ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ, НАНОСИМЫЙ НА ПОВЕРХНОСТЬ Российский патент 2021 года по МПК C04B41/45 

ПРЕДПОСЫЛКА СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Коррозия представляет собой явление природного происхождения, определяемое как повреждение вещества (обычно металла) или его свойств, в результате реакции с окружающей средой. Подобно другим природным вредным факторам, таким как землетрясения или нарушения, вызванные неблагоприятными погодными условиями, коррозия может повлечь за собой опасное и дорогое повреждение систем сбора и отведения сточных вод, трубопроводов, мостов, проезжей части и общественных зданий.

Коррозия является огромной проблемой и затратной для общества. В 2001, как часть Закон о справедливом распределении выбросов в XXI веке, Конгресс Соединенных Штатов санкционировал комплексное изучение для обеспечения оценки расходов и государственной стратегии, чтобы минимизировать влияние коррозии. Исследование проводилось СС Technologies Laboratories, Inc. Дублин, Огайо при поддержке Международной Национальной ассоциации специалистов по коррозии (NACE) и Федеральной дорожной администрации США (FHWA). Это исследование, названное "Corrosion Cost And Preventive Strategies In United States", представляет собой полный справочник экономического влияния коррозии, оцененного на то время годовыми затратами, колеблющимися около $276 миллиардов. Согласно исследованию, обнародованному Управлением проектирования и разработки инфраструктуры, коррозия и потеря металлов по причине окисления, вызванного подверганием химическим веществам и реакционной активностью между разнородными материалами, для многих сегментов экономики Соединенных Штатов стоит миллиарды долларов каждый год. Исследование, охватило большое количество секторов экономики, включая транспортную инфраструктуру, электроэнергетическую промышленность, перевозки и хранение. По теперешним оценкам, годовые расходы на коррозию в Соединенных Штатах возросли до $400 миллиардов. Международная Национальная ассоциация специалистов по коррозии также опубликовала исследование, названное "International Measures of Prevention, Application and Economics Corrosion Technologies Study" Март 1, 2016. Исследование Международной Национальной ассоциации специалистов по коррозии изучило глобальное влияние коррозии, роль борьбы с коррозией в промышленности и правительстве, и попытки установить способы наиболее успешной практики для борьбы с коррозией через период эксплуатации ресурсов.

Во время исследования, непрямые расходы на коррозию, по самым скромным подсчетам, оценивались равными прямым расходам, давая в общем количестве расходы, прямые плюс непрямые, более, чем $600 миллиардов или 6 процентов ВНП. По теперешним оценкам, годовые общие расходы, прямые плюс непрямые, составляют более, чем $800 миллиардов. Эти расходы подсчитаны по самым скромным оценкам, поскольку в исследовании применяли только задокументированные расходы. В дополнение к нанесению серьезного ущерба и угрозам общественной безопасности, коррозия срывает режим работы и приводит к необходимости капитального ремонта и замены вышедших из строя ресурсов.

Федеральная дорожная администрация США оценило почти 200,000 мостов, или каждый третий мост в США, как структурно несовершенные или функционально изношенные. Более того, больше чем одна четвертая всех мостов имеет возраст более 50 лет, то есть средний расчетный срок эксплуатации моста.

Инфраструктура дорог и мостов в Соединенных Штатах является ветшающей, с тысячью мостов, оцененных как небезопасные и нуждающихся в замене и капитальном ремонте. Во многих этих случаях, коррозия грает существенную роль в подрыве безопасности. Меры по защите от коррозии могли помочь минимизировать или избежать дополнительных проблем. Делаются шаги, чтобы решить вопрос стареющей инфраструктуры Америки. Например, законопроект Палаты представителей H.R. 1682, "Brige Life Extension Act 2009," введенный в Марте 2009, требовал бы, чтобы государство представило план относительно предотвращения и смягчения ущерба, нанесенного коррозией, ища федеральные фонды для постройки нового моста или восстановления существующего моста.

Много железобетонных структур страдают от преждевременного разрушения. Бетон, включающий стальное укрепление первоначально защищен от коррозии посредством развития устойчивой оксидной пленки на его поверхности. Эта пленка или слой пассивации, сформирован химической реакцией между очень щелочной внутренней водой бетона и сталью. Пассивность, обеспеченная щелочными условиями, может быть разрушена присутствием хлоридов. Ионы хлорида локально депассивируют металл и способствуют активному растворению металла. Коррозия стали обычно незначительна до тех пор, пока ионы хлорида не достигают концентрации, когда коррозия начинает. Пороговая концентрация зависит от ряда факторов включая, например, микросреду стали, рН внутреннего раствора, вмешательство других ионов во внутренний раствор, электрический потенциал стальной арматуры, концентрацию кислорода и подвижность ионов. Хлорид действует как катализатор, при этом он не становится потребляемым в реакции коррозии, но остается активным, чтобы снова участвовать в реакции коррозии.

Присутствие хлоридов не имеет непосредственно отрицательного эффекта на сам бетон, но действительно промотирует коррозию стальной арматуры. Продукты коррозии, которые формируются на стальной арматуре, занимают больше места, чем арматура железобетона, вызывая давление, которое будет проявляться на бетоне изнутри. Это внутреннее давление развивается со временем и в конечном счете приводит к разламыванию и отслаиванию бетона. Коррозия арматуры железобетона также уменьшает прочность стальной арматуры и уменьшает удельную нагрузку структуры бетона.

Повреждение железобетонных структур вызывается, прежде всего, проникновением ионов хлорида и других ионов стимулирования коррозии через бетон в область, окружающую стальную арматуру. Есть много источников хлоридов включая добавки к бетонной смеси, такие как добавки, ускоряющие схватывание, содержащие хлориды. Хлориды могут также присутствовать в структуре окружающей среды, такой как морские условия или противообледенительные соли. Эти материалы перемещаются в бетон только в присутствии жидкой воды. Жидкая вода требуется для надлежащей гидратации гидравлического цемента, применяемого в качестве связующего вещества в бетоне.

Как только достигаются достаточная прочность и отверждение, жидкая вода способствует большинству механизмов ухудшения бетона, таких как таковые, вызванные, циклами замораживания и таяния, взаимодействия щелочей цемента с заполнителем, разрушение цементного камня под действием сульфатов и коррозия стальной арматуры. Если внутренняя влажность бетона может быть уменьшена, то темп этих вредных реакций снизится.

Поскольку коррозия железобетонных структур представляет опасности для человеческой жизни и является очень дорогостоящей для восстановления, то необходимо, улучшенные системы и способы, чтобы защитить инфраструктуру для будущих поколений.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ

Обеспечиваются композиция герметика для цементирующей основы, цементирующая структура, загерметизированная композицией герметика, и способ герметизации армированной сталью цементирующей структуры. Композиция герметика включает в значительной степени неводную смесь первого силана, второго силана, имеющего более высокую молекулярную массу, чем первый силана, и ингибитора коррозии, при этом ингибитор коррозии растворим в силане, растворим в разбавленном растворителем силане, и, по меньшей мере, частично растворим в воде. Цементирующая структура включает цементирующую основу и герметик, нанесенный на поверхность основы и по меньшей мере, частично проникающий в основу. Способ герметизации армированной сталью цементирующей структуры от проникновения агентов, вызывающих коррозию, включает нанесение герметика на поверхность армированной сталью цементирующей основы и возможность композиции герметика проникать в основу.

