Современные супер- и гиперпластификаторы - это системы комплексного действия. Малые количества этих добавок способствуют значительному снижению водоцементного отношения, а, следовательно, повышению плотности, трещиностойкости, морозостойкости, химической устойчивости и ряда других свойств. Комбинация различных компонентов часто направлена на синергизм – взаимное усиление действия составляющих на достижение определенных свойств [1].
В условиях атмосферного воздействия (влага, перепады температур, УФ-излучение, наличие агрессивных газов СО2, SO2, NO2 и пр.) хорошо зарекомендовали себя вододисперсионные акриловые и кремнийорганические краски. Создавая тонкий, плотный барьер, эти краски надежно защищают бетон в атмосферных условиях.
Старение бетона под действием техногенных факторов принимает такие темпы, что становится отчетливой необходимостью специальная поверхностная защита материала.
Обязательных мероприятий по химической защите бетонных сооружений требуют следующие среды:
| Среды | Количественные показатели |
| Неорганические кислоты: H2SO4, HCl, HNO3, H2F2, HClO4, H3PO4, H2CrO4Органические кислоты: муравьиная, уксусная, молочная, масляная, хлоруксусная, салициловая, щавелеваяЩелочи: NaOH, KOH, сода Na2CO3, фосфаты, очищающие и моющие средстваМинеральные масла | рН-фактор < 3,5 или расход основания для слабодиссоциирующих кислот > 10 ммоль/лрН-фактор < 3,5 или расход основания для слабодиссоциирующих кислот > 10 ммоль/лрН-фактор > 13 или концентрация > 10 М.%Кислотное число > 0,5 мг КОН / г |
Из других веществ могут быть агрессивными для бетона:
1. Растительные и животные жиры и масла
2. Растворы солей (сульфаты, хлориды, магнезиальные и аммонийные соли)
3. Сульфиды
4. Глицерин
5. Формальдегид
6. Фенолы, крезолы
7. Низкомолекулярные эфиры (бутилацетат)
8. Пластификаторы (дибутилфталат)
Действие этих веществ зависит от их концентрации, рН-фактора, продолжительности воздействия, поэтому выбор защиты определяется конкретными условиями.
В сооружениях из железобетона следует учитывать:
1. Возможность каталитического действия стали на реакции гидролиза в щелочной среде бетона (например, отщепление хлор-ионов от тетрахлорметана)
2. При действии солей, особенно хлоридов, агрессивное действие может быть направлено преимущественно на арматуру;
3. Достаточность толщины бетонного слоя над арматурой;
4. Водонепроницаемость бетона;
5. Снижение сцепления бетона с арматурой под действием некоторых сред, например – минеральных масел и жиров.
Поэтому при строительстве новых и восстановлении старых сооружений основными задачами являются эффективность и долговечность защиты, что возможно лишь при использовании современных системных технологий.
Системность в выполнении ремонтно-защитных работ подразумевает использование материалов одного производителя с такими требованиями как:
1. Хорошая совместимость компонентов системы,
2. Безусадочность ремонтных растворов,
3. Ранний набор прочности,
4. Трещиностойкость,
5. Атмосферостойкость,
6. Индивидуально подобранная химически стойкая защита.
При защите бетонной поверхности тонкослойными синтетическими покрытиями, используются преимущественно эпоксидные или полиуретановые смолы; в условиях жесткой агрессии – смолы на основе виниловых эфиров, фурановые полимеры и композиции на основе жидкого стекла.
Необходимыми требованиями к поверхности являются:
1. Прочная ровная основа, без изъянов и трещин.
2. Влажность, не превышающая 4%.
3. Изоляция от наружного подпора грунтовых вод.
При соблюдении этих условий, в выборе надежных материалов и строгом выполнении технологии защита может быть и эффективной и долговечной.
Серьезной проблемой, в частности, является очистка, подготовка и защита замасленных, контактирующих с нефтепродуктами бетонных поверхностей.
Полы и резервуары нефтеперерабатывающих производств, очистные сооружения – все минеральные поверхности, контактирующие с сырой нефтью, маслами, соляркой, мазутом и пр., с трудом поддаются очистке, отмывке и последующей защите. Проблемой является и изоляция швов на замасленных поверхностях. Создаваемая антиадгезионная прослойка является серьезной помехой в проблемах реконструкции и противокоррозионной защиты.
Технология SCHOMBURG по обновлению и защите бетонных поверхностей, контактирующих с маслами и нефтепродуктами, включает три основных этапа:
1. Очистка. Для очистки используется специальное концентрированное средство ASOR008 Bioversal. Степень разведения зависит от характера и интенсивности загрязнения и находится в пределах от 1 : 5 до 1 : 10. Средство наносится распылением, и после обработки щеткой поверхность основательно промывается водой.
2. Грунтование. Для грунтования очищенных, промытых, слегка влажных бетонных поверхностей перед последующей защитой следует применить уникальную грунтовку ASODUR-SG2. Это плотная водостойкая и маслостойкая двухкомпонентная эпоксидная смола в отличие от всех остальных эпоксидных композиций обладает очень высокой адгезией к влажному бетонному основанию (3,6 – 3,8 МПа). Плотность и уровень адгезионной прочности ASODUR-SG2, высокое противостояние отрыву удерживают оставшиеся в глубинных слоях бетона остатки масел, не позволяя им выйти на поверхность. Грунтовка незаменима и в условиях внешнего воздействия грунтовых вод.
