EA046264B1 - COMPOSITION FOR STRENGTHENING SURFACE TREATMENT - Google Patents

COMPOSITION FOR STRENGTHENING SURFACE TREATMENT Download PDF

Info

Publication number
EA046264B1
EA046264B1 EA202200007 EA046264B1 EA 046264 B1 EA046264 B1 EA 046264B1 EA 202200007 EA202200007 EA 202200007 EA 046264 B1 EA046264 B1 EA 046264B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
concrete
composition
liquid glass
aqueous solution
potassium
Prior art date
Application number
EA202200007
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Габриела Чландова
Петр Шпаниель
Original Assignee
Ферст Поинт А.С.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ферст Поинт А.С. filed Critical Ферст Поинт А.С.
Publication of EA046264B1 publication Critical patent/EA046264B1/en

Links

Description

Область техники изобретенияTechnical field of the invention

Настоящее изобретение относится к составу для упрочнения поверхностей, а именно к составу для водостойкого упрочнения бетонных поверхностей, который содержит жидкое стекло.The present invention relates to a composition for hardening surfaces, namely a composition for waterproof hardening of concrete surfaces, which contains liquid glass.

Уровень техники изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Из существующего уровня техники известно, что бетон представляет собой композитный материал, который состоит из вяжущего вещества, заполнителя, воды и примесей. Наиболее распространенным видом бетона является цементный бетон, где в качестве вяжущего вещества используется цемент, а в качестве заполнителя - инертный материал. Еще одним наиболее используемым видом является асфальтобетон. Свойства и области применения цементного бетона зависят от типа заполнителя, а также вяжущего вещества, например, для термостойкого бетона используется цемент с увеличенной долей алюминатов.It is known from the current state of the art that concrete is a composite material that consists of a binder, aggregate, water and impurities. The most common type of concrete is cement concrete, where cement is used as a binder and inert material is used as an aggregate. Another most used type is asphalt concrete. The properties and areas of application of cement concrete depend on the type of aggregate, as well as the binder; for example, for heat-resistant concrete, cement with an increased proportion of aluminates is used.

Для улучшения механических свойств бетона используются стальная арматура, тросы, проволока, различные волокна, например, углеродные или стеклянные. Также изготавливают облегченный бетон с пористой структурой с добавлением примеси - зольной пыли, получаемой при сжигании угля.To improve the mechanical properties of concrete, steel reinforcement, cables, wire, and various fibers, such as carbon or glass, are used. Lightweight concrete with a porous structure is also produced with the addition of an admixture - fly ash produced by burning coal.

Основной проблемой для прочности бетонных конструкций является постоянная реакция между щелочами и кремнеземом. Это совокупность нежелательных явлений между бетонным раствором, содержащим оксиды натрия и калия с щелочными свойствами, ионами гидроксида из гидроксида кальция и кремнеземом, который входит в состав природных и искусственных инертных материалов для бетона. Кремнезем растворяется и разрушается под воздействием гидрофильных ионов гидроксида из цемента и катионов металла, присутствующих и впоследствии формирующих влагопоглощающий пористый гель из полиметаллических силикатов mCaO.nSiO2.pH2O, mCaO.nAl2O3.рН2О, mCaO.nFe2O3.pH2O и т.д., который во влажной окружающей среде может поглощать воду и разбухать. Это создает напряжение в бетоне, что приводит к образованию тонкого покрытия щелочно-силикатного геля на поверхностях, трещин, отслаивания поверхности, крошения и общего распада бетона.The main problem for the strength of concrete structures is the constant reaction between alkalis and silica. This is a combination of undesirable phenomena between a concrete solution containing sodium and potassium oxides with alkaline properties, hydroxide ions from calcium hydroxide and silica, which is part of natural and artificial inert materials for concrete. Silica is dissolved and destroyed under the influence of hydrophilic hydroxide ions from cement and metal cations present and subsequently forming a moisture-absorbing porous gel from polymetallic silicates mCaO.nSiO2.pH2O, mCaO.nAl 2 O 3.pH 2 O, mCaO.nFe2O3.pH2O, etc. which, in a humid environment, can absorb water and swell. This creates stress in the concrete, resulting in the formation of a thin coating of alkali silicate gel on surfaces, cracks, surface spalling, crumbling and general disintegration of the concrete.