Термин "в значительной степени неводная" относится к композиции герметика, которая не содержит количества водных компонентов, которые реагируют с силанами композиций герметика, чтобы снизить точку воспламенения и/или увеличить содержание летучих органических соединений композиций герметика до нежелательных уровней. "В значительной степени неводная" может относится к вариантам осуществления композиций герметика, которые не содержат никаких целенаправленно добавленных водных компонентов, но могут включать водные компоненты сырьевых материалов. "В значительной степени неводная" может включать композиции герметика, которые содержат 5% или меньше (об./об.), 2.5% или меньше (об./об.), 1% или меньше (об./об.), 0.75% или меньше (об./об.), 0.5% или меньше (об./об.), 0.4% или меньше (об./об.), 0.3% или меньше (об./об.), 0.25% или меньше (об./об.), 0.2% или меньше (об./об.), 0.1% или меньше (об./об.), 0.075% или меньше (об./об.), 0.05% или меньше (об./об.), 0.025% или меньше, или 0.01% или меньше (об./об.) водных компонентов в пересчете на общий объем композиции герметика, независимо от того, водные компоненты целенаправленно добавлены или происходят из сырьевых материалов.

Обеспечивается композиция герметика для цементирующей основы, включающая в значительной степени неводную смесь:

первого силана;

второго силана, имеющего более высокую молекулярную массу, чем у указанного первого силана; и

по меньшей мере, одного ингибитора коррозии,

при этом ингибитор коррозии растворим в силане, растворим в разбавленном растворителем силане, и, по меньшей мере, частично растворим в воде.

В определенных иллюстративных вариантах осуществления, силаны выбирают из алкилалкоксисиланов, аллилалкоксисиланов, винилалкоксисиланов, арилалкоксисиланов, алкиларилалкоксисиланов, и их смесей.

В определенных иллюстративных вариантах осуществления, силаны выбирают из алкилтриалкоксисиланов, диалкилдиалкоксисиланов, триалкилалкоксисиланов, и их смеси.

В определенных вариантах осуществления, силаны могут быть представлены общей формулой (I)

в которой R¹ может быть таким же или отличаться, и представлен насыщенным или ненасыщенным, разветвленным или неразветвленным, циклическим или ациклическим алкильным или алкенильным радикалом, содержащим 1-20 атомов углерода, или арильным радикалом или алкиларильным радикалом, содержащим 6-20 атомов углерода,

R² может быть таким же или отличаться, и представлен разветвленным или неразветвленным алкильным радикалом, содержащим 1-6 атомов углерода или радикалом простого эфира, содержащим 2-6 атомов углерода, и

а и b каждый означает целые числа от 1 до 3, с условием, что а+b=4. R¹ может быть таким же или отличаться, если а=2 или а=3, и R² может быть таким же или отличаться, если b=2 или b=3.

