Способ повышения химической стойкости и прочности бетонных изделий и конструкций

Изобретение относится к способу создания защитных покрытий на бетонных и железобетонных строительных изделиях и конструкциях панелей, блоков, плит в промышленных зданиях и сооружениях. Технический результат - повышение химической стойкости и прочности изделий и конструкций из бетона и железобетона, устранение на поверхности бетона мелких дефектов, защита от проникновения в него влаги и загрязнений. В способе повышения химической стойкости и прочности бетонных изделий и конструкций путем обработки их поверхностей составом на основе мономеров с инициирующей системой, состоящей из перекиси бензоила и деметиланилина, взятых в отношении 1:0,5, инициирующая система составляет 2% от массы мономеров, состав для обработки состоит из мономеров стирола и метилметакрилата, взятых в мольном отношении 2:1, являющихся сополимерами. Обработку поверхности бетонных изделий и конструкций производят в два этапа с выдержкой в 30 минут между этапами с предварительным прогреванием состава с мономерами при температуре 80°C и с последующим его остужением при комнатной температуре в течение 15-20 минут. На первом этапе состав с мономерами прогревают в течение 30 минут, а на втором этапе - в течение 60 минут. 1 табл.

 

Изобретение относится к способу создания защитных покрытий на бетонных и железобетонных строительных изделиях и конструкциях панелей, блоков, плит в промышленных зданиях и сооружениях.

Известен способ пропитки готовых конструкций, таких как дорожные плиты, колонны, ригели путем их обработки стиролом или метилметакрилатом, при котором готовое изделие погружалось в ванну с мономером, после окончания пропитки в пропарочной камере проводилось прогревание /Баженов Ю.М. Бетонополимеры. - М.: Стройиздат. 1983. С. 456/.

Недостатком данной технологии является необходимость большого объема состава с мономерами для обработки и наличие больших емкостей для полного погружения изделий в этот состав, а также необходимость в дополнительном прогревании изделий после проведения пропитки их мономерами.

Наиболее близким к созданию защитных покрытий является способ пропитки полимерными материалами глазурованного бетонного строительного изделия, предусматривающий нанесение на его поверхность мономера с последующей его полимеризацией, в котором идет поверхностная обработка готовых изделий полимерным составом на основе одного мономера стирола или метилметакрилата, процесс полимеризации протекает при комнатной температуре в течение одного часа /Патент РФ №2376269 С1, С04В 41/82, 2009 г./ - принят за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что пропитка производится без создания защитного слоя, повышающего химическую стойкость изделий в условиях эксплуатации на промышленных предприятиях.

Сущность изобретения состоит в повышении долговечности строительных конструкций из бетона и железобетона.

Техническим результатом является - повышение химической стойкости и прочности изделий и конструкций из бетона и железобетона.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе повышения химической стойкости и прочности бетонных изделий и конструкций путем обработки их поверхностей составом на основе мономеров с инициирующей системой, состоящей из перекиси бензоила и деметиланилина, взятых в отношении 1:0,5, инициирующая система составляет 2% от массы мономеров, состав для обработки состоит из двух мономеров стирола и метилметакрилата, взятых в мольном отношении 2:1, являющихся сополимерами, при этом обработку поверхности бетонных изделий и конструкций производят в два этапа с выдержкой в 30 минут между этапами с предварительным прогреванием состава с мономерами при температуре 80°С и с последующим его остужением при комнатной температуре в течение 15-20 минут, при этом на первом этапе состав с мономерами прогревают в течение 30 минут, а на втором этапе - в течение 60 минут.

Пропитка производится в два этапа предварительно прогретой смесью из двух мономеров стирола и метилметакрилата в мольном отношении 2:1 и инициирующей системы, включающей перекись бензоила (инициатор реакции) и диметиланилина (катализатор реакции), взятые в массовом отношении 1:0,5, что в целом составляло 2% от массы мономеров. В процессе пропитки в порах изделия образуются кристаллы сополимера полистиролметилметакрилата, отличающиеся повышенной прочностью и химической стойкостью от полистирола и полиметилметакрилата. На поверхности изделия образуется тонкодисперсный защитный полимерный слой.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключается в следующем.