Для продления срока службы бетона и снижения коррозии используется несколько способов. Например, могут использоваться упрочняющие вещества для бетона, которые не дают влаге проникнуть в бетон, в результате чего возникает химическая реакция между щелочами в бетоне, кремнеземом в инертном материале и водой в основе жидкого стекла. В некоторых случаях используется стандартное натриевое или калиевое жидкое стекло. Однако оно абсолютно не подходит, так как катионы натрия и калия, наоборот, принимают активное участие в формировании гигроскопического геля и ускоряют этот процесс. Кроме того, катионы натрия и калия являются крупными и не могут равномерно проникать в плотную поверхность. Такое отсутствие баланса образования геля и внутреннего давления усиливает процесс распада в целом. Натриевые и калиевые отвердители хорошо растворяются в воде и поглощают ее, таким образом, также усиливается реакция между щелочами и кремнеземом.Several methods are used to extend the life of concrete and reduce corrosion. For example, concrete hardening agents can be used to prevent moisture from penetrating into the concrete, resulting in a chemical reaction between the alkalis in the concrete, the silica in the aggregate, and the water in the water glass base. In some cases, standard sodium or potassium liquid glass is used. However, it is absolutely unsuitable, since sodium and potassium cations, on the contrary, take an active part in the formation of a hygroscopic gel and accelerate this process. In addition, sodium and potassium cations are large and cannot penetrate evenly into a dense surface. This lack of balance between gel formation and internal pressure enhances the overall decomposition process. Sodium and potassium hardeners are highly soluble in water and absorb it, thus also enhancing the reaction between alkalis and silica.

Среди других используемых предохранительных средств для бетона можно указать алкоксисиланы. Они представляют собой прозрачные гидрофобные средства, которые не дают воде и хлоридам попасть в бетон. Это устраняет коррозию в бетоне. К примерам можно отнести метилтриметоксисилан, пропилтриметоксисилан, додецилтриметоксисилан и другие аналогичные составы, полученные из этоксисилана и подобных компонентов.Other concrete preservatives used include alkoxysilanes. They are transparent hydrophobic agents that prevent water and chlorides from entering the concrete. This eliminates corrosion in the concrete. Examples include methyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane and other similar compounds derived from ethoxysilane and the like.

Из патентного документа RU 2544854 известно теплоизолирующее покрытие для штукатурки и бетона, которое содержит стирол-акриловую дисперсию, этиленгликоль и лаковый бензин; состав очень горючий и токсичный, а также вредный для окружающей среды. Недостатком является тот факт, что покрытие не является водостойким, и, следовательно, не может использоваться для наружных работ.From patent document RU 2544854 a heat-insulating coating for plaster and concrete is known, which contains a styrene-acrylic dispersion, ethylene glycol and varnish gasoline; the composition is very flammable and toxic, as well as harmful to the environment. The disadvantage is the fact that the coating is not waterproof and therefore cannot be used for outdoor use.

Оно образует тонкую пленку на поверхности и не действует на глубине. Из еще одного патентного документа CN 109321074 известно водостойкое покрытие для строительных материалов, которое содержит небольшой объем жидкого стекла, в то время как основным компонентом является токсичный акрилонитрил. К недостаткам этого покрытия можно отнести его органические свойства, температурную нестабильность и вред для экологии. Оно образует тонкую пленку на бетонной поверхности и не действует на глубине.It forms a thin film on the surface and does not act at depth. From another patent document CN 109321074, a waterproof coating for building materials is known, which contains a small volume of liquid glass, while the main component is toxic acrylonitrile. The disadvantages of this coating include its organic properties, temperature instability and harm to the environment. It forms a thin film on the concrete surface and does not act at depth.