3. Защита. Устойчивостью к маслам и нефтепродуктам обладают эпоксидные композиции. Для применения в качестве накатываемых покрытий на бетонные поверхности, может. быть рекомендована, в частности:
ASODUR-TE – двухкомпонентная тиксотропная эпоксидная смола. В отвержденном состоянии высокоэластична, износостойка и работоспособна в интервале температур от –30оС до +80оС.
Для наливного пола в условиях механических нагрузок (проходы людей, транспорт, станки и пр.) в качестве наливного покрытия применяется прочная, износостойкая эпоксидная композиция ASODUR-B351 – промышленный пол.
Железобетонные конструкции гидро- и очистных сооружений подвергаются различным видам коррозии. К ним относятся, в частности:
1. Биогенная коррозия, вызванная образованием и интенсивным размножением органических колоний;
2. Углекислотная коррозия, обусловленная синергетическим действием углекислого газа и воды с превращением кальцита в растворимый гидрокарбонат кальция;
3. Сульфатная коррозия, происходящая под действием серосодержащих газов (сероводорода, продукта гниения органического ила и сернистого газа, продукта окисления сероводорода);
4. Аммиачная коррозия, вызываемая продуктами разложения белковых соединений ила – (мочевина, аммиак).
В сооружениях для бытовых сточных вод дефектные места в бетоне проявляются значительно медленнее в силу более низких химических и термических нагрузок, поэтому они трудно устанавливаются. Однако, поверхности газовой зоны резервуаров для органического ила (метантенков) и канализационных труб весьма чувствительны к агрессивному воздействию. Выделяющийся из сточной воды газообразный сероводород проникает во влажный бетон и благодаря серным бактериям превращается в серу и серную кислоту. Это приводит к коррозии арматуры и достаточно быстрому разрушению бетона. Особенно уязвимы в этом отношении поверхности колпаков больших резервуаров с органическим илом.
Исходя из необходимости защиты, прежде всего, от коррозионного воздействия газов, следует отдать предпочтение газоплотным поверхностным коррозионностойким покрытиям с высокой степенью адгезии к бетону и металлу, эластичным и трещиностойким, особенно в условиях перепада температур при эксплуатации на открытом воздухе.
Для защиты резервуаров, реакторов, ванн, поддонов, лотков, труб и пр., в том числе и нуждающимся в ремонте, перспективным является применение термопласт-облицовок - технология STEULER. В старое бетонное сооружение вносится вкладыш из термопласта (полиэтилен высокой плотности, полипропилен), оснащенный с наружной стороны вплавленными анкерами. Системный материал монтируется на месте производства работ путем сваривания листов в конструкцию необходимой конфигурации (сложные профили возможно изготавливать на заводе) и заполняется со стороны анкеров высокоподвижным безусадочным раствором. После твердения раствора образуется единая система - бетон-термопласт-облицовка. Старое сооружение играет, таким образом, роль несъемной опалубки и не требует соответственно длительного ремонта и защиты.
Применение бетон-термопласт-облицовок в новом строительстве и ремонте имеет неоспоримые преимущества, к которым относятся:
1. Универсальная химическая стойкость материала;
2. Водонепроницаемость
3. Антиадгезионная поверхность (не зарастает и легко очищается);
4. Сохранение физических свойств при длительном воздействии агрессивных компонентов;
5. Высокая долговечность – до 50 лет эксплуатации;
6. Физиологическая и экологическая безопасность;
7. Низкая трудоемкость при монтаже и ремонте (сварка);
8. Стойкость материала к низким температурам – до -50оС;
9. Ремонтопригодность
10. Не лимитируемые сроки хранения [1,2].
Метод исследования физико-химических и химических превращений, происходящих в минералах и горных породах в условиях заданного изменения температуры. Термический анализ позволяет идентифицировать отдельные минералы и определять их количественное содержание в смеси, исследовать механизм и скорость протекающих в веществе изменений: фазовые переходы или химические реакции дегидратации, диссоциации, окисления, восстановления. С помощью термического анализа регистрируется наличие процесса, его тепловой (эндо- или экзотермичность) характер и температурный интервал, в котором он протекает. С помощью термического анализа решается широкий круг геологических, минералогических, технологических задач. Наиболее эффективно использование термического анализа для изучения минералов, испытывающих фазовые превращения при нагревании и содержащих H2O, CO2 и другие летучие компоненты либо участвующих в окислительно-восстановительных реакциях (оксиды, гидроксиды, сульфиды, карбонаты, галогениды, природные углеродистые вещества, метамиктные минералы и др.). Метод термического анализа объединяет ряд экспериментальных методов: метод температурных кривых нагревания или охлаждения (термический анализ в первоначальном понимании), производный термический анализ (ПТА), дифференциальный термический анализ (ДТА). Наиболее распространён и точен ДТА, при котором изменяется температура среды по заданной программе в контролируемой атмосфере и регистрируется разность температур между исследуемым минералом и веществом сравнения как функция времени (скорость нагревания) или температуры. Результаты измерения изображают кривой ДТА, откладывая по оси ординат разность температур, по оси абсцисс - время или температуру.