Антикоррозионный состав Парад Г-903
Процессы коррозии железобетонных объектов промышленности, энергетики, транспорта, сооружений коммунального хозяйства приводят к большим неоправданным затратам на их ремонт и восстановление.
Среди часто выходящих из строя объектов выделяются мосты и путепроводы, подземные пешеходные переходы и переходы по железнодорожным путям, дорожные покрытия, коммунальные тоннели и каналы, тоннели с линиями электроснабжения, связи, сетями холодного и горячего водоснабжения, подземные сооружения типа подвалов и фундаментов. В большинстве случаев повреждения вызваны разрушительными деформациями коррозионных процессов стальной арматуры. К факторам, инициирующим эти негативные процессы, следует, прежде всего, отнести водопроницаемость бетона, проникновение в него агрессивных газов и солей, а также склонность к карбонизации, то есть постепенной потери щелочности.
Правильный выбор средств и методов защиты применительно к тем или иным условиям позволяет продлить долговечность железобетонных конструкций на десятки лет, а межремонтные сроки увеличить в 2-3 раза.
Для железобетонных конструкций, при изготовлении которых не были проведены противокоррозионные мероприятия стальной арматуры, одним из новых и перспективных направлений защиты стальной арматуры является нанесение на поверхность железобетонных конструкций мигрирующих ингибиторов коррозии, пенетрирующая способность которых позволяет им достаточно быстро достигать по порам бетона поверхности стальной арматуры и пассивировать ее, то есть блокировать разрушающее действие агрессивных веществ.
Отличительной особенностью мигрирующих ингибиторов коррозии является их высокая мобильность, позволяющая проникать в бетон на большую глубину. Проникновение мигрирующих ингибиторов коррозии происходит, во-первых, одновременно с диффузией воды по порам бетона, во-вторых благодаря летучести засчет высокой упругости паров, и в-третьих, проще и быстрее всего, через микротрещины, при этом защитные функции ингибиторов реализуются в первую очередь там, где они необходимы в наибольшей степени.
До настоящего времени в Республике Беларусь ингибиторы такого типа отечественного производства отсутствовали, и при проведении ремонтных работ использовались составы импортного производства, одним из которых является продукт Sika FerroGard 903 компании Sika. Мигрирующие ингибиторы коррозии производства швейцарской компании Sika и американской компании Cortec успешно используются во всем мире. В Америке эффективность и долговечность действия мигрирующих ингибиторов коррозии подтверждается наблюдениями за состоянием арматуры при ремонте автодорожных мостов, которые постоянно ведутся с 1980-х годов и по настоящее время, а также многими испытаниями и исследованиями. Прогнозируемая продолжительность эффективного действия мигрирующих ингибиторов коррозии составляет 40 и более лет.
Разработанный в Белгосуниверситете антикоррозионный состав Парад Г-903, содержащий мигрирующие ингибиторы коррозии, представляет собой комбинацию нескольких видов аминогликоля, органических и неорганических солей и поверхностно-активных веществ в виде прозрачной жидкости желтого цвета с водородным показателем, составляющим от 10,5 до 11,0. Это продукт, который готов к применению и не должен разбавляться.
Антикоррозионный состав Парад Г-903 предназначен для защиты от коррозии стальной арматуры существующих железобетонных конструкций и наносится на их поверхность кистью, валиком или распылителем. Обрабатываемая поверхность бетона перед нанесением состава должна быть очищена от пыли, грязи, масла, старых покрытий и цементного молочка до поровой структуры бетона.
А вот каковы технические характеристики данного антикоррозионного состава. Его защитная способность составляет 97,5-98,5 процента, а стойкость стали Ст.3 к статическому воздействию раствора хлористого натрия с массовой долей 3 процента, содержащего 1 процент состава, при температуре 20 плюс-минус 2 градуса составляет 8 часов. Водородный показатель составляет от 10,5 до 11,8, а плотность 1,1-1,116 граммов на кубический сантиметр. Вязкость материала по вискозиметру ВПЖ-2 с диаметром сопла 0,56 миллиметров при 20 градусах составляет от 3,43 до 3,75 стокс, глубина пропитки через 28 суток достигает 8 сантиметров, расход же составляет 0,8 килограмма на квадратный метр.
Сравнительные испытания антикоррозионного состава Парад Г-903 с аналогом Sika FerroGard 903, проведенные Белгосуниверситетом, показали, что в исследуемой коррозионной среде хлорида натрия ингибиторное действие разработанного антикоррозионного состава не уступает ингибиторному действию аналога. Такова и способность компонентов состава мигрировать по поровому пространству бетона и ингибировать стальную арматуру.
В данной статье рассматриваются сравнительные испытания эффективности антикоррозионного состава Парад Г-903 для защиты и ремонта железобетона в сравнении с аналогом Sika FerroGard 903, проведенные в лаборатории минеральных вяжущих и бетонов БелдорНИИ.
Методика эксперимента
Сравнительная оценка воздействия на бетон антикоррозионных составов Парад Г-903 и Sika FerroGard 903 выполнялась путем испытаний образцов- балочек размером 4х4х16 сантиметров, изготовленных из цементно-песчаного раствора по ГОСТ 310.4, и образцов-кубов из бетона класса прочности на сжатие В22,5. Антикоррозионными составами обрабатывали все поверхности образцов.
Непосредственно перед обработкой антикоррозионными жидкостями производили подготовку бетонных образцов, заключающуюся в очистке их поверхности проволочной щеткой с последующим обеспыливанием, обезжириванием растворителем и высушиванием до постоянной массы при температуре 80 плюс-минус 5 градусов.
Антикоррозионные составы Парад Г-903 и Sika FerroGard 903 наносили на поверхность образцов 5 раз, причем следующий слой наносили после полного высыхания предыдущего. Обработанные образцы в соответствии с требованиями СТБ 1416 высушивали естественным способом в помещении с температурой воздуха 20 плюс-минус 5 градусов и относительной влажностью 70 плюс-минус 20 процентов, а непосредственно перед испытанием до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 50 плюс-минус 5 градусов.
Для определения показателей эффективности и стойкости к термовлажностным воздействиям образцы подвергали испытаниям через 14 суток после обработки. Определялись водопоглощение по ГОСТ 12730.3 при длительном, до 48 часов, водонасыщении, прочность после 10 циклов водонасыщения- высушивания-водонасыщения-замораживания-оттаивания по ГОСТ 10060.0-ГОСТ 10060.2, то есть по II методу, прочность сцепления со старым бетоном материалов для ремонта, степень карбонизации и водородный показатель водной вытяжки бетона.
Стойкость бетона к термовлажностным воздействиям определялась путем испытаний образцов-балочек из цементно-песчаного раствора, изготовленных по ГОСТ 310.4, десятью циклами последовательного насыщения образцов пятипроцентным раствором хлорида натрия, замораживания при температуре минус 18 плюс-минус 2 градусов, далее следовали оттаивание в пятипроцентном растворе хлорида натрия, высушивание в термостате и так далее. Оценка стойкости бетона, обработанного антикоррозионными составами, выполнялась по изменению в процессе испытаний прочности образцов на сжатие.
Прочность сцепления материалов для ремонта со старым бетоном, предварительно пропитанным антикоррозионными составами, определяли на примере сухой смеси Парад РС3 согласно СТБ 1464.
Оценку влияния антикоррозионных составов Парад Г-903 и Sika FerroGard 903 на величину водородного показателя и степень карбонизации бетона проводили путем пропитки фрагментов бетона, отобранных из эксплуатировавшихся в течение более 20 лет мостовых конструкций. По истечении 14 суток после пропитки определяли водородный показатель водной вытяжки и степень карбонизации бетона. Водную вытяжку из фрагментов бетона для определения водородного показателя приготавливали по СТБ 1168, а степень карбонизации бетона определяли по СТБ 1481.
Количественную оценку защитной способности проводили гравиметрическим методом в модельном растворе, 1 литр которого содержал 30 миллиграммов NaCl и 70 миллиграммов Na2SO4, согласно ГОСТ 9.506-87, в статических условиях в течение 10 суток. Площадь образцов из арматурной стали составляла 12 квадратных сантиметров, соотношение площади образца и объема раствора составляло 1:10.
Результаты и их обсуждение
Из анализа результатов опытного определения водопоглощения следует, что при кратковременном, от 0,5 до 1 часа, водонасыщении имеет место более низкая, на 6,1-7,7 процента меньшая величина водопоглощения образцов бетона, обработанных антикоррозионным составом Парад Г-903, в сравнении с образцами, обработанными Sika FerroGard 903. При длительном водонасыщении водопоглощение образцов идентично. Показатели эффективности обоих составов, определяемые по снижению величины водопоглощения бетона, также одінаковы.
Из анализа результатов испытаний на морозостойкость контрольных образцов и образцов, обработанных антикоррозионными составами Парад Г-903 и Sika FerroGard 903, следует, что их применение позволяет увеличить в рамках выполненных исследований морозостойкость бетона на две марки в случае применения Парад Г-903 и на одну марку в случае применения Sika FerroGard 903, что отвечает показателям эффективности составов 2,0 и 1,5 соответственно.
Анализ результатов испытаний прочности контрольных образцов бетона и образцов бетона, обработанных антикоррозионными составами Парад Г-903 и Sika FerroGard 903, позволяет заключить, что оба антикоррозионных состава в равной степени оказывают положительное влияние на изменение прочности бетона в процессе термовлажностных испытаний.
Анализ результатов исследования прочности сцепления показывает, что показатели прочности сцепления ремонтного материала с поверхностью старого бетона, обработанного антикоррозионными составами Парад Г-903 и Sika FerroGard 903, идентичны и на 8,5 процента ниже прочности сцепления бетона без защиты.
Дополнительная обработка поверхности старого бетона грунтовкой Парад Г-86 привела к увеличению прочности сцепления ремонтного материала на 39 процентов в сравнении с бетоном без защиты и на 52 процента в сравнении с бетоном, обработанным только антикоррозионными составами Парад Г-903 и Sika FerroGard 903.
Из анализа результатов опытного определения водородного показателя водной вытяжки и степени карбонизации бетона следует, что в рамках проведенного эксперимента пропитка бетона антикоррозионными составами Парад Г-903 и Sika FerroGard 903 в равной степени, на 9,1 процента, повышает водородный показатель водной вытяжки бетона и снижает степень его карбонизации на 10,2 и 6,4 процента соответственно.
Степень защиты стальной арматуры составила 98,5 процента, как в случае применения состава Парад Г-903, так и в случае применения состава Sika FerroGard 903.
Наконец, при визуальном наблюдении за процессом ингибирования стальной арматуры в течение 10 суток не зафиксирована коррозия арматуры в трехпроцентном растворе NaCl в присутствии двухпроцентных антикоррозионных составов Парад Г-903 и Sika FerroGard 903.
Заключение
Таким образом, на основании выполненной комплексной оценки показателей свойств бетона, пропитанного исследуемыми антикоррозионными составами, можно сделать вывод о том, что по ингибирующему действию в отношении бетона и арматуры состав антикоррозионный Парад Г-903 аналогичен составу Sika FerroGard 903 и обладает более эффективным действием в части повышения морозостойкости защищаемого бетона. Для увеличения прочности сцепления ремонтных материалов с поверхностью старого бетона, пропитанного антикоррозионным составом Парад Г-903, рекомендуется дополнительная обработка поверхности бетона грунтовкой Парад Г-86.