Эпоксидное покрытие для обработки бетона для защиты от воды известно из патентного документа KR 101783331. Это покрытие также действует как поверхностная пленка, которая не усиливает бетон на глубине, а также не предотвращает реакцию между щелочами и кремнеземом.An epoxy coating for treating concrete for water protection is known from patent document KR 101783331. This coating also acts as a surface film that does not strengthen the concrete at depth, nor does it prevent the reaction between alkalis and silica.

Из заявки на патент CZ PV 1991-2211 известно покрытие для бетона, в основе которого лежит натриевое и калиевое стекло. Как указывалось выше, натриевое и калиевое стекло не подходит для бетонных покрытий, потому что атомы натрия и калия крупные, и не могут проникнуть в структуру бетона и замедлить процессы разрушения.From patent application CZ PV 1991-2211 a coating for concrete is known, which is based on soda-potassium glass. As stated above, soda and potassium glass are not suitable for concrete coatings because the sodium and potassium atoms are large and cannot penetrate the concrete structure and slow down the destruction process.

Из еще одного патентного документа KR 100820276 известен состав из силиката калия и лития. Недостатком такого состава является наличие борной кислоты, которая является токсичной.From another patent document KR 100820276 a composition of potassium and lithium silicate is known. The disadvantage of this composition is the presence of boric acid, which is toxic.

Из патентного документа KR 100982229 известен состав, который содержит силикат натрия и силикат калия. Состав дополнительно содержит 10 мас.% соединений лития. Это покрытие является очень неэффективным.From patent document KR 100982229 a composition is known which contains sodium silicate and potassium silicate. The composition additionally contains 10 wt.% lithium compounds. This coating is very ineffective.

Из заявки на патент CZ PV 1996-3066 известно покрытие для бетонных перекрытий или, в соответFrom patent application CZ PV 1996-3066 a coating for concrete floors or, accordingly, is known

- 1 046264 ствующих случаях, металлов и стекла, которое содержит оксид кремния в существенно преобладающем объеме, а также оксид натрия, лития, калия и другие оксиды, в основном алюминиевые, и пигменты. В качестве заполнителей используются слоистые силикаты и слюда, а также допускается добавление шлака, песка и т.д. Недостаток этого покрытия заключается в том, что оно действует только на поверхности обрабатываемого материала.- 1 046264 current cases, metals and glass, which contains silicon oxide in a significantly predominant volume, as well as sodium, lithium, potassium oxide and other oxides, mainly aluminum, and pigments. Layered silicates and mica are used as fillers, and it is also possible to add slag, sand, etc. The disadvantage of this coating is that it only acts on the surface of the material being processed.

Из заявки на патент CZ PV 2000-2127 известен состав для образования водостойкой пленки для цементных растворов, древесины и плитки. Это состав из извести, сахарозы или глицерина и метасиликата натрия в воде. Его недостатком является короткий срок службы образуемого защитного слоя.From patent application CZ PV 2000-2127 a composition for forming a waterproof film for cement mortars, wood and tiles is known. It is a composition of lime, sucrose or glycerin and sodium metasilicate in water. Its disadvantage is the short service life of the protective layer formed.

Из упомянутой выше текущей технологии ясно, что основным недостатком известного на данный момент уровня техники является тот факт, что известные средства для обработки поверхности бетона не защищают бетон, а часто, наоборот, способствуют его разрушению. Другим недостатком является то, что известные составы обладают относительно коротким сроком службы.From the current technology mentioned above, it is clear that the main disadvantage of the currently known state of the art is the fact that known means for treating the surface of concrete do not protect concrete, but often, on the contrary, contribute to its destruction. Another disadvantage is that the known compositions have a relatively short service life.

Целью изобретения является представление состава для обработки бетона, который будет действовать не только на поверхности, но и внутри структуры бетона, вместе с этим значительно продлевая срок службы обработанной бетонной конструкции.The purpose of the invention is to provide a composition for treating concrete, which will act not only on the surface, but also inside the structure of concrete, at the same time significantly extending the service life of the treated concrete structure.

Принцип изобретенияPrinