СПОСОБ ОБРАБОТКИ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2006 года по МПК C04B41/48 

Изобретение относится к строительной промышленности, в частности к обработке изделий из бетона или железобетона композициями, обеспечивающими повышение качества обрабатываемых изделий: предотвращение высолов, повышение морозостойкости и долговечности, понижение водопроницаемости, повышение коррозийной стойкости и улучшение других физико-механических характеристик при эксплуатации.

Образованию высолов в большей или меньшей степени подвержены все традиционные пористые строительные материалы как природного (известняк, песчаник, мрамор), так и искусственного (кирпич, бетон, штукатурка) происхождения. При эксплуатации под воздействием природных условий в процессе миграции вода вымывает растворимые соли и щелочи, содержащиеся в строительном материале, и выносит их на поверхность изделия, например стены, где они после взаимодействия с двуокисью углерода, содержащегося в воздухе, и испарения влаги вновь переходят в нерастворимую или плохо растворимую кристаллическую форму, образуя труднорастворимый белый (реже цветной) налет. Вред, приносимый высылами, не ограничивается ухудшением внешнего вида изделий (зданий, строений), при испарении воды растущие соляные кристаллы разрывают капилляры и микроплоскости, образуя на поверхности изделия трещины и коверны, а также вызывая отслоение слоев штукатурки или защитно-декоративного покрытия.

Для предотвращения этого в настоящее время получили широкое распространение гидрофобизирующие материалы, предназначенные для создания барьера для проникновения в микротрещины и капилляры влаги, снега и других осадков при эксплуатации. Такие материалы предназначены для повышения капиллярной водонепроницаемости бетонных и железобетонных конструкций.

Известны способы очистки бетонных и железобетонных изделий (журнал «Технологии строительства» (№2 (18), 2002 г.), согласно которым белесый налет, обычно содержащий «букет» химических соединений, таких как сульфаты, карбонаты и силикаты, смывают различными чистящими составами. Наиболее известное средство для удаления сульфатных и карбонатных солей используют очиститель «Типром ОФ» фирмы САЗИ, а для силикатных солей, остатков кладочного раствора, очиститель «Типром ОЦ». Чистящие составы серии «Alkutex» также позволяют удалять некоторые типы загрязнений.

Очистители наносят на поверхность при помощи кисти, щетки или валика, выдерживают в течение 10-30 мин, после чего остатки смывают водой и очищенную поверхность обрабатывают гидрофобизирующим составом, придающим обрабатываемой поверхности водоотталкивающие свойства. После гидрофобизации вода не впитывается, а собирается на поверхности и стекает с него, не вызывая намокания. В качестве гидрофобизирующего состава используют препараты на основе кремнийорганических соединений, как правило, алкилсиликонатов натрия (ГКЖ-10, ГКЖ-11) АО «Силан» Данковского химкомбината ТУ 60511687721-0093, образующих в порах и на поверхности защищаемого материала тончайшую (мономолекулярную) несмываемую пленку, препятствующую проникновению жидкости в толщу изделия.

Однако при использовании алкилсиликонатов натрия при поверхностной обработке идут две параллельные реакции - гидрофобизация и разрушение пор и капилляров кристаллогидратами натрия, образующимися при взаимодействии с водой карбоната натрия. В результате конечный результат такой обработки просто непредсказуем.

Известен способ обработки бетонных и железобетонных изделий гидрофобизирующим составом (патент РФ №1837613, кл. С 09 К 3/10, приоритет 27.08.90 г.), заключающийся в том, что поверхность бетонных изделий подвергают обработке водной эмульсии оксимосодержащей алкилалкоксисилоксана.

Водную эмульсию наносят любым способом (окунание, распыление краскопультом или посредством поливомоечной машины) на поверхность бетона из расчета 130 г/м² при однократном нанесении.

Недостатком способа являются его ограниченные возможности в связи с наличием в его составе органических растворителей.

