различия между различными материалами для пропитки силаном

В настоящее время материалы для пропитки силаном, представленные на рынке, можно разделить по составу на изобутилтриэтоксисилан, октилтриэтоксисилан и изооктилтриэтоксисилан. Основное различие заключается в химической структуре их гидрофобных групп. Однако процессы производства изобутилтриэтоксисилана и изооктилтриэтоксисилана требуют газообразного сырья и высокотемпературных условий реакции под высоким давлением, что приводит к более высоким затратам на производство обоих материалов. С точки зрения защитной эффективности для бетонных конструкций различие между ними незначительно; выбор состава материала зависит в первую очередь от спецификаций проектной документации. Силанные пастообразные материалы представляют собой альтернативную формулу, полученную путем физической обработки октилтриэтоксисилана или изооктилтриэтоксисилана. По сравнению с жидкими составами, пастообразные материалы предъявляют более строгие требования к составу гидрофобной группы, что предотвращает замену некачественными материалами.

4.Распространенные проблемы с материалами для пропитки силаном и меры по их предотвращению

Пастообразные материалы на основе силана представляют собой альтернативную форму, получаемую путем физической обработки октилтриэтоксисилана или изооктилтриэтоксисилана. По сравнению с жидкими материалами, пастообразные составы предъявляют более строгие требования к составу гидрофобных групп, что предотвращает замену некачественными продуктами. (1) Не рекомендуется судить об эффективности силана исключительно по эффекту лотоса на поверхности, поскольку такие материалы, как жидкое стекло, также могут придавать бетонным конструкциям временный эффект лотоса, не обеспечивая при этом водонепроницаемости, солестойкости или морозостойкости. Кроме того, жидкое стекло стоит всего пятую часть от стоимости силановых пропиточных агентов. (2) Цветные силаны, силановые пропиточные агенты или силановые пастообразные материалы являются низкомолекулярными системами. Силановые пропиточные материалы должны полностью проникать в бетонную конструкцию. Цветные пасты могут диспергироваться, но не могут прилипать к бетонной поверхности. Цветные силаны обычно представлены в двух вариантах: (1) Рассеивание пигментной пасты в силане; после того, как силаны полностью проникают в бетонную конструкцию, пигментная паста адсорбируется на поверхности. Под воздействием внешних факторов (ветер, дождь и т. д.) пигментная паста быстро рассеивается, возвращая бетон в его первоначальное состояние. (2) Рассеивание пигментной пасты в полимерной эмульсии (обычно это фторуглеродная эмульсия на водной основе) с образованием полимерного покрытия на водной основе. Затем оно соответствующим образом смешивается с силиконовым пропиточным агентом и наносится на бетонную поверхность. Такой подход позволяет использовать защитные свойства силиконовой пропитки и одновременно прочно закрепить пигмент на бетонной поверхности, обеспечивая сохранение цвета и отсутствие отслаивания в течение более пяти лет.

Меры предосторожности при строительстве

1.Силанные пропиточные материалы для защиты бетона являются однокомпонентными составами.

2.Сохраняйте оригинальную герметичность контейнера и используйте в течение срока годности.

3.Силанные пропиточные жидкости можно наносить кистью или распылителем; рекомендуется использовать полумеханическое распылительное оборудование.

4.Подготовка бетонной поверхности перед нанесением:

(1).Удалите мусор и рыхлые загрязнения с поверхности. Устраните явные дефекты, такие как ямки и обнаженный заполнитель, с помощью ремонтного раствора. В случае карбонизированного бетона отбейте карбонизированные участки и отремонтируйте их с помощью раствора.

(2).Удалите пыль, масло и другие загрязнения, препятствующие проникновению силана.

5.Нанесите силан на поверхность сухого бетона. При работе в местах, подверженных колебаниям уровня воды, наносите силан только тогда, когда на поверхности бетона не осталось видимой воды, обеспечив 3-6-часовой период высыхания для впитывания. Не наносите силан во время дождя.

6.Защитные материалы на основе силана можно наносить только после завершения периода отверждения бетона.

7.Температура поверхности бетона должна быть от 5 °C до 45 °C.

(1).На строительной площадке должно быть запрещено использование открытого огня, а операторы должны использовать необходимые средства защиты.

(2).Пропитка силаном должна наноситься непрерывно, как правило, требуется два слоя для достижения количества, указанного в проекте. В нормальных условиях твердые и жидкие компоненты требуют нанесения в количестве 300-350 г/м². При наличии особых проектных требований, они должны соблюдаться.