Текст книги "Асбестоцементные строительные материалы и изделия"

ПРОТИВОКОРРОЗИОННАЯ ЗАЩИТА БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Железобетон и бетон широко применяют при строительстве зданий и сооружений. Однако эти строительные материалы не обладают достаточной химической стойкостью против действия кислых сред. Свойства бетона и его стойкость в первую очередь зависят от химического состава цемента, из которого он приготовлен. Причиной пониженной стойкости бетона к действию минеральных и органических кислот является наличие свободной гидроокиси кальция и трехкальциевого алюмината, а также других гидратированных соединений кальция.

При непосредственном воздействии кислых сред на бетон происходит нейтрализация щелочей с образованием хорошо растворимых в воде солей, а затем взаимодействие кислых растворов со свободным гидроксидом кальция с образованием в бетоне солей, обладающих различной растворимостью в воде. Так, при действии на бетон паров или растворов серной кислоты получается гипс, образование которого сопровождается увеличением объема, возникновением внутренних напряжений и появлением трещин в бетоне. Пары соляной или азотной кислоты образуют со свободной известью, содержащиеся в бетоне, хорошо растворимые в воде хлориды и нитраты кальция. Даже такие слабые кислоты, как угольная, способны реагировать с кальциевыми соединениями, образуя растворимые соединения.

Коррозия бетона происходит более интенсивно при повышении концентрации водных растворов кислот. При повышенных температурах агрессивной среды коррозия бетонов ускоряется. Как бетон на обыкновенном портландцементе, так и бетоны, изготовленные на других видах гидравлических вяжущих веществ, не являются кислотостойкими из-за довольно высокого содержания в них оксида кальция.

Более высокой кислотостойкостью обладает бетон, изготовленный на глиноземистом цементе, из-за пониженного содержания оксида кальция. Кислотостойкость бетонов на цементах с повышенным содержанием оксида кальция зависит также от плотности бетона. При большей плотности бетона кислоты оказывают на него несколько меньшее воздействие из-за трудности проникновения агрессивной среды внутрь материала. Щелочестойкость бетонов определяется главным образом химическим составом вяжущих, на которых они изготовлены, а также щелочестойкостью мелких и крупных заполнителей.

Чтобы повысить коррозионную стойкость бетонов, повышают их плотность и тем самым повышают химическую стойкость. Для повышения плотности бетонов, а следовательно, и их химической стойкости, в состав бетонов вводят различные добавки, в том числе латексы на основе дивинилстирольного каучука, кремнийорганическую жидкость, поливинилацетатную эмульсию, спиртово-сульфитную бражку и др. Кроме этого, для повышения коррозионной стойкости арматуры в состав бетона вводят ингибирующие добавки на основе нитрата натрия или нитрата кальция.

Чтобы увеличить срок службы строительных конструкций и оборудования, необходимо правильно выбирать материалы с учетом их стойкости к агрессивным средам, действующим в производственных условиях. Необходимо также принимать меры профилактического характера, предупреждающие проникание газообразных и жидких агрессивных продуктов в окружающую атмосферу, помещения цехов, почву. К таким мерам относятся герметизация производственной аппаратуры, газообразных и пылевидных продуктов, выделяющихся в процессе производства, применение гидроизоляционных устройств, правильная эксплуатация различных сливных устройств и т.д.

Одним из самых распространенных способов защиты от коррозии строительных конструкций, сооружений и оборудования является использование неметаллических химически стойких материалов: кислотоупорной керамики, жидких резиновых смесей, лакокрасочных материалов, синтетических смол, листовых и пленочных материалов (поливинилхлорида, винипласта, полиэтилена, резины). Важными конструктивными элементами противокоррозионной защиты строительных конструкций зданий и сооружений являются непроницаемые химически стойкие подслоечные материалы. Химически стойкие гидроизоляционные материалы препятствуют непосредственному воздействию агрессивных сред или сточных вод на футеровку и облицовку.

Как правило, работы по гидроизоляции выполняют из легко деформирующихся без разрывов материалов, таких, как битумно-рубероидная изоляция – изол, бризол, гидроизол, а также полиизобутилен. Однако, обладая высокой эластичностью и химической стойкостью к различным агрессивным средам, полиизобутилен нестоек в растворителях.

В последнее время в строительстве все чаще применяют новые подслоечные материалы – бутилкор-С и полиэтиленовую пленку. Бутилкор-С представляет собой листовой материал, изготовленный из резиновой смеси на основе бутилкаучука с химически стойким наполнителем. Пластины бутилкор-С должны иметь ровно обрезанные кромки и гладкую припудренную тальком или обработанную другим антиадгезионным материалом поверхности. На материале не должно быть проколов, сквозных пузырей, наплывов, глубоких вмятин и т.д. При нормальной температуре новый материал выдерживает действие соляной кислоты (до 30 %), уксусной кислоты (до 20 %), азотной кислоты (до 5 %), плавиковой кислоты (до 10 %), фосфорной кислоты (до 30 %), действие хлористого натрия (до 20 %), едкого натра (до 40 %). В органических растворителях бутилкор-С нестоек.

Этот материал рекомендуется использовать под облицовку в качестве непроницаемого подслоя взамен полиизобутилена. Крепят пластины бутилкора-С специальным клеем, который наносят на бетонное основание в два слоя. Первый слой сушат до полного удаления растворителя (примерно 30 – 40 минут), второй – до отлипа. Одновременно на заготовки бутилкора-С наносят слой клея. Кромки материала шириной от 50 до 70 мм, оставляют непромазанными. Пластины бутилкора-С приклеивают непрерывным прокатыванием их к поверхности роликами или лопатками, выдавливая при этом образовавшиеся пузыри воздуха.

На вертикальной поверхности прикатку пластины производят снизу вверх. Кромки листов промазывают пастой в один слой, просушивают до отлипа и прикатывают роликом, после чего склеенный шов дополнительно промазывают двумя слоями пасты с сушкой каждого слоя до полного удаления растворителя, что обеспечивает его непроницаемость. Сушка обычно длится около трех часов. Из-за пластичности бутилкора-С облицовочные материалы необходимо распределять по всей площадке равномерно.

При выполнении двухслойной оклейки поверхности пластины второго слоя должны перекрывать шов первого слоя на 200…300 мм. На поверхности пластин не допускается установка строительных лесов, лестниц и др. В случае обнаружения дефектов на поверхности материала ставят заплаты из этого же материала на специальном клее, края заплат заделывают пастой.

Полиэтиленовую пленку толщиной 200 мкм, сдублированную с двух сторон со стеклотканью различных марок, имеющую толщину 50…600 мкм и прочность сцепления со стеклотканью на расслаивание до 100 г/см, представляет собой материал ОКП-ПС. Дублирование полиэтиленовой пленки со стеклотканью обеспечивает возможность приклейки материала на различных клеевых композициях, в том числе битумных и битумно-каучуковых мастиках, клеях и т.д.

Пленка ОКП-ПС имеет объемное электросопротивление от 10 до 15 Ом/см и температурный предел от – 60 до + 60 0С. Она остается непроницаемой для газа и влаги в течение 0,5 ч при давлении 0,04 МПа. Используемыый материал должен иметь ровную гладкую поверхность, без проколов, вмятин, сквозных отверстий, матовый полупрозрачный цвет. Не допускается темные пятна, свидетельствующие о перегреве полиэтилена, несдублированных участков с выдавленным расплавом полиэтилена. Материал стоек в кислых, щелочных и нейтральных средах, спиртах, маслах, нефтепродуктах, а также к действию блуждающих токов. Рекомендуется использовать в качестве непроницаемого подслоя при защите строительных конструкций и сооружений.

В особо ответственных случаях используют рулонный материал, полученный дублированием двух слоев полиэтиленовой пленки или неразрезанного рукава со стеклотканью сваркой швов. Чтобы сварка была качественной, используют стеклоткань, имеющую ширину на 5…7 см меньше ширины полиэтиленовой пленки. При выполнении оклеечных работ необходимо подготовить поверхность для нанесения материала, нанести клеящий состав, приклеить пленку в один или два слоя с прикаткой резиновым валиком, выполнить герметизацию швов.

При этом полотнища пленки приклеивают с перекрытием швов на 7…12 см; приклейка встык не допускается. Герметизация швов осуществляется химически стойким клеящим составом. При сварке швов края полотнища (без стеклоткани) прогревают разогретым специальным приспособлением. При использовании двух клеев швы необходимо сваривать.

Поливинилхлорид получают путем эмульсионной полимеризации винилхлорида и выпускают в виде непластифицированного твердого ПВХ, называемого винилпластом, и пластифицированного эластичного пластиката, содержащего в своем составе пластификаторы – такие высококипящие жидкости, как дибутилфталат, а также стабилизаторы и наполнители. С увеличением содержания пластификатора относительное удлинение пластиката при разрыве увеличивается, но при этом уменьшается его прочность. Наибольшее применение имеет поливинилхлоридный прокладочный и пластикат марки 57-40, обладающий наибольшей химической стойкостью.

Полиэтилен профилированный изготовляют из полиэтиленовых гранул низкой плотности (высокого давления) в виде бесшовных профилированных ребристых рукав диаметром 600 мм, которые разрезают на листы длиной до 50 метров. Толщина листов полиэтилена составляет 1,5…1,7 мм; высота ребер 8 мм, расстояние межу ребрами 40 мм. Профилированный полиэтилен стоек к действию серной кислоты, азотной, фосфорной, соляной кислоты, едкого натра.

Рекомендуемый материал является хорошим защитным покрытием для изделий из бетона и железобетона – панелей, блоков и других, применяемых в условиях взаимодействия агрессивных сред. В металлические формы укладывают выкроенные листы полиэтилена, затем устанавливают арматуру и формы заполняют бетоном с вибрированием. Пропарка бетонных изделий производится в камерах при температуре 80 0С в течение 20 часов. Готовые бетонные изделия доставляют на строительную площадку, монтируют как обычно, затем с кромки листов циклевочным инструментом снимают верхний окисленный слой полиэтилена на ширину до 5 мм по обе стороны от стыка и прихватывают монтажной сваркой с помощью электропаяльника.

Кроме указанных материалов, для защиты железобетонных конструкций от коррозии изготавливают также покрытия на основе бесфенольных и полиэфирных смол, модифицированные хлорсульфированным полиэтиленом и армированных полипропиленовой тканью. Такие покрытия химически и трещиностойки, обладают высокой ударной вязкостью, высокой стабильностью свойств при резкой смене температур, что особенно важно при защите бетонных и железобетонных сооружений.

Для изготовления защитного покрытия на бетонных и бетонных изделиях необходимо выполнить следующие операции:

– подготовить защищаемую железобетонную поверхность и армирующие материалы;

– приготовить связующие материалы;

– нанести грунтовочные композиции на подготовленную поверхность;

– выполнить формование футеровочного пояса;

– нанести герметизирующий слой;

– проконтролировать отверждение;

– проконтролировать качество всех операций.

Армированные эпоксидно-сланцевые покрытия для защиты железобетонных конструкций изготавливают из смеси низковязкой эпоксидной смолы или этерифицированного эпоксидного продукта и смоляных продуктов переработки сланцев, наполнителя и отвердителя. Эпоксидно-сланцевые составы могут отверждаться при температуре не ниже +40 0С, а допустимый температурный интервал их эксплуатации от -30 до +60 0С. Для создания защитного армированного покрытия сначал наносят грунтовочный слой, затем клеящий и покровный слой. Стеклоткань укладывают на клеящий слой. Составы можно наносить на бетонную поверхность с влажностью не более 10 %.

Готовят эпоксидно-сланцевые составы непосредственно перед их нанесением на бетонную или металлическую поверхность. Для этого эпоксидные смолы ЭД-20, ЭИС-1 и сланцевый модификатор типа «Сламор» тщательно перемешивают в требуемых соотношениях, далее вводят наполнитель, а перед использованием – отвердитель. Состав готовят в количестве, необходимом для работы в течение 35…40 минут.

Промежуточную сушку каждого слоя выполняют при температуре 18…20 градусов в течение 20…24 часов. Окончательная сушка готового покрытия перед пуском в эксплуатацию должна продолжаться при температуре 18…20 градусов в течение 15 суток.

Модицифицированный эпоксидно-сланцевый состав МЭС состоит из эпоксидной смолы ЭД-20, фракции сланцевой смолы «Сламор», жидкого нитрильного карбоксильного каучука и отвердителя. Получаемое покрытие имеет повышенную деформативность по сравнению с обычными эпоксидными, обладает высокой адгезией к металлу и бетону. На подготовленную поверхность состав наносят без предварительного грунтования. Покрытие должно быть трехслойным с общей толщиной не менее 0,7…0,8 мм. Покрытия на основе состава МЭС устойчивы к действию серной кислоты, азотной кислоты, соляной кислоты, ортофосфорной кислоты, едкого натра при температуре до 60 градусов.

Приготовление состава МЭС. Состав готовится в виде двух компонентов – А и Б. Компоненты А состоят из смолы ЭД-20 (100 частей), каучука СКГ-10-1 (5 частей); компоненты Б состоят из сланцевой смолы «Сламор» (80 частей), каучука СКН -10-1 (15 частей), полиэтиленполиамина или АФ-2 (10…30 частей). При толщине слоя 0,2…0,25 мм ориентировочный расход состава МЭС составляет 0,35 кг/м кв. Компоненты А и Б смешивают в пропорции 1 : 1 непосредственно перед началом работ в количестве, необходимом для работы в течение 40…60 минут. Межслойная сушка покрытия составляет от 8 до 10 часов при температуре 18…20 градусов. Окончательная сушка составляет 20 суток при той же температуре.