Известен цементирующий состав капиллярного действия «АКВАБЛОК ПЛЮС» (патент РФ №2132309, кл, С 04 В 28/00, приоритет 05.12.07 г.), который предназначен для повышения водонепроницаемости монолитных или сборных бетонных и железобетонных конструкций, эксплуатирующихся во влажных условиях и придания им водостойкости и водоотталкивающих свойств. «АКВАБЛОК ПЛЮС» включает в себя вяжущее (цемент белый, портландцемент или их смесь 100 мас.г), наполнитель (песок кварцево-полевошпатный 6-30 мас.г), гидрофобизирующую добавку (метилсиликонат натрия СН₃Si(ОН)₃ 0,2-1,0 мас.г) и воду (30-35 мас.г), добавляемую непосредственно перед использованием. Вяжущее и наполнитель имеют удельную поверхность 2-3 м²/г. Технический результат - получение тонкого (толщиной около 1 мм) прочного покрытия (до 65 МПа на сжатие), повышение водонепроницаемости (до W=10) монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является «Композиция для защиты бетонных поверхностей и способ защиты бетонных поверхностей (патент РФ №2072335, кл. С 04 В 41/62, приоритет 16.10.1995 г.), согласно которому защитная композиция включает цемент, песок, неорганическую ионогенную добавку и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: нитрат натрия 0,9-1,8; карбонат натрия 2,0-3,0; сульфат натрия 2,5-3,6; хлорид кальция 0,05-0,15; карбид кальция 0,75-1,15; гидроксид кальция 0,8-1,0; цемент 36,0-40,0; песок 39,0-49,0; остальное вода. Способ защиты бетонных поверхностей заключается в выполнении на защищаемой поверхности равномерно распределенных углублений на глубину открытой поровой системы бетона и в нанесении на нее защитной композиции, содержащую неорганическую ионогенную добавку. Сначала поверхность очищают от легко удаляемых слоев и инородных включений скребками или пескоструйной обработкой. Затем на 1 м² поверхности выполняют 5 углублений (одно в центре и 4 в углах квадрата) диаметром 10 см и глубиной 0,5 см, что соответствует глубине естественной карбонизации бетона до открытых устьев пор бетона. Суммарная площадь образованной ячеистой поверхности составляет 1,18 м². Затем ячеистую поверхность увлажняют и покрывают слоем 0,4 см защитной композиции, в состав которой входит неорганическая ионная комплексная добавка. Защитную композицию наносят ручным или механическим способами. Через 12 часов после нанесения состава обеспечивается защита поверхности строительного сооружения. Площадь ячеистой поверхности выбирают в интервале 1,15-1,36 площади защищаемой поверхности. Физико-механические испытания защищенной поверхности показали: степень кольматации 95-100%, прочность на сжатие 50 МПа, прочность на разрыв 7 МПа, прочность сцепления со старым бетоном - разрушение по старому бетону, водонепроницаемость после нанесения защитного слоя 16 техн.атм., а после снятия - 14 техн.атм., морозостойкость 300-350 циклов, время схватывания - 25-40 мин.

Недостатком способа является ограниченность его использования, так как применим он в основном для поверхностей большого размера и, кроме того, при его использовании нарушается поверхность, подвергаемая обработке.

Задачей предлагаемого способа обработки бетонных и железобетонных изделий является создание способа, который позволит исключить вышеперечисленные недостатки и получить защищаемые поверхности изделий с высокими влагозащитными и морозостойкими свойствами, обеспечивающими высокую водонепроницаемость, долговечность, предохранение от высолов, стойкость к воздействию паров грязи, копоти и масел, а также увеличению сохранения архитектурно-художественного вида в условиях высокой влажности и перепада температур.

Это достигается тем, что обрабатывают бетонные и железобетонные изделия путем механической, а затем химической очистки и нанесения на поверхность защитной композиции. При химической очистке поверхность изделия обрабатывают моющим средством «Хозяюшка» или «ПАВ П-ХХ1» до визуальной чистоты. После этого на мокрую поверхность наносят в количестве 100-250 г/м² нейтрализующую композицию «Антисоль» или ее водный раствор при соотношении «Антисоль»: вода, составляющем 1:1-1:20, затем поверхность промывают большим количеством воды до нейтральной реакции, высушивают и на сухую поверхность однократно или в несколько проходов до прекращения впитывания обрабатываемой поверхностью, наносят в качестве защитной композиции бесцветный или цветной гидрофобизирующий состав «Гидрощит Супер» или его водный раствор в соотношении 1:0,5-1:2. При этом цветной гидрофобизирующий состав получают добавлением в гидрофобизирующий состав «Гидрощит Супер» акриловой краски в соотношении акриловая краска: гидрофобизирующий состав, равным 1:1-1:100.

Моющее средство «Хозяюшка» характеризуется ТУ 480-1-277-94, производитель МНПО «Мостонап», г. Москва.

«ПАВ П-ХХ1» представляет собой анионный ПАВ класса алкилбензолсульфанатов, общей формулы: (RC₆Н₄SO₃)n×М, где R=С_нН_2н+1 (н=10-14); n=1, 2; М=Na, К, Са, NH₄.

В качестве гидрофобизирующего состава используют воднодисперсионный гидрофобизирующий состав «Гидрощит-Супер» OOO «Проводник XXI» ТУ 2229-001-18803389-2000 или ТУ 2310-001-18803389-2002, представляющий собой водную дисперсию алкилсиликонатосилоксанов, в который при необходимости добавляют неметаллосодержащие красящие пигментные пасты, например пигментная паста хорошо совместимая с составом гидрофобизирующей композицией fix 200 Farben (фирма Voliton, Германия) или универсальные колерующие пасты «Компании Быт-Сервис» (г. Подольск) путем приготовления водного раствора в соотношении пигмента к гидрофобизирующему составу как 1:1-1:100.

В качестве нейтрализующей композиции используют «Антисоль» OOO «Проводник XXI» ТУ 2458-001-18803389-2000, представляющую собой водный раствор неорганического вещества, содержащего элементы V, VI и VII групп таблицы Менделеева с поверхностно-активным веществом.

При нанесении нейтрализующей и гидрофобизирующих композиций происходят следующие процессы: механическое очищение обрабатываемой поверхности и обработка моющими средствами, а затем и нейтрализующей композицией способствует очищению как непосредственно поверхности, так и поровых образований от различных химических соединений, например высолов по химическому составу, содержащих как растворимые, так и нерастворимые соединения: карбонатно-калиевые, карбонатно-натриевые, сульфатно-натриевые.

Гидрофобизирующая композиция предназначена для объемной и поверхностной защиты от воздействия воды и влаги за счет уменьшения водопоглощения, увеличения водонепроницаемости, что в свою очередь увеличивает морозостойкость и долговечность, предотвращает образование высолов, а также появления гнили, грибка, плесени в местах непосредственного контакта поверхности изделия с влажной средой. Добавление в гидрофобизирующую композицию пигментных паст улучшает архитектурно-художественный вид изделия при долговечной эксплуатации в условиях высокой влажности и перепада температур.

Используемые пределы параметров в способе определены экспериментально, выход за нижние показатели параметров ухудшает результаты обработки, а выход за верхние пределы не улучшает достигаемый результат, но ведут к неоправданному расходу компонентов, что влияет на стоимость обработки.

Конкретный пример осуществления способа.

Обрабатываемую поверхность бетонной стены из архитектурных камней, покрытую высолами, предварительно очищенную от механических загрязнений и жировых пятен, обрабатывают моющим средством «Хозяюшка», при помощи щетки наносят водный раствор нейтрализующей композиции «Антисоль» со степенью разбавления 1:10 соответственно «Антисоли» с водой из расчета 100 г/м² обрабатываемой поверхности. Композицию наносят один раз, выдерживают 5 минуты и промывают поверхность водой под давлением, используя агрегаты высокого давления. Не допуская высыхания, промывку ведут до нейтральной реакции. Затем высушивают при температуре 10°-18°С в течение 15-20 минут и сухую поверхность обрабатывают гидрофобизирующей водной композицией «Гидрощит Супер» из расчета 80 г/м². Композиция приготовлена в соотношении «Гидрощит Супер» к воде как 1:1, в которую добавляют не металлосодержащую красящую пигментную пасту Avi (Франция) из расчета 1:1 (пигментная паста к гидрофобизирующему составу). Состав наносят кистью в 2 раза «мокрым по мокрому» до прекращения впитывания состава обрабатываемой поверхностью.

Полное время полимеризации 24 часа.

После обработки поверхности бетонной стены предлагаемым способом восстанавливается первоначальный цвет, исчезают высолы, прекращается миграция солей, снижается влагонасыщение, сохраняется паропроницаемость, увеличивается морозостойкость, снижаются теплопотери, появляется эффект «самоочищения».

В таблице 1 приведены остальные примеры выполнения по предлагаемому способу.

В таблице 2 даны сравнительные характеристики гидрофобизирующего материала «Гидрощит-Супер», используемого в предлагаемом способе обработки бетонных и железобетонных изделий, и гидрофобизирующего материала ГКЖ-10 (11), широко используемого для обработки строительных поверхностей.

В таблице 3 приведены некоторые физико-механические показатели свойств обработанных поверхностей.

Данные таблиц свидетельствуют о том, что предлагаемый способ обработки бетонных и железобетонных изделий обеспечивает высокие физико-механические показатели, лучшие прочностные свойства, обеспечивает высокую водонепроницаемость и поверхностную прочность, высокую морозостойкость, долговечность и улучшает архитектурно-художественный вид и экономию расходуемых компонентов.

Изобретение относится к обработке изделий из бетона и железобетона и может быть использовано в строительной промышленности при эксплуатации изделий в условиях агрессивного воздействия окружающей среды и иных техногенных воздействий. Технический результат: получение защищаемых поверхностей с высокими влагозащитными и морозостойкими свойствами, обеспечивающими высокую водонепроницаемость, долговечность, предохранение от высолов, стойкость к воздействию паров, копоти, грязи, масел, кислот, щелочей и в итоге увеличение сохранности архитектурно-художественного вида в условиях высокой влажности и перепада температур. Способ обработки бетонных и железобетонных изделий включает механическую, а затем химическую очистки и нанесение на поверхность защитной композиции. При химической очистке поверхность изделия обрабатывают моющим средством "Хозяюшка" или "ПАВ П-XXI" до визуальной чистоты, после этого на мокрую поверхность наносят в количестве 100-200 г/м² нейтрализующую композицию "Антисоль" или ее водный раствор при соотношении "Антисоль": вода, составляющем 1:1-1:20. Затем поверхность промывают большим количеством воды до нейтральной реакции, высушивают и на сухую поверхность однократно или в несколько проходов до прекращения впитывания обрабатываемой поверхностью наносят в качестве защитной композиции бесцветный или цветной гидрофобизирующий состав "Гидрощит Супер" или его водный раствор в соотношении 1:0,5-1:2. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Способ обработки бетонных и железобетонных изделий путем механической, а затем химической очистки и нанесения на поверхность защитной композиции, отличающийся тем, что при химической очистке поверхность изделия обрабатывают моющим средством "Хозяюшка" или "ПАВ П-XXI" до визуальной чистоты, после этого на мокрую поверхность наносят в количестве 100-200 г/м² нейтрализующую композицию "Антисоль" или ее водный раствор при соотношении "Антисоль": вода, составляющем 1:1-1:20, затем поверхность промывают большим количеством воды до нейтральной реакции, высушивают и на сухую поверхность однократно или в несколько проходов до прекращения впитывания обрабатываемой поверхностью наносят в качестве защитной композиции бесцветный или цветной гидрофобизирующий состав "Гидрощит Супер" или его водный раствор в соотношении 1:0,5-1:2.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что цветной гидрофобизирующий состав получают добавлением в гидрофобизирующий состав "Гидрощит Супер" акриловой краски в соотношении акриловая краска: гидрофобизирующий состав 1:1-1:100.