МИГРИРУЮЩИЙ ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ СТАЛЬНОЙ АРМАТУРЫ В БЕТОНЕ Российский патент 2024 года по МПК C23F11/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к технике защиты черных металлов от коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано для защиты стальной арматуры железобетонных изделий.

Уровень техники

Известно большое количество контактных ингибиторов коррозии стальной арматуры в бетоне /Алексеев С.Н., Ратинов В.Б., Розенталь Н.К., Кашурников Н.М. Ингибиторы коррозии стали в железобетонных конструкциях. М.: Стройиздат, 1985/, применяемых на стадии изготовления железобетонных конструкций. Они вводятся в бетон с водой затворения и не обеспечивают защиты арматуры при нанесении на поверхность железобетонных конструкций.

Известны также мигрирующие ингибиторы, способные при нанесении на поверхность железобетонных конструкций проникать в бетонный камень на определенную глубину и, достигая арматуры, предотвращать или тормозить ее коррозию. Мигрирующие ингибиторы применяются при ремонте и восстановлении железобетонных конструкций. Такими ингибиторами являются, например, MCI 2020 /http://cortecrus.ru/antikorrozijnye-materialy/zashchita-betona-armatury/migriruyushchij-ingibitor-korrozii-dlya-zashchity-zhelezobetonnoj-armatury-mci-2020-mci-2020-v-o.html?yclid=8373359406697414655/ или Sika FerroGard 903 /http://sika.pw/remont-i-zaschita-betona/zaschita-armatury/sika-ferrogard-903/. Однако они не обеспечивает эффективной защиты стальной арматуры при высоком содержании хлоридов в бетоне.

Аналогом предлагаемого ингибитора является композиция ИФХАН-71, представляющая смесь солей азотистой кислоты, замещенной бензойной кислоты и поверхностно-активного вещества /Андреев Н.Н., Гедвилло И.А., Жмакина А.С., Кузнецов Ю.И., Розенталь Н.К., Старовойтова Е.В., Степанова В.Ф. Мигрирующий ингибитор коррозии стальной арматуры в бетоне. Патент на изобретение №2413038. Однако, глубина защиты (расстояние от поверхности нанесения ингибитора, на котором он обеспечивает полную защиту стальной арматуры) ИФХАН-71 в бетоне с высоком содержанием хлоридов невелика.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому ингибитору является композиция ИФХАН-85 (прототип), представляющая собой водный раствор смеси соли замещенной бензойной кислоты, соли дикарбоновой кислоты и поверхностно-активного вещества /Андреев Н.Н., Гедвилло И.А., Жмакина А.С., Кузнецов Ю.И., Розенталь Н.К., Старовойтова Е.В., Степанова В.Ф. Мигрирующий ингибитор коррозии стальной арматуры в бетоне. Патент на изобретение №2478734). Однако и этот ингибитор имеет для бетонов с высоким содержанием хлоридов малую глубину защиты.

Раскрытие сущности изобретения

Задача настоящего изобретения - разработка мигрирующего ингибитора коррозии стальной арматуры со значительной глубиной защиты в бетоне с высоким содержанием хлоридов. Поставленная задача достигается растворением бензойной кислоты, тринатрийфосфата, диметиламиноэтанола и уротропина в воде при следующем соотношении компонентов (мас.%.):

Бензойная кислота 5-10

Тринатрийфосфат 5-10

Диметиламиноэтанол 5-10

Уротропин 5-10

Вода 60-80

Осуществление изобретения

Ниже приводятся примеры конкретных составов предлагаемого ингибитора и подробное описание изобретения, поясняющее его техническую сущность.

Для оценки эффективности исследуемых мигрирующих ингибиторов коррозии готовили железобетонные образцы, содержащие хлорид - ионы. Отрезки арматурной проволоки, Ст08пс диаметром 5 и длиной 50 мм зачищали наждачной бумагой, обезжиривали спиртом, сушили и размещали по оси цилиндрической опалубки той же длины и диаметром 100 мм, так, чтобы конец проволоки выступал на 7 мм над верхним торцом формы. Опалубку заполняли бетонной массой, изготовленной из портландцемента ПЦ 500 Д0 (Ц), песка (П), просеянного через сито с ячейкой 2 мм, и воды (В) при соотношении Ц:П:В=1:2: 0.4. В бетон с водой затворения вводили NaCl (3% от массы цемента в пересчете на хлорид - ионы). Через 5 суток образцы извлекали из опалубки и выдерживали 25 суток на воздухе, периодически смачивая их водой. После этого, на их поверхность с помощью кисти, в два слоя наносили товарные образцы ингибиторов аналога, прототипа или предлагаемый ингибитор из расчета 0.5 л на 1 м² поверхности. Интервал между нанесением слоев ингибитора составлял 30 минут. Обработанные раствором ингибитора, образцы выдерживались в комнатных условиях в течение 7-ми суток. Далее образцы - торцевой частью, не имеющей выхода арматурной проволоки, помещали в чашки Петри, заполненные на 2-4 мм 3%-ным раствором NaCl и анодно поляризовали сталь от аккумуляторной батареи напряжением 1,25 В в течение 60-ти суток. Вспомогательным электродом служила пластина из нержавеющей стали, размещенная на дне чашек /Гедвилло И.А., Жмакина А.С. Коррозия: материалы, защита. 2006. №11. С.20-25/. После завершения поляризации бетон раскалывали и осматривали поверхность металла, фиксируя наличие следов коррозии.

Данные табл.1 свидетельствуют, что ингибиторы при соблюдении указанных соотношений компонентов (примеры 2, 3, 4, 7, 8, 11, 12, 15, 16, 19 и 20) полностью подавляют коррозии стальной арматуры от коррозии на расстоянии 50 мм от поверхности нанесения. Следы коррозии на образцах отсутствуют. Таким образом, глубина защиты этих ингибиторов превышает или равна 50 мм.

Нарушение указанных диапазонов концентраций бензойной кислоты (примеры 1 и 5), тринатрийфосфата (примеры 6 и 9), диметиламиноэтанола (примеры 10 и 13), уротропина (примеры 14 и 17) и воды (пример 21) соотношений ведет к снижению глубины защиты. Она меньше 50 мм. На образцах после испытаний заметны продукты коррозии и/или ее точечные очаги.

Таблица 1. Влияние состава ингибитора на защиту стали в хлоридсодержащем бетоне на глубине 50 мм. «–» и «+» означают отсутствие и наличие следов коррозии на стали по окончании опытов, соответственно. Состав отмеченный «*» содержит осадок.

Состав по примеру 18 не удается приготовить из-за превышения растворимости компонентов в воде.

Составы аналог и прототип имеют глубину защиты меньше 50 мм. На образцах после испытаний заметны точечные очаги коррозии.

Таким образом, результаты коррозионных испытаний свидетельствуют, что предлагаемый мигрирующий ингибитор превосходит ингибиторы аналог и прототип по глубине защиты.

Использование предлагаемого ингибитора позволит существенно увеличить сроки службы железобетонных конструкций и сооружений и упростит их ремонт.

Изобретение относится к технике защиты черных металлов от коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано для защиты стальной арматуры железобетонных изделий. Мигрирующий ингибитор коррозии стальной арматуры в бетоне содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: бензойная кислота 5-10, тринатрийфосфат 5-10, диметиламиноэтанол 5-10, уротропин 5-10, вода 60-80. Использование предлагаемого ингибитора обеспечивает подавление коррозии стальной арматуры на расстоянии 50 мм от поверхности нанесения, за счет чего позволяет увеличить сроки службы железобетонных конструкций и сооружений и упростить их ремонт. 1 табл.

Мигрирующий ингибитор коррозии стальной арматуры в бетоне, содержащий бензойную кислоту, тринатрийфосфат, диметиламиноэтанол, уротропин и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бензойная кислота 5-10 Тринатрийфосфат 5-10 Диметиламиноэтанол 5-10 Уротропин 5-10 Вода 60-80