Способ обеспечения долговечности стеклоровинга в среде твердеющего цементного камня

 

Изобретение предназначено для производства тонкостенных изделий из мелкозернистого бетона, армированного щелочестойким стеклоровингом. Способ обеспечения долговечности стеклоровинга в среде твердеющего цементного камня предусматривает пропитку стеклоровинга составом, содержащим, мас.%: микрокремнезем - 10, портландцемент - 85, суперпластификатор С-3 - 5, при водовяжущем отношении - 0,5, причем пропитку осуществляют до процесса формования. Введение активных добавок (например, микрокремнезема) в пропиточный состав позволяет снизить его щелочность и обеспечить высокую долговечность изделий из мелкозернистого бетона, армированного щелочестойким стеклоровингом.

Изобретение относится к строительcтву и предназначено для производства тонкостенных изделий из мелкозернистого бетона, армированного щелочестойким стеклоровингом (стекложгутом).

Получению долговечных композиций на основе наиболее распространенного в строительной индустрии вяжущего - портландцемента и стекловолокна препятствует разрушение стекловолокнистой арматуры в щелочной среде твердеющего вяжущего. Коррозия стекловолокна вызвана наличием в твердеющем портландцементе Ca(OH)₂, KOH, NaOH, которые образуют высокощелочную среду с pH 12-13.

Известен способ обеспечения долговечности стеклоцементных композиций, заключающийся в нанесении защитных покрытий на стекловолокно, например эпоксифурановых и эпоксифуранометакрилатных олигомеров, полифенилсилоксанового лака и др. Недостатком данного способа является дороговизна стеклопластиковой арматуры, а также то, что сцепление с бетоном намного ниже сцепления с бетоном стеклоровинга (поверхность ровинга, контактирующая с бетоном, в 650 раз выше, чем у стеклопластикового стержня того же диаметра). Кроме того, бетон со стеклопластиковым армированием также со временем теряет прочность (до 24%) [1].

Известен способ применения для армирования бетона щелочестойкого стекловолокна с добавкой диоксида циркония [2]. В этом случае все же происходит снижение прочности бетона, армированного щелочестойким стекловолокном.

Известно введение активных минеральных добавок в бетон с целью снизить щелочность среды до уровня нейтральной к стекловолокну (pH 7 - 8) [3]. В данном случае в бетонную смесь вводили асбестовую пыль в количестве 20 - 100% от веса стекловолокнистой арматуры. Механизм связывания щелочей асбестовой пылью носит хемосорбционный характер за счет химического взаимодействия их с некомпенсированными валентными связями поверхности. Образцы обрабатывались по методике ускоренного старения стеклоцемента. Эксперименты показали, что состаривание материала на 20 лет не влияет на его долговременную прочность.

Недостаток этого способа - введение активных минеральных добавок во всю массу бетонной матрицы. Стекловолокно как правило используется как дополнительная технологическая арматура в комплексе со стальной. Снижение щелочности ниже pH 11,8 ведет к активации процессов коррозии стальной арматуры и к снижению долговечности изделий. Кроме того, асбестовая пыль является канцерогеном и вредна для здоровья людей, работающих на предприятиях стройиндустрии.

Наиболее близким из аналогов является способ обеспечения долговечности стеклоровинга в среде твердеющего цементного камня, включающий пропитку стеклоровинга составом, содержащим микрокремнезем [4].

Изобретение решает задачу по обеспечению долговременной прочности стеклоровинговой арматуры.

Поставленная задача решается за счет того, что способ обеспечения долговечности стеклоровинга в среде твердеющего цементного камня, включающий пропитку стеклоровинга составом, содержащим микрокремнезем, предусматривает осуществление пропитки составом, содержащим, мас.%: портландцемент - 85, микрокремнезем - 10, суперпластификатор C-3 - 5, при водовяжущем отношении - 0,5, причем пропитку осуществляют до процесса формования.

Используемый в качестве активной минеральной добавки микрокремнезем является продуктом восстановления высокочистого кварца с углеродом в электродуговых печах при производстве кристаллического кремния, силицидов или ферросилиция. Перешедший при температуре 2000^oC в газовую фазу SiO конденсируется в виде SiO₂ вследствие окисления при охлаждении и улавливается фильтрами очистки печных газов.

Микрокремнезем представляет собой ультрадисперсный порошок из высокопористых твердых сфер, диаметром 0,1 мкм с удельной площадью поверхности 20-200 м²/г, плотностью вещества 2,1-2,8 г/см³ и насыпной плотностью 0,15-0,30 г/см³.

Способ осуществляется следующим образом. Стеклоровинг пропитывают составом, состоящим из 85% портландцемента М400, 10% микрокремнезема. Водовяжущее отношение 0,5. Состав содержит 5% суперпластификатора C-3 от массы вяжущего. Повышенный расход суперпластификатора обусловлен высокой удельной поверхностью частиц микрокремнезема. Пропиточный состав имеет пластичность 40 см по вискозиметру Суттарда.

Пропитанным стеклоровингом армируют изделия из мелкозернистого бетона. Процесс формования осуществляют послойно. Твердение изделий должно осуществляться в естественных условиях либо при мягких режимах пропаривания (40-60^oC).

Новообразования, возникающие при твердении цементного теста с добавкой микрокремнезема, осаждаются на поверхности стекловолокна и защищают его от воздействия щелочной коррозии.

Натурные эксперименты показали, что щелочестойкий стеклоровинг РЦР из стекла СЦ-6 не является абсолютно стойким к среде твердеющего бетона. Падение прочности составило 29% в течение полугода для образцов естественного твердения. Затем процесс затухает. Введение активных добавок (например, микрокремнезема) в пропиточный состав позволяет снизить его щелочность и обеспечить высокую долговечность изделий из мелкозернистого бетона, армированного щелочестойким стеклоровингом. Падение прочности в этом случае составило 3%.

Промышленное применение изобретения возможно на заводах ЖБИ для устройства технологической стекловолокнистой арматуры строительных изделий, например, в плитах перекрытия, наружных стеновых панелях.

Формула изобретения

Способ обеспечения долговечности стеклоровинга в среде твердеющего цементного камня, включающий пропитку стеклоровинга составом, содержащим микрокремнезем, отличающийся тем, что пропитку осуществляют составом, содержащим, мас.%: Портландцемент - 85 Микрокремнезем - 10 Суперпластификатор С-3 - 5 при водовяжущем отношении 0,5, причем пропитку осуществляют до процесса формования изделия.