Согласно определенным иллюстративным вариантам осуществления, силаны выбирают из метилтриметоксисилана, этилтриметоксисилана, н-пропилтриметоксисилана, изопропилтриметоксисилана, н-бутилтриметоксисилана, изобутилтриметоксисилана, втор-бутилтриметоксисилана, трет-бутилтриметоксисилана, н-пентилтриметоксисилана, изопентилтриметоксисилана, неопентилтриметоксисилана, н-гексилтриметоксисилана, изогексилтриметоксисилана, циклогексилтриметоксисилана, гептилтриметоксисилана, н-октилтриметоксисилана, изооктилтриметоксисилана, нонилтриметоксисилана, децилтриметоксисилана, ундецилтриметоксисилана, додецилтриметоксисилана, тетрадецилтриметоксисилана, гексадецилтриметоксисилана, октадецилтриметоксисилана, эйкозилтриметоксисилана, аллилтриметоксисилана, винилтриметоксисилана, фенилтриметоксисилана, нонилфенилтриметоксисилана, метилтриэтоксисилана, этилтриэтоксисилана, н-пропилтриэтоксисилана, изопропилтриэтоксисилана, н-бутилтриэтоксисилана, изобутилтриэтоксисилана, втор-бутилтриэтоксисилана, трет-бутилтриэтоксисилана, н-пентилтриэтоксисилана, изопентилтриэтоксисилана, неопентилтриэтоксисилана, н-гексилтриэтоксисилана, изогексилтриэтоксисилана, циклогексилтриэтоксисилана, гептилтриэтоксисилана, н-октилтриэтоксисилана, изооктилтриэтоксисилана, нонилтриэтоксисилана, децилтриэтоксисилана, ундецилтриэтоксисилана, додецилтриэтоксисилана, тетрадецилтриэтоксисилана, гексадецилтриэтоксисилана, октадецилтриэтоксисилана, эйкозилтриэтоксисилана, аллилтриэтоксисилана, винилтриэтоксисилана, фенилтриэтоксисилана, нонилфенилтриэтоксисилана, метил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, этил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, н-пропил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, изопропил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, н-бутил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, изобутил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, втор-бутил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, трет-бутил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, н-пентил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, изопентил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, неопентил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, н-гексил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, изогексил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, циклогексил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, гептил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, н-октил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, изооктил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, нонил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, децил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, ундецил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, додецил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, тетрадецил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, гексадецил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, октадецил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, эйкозил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, аллил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, винил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, фенил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, нонилфенил-трис-(2-метоксиэтокси)силана, метил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, этил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, н-пропил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, изопропил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, н-бутил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, изобутил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, втор-бутил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, трет-бутил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, н-пентил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, изопентил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, неопентил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, н-гексил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, изогексил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, циклогексил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, гептил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, н-октил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, изооктил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, нонил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, децил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, ундецил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, додецил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, тетрадецил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, гексадецил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, октадецил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, эйкозил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, аллил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, винил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, фенил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, нонилфенил-трис-(2-этоксиэтокси)силана, диметилдиметоксисилана, диэтилдиметоксисилана, ди-н-пропилдиметоксисилана, ди-изопропилдиметоксисилана, ди-н-бутилдиметоксисилана, ди-изобутилдиметоксисилана, ди-втор-бутилдиметоксисилана, ди-трет-бутилдиметоксисилана, бутилметилдиметоксисилана, бутилэтилдиметоксисилана, бутилпропилдиметоксисилана, ди-н-пентилдиметоксисилана, ди-изопентилдиметоксисилана, ди-неопентилдиметоксисилана, ди-н-гексилдиметоксисилана, ди-изогексилдиметоксисилана, ди-циклогексилдиметоксисилана, циклогексилметилдиметоксисилана, циклогексилэтилдиметоксисилана, гексилметилдиметоксисилана, гексилэтилдиметоксисилана, дигептилдиметоксисилана, ди-н-октилдиметоксисилана, ди-изооктилдиметоксисилана, динонилдиметоксисилана, ди-децилдиметоксисилана, ди-ундецилдиметоксисилана, ди-додецилдиметоксисилана, ди-тетрадецилдиметоксисилана, ди-гексадецилдиметоксисилана, ди-октадецилдиметоксисилана, ди-эйкозилдиметоксисилана, ди-аллилдиметоксисилана, ди-винилдиметоксисилана, ди-фенилдиметоксисилана, ди-нонилфенилдиметоксисилана, диметилдиэтоксисилана, диэтилдиэтоксисилана, ди-н-пропилдиэтоксисилана, ди-изопропилдиэтоксисилана, ди-н-бутилдиэтоксисилана, ди-изобутилдиэтоксисилана, ди-втор-бутилдиэтоксисилана, ди-трет-бутилдиэтоксисилана, бутилметилдиэтоксисилана, бутилэтилдиэтоксисилана, бутилпропилдиэтоксисилана, ди-н-пентилдиэтоксисилана, ди-изопентилдиэтоксисилана, ди-неопентилдиэтоксисилана, ди-н-гексилдиэтоксисилана, ди-изогексилдиэтоксисилана, ди-циклогексилдиэтоксисилана, циклогексилметилдиэтоксисилана, циклогексилэтилдиэтоксисилана, гексилметилдиэтоксисилана, гексилэтилдиэтоксисилана, дигептилдиэтоксисилана, ди-н-октилдиэтоксисилана, ди-изооктилдиэтоксисилана, динонилдиэтоксисилана, ди-децилдиэтоксисилана, ди-ундецилдиэтоксисилана, ди-додецилдиэтоксисилана, ди-тетрадецилдиэтоксисилана, ди-гексадецилдиэтоксисилана, ди-октадецилдиэтоксисилана, ди-эйкозилдиэтоксисилана, ди-аллилдиэтоксисилана, ди-винилдиэтоксисилана, ди-фенилдиэтоксисилана, ди-нонилфенилдиэтоксисилана, диметил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, диэтил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-н-пропил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-изопропил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-н-бутил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-изобутил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-втор-бутил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-трет-бутил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, бутилметил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, бутилэтил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, бутилпропил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-н-пентил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-изопентил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-неопентил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-н-гексил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-изогексил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-циклогексил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, циклогексилметил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, циклогексилэтил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, гексилметил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, гексилэтил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, дигептил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-н-октил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-изооктил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, динонил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-децил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-ундецил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-додецил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-тетрадецил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-гексадецил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-октадецил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-эйкозил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-аллил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-винил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-фенил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, ди-нонилфенил-бис-(2-метоксиэтокси)силана, диметил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, диэтил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-н-пропил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-изопропил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-н-бутил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-изобутил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-втор-бутил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-трет-бутил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, бутилметил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, бутилэтил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, бутилпропил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-н-пентил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-изопентил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-неопентил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-н-гексил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-изогексил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-циклогексил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, циклогексилметил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, циклогексилэтил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, гексилметил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, гексилэтил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, дигептил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-н-октил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-изооктил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, динонил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-децил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-ундецил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-додецил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-тетрадецил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-гексадецил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-октадецил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-эйкозил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-аллил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-винил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-фенил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, ди-нонилфенил-бис-(2-этоксиэтокси)силана, триметилметоксисилана, триэтилметоксисилана, три-н-пропилметоксисилана, три-изопропилметоксисилана, три-н-бутилметоксисилана, три-изобутилметоксисилана, три-втор-бутилметоксисилана, три-трет-бутилметоксисилана, три-н-пентилметоксисилана, три-изопентилметоксисилана, три-неопентилметоксисилана, три-н-гексилметоксисилана, три-изогексилметоксисилана, три-циклогексилметоксисилана, три-гептилметоксисилана, три-н-октилметоксисилана, три-изооктилметоксисилана, три-нонилметоксисилана, три-децилметоксисилана, три-ундецилметоксисилана, три-додецилметоксисилана, три-тетрадецилметоксисилана, три-гексадецилметоксисилана, три-октадецилметоксисилана, три-эйкозилметоксисилана, три-аллилметоксисилана, три-винилметоксисилана, три-фенилметоксисилана, три-нонилфенилметоксисилана, триметилэтоксисилана, триэтилэтоксисилана, три-н-пропилэтоксисилана, три-изопропилэтоксисилана, три-н-бутилэтоксисилана, три-изобутилэтоксисилана, три-втор-бутилэтоксисилана, три-трет-бутилэтоксисилана, три-н-пентилэтоксисилана, три-изопентилэтоксисилана, три-неопентилэтоксисилана, три-н-гексилэтоксисилана, три-изогексилэтоксисилана, три-циклогексилэтоксисилана, три-гептилэтоксисилана, три-н-октилэтоксисилана, три-изооктилэтоксисилана, три-нонилэтоксисилана, три-децилэтоксисилана, три-ундецилэтоксисилана, три-додецилэтоксисилана, три-тетрадецилэтоксисилана, три-гексадецилэтоксисилана, три-октадецилэтоксисилана, три-эйкозилэтоксисилана, три-аллилэтоксисилана, три-винилэтоксисилана, три-фенилэтоксисилана, три-нонилфенилэтоксисилана, триметил-(2-метоксиэтокси)силана, триэтил-(2-метоксиэтокси)силана, три-н-пропил-(2-метоксиэтокси)силана, три-изопропил-(2-метоксиэтокси)силана, три-н-бутил-(2-метоксиэтокси)силана, три-изобутил-(2-метоксиэтокси)силана, три-втор-бутил-(2-метоксиэтокси)силана, три-трет-бутил-(2-метоксиэтокси)силана, три-н-пентил-(2-метоксиэтокси)силана, три-изопентил-(2-метоксиэтокси)силана, три-неопентил-(2-метоксиэтокси)силана, три-н-гексил-(2-метоксиэтокси)силана, три-изогексил-(2-метоксиэтокси)силана, три-циклогексил-(2-метоксиэтокси)силана, три-гептил-(2-метоксиэтокси)силана, три-н-октил-(2-метоксиэтокси)силана, три-изооктил-(2-метоксиэтокси)силана, три-нонил-(2-метоксиэтокси)силана, три-децил-(2-метоксиэтокси)силана, три-ундецил-(2-метоксиэтокси)силана, три-додецил-(2-метоксиэтокси)силана, три-тетрадецил-(2-метоксиэтокси)силана, три-гексадецил-(2-метоксиэтокси)силана, три-октадецил-(2-метоксиэтокси)силана, три-эйкозил-(2-метоксиэтокси)силана, три-аллил-(2-метоксиэтокси)силана, три-винил-(2-метоксиэтокси)силана, три-фенил-(2-метоксиэтокси)силана, три-нонилфенил-(2-метоксиэтокси)силана, триметил-(2-этоксиэтокси)силана, триэтил-(2-этоксиэтокси)силана, три-н-пропил-(2-этоксиэтокси)силана, три-изопропил-(2-этоксиэтокси)силана, три-н-бутил-(2-этоксиэтокси)силана, три-изобутил-(2-этоксиэтокси)силана, три-втор-бутил-(2-этоксиэтокси)силана, три-трет-бутил-(2-этоксиэтокси)силана, три-н-пентил-(2-этоксиэтокси)силана, три-изопентил-(2-этоксиэтокси)силана, три-неопентил-(2-этоксиэтокси)силана, три-н-гексил-(2-этоксиэтокси)силана, три-изогексил-(2-этоксиэтокси)силана, три-циклогексил-(2-этоксиэтокси)силана, три-гептил-(2-этоксиэтокси)силана, три-н-октил-(2-этоксиэтокси)силана, три-изооктил-(2-этоксиэтокси)силана, три-нонил-(2-этоксиэтокси)силана, три-децил-(2-этоксиэтокси)силана, три-ундецил-(2-этоксиэтокси)силана, три-додецил-(2-этоксиэтокси)силана, три-тетрадецил-(2-этоксиэтокси)силана, три-гексадецил-(2-этоксиэтокси)силана, три-октадецил-(2-этоксиэтокси)силана, три-эйкозил-(2-этоксиэтокси)силана, три-аллил-(2-этоксиэтокси)силана, три-винил-(2-этоксиэтокси)силана, три-фенил-(2-этоксиэтокси)силана, и три-нонилфенил-(2-этоксиэтокси)силана.

В определенных иллюстративных вариантах осуществления, первый силан выбирают из алкилтриалкоксисиланов, диалкилдиалкоксисиланов, триалкилалкоксисиланов, и их смеси.

В определенных иллюстративных вариантах осуществления, первый силан выбирают из метилтриметоксисилана, этилтриметоксисилана, н-бутилтриметоксисилана, изобутилтриметоксисилана, метилтриэтоксисилана, этилтриэтоксисилана, н-бутилтриэтоксисилана, изобутилтриэтоксисилана, диметилдиметоксисилана, диэтилдиметоксисилана, диметилдиэтоксисилана, диэтилдиэтоксисилана, и их смесей.

В определенных иллюстративных вариантах осуществления, первый силан выбирают из метилтриметоксисилана, этилтриметоксисилана, н-бутилтриметоксисилана, изобутилтриметоксисилана, метилтриэтоксисилана, этилтриэтоксисилана, н-бутилтриэтоксисилана, изобутилтриэтоксисилана, и их смесей. В определенных вариантах осуществления, первый силан включает метилтриэтоксисилан. В определенных вариантах осуществления, первый силан включает изобутилтриэтоксисилан.

В определенных иллюстративных вариантах осуществления, второй силан выбирают из алкилтриалкоксисиланов, диалкилдиалкоксисиланов, триалкилалкоксисиланов, и их смесей.

В определенных иллюстративных вариантах осуществления, второй силан выбирают из н-октилтриметоксисилана, изооктилтриметоксисилана, додецилтриметоксисилана, гексадецилтриметоксисилана, н-октилтриэтоксисилана, изооктилтриэтоксисилана, додецилтриэтоксисилана, гексадецилтриэтоксисилана, циклогексилметилдиметоксисилана, циклогексилэтилдиметоксисилана, циклогексилметилдиэтоксисилана, циклогексилэтилдиэтоксисилана, и их смесей.

В определенных иллюстративных вариантах осуществления, второй силан выбирают из н-октилтриметоксисилана, изооктилтриметоксисилана, додецилтриметоксисилана, гексадецилтриметоксисилана, н-октилтриэтоксисилана, изооктилтриэтоксисилана, додецилтриэтоксисилана, гексадецилтриэтоксисилана, и их смесей. В определенных вариантах осуществления, второй силан включает н-октилтриэтоксисилан.

В определенных вариантах осуществления, первый силан включает изобутилтриэтоксисилана, и второй силан включает н-октилтриэтоксисилан.

Молекулярные массы первого и второго силанов рассчитаны в пересчете на сумму составных атомов молекулы.

В определенных вариантах осуществления, молекулярная масса первого силана составляет от около 100 г/моль до около 270 г/моль.

В некоторых вариантах осуществления, молекулярная масса второго силана составляет от около 270 г/моль до около 575 г/моль.

В определенных вариантах осуществления, молекулярная масса первого силана составляет от около 100 г/моль до около 270 г/моль, и молекулярная масса второго силана составляет от около 270 г/моль до около 575 г/моль г/моль.

В некоторых вариантах осуществления, молекулярная масса первого силана составляет от около 150 г/моль до около 250 г/моль, и молекулярная масса второго силана составляет от около 270 г/моль до около 400 г/моль.

В некоторых вариантах осуществления, молекулярная масса первого силана составляет от около 170 г/моль до около 240 г/моль, и молекулярная масса второго силана составляет от около 270 г/моль до около 300 г/моль.

В определенных вариантах осуществления, композиция герметика может содержать катализатор облегчающий реакцию силана. В некоторых вариантах осуществления, катализатор выбирают из кислот Льюиса и оснований Льюиса.

В некоторых вариантах осуществления, катализатор выбирают из органических титанатов. В некоторых вариантах осуществления, катализатор выбирают из тетраизопропилтитаната, тетра-н-бутилтитаната, тетракис(2-этилгексил) титаната, и их смесей.

Реакция силанов может катализироваться соединениями олова, таким как дилаурат дибутилолова, бис(ацетилацетонат) дибутилолова, дилаурат ди-н-октилолова, и ди(ацетилацетонат) ди-н-октилолова.

Проникающая композиция герметика включает, по меньшей мере, один ингибитор коррозии. В качестве примера, и без ограничения, ингибитор коррозии может быть выбран из алкилацетамидов, алкилкарбоновых кислот и солей, алкоксикарбоновых кислот и солей, алкоксилатов, соединений, содержащих фосфор, триазинов, и их смесей. В некоторых вариантах осуществления, соединения, содержащие фосфор могут включать, по меньшей мере, один из алкилфосфоновые кислоты и сложные эфиры фосфорной кислоты. В некоторых вариантах осуществления, сложные эфиры фосфорной кислоты включают, по меньшей мере, один из простые полиэфиры фосфорной кислоты, алкильные сложные эфиры фосфорной кислоты, и блокированные амином алкильные сложные эфиры фосфорной кислоты.

В определенных вариантах осуществления, ингибитор коррозии выбирают из диметилацетамида, диэтилацетамида, себацината натрия, изо-нонилфеноксиуксусной кислоты, этинилкарбинолалкоксилата, октанфосфоновой кислоты, моно-н-октилового сложного эфира фосфорной кислоты, блокированного амином С6-С10 алкильного сложного моноэфира фосфорной кислоты, триизобутилфосфата, простого полиэфира фосфорной кислоты, 1,3,5-Трис[3-(диметиламино)пропил]гексагидро-1,3,5-триазина, и их смесей.

В определенных вариантах осуществления, ингибитор коррозии включает смесь этинилкарбинолалкоксилата и блокированного амином С6-С10 алкильного сложного моноэфира фосфорной кислоты. В некоторых вариантах осуществления, ингибитор коррозии включает смесь диметилацетамида и триизобутилфосфата.

Композиция герметика является в значительной степени неводной, включающей смесь первого силана, второго силана, имеющего более высокую молекулярную массу, чем первый силан, и ингибитор коррозии, при этом ингибитор коррозии растворим в силане, растворим в разбавленном растворителем силане, и по меньшей мере, частично растворим в воде. В некоторых вариантах осуществления, композиция герметика может содержать растворитель для содействия растворимости, и композиция герметика может содержать разбавленные растворителем силаны или чистые силаны. В определенных вариантах осуществления растворитель выбирают из алифатических углеводородов, ароматических углеводородов, кетонов, спиртов, и их смесей. В некоторых вариантах осуществления растворитель выбирают из ацетона, метанола, этанола, изопропанола, и их смесей.

В определенных вариантах осуществления, ингибитор коррозии может иметь растворимость в обеспеченных силанах, в разбавленных растворителем силанах, и также может иметь, по меньшей мере, частичную растворимость в воде и может быть устойчивым в среде, обеспеченной внутри пористых структур бетона на основе обычного гидравлического цемента не заставляя силаны реагировать или генерировать летучие компоненты, оказывающие воздействие на точку воспламенения, и летучие органические соединения (VOCs). Согласно определенным вариантам осуществления, точка воспламенения композиции герметика составляет 60°С и выше. Не будучи связанными теорией, растворимость ингибитора коррозии может дать ему возможность проникать наряду с материалом силана во время нанесения на поверхность бетона, и повторные обработки могут перенести ингибитор глубже в бетон, где он может оставаться пока жидкая вода не будет присутствовать, чтобы заставить его диффундировать дальше или смыть. В то время, когда бетон, обработанный силаном может стать доступным для жидкой воды из-за таких причин, как растрескивание, улетучивание продукта реакции алкоксисиланов, или образование свежих гидрофильных участков от непрерывной гидратации гидравлического цемента в бетоне, жидкая вода может растворять ингибитор коррозии и заставить его свободно передвигаться внутри бетона. Подвижность ингибитора коррозии в жидкой воде может обеспечить дополнительную защиту от коррозии возле зоны соприкосновения стальной арматуры и бетона.

Последующее повторное нанесение композиции герметика, включающей силаны и ингибитор коррозии на потрескавшийся бетон может обеспечить ингибитор коррозии на острие трещины, чтобы замедлить реакции коррозии.

Растворимость вещества может быть определена количеством вещества, которое смешивается или может быть растворено в растворяющей среде. Вещество может считаться растворимым если около 3 граммов или больше может быть растворено в около 100 мл растворяющей среды. Вещество может считаться частично растворимым, если от около 0.01 граммов до около 3 граммов может быть растворено в около 100 мл растворяющей среды. Вещество может считаться нерастворимым, если меньше чем около 0.01 грамм может быть растворено в около 100 мл растворяющей среды.

Альтернативно, вещество может считаться растворимым, если около 3 граммов или больше может быть растворено в около 100 граммах растворяющей среды. Вещество может считаться частично растворимым, если от около 0.01 граммов до около 3 граммов может быть растворено в около 100 граммах растворяющей среды. Вещество может считаться нерастворимым, если меньше, чем около 0.01 граммов может быть растворено в около 100 граммах растворяющей среды.

Обеспечивается цементирующая структура, включающая: цементирующую основу; и проникающий герметик, включающий в значительной степени неводную смесь:

первого силана;

второго силана, имеющего более высокую молекулярную массу, чем у указанного первого силана; и

по меньшей мере, одного ингибитора коррозии, при этом ингибитор коррозии растворим в силане, растворим в разбавленном растворителем силане, и, по меньшей мере, частично растворим в воде,

при этом указанный герметик, нанесенный на поверхность указанной цементирующей основы и, по меньшей мере, частично проникает в указанную основу.

В определенных вариантах осуществления, цементирующую основу обеспеченной цементирующей структуры выбирают из бетонных, кладочных и цементных основ. В некоторых вариантах осуществления, цементирующую основу выбирают из бетонных и кладочных основ. В определенных вариантах осуществления, цементирующая основа включает бетонную основу.

В соответствии с определенными вариантами осуществления, цементирующая основа может быть выбрана из бетона, кладочной кладки, цементного раствора, и подобного, и может содержать цементирующие материалы, такие как гидравлические цементы или цементные растворы, и подобное. Альтернативно, цементирующая основа может содержать матрицу, которая достаточно дает усадку, чтобы абсорбировать продукты коррозии.

Термин "гидравлический цемент" применяют в его обычном значении, чтобы обозначить класс структурных материалов, которые наносят в смеси с водой, и потом твердеют или схватываются в результате физических или химических изменений в присутствии поглотителя воды. В дополнение к Портландцементу, гидравлический цемент включает, в том числе:

1. Быстрое твердение цементов, таких как таковые, имеющие высокие содержания оксида алюминия.

2. Низкотермические цементы, характеризующиеся высокими процентными долями силиката дикальция и алюмоферрита тетракальция, и низкими процентными долями силиката трикальция и алюмината трикальция.

3. Сульфатостойкие цементы, характеризующиеся необычно высокими процентными долями силиката трикальция и силиката дикальция, и необычно низкими процентными долями алюмината трикальция и алюмоферрита тетракальция.

4. Шлаковый портландцемент, содержащий смесь портландцементного клинкера и гранулированного шлака.

5. Кладочные цементы, такие как смеси Портландцемента и одного или нескольких следующих веществ: гашеная известь, гранулированный шлак, известковый порошок, коллоидная глина, диатомитовая земля или другие тонкодисперсные формы диоксида кремния, стеарата кальция и парафина.

6. Природные цементы, как имеющие свойства материала, полученного из залежей в Lehigh Valley, U.S.A.

7. Известковые цементы, содержащие оксид кальция в его чистой форме или с примесями, независимо от того, содержит ли он некоторый глинистый материал.

8. Известковый цемент с добавкой алебастра, характеризующийся добавкой 5-10% алебастра к извести.

9. Пуццолановый цемент, включающий смесь пуццолана, Портландцемента, гидроксида кальция, воды, трасса, кизельгура, пемзы, туфа, санториновой земли или гранулированного шлака с известковым раствором.

10. Кальциевосульфатные цементы, характеризующиеся зависимостью от гидратации сульфата кальция, и включающие алебастр, цемент Кина и паросский цемент.

Подходящие неограничивающие примеры гидравлических цементов включают Портландцемент, кладочный цемент, алюминатный цемент, огнеупорный цемент, магнезиальные цементы, такие как магниево-фосфатный цемент, магнийкалиево-фосфатный цемент, кальциево-алюминатный цемент, кальциево-сульфоалюминатный цемент, тампонажный цемент, смешанный со шлаком, летучей золой или пуццолановый цемент, природный цемент, гидравлическая гидратированная известь, и их смеси. Портландцемент, как применяют в торговле, означает гидравлический цемент, полученный распылением клинкера, содержащего гидравлические силикаты кальция, алюминаты кальция, и ферроалюминаты кальция с одной или несколькими формами сульфата кальция в качестве добавки при измельчении. Портландцементы согласно ASTM С15 классифицируют как типы I, II, III, IV или V.

В определенных вариантах осуществления, цементирующая основа может содержать цементные растворы, которые включают мелкий кладочный материал. Мелкие кладочные материалы представляют собой материалы, которые почти целиком проходят через сито Номер 4 (ASTM С125 и ASTM С33), такие как кварцевый песок.

В некоторых вариантах осуществления, цементирующая основа может включать бетоны, которые включают крупный заполнитель. Крупный заполнитель представляет собой материал, который преимущественно задерживается на сите Номер 4 (ASTM С125 и ASTM С33), такой как диоксид кремния, кварц, извельщенный мрамор, стеклянные шарики, гранит, известняк, кальцит, полевой шпат, аллювиальный песок, пески или любые другие долговечный крупный заполнитель, и их смеси.

В определенных вариантах осуществления обеспеченной цементирующей структуры, молекулярная масса первого силана составляет от около 100 г/моль до около 270 г/моль. В некоторых вариантах осуществления обеспеченной цементирующей структуры, молекулярная масса второго силана составляет от около 270 г/моль до около 575 г/моль.

В определенных вариантах осуществления обеспеченной цементирующей структуры, молекулярная масса первого силана составляет от около 100 г/моль до около 270 г/моль, и молекулярная масса второго силана составляет от около 270 г/моль до около 575 г/моль.

В определенных вариантах осуществления обеспеченной цементирующей структуры, молекулярная масса первого силана составляет от около 150 г/моль до около 250 г/моль, и молекулярная масса второго силана составляет от около 270 г/моль до около 400 г/моль.

В определенных вариантах осуществления обеспеченной цементирующей структуры, молекулярная масса первого силана составляет от около 170 г/моль до около 240 г/моль, и молекулярная масса второго силана составляет от около 270 г/моль до около 300 г/моль.

В определенных вариантах осуществления обеспеченной цементирующей структуры, первый силан выбирают из метилтриметоксисилана, этилтриметоксисилана, н-бутилтриметоксисилана, изобутилтриметоксисилана, метилтриэтоксисилана, этилтриэтоксисилана, н-бутилтриэтоксисилана, изобутилтриэтоксисилана, и их смесей. В определенных вариантах осуществления, первый силан включает метилтриэтоксисилан. В некоторых вариантах осуществления, первый силан включает изобутилтриэтоксисилан.

В определенных вариантах осуществления обеспеченной цементирующей структуры, второй силан выбирают из н-октилтриметоксисилана, изооктилтриметоксисилана, додецилтриметоксисилана, гексадецилтриметоксисилана, н-октилтриэтоксисилана, изооктилтриэтоксисилана, додецилтриэтоксисилана, гексадецилтриэтоксисилана, и их смесей. В некоторых вариантах осуществления, второй силан включает н-октилтриэтоксисилан.

В определенных вариантах осуществления обеспеченной цементирующей структуры, первый силан включает изобутилтриэтоксисилан, и второй силан включает н-октилтриэтоксисилан.

В определенных вариантах осуществления обеспеченной цементирующей структуры, ингибитор коррозии может быть выбран из алкилацетамидов, алкилкарбоновых кислот и солей, алкоксикарбоновых кислот и солей, алкоксилатов, соединений, содержащих фосфор, триазинов, и их смесей. В некоторых вариантах осуществления, соединений, содержащих фосфор могут включать, по меньшей мере, одну из алкилфосфоновых кислот и сложных эфиров фосфорной кислоты. В некоторых вариантах осуществления, сложные эфиры фосфорной кислоты включают, по меньшей мере, один из простых полиэфиров фосфорной кислоты, алкил сложные эфиры фосфорной кислоты, и блокированные амином алкил сложные эфиры фосфорной кислоты.

В определенных вариантах осуществления обеспеченной цементирующей структуры, ингибитор коррозии выбирают из диметилацетамида, диэтилацетамида, себацината натрия, изо-нонилфеноксиуксусной кислоты, этинилкарбинолалкоксилата, октанфосфоновой кислоты, моно-н-октилсложного эфира фосфорной кислоты, блокированного амином С6-С10 алкильного сложного моноэфира фосфорной кислоты, триизобутилфосфата, простого полиэфира фосфорной кислоты, 1,3,5-Трис[3-(диметиламино)пропил]гексагидро-1,3,5-триазина, и их смесей.

В определенных вариантах осуществления обеспеченной цементирующей структуры, ингибитор коррозии включает смесь этинилкарбинолалкоксилата и блокированного амином С6-С10 алкильного сложного моноэфира фосфорной кислоты. В некоторых вариантах осуществления обеспеченной цементирующей структуры, ингибитор коррозии включает смесь диметилацетамида и триизобутилфосфата.

Обеспечивается способ герметизации армированной сталью цементирующей структуры от внедрения агентов, вызывающих коррозию, включающий: нанесение проникающего герметика, содержащего в значительной степени неводную смесь:

первого силана;

второго силана, имеющего более высокую молекулярную массу, чем у указанного первого силана; и

по меньшей мере, одного ингибитора коррозии, при этом указанный ингибитор коррозии растворим в силане,

растворим в разбавленном растворителем силане, и по меньшей мере, частично растворим в воде,

на поверхность армированной сталью цементирующей основы, и позволяя композиции герметика проникать в основу.

В определенных вариантах осуществления, цементирующая основа цементирующей структуры, обеспеченного способа выбирают из бетонных, кладочных и цементных основ. В некоторых вариантах осуществления, цементирующую основу выбирают из группы, включающей бетонные и кладочные основы. В определенных вариантах осуществления, цементирующая основа включает бетонную основу.

В определенных вариантах осуществления обеспеченного способа герметизации армированной сталью цементирующей структуры от внедрения агентов, вызывающих коррозию, молекулярная масса первого силана составляет от около 100 г/моль до около 270 г/моль. В некоторых вариантах осуществления обеспеченного способа, молекулярная масса второго силана составляет от около 270 г/моль до около 575 г/моль.

В определенных вариантах осуществления обеспеченного способа герметизации армированной сталью цементирующей структуры от внедрения агентов, вызывающих коррозию, молекулярная масса первого силана составляет от около 100 г/моль до около 270 г/моль, и молекулярная масса второго силана составляет от около 270 г/моль до около 575 г/моль.

В определенных вариантах осуществления обеспеченного способа герметизации армированной сталью цементирующей структуры от внедрения агентов, вызывающих коррозию, молекулярная масса первого силана составляет от около 150 г/моль до около 250 г/моль, и молекулярная масса второго силана составляет от около 270 г/моль до около 400 г/моль.

В определенных вариантах осуществления обеспеченного способа герметизации армированной сталью цементирующей структуры от внедрения агентов, вызывающих коррозию, молекулярная масса первого силана составляет от около 170 г/моль до около 240 г/моль, и молекулярная масса второго силана составляет от около 270 г/моль до около 300 г/моль.

В определенных вариантах осуществления обеспеченного способа герметизации армированной сталью цементирующей структуры от внедрения агентов, вызывающих коррозию, первый силан выбирают из метилтриметоксисилана, этилтриметоксисилана, н-бутилтриметоксисилана, изобутилтриметоксисилана, метилтриэтоксисилана, этилтриэтоксисилана, н-бутилтриэтоксисилана, изобутилтриэтоксисилана, и их смесей. В определенных вариантах осуществления, первый силан включает метилтриэтоксисилан. В некоторых вариантах осуществления, первый силан включает изобутилтриэтоксисилан.

В определенных вариантах осуществления обеспеченного способа герметизации армированной сталью цементирующей структуры от внедрения агентов, вызывающих коррозию, второй силан выбирают из н-октилтриметоксисилана, изооктилтриметоксисилана, додецилтриметоксисилана, гексадецилтриметоксисилана, н-октилтриэтоксисилана, изооктилтриэтоксисилана, додецилтриэтоксисилана, гексадецилтриэтоксисилана, и их смесей. В некоторых вариантах осуществления, второй силан включает н-октилтриэтоксисилан.

В определенных вариантах осуществления обеспеченного способа герметизации армированной сталью цементирующей структуры от внедрения агентов, вызывающих коррозию, первый силан включает метилтриэтоксисилан, и второй силан включает н-октилтриэтоксисилан.

В определенных вариантах осуществления обеспеченного способа герметизации армированной сталью цементирующей структуры от внедрения агентов, вызывающих коррозию, первый силан включает изобутилтриэтоксисилан, и второй силан включает н-октилтриэтоксисилан.

В определенных вариантах осуществления обеспеченного способа герметизации армированной сталью цементирующей структуры от внедрения агентов, вызывающих коррозию, ингибитор коррозии может быть выбран из алкилацетамидов, алкилкарбоновых кислот и солей, алкоксикарбоновых кислот и солей, алкоксилатов, соединений, содержащих фосфор, триазинов, и их смесей. В некоторых вариантах осуществления, соединения, содержащие фосфор могут включать, по меньшей мере, одну из алкилфосфоновых кислот и сложных эфиров фосфорной кислоты. В некоторых вариантах осуществления, сложные эфиры фосфорной кислоты включают, по меньшей мере, один из простых полиэфиров фосфорной кислоты, алкильных сложных эфиров фосфорной кислоты, и блокированных амином алкильных сложных эфиров фосфорной кислоты.

В определенных вариантах осуществления обеспеченного способа герметизации армированной сталью цементирующей структуры от внедрения агентов, вызывающих коррозию, ингибитор коррозии выбирают из диметилацетамида, диэтилацетамида, себацината натрия, изо-нонилфеноксиуксусной кислоты, этинилкарбинолалкоксилата, октанфосфоновой кислоты, моно-н-октилового сложного эфира фосфорной кислоты, блокированного амином С6-С10 алкильного сложного моноэфира фосфорной кислоты, триизобутилфосфата, простого полиэфира фосфорной кислоты, 1,3,5-Трис[3-(диметиламино)пропил] гексагидро-1,3,5-триазина, и их смесей.

В определенных вариантах осуществления обеспеченного способа герметизации армированной сталью цементирующей структуры от внедрения агентов, вызывающих коррозию, ингибитор коррозии включает смесь этинилкарбинолалкоксилата и блокированного амином С6-С10 алкильного сложного моноэфира фосфорной кислоты. В некоторых вариантах осуществления обеспеченного способа герметизации армированной сталью цементирующей структуры от внедрения агентов, вызывающих коррозию, ингибитор коррозии включает смесь диметилацетамида и триизобутилфосфата.

В определенных вариантах осуществления обеспеченной композиции герметика для цементирующей основы, цементирующей структуры, и способа герметизации армированной сталью цементирующей структуры, композиция герметика включает в значительной степени неводную смесь трех или больше силанов, имеющих разные молекулярные массы. В определенных вариантах осуществления, силаны выбирают из метилтриметоксисилана, этилтриметоксисилана, н-бутилтриметоксисилана, изобутилтриметоксисилана, метилтриэтоксисилана, этилтриэтоксисилана, н-бутилтриэтоксисилана, изобутилтриэтоксисилана, диметилдиметоксисилана, диэтилдиметоксисилана, диметилдиэтоксисилана, диэтилдиэтоксисилана, н-октилтриметоксисилана, изооктилтриметоксисилана, додецилтриметоксисилана, гексадецилтриметоксисилана, н-октилтриэтоксисилана, изооктилтриэтоксисилана, додецилтриэтоксисилана, гексадецилтриэтоксисилана, циклогексилметилдиметоксисилана, циклогексилэтилдиметоксисилана, циклогексилметилдиэтоксисилана, циклогексилэтилдиэтоксисилана, и их смесей.

В некоторых вариантах осуществления обеспеченной композиции герметика для цементирующей основы, цементирующей структуры, и способа герметизации армированной сталью цементирующей структуры, композиция герметика включает в значительной степени неводную смесь трех или больше силанов, имеющих разные молекулярные массы, выбранные из метилтриметоксисилана, этилтриметоксисилана, н-бутилтриметоксисилана, изобутилтриметоксисилана, метилтриэтоксисилана, этилтриэтоксисилана, н-бутилтриэтоксисилана, изобутилтриэтоксисилана, н-октилтриметоксисилана, изооктилтриметоксисилана, додецилтриметоксисилана, гексадецилтриметоксисилана, н-октилтриэтоксисилана, изооктилтриэтоксисилана, додецилтриэтоксисилана, гексадецилтриэтоксисилана, и их смесей.

В определенных вариантах осуществления обеспеченной композиции герметика для цементирующей основы, цементирующей структуры, и способа герметизации армированной сталью цементирующей структуры, композиция герметика включает в значительной степени неводную смесь метилтриэтоксисилана, изобутилтриэтоксисилана, и н-октилтриэтоксисилана.

Обеспеченная композиция герметика для цементирующей основы, цементирующая структура, и способ герметизации армированной сталью цементирующей структуры обеспечивают улучшенные эксплуатационные характеристики в нанесении и повторном нанесении, по сравнению с эмульсиями или другими системами на основе воды, поскольку гидрофобность отталкивает любые материалы на основе воды при повторном нанесении. Обеспеченная композиция герметика проникает в уже гидрофобизированный бетон пока поры не заполнены ранее нанесенным герметиком, позволяя улучшить эксплуатационные характеристики через многократные повторения нанесения и повторного нанесения.

Примеры

Ниже поданные примеры являются просто иллюстрацией проникающей композиции герметика, цементирующей композиции, загерметизированной проникающей композицией герметика, и способа герметизации армированной сталью цементирующей структуры проникающей композицией герметика. Иллюстративные примеры не истолковывают и не должны быть истолкованы для ограничения объема притязаний, направленных на проникающую композицию герметика, цементирующую композицию, загерметизированную проникающей композицией герметика, и/или способ герметизации армированной сталью цементирующей структуры проникающей композицией герметика тем или иным образом.

Испытание анодной поляризацией демонстрирует улучшенные коррозионные характеристики, обеспеченные композициями герметика по сравнению с пустой пробой без герметика.

Образцы получали путем нарезки заготовки армированной стали #4 длиною 5 дюймов, предварительно просверливая верха арматуры, чтобы позволить присоединение крепежного винта (8/32 × 1/4 дюймов), зачищая арматуру, чтобы удалить острые кромки, промывая отверстия ацетоном, чтобы удалить грязь и жир после проведения нарезки резьбы, вставляя крепежный винт 8/32 × 1/4 дюймов в нарезанную резьбой область для предотвращения истирания отладочными песчинками из загрязненного отверстия, истирая отпалочную арматуру до тех пор, пока внешняя поверхность не будет удалена и станет однородной (SSPC-SP 5/NACE No. 1, White Metal Blast Cleaning), применяя сжатый воздух, чтобы удалить любые остаточные частицы песка, промывая ацетоном и давая возможность высохнуть, включая обработанные отверстия, размещая образцы на чистом бумажном полотенце для высыхания, удаляя крепежные винты и проверяя нарезанные резьбой отверстия на чистоту, отсутствие грязи и достаточную глубину для присоединения винтов, погружая арматуры в раствор NaOH (40 граммов на литр раствора, 1 нормальный = 1 молярный) при 50°С в течение 24 часов, применяя прокладки, чтобы максимизировать контакт раствора с кусками стали для гарантии однородной пассивации, промывая дистиллированной водой с последующей непосредственной обработкой ацетоном для высушивания, прикрепляя крепежный винт 8/32 × 14 дюймов и сплошной электрический провод (14 калибр) к арматуре, с применением перчаток, при обращении с арматурой для предотвращения отпечатков пальцев и пота, погружая или нанося щеткой эпоксидную смолу с низкой вязкостью для покрытия только 3 дюймов арматуры с нарезанным резьбой концом и после того, как эпоксидная смола с низкой вязкостью становилась липкой, нанося эпоксидной смолы на 3 дюйма выше арматуры, включая крепежный винт и весь обработанный провод, оставляя 2 дюйма внизу обработанной стали, повторно покрывая эпоксидной смолой три раза до тех пор, пока концы не будут содержать точечных отверстий.

Образцы отливали, применяя следующий подбор состава смеси по ASTM С109: 740 грамм цемента (TI/II), 2035 грамм песка ASTM С109, и 359 грамм воды, перемешивая в смесителе ASTM С305, применяя процедуру ASTM С109, отливая цементным раствором в цилиндре 2×4 дюйма и помещая арматуру в центр формы, оставляя 1-дюймовую щель от поверхности цилиндра, выравнивая арматуру и заполняя цементным раствором, подвергая вибрации образец до тех пор, пока воздух перестанет выделяться на вибрационном столе, накрывая отлитые цилиндры влажным полотенцем в ведре объемом 1 галлон, чтобы предотвратить испарение, и оставляя накрытые образцы в течение 24 часов, помещая во влажной среде, и после 24 часов, отделяя образец и помещая его в насыщенную известковую воду на 24 часа, удаляя образцы из насыщенной известковой воды, промывая водопроводной водой и помещая при 50% относительной влажности на 8-10 дней со свободной циркуляцией воздуха на всех сторонах для высушивания образцов.

Образцы обрабатывали раскрытой композицией герметика и подвергали испытанию анодной поляризацией бок о бок с контрольным образцом, то есть необработанным, наблюдая за увеличением электрического тока. Сопротивление коррозии о времени в течение испытания анодной поляризацией приводится для различных примеров в Таблице 1. Материалы Irgacor® и Korantin® являются доступными от BASF Corporation, Florham Park, New Jersey.

Поскольку композиция герметика, цементирующая структура, и способ герметизации армированной сталью цементирующей структуры от внедрения агентов, вызывающих коррозию были описаны в связи с различными иллюстративными вариантами осуществления, следует понимать, что варианты осуществления, описанные здесь являются просто для примера, и что специалист в данной области техники может сделать вариации и модификации без отклонения от сути и объема вариантов осуществления. Все такие вариации и модификации предназначены, чтобы быть включенными в объем вариантов осуществления как описано выше. Дополнительно, все варианты осуществления не обязательно раскрывают в альтернативном подходе, поскольку различные варианты осуществления могут быть скомбинированы для обеспечения желаемого результата. Поэтому, композиция герметика, цементирующая структура, и способ герметизации армированной сталью цементирующей структуры не будут ограничены каким-либо единственным вариантом осуществления, но, скорее, истолкованы в широте и объеме согласно раскрытию прилагаемой формулы изобретения.

Группа изобретений относится к строительству. Технический результат – улучшение защиты армированной сталью цементирующей структуры от внедрения агентов, вызывающих коррозию, уменьшение внутренней влажности бетона, снижение темпа реакций, приводящих к коррозии. Композиция герметика для цементирующей основы включает неводную смесь первого силана и второго силана, имеющего более высокую молекулярную массу, чем у указанного первого силана, и по меньшей мере один ингибитор коррозии. Причем указанный ингибитор коррозии растворим в силане, растворим в разбавленном растворителем силане и по меньшей мере частично растворим в воде. Указанный ингибитор коррозии выбирают из группы, состоящей из алкилацетамидов, алкилкарбоновых кислот и их солей, алкоксикарбоновых кислот и их солей, алкоксилатов, соединений, содержащих фосфор, триазинов, и их смесей. Молекулярная масса указанного первого силана составляет от 104 г/моль до 270 г/моль. Молекулярная масса указанного второго силана составляет от 270 г/моль до 576 г/моль. Способ герметизации армированной сталью цементирующей структуры от внедрения агентов, вызывающих коррозию, включает нанесение на поверхность указанной структуры, которая должна быть герметизирована, указанной выше композиции герметика. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Композиция герметика для цементирующей основы, включающая неводную смесь:

первого силана;

второго силана, имеющего более высокую молекулярную массу, чем у указанного первого силана; и

по меньшей мере один ингибитор коррозии,

причем указанный ингибитор коррозии растворим в силане, растворим в разбавленном растворителем силане и по меньшей мере частично растворим в воде, при этом молекулярная масса указанного первого силана составляет от 104 г/моль до 270 г/моль, и при этом молекулярная масса указанного второго силана составляет от 270 г/моль до 576 г/моль, и при этом указанный ингибитор коррозии выбирают из группы, состоящей из алкилацетамидов, алкилкарбоновых кислот и их солей, алкоксикарбоновых кислот и их солей, алкоксилатов, соединений, содержащих фосфор, триазинов, и их смесей.

2. Композиция герметика по п. 1, в которой молекулярная масса указанного первого силана составляет от 150 г/моль до 250 г/моль, и в которой молекулярная масса указанного второго силана составляет от 270 г/моль до 400 г/моль.

3. Композиция герметика по п. 1, в которой молекулярная масса указанного первого силана составляет от 170 г/моль до 240 г/моль, и в которой молекулярная масса указанного второго силана составляет от 270 г/моль до 300 г/моль.

4. Композиция герметика по п. 1, в которой указанный первый силан выбран из группы, состоящей из алкилтриалкоксисиланов, диалкилдиалкоксисиланов и триалкилалкоксисиланов.

5. Композиция герметика по п. 4, в которой указанный первый силан выбран из группы, состоящей из метилтриметоксисилана, этилтриметоксисилана, н-бутилтриметоксисилана, изобутилтриметоксисилана, метилтриэтоксисилана, этилтриэтоксисилана, н-бутилтриэтоксисилана и изобутилтриэтоксисилана.

6. Композиция герметика по п. 5, в которой указанный первый силан выбран из группы, состоящей из метилтриэтоксисилана и изобутилтриэтоксисилана.

7. Композиция герметика по п. 1, в которой указанный второй силан выбран из группы, состоящей из алкилтриалкоксисиланов, диалкилдиалкоксисиланов и триалкилалкоксисиланов.

8. Композиция герметика по п. 7, в которой указанный второй силан выбран из группы, состоящей из н-октилтриметоксисилана, изооктилтриметоксисилана, додецилтриметоксисилана, гексадецилтриметоксисилана, н-октилтриэтоксисилана, изооктилтриэтоксисилана, додецилтриэтоксисилана и гексадецилтриэтоксисилана.

9. Композиция герметика по п. 8, в которой указанный второй силан включает н-октилтриэтоксисилан.

10. Композиция герметика по п. 1, в которой указанный первый силан включает изобутилтриэтоксисилан, и в которой указанный второй силан включает н-октилтриэтоксисилан.

11. Композиция герметика по п. 1, в которой указанная цементирующая основа выбрана из группы, состоящей из бетона, кладочного раствора и цементного раствора.

12. Композиция герметика по п. 11, в которой указанная цементирующая основа включает бетон.

13. Композиция герметика по п. 1, в которой указанный ингибитор коррозии выбран из группы, состоящей из диметилацетамида, диэтилацетамида, себацината натрия, изононилфеноксиуксусной кислоты, этинилкарбинолалкоксилата, октанфосфоновой кислоты, моно-н-октилсложного эфира фосфорной кислоты, блокированного амином С6-С10 алкильного сложного моноэфира фосфорной кислоты, триизобутилфосфата, простого полиэфира фосфорной кислоты, 1,3,5-трис[3-(диметиламино)пропил]гексагидро-1,3,5-триазина и их смесей.

14. Композиция герметика по п. 13, в которой указанный ингибитор коррозии включает смесь этинилкарбинолалкоксилата и блокированного амином С6-С10 алкильного сложного моноэфира фосфорной кислоты.

15. Композиция герметика по п. 13, в которой указанный ингибитор коррозии включает смесь диметилацетамида и триизобутилфосфата.

16. Композиция герметика по п. 13, в которой указанный ингибитор коррозии включает смесь диметилацетамида и триизобутилфосфата.

17. Цементирующая структура, включающая:

цементирующую основу и

композицию герметика по любому из пп. 1-16,

при этом указанный герметик нанесен на поверхность указанной цементирующей основы и по меньшей мере частично проникает в указанную основу.

18. Цементирующая структура по п. 17, в которой указанная цементирующая основа выбрана из группы, состоящей из бетонных, кладочных и цементных основ.

19. Цементирующая структура по п. 17, в которой указанная цементирующая основа выбрана из группы, состоящей из бетонных и кладочных основ.

20. Цементирующая структура по п. 19, в которой указанная цементирующая основа включает бетонную основу.

21. Способ герметизации армированной сталью цементирующей структуры от внедрения агентов, вызывающих коррозию, включающий:

нанесение на поверхность указанной структуры, которая должна быть герметизирована, композиции герметика по любому из пп. 1-16

и позволение композиции герметика проникать в основу.

22. Способ герметизации армированной сталью цементирующей структуры по п. 21, в котором указанную цементирующую основу выбирают из группы, включающей бетонные, кладочные и цементные основы.

23. Способ герметизации армированной сталью цементирующей структуры по п. 22, в котором указанную цементирующую основу выбирают из группы, включающей бетонные и кладочные основы.

24. Способ герметизации армированной сталью цементирующей структуры по п. 23, в котором указанная цементирующая основа включает бетонную основу.