На поверхность готового, предварительно высушенного, бетонного или железобетонного строительного изделия наносят состав из двух мономеров.

Состав состоит из стирола и метилметакрилата, взятых в отношении 2:1 по мольной массе, и инициирующей системы, которая состоит из перекиси бензоила (инициатор реакции) и демитиланилина (катализатор реакции), взятых в отношении 1:0,5 и равной 2% от массы мономеров. Полученный состав прогревают в течение 30 минут при температуре 80°С, дают остыть при комнатной температуре в течение 15-20 минут и наносят на поверхность бетонного изделия. Расход мономеров вместе с инициирующей системой составляет 800-1000 мл на 1 м² поверхности. Через 30 минут снова наносят состав с мономерами на поверхность бетонного изделия, предварительно прогрев его в течение 60 минут при температуре 80°С и остудив при комнатной температуре в течение 15-20 минут, с расходом 250-400 мл на 1 м. После первого нанесения мономеры по сети пор и капилляров проникают в толщу образца, отверждаясь по механизму радикальной полимеризации, делая бетонное изделие плотным и при этом не утяжеляя его. После повторного нанесения на поверхности бетона образуется защитное полимерное покрытие. Полимеризация протекает при комнатной температуре в течение часа. После обработки бетонных изделий смесью из двух мономеров возрастает стойкость бетона к парам и растворам кислот, что подтверждают испытания по ГОСТ Р 31383-2008 «Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Методы испытаний». Согласно ему бетонные образцы погружаются в насыщенный кислотой раствор. По истечении шести месяцев проводят визуальный осмотр и сравнивают прочностные характеристики. О снижении долговечности изделий говорят показатели, характеризующие потерю прочности.

Были проведены испытания бетонных изделий на прочность после обработки их поверхности составом с мономерами. Было взято три образца: один обработанный составом из двух мономеров, другой обработанный составом с одним мономером и третий без обработки составом. Все образцы были помещены в жидкость с показателем РН=1 (кислая среда) на срок, равный 6 месяцем. По истечении времени проводилось визуальное сравнение внешнего вида образцов, помещенных в жидкость и контрольных образцов. После шести месяцев нахождения в растворе необработанные образцы бетонных изделий покрылись пятнами ржавчины и белым налетом. Образцы бетонных изделий, обработанные составом с мономерами, остались без изменений внешнего вида. Для достоверности результатов испытаний и продолжения исследований было проведено сравнение прочностных характеристик образцов с использованием пресса. Результаты испытаний на прочность приведены в таблице сравнительных прочностных характеристик образцов бетонных изделий до и после проведения испытаний.

В таблице приведено изменение прочности бетонных изделий после испытания их по ГОСТ Р 31383-2008.

Согласно таблице прочностные характеристики образцов бетонных изделий после обработки составом из двух мономеров возросло на 75% и имеют прочность на 35% выше, чем не пропитанные, а химическая стойкость возросла в 3 раза, о чем свидетельствует % потери прочности.

Предложенный способ позволяет значительно повысить прочность и химическую стойкость изделий из бетона и железобетона, а также «герметизировать» имеющиеся на поверхности бетона мелкие дефекты (трещины, сколы и т.д.), обеспечить защиту материала от проникновения в него влаги и загрязнений.

Способ повышения химической стойкости и прочности бетонных изделий и конструкций путем обработки их поверхностей составом на основе мономеров с инициирующей системой, состоящей из перекиси бензоила и деметиланилина, взятых в отношении 1:0,5, при этом инициирующая система составляет 2% от массы мономеров, отличающийся тем, что состав для обработки состоит из двух мономеров стирола и метилметакрилата, взятых в мольном отношении 2:1, являющихся сополимерами, при этом обработку поверхности бетонных изделий и конструкций производят в два этапа с выдержкой в 30 минут между этапами с предварительным прогреванием состава с мономерами при температуре 80°C и с последующим его остужением при комнатной температуре в течение 15-20 минут, при этом на первом этапе состав с мономерами прогревают в течение 30 минут, а на втором этапе - в течение 60 минут.