Павел РАДЮКЕВИЧ, директор ЗАО «Парад», Диана МАРКОВКА, старший научный сотрудник лаборатории минеральных вяжущих и бетонов БелдорНИИ, Анатолий БЕЛОНОВИЧ, ведущий научный сотрудник Белгосуниверситета
Среди часто выходящих из строя объектов выделяются мосты и путепроводы, подземные пешеходные переходы и переходы по железнодорожным путям, дорожные покрытия, коммунальные тоннели и каналы, тоннели с линиями электроснабжения, связи, сетями холодного и горячего водоснабжения, подземные сооружения типа подвалов и фундаментов. В большинстве случаев повреждения вызваны разрушительными деформациями коррозионных процессов стальной арматуры. К факторам, инициирующим эти негативные процессы, следует, прежде всего, отнести водопроницаемость бетона, проникновение в него агрессивных газов и солей, а также склонность к карбонизации, то есть постепенной потери щелочности.
Правильный выбор средств и методов защиты применительно к тем или иным условиям позволяет продлить долговечность железобетонных конструкций на десятки лет, а межремонтные сроки увеличить в 2-3 раза.
Для железобетонных конструкций, при изготовлении которых не были проведены противокоррозионные мероприятия стальной арматуры, одним из новых и перспективных направлений защиты стальной арматуры является нанесение на поверхность железобетонных конструкций мигрирующих ингибиторов коррозии, пенетрирующая способность которых позволяет им достаточно быстро достигать по порам бетона поверхности стальной арматуры и пассивировать ее, то есть блокировать разрушающее действие агрессивных веществ.
Отличительной особенностью мигрирующих ингибиторов коррозии является их высокая мобильность, позволяющая проникать в бетон на большую глубину. Проникновение мигрирующих ингибиторов коррозии происходит, во-первых, одновременно с диффузией воды по порам бетона, во-вторых благодаря летучести засчет высокой упругости паров, и в-третьих, проще и быстрее всего, через микротрещины, при этом защитные функции ингибиторов реализуются в первую очередь там, где они необходимы в наибольшей степени.
До настоящего времени в Республике Беларусь ингибиторы такого типа отечественного производства отсутствовали, и при проведении ремонтных работ использовались составы импортного производства, одним из которых является продукт Sika FerroGard 903 компании Sika. Мигрирующие ингибиторы коррозии производства швейцарской компании Sika и американской компании Cortec успешно используются во всем мире. В Америке эффективность и долговечность действия мигрирующих ингибиторов коррозии подтверждается наблюдениями за состоянием арматуры при ремонте автодорожных мостов, которые постоянно ведутся с 1980-х годов и по настоящее время, а также многими испытаниями и исследованиями. Прогнозируемая продолжительность эффективного действия мигрирующих ингибиторов коррозии составляет 40 и более лет.
Разработанный в Белгосуниверситете антикоррозионный состав Парад Г-903, содержащий мигрирующие ингибиторы коррозии, представляет собой комбинацию нескольких видов аминогликоля, органических и неорганических солей и поверхностно-активных веществ в виде прозрачной жидкости желтого цвета с водородным показателем, составляющим от 10,5 до 11,0. Это продукт, который готов к применению и не должен разбавляться.
Антикоррозионный состав Парад Г-903 предназначен для защиты от коррозии стальной арматуры существующих железобетонных конструкций и наносится на их поверхность кистью, валиком или распылителем. Обрабатываемая поверхность бетона перед нанесением состава должна быть очищена от пыли, грязи, масла, старых покрытий и цементного молочка до поровой структуры бетона.
А вот каковы технические характеристики данного антикоррозионного состава. Его защитная способность составляет 97,5-98,5 процента, а стойкость стали Ст.3 к статическому воздействию раствора хлористого натрия с массовой долей 3 процента, содержащего 1 процент состава, при температуре 20 плюс-минус 2 градуса составляет 8 часов. Водородный показатель составляет от 10,5 до 11,8, а плотность 1,1-1,116 граммов на кубический сантиметр. Вязкость материала по вискозиметру ВПЖ-2 с диаметром сопла 0,56 миллиметров при 20 градусах составляет от 3,43 до 3,75 стокс, глубина пропитки через 28 суток достигает 8 сантиметров, расход же составляет 0,8 килограмма на квадратный метр.
Сравнительные испытания антикоррозионного состава Парад Г-903 с аналогом Sika FerroGard 903, проведенные Белгосуниверситетом, показали, что в исследуемой коррозионной среде хлорида натрия ингибиторное действие разработанного антикоррозионного состава не уступает ингибиторному действию аналога. Такова и способность компонентов состава мигрировать по поровому пространству бетона и ингибировать стальную арматуру.
В данной статье рассматриваются сравнительные испытания эффективности антикоррозионного состава Парад Г-903 для защиты и ремонта железобетона в сравнении с аналогом Sika FerroGard 903, проведенные в лаборатории минеральных вяжущих и бетонов БелдорНИИ.
Методика эксперимента
Сравнительная оценка воздействия на бетон антикоррозионных составов Парад Г-903 и Sika FerroGard 903 выполнялась путем испытаний образцов- балочек размером 4х4х16 сантиметров, изготовленных из цементно-песчаного раствора по ГОСТ 310.4, и образцов-кубов из бетона класса прочности на сжатие В22,5. Антикоррозионными составами обрабатывали все поверхности образцов.
Непосредственно перед обработкой антикоррозионными жидкостями производили подготовку бетонных образцов, заключающуюся в очистке их поверхности проволочной щеткой с последующим обеспыливанием, обезжириванием растворителем и высушиванием до постоянной массы при температуре 80 плюс-минус 5 градусов.
Антикоррозионные составы Парад Г-903 и Sika FerroGard 903 наносили на поверхность образцов 5 раз, причем следующий слой наносили после полного высыхания предыдущего. Обработанные образцы в соответствии с требованиями СТБ 1416 высушивали естественным способом в помещении с температурой воздуха 20 плюс-минус 5 градусов и относительной влажностью 70 плюс-минус 20 процентов, а непосредственно перед испытанием до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 50 плюс-минус 5 градусов.
Для определения показателей эффективности и стойкости к термовлажностным воздействиям образцы подвергали испытаниям через 14 суток после обработки. Определялись водопоглощение по ГОСТ 12730.3 при длительном, до 48 часов, водонасыщении, прочность после 10 циклов водонасыщения- высушивания-водонасыщения-замораживания-оттаивания по ГОСТ 10060.0-ГОСТ 10060.2, то есть по II методу, прочность сцепления со старым бетоном материалов для ремонта, степень карбонизации и водородный показатель водной вытяжки бетона.
Стойкость бетона к термовлажностным воздействиям определялась путем испытаний образцов-балочек из цементно-песчаного раствора, изготовленных по ГОСТ 310.4, десятью циклами последовательного насыщения образцов пятипроцентным раствором хлорида натрия, замораживания при температуре минус 18 плюс-минус 2 градусов, далее следовали оттаивание в пятипроцентном растворе хлорида натрия, высушивание в термостате и так далее. Оценка стойкости бетона, обработанного антикоррозионными составами, выполнялась по изменению в процессе испытаний прочности образцов на сжатие.
Прочность сцепления материалов для ремонта со старым бетоном, предварительно пропитанным антикоррозионными составами, определяли на примере сухой смеси Парад РС3 согласно СТБ 1464.
Оценку влияния антикоррозионных составов Парад Г-903 и Sika FerroGard 903 на величину водородного показателя и степень карбонизации бетона проводили путем пропитки фрагментов бетона, отобранных из эксплуатировавшихся в течение более 20 лет мостовых конструкций. По истечении 14 суток после пропитки определяли водородный показатель водной вытяжки и степень карбонизации бетона. Водную вытяжку из фрагментов бетона для определения водородного показателя приготавливали по СТБ 1168, а степень карбонизации бетона определяли по СТБ 1481.
Количественную оценку защитной способности проводили гравиметрическим методом в модельном растворе, 1 литр которого содержал 30 миллиграммов NaCl и 70 миллиграммов Na2SO4, согласно ГОСТ 9.506-87, в статических условиях в течение 10 суток. Площадь образцов из арматурной стали составляла 12 квадратных сантиметров, соотношение площади образца и объема раствора составляло 1:10.
Результаты и их обсуждение
Из анализа результатов опытного определения водопоглощения следует, что при кратковременном, от 0,5 до 1 часа, водонасыщении имеет место более низкая, на 6,1-7,7 процента меньшая величина водопоглощения образцов бетона, обработанных антикоррозионным составом Парад Г-903, в сравнении с образцами, обработанными Sika FerroGard 903. При длительном водонасыщении водопоглощение образцов идентично. Показатели эффективности обоих составов, определяемые по снижению величины водопоглощения бетона, также одінаковы.
Из анализа результатов испытаний на морозостойкость контрольных образцов и образцов, обработанных антикоррозионными составами Парад Г-903 и Sika FerroGard 903, следует, что их применение позволяет увеличить в рамках выполненных исследований морозостойкость бетона на две марки в случае применения Парад Г-903 и на одну марку в случае применения Sika FerroGard 903, что отвечает показателям эффективности составов 2,0 и 1,5 соответственно.
Анализ результатов испытаний прочности контрольных образцов бетона и образцов бетона, обработанных антикоррозионными составами Парад Г-903 и Sika FerroGard 903, позволяет заключить, что оба антикоррозионных состава в равной степени оказывают положительное влияние на изменение прочности бетона в процессе термовлажностных испытаний.
Анализ результатов исследования прочности сцепления показывает, что показатели прочности сцепления ремонтного материала с поверхностью старого бетона, обработанного антикоррозионными составами Парад Г-903 и Sika FerroGard 903, идентичны и на 8,5 процента ниже прочности сцепления бетона без защиты.
Дополнительная обработка поверхности старого бетона грунтовкой Парад Г-86 привела к увеличению прочности сцепления ремонтного материала на 39 процентов в сравнении с бетоном без защиты и на 52 процента в сравнении с бетоном, обработанным только антикоррозионными составами Парад Г-903 и Sika FerroGard 903.
Из анализа результатов опытного определения водородного показателя водной вытяжки и степени карбонизации бетона следует, что в рамках проведенного эксперимента пропитка бетона антикоррозионными составами Парад Г-903 и Sika FerroGard 903 в равной степени, на 9,1 процента, повышает водородный показатель водной вытяжки бетона и снижает степень его карбонизации на 10,2 и 6,4 процента соответственно.
Степень защиты стальной арматуры составила 98,5 процента, как в случае применения состава Парад Г-903, так и в случае применения состава Sika FerroGard 903.
Наконец, при визуальном наблюдении за процессом ингибирования стальной арматуры в течение 10 суток не зафиксирована коррозия арматуры в трехпроцентном растворе NaCl в присутствии двухпроцентных антикоррозионных составов Парад Г-903 и Sika FerroGard 903.
Заключение
Таким образом, на основании выполненной комплексной оценки показателей свойств бетона, пропитанного исследуемыми антикоррозионными составами, можно сделать вывод о том, что по ингибирующему действию в отношении бетона и арматуры состав антикоррозионный Парад Г-903 аналогичен составу Sika FerroGard 903 и обладает более эффективным действием в части повышения морозостойкости защищаемого бетона. Для увеличения прочности сцепления ремонтных материалов с поверхностью старого бетона, пропитанного антикоррозионным составом Парад Г-903, рекомендуется дополнительная обработка поверхности бетона грунтовкой Парад Г-86.
Павел РАДЮКЕВИЧ, директор ЗАО «Парад», Диана МАРКОВКА, старший научный сотрудник лаборатории минеральных вяжущих и бетонов БелдорНИИ, Анатолий БЕЛОНОВИЧ, ведущий научный сотрудник Белгосуниверситета
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 30 за 2009 год в рубрике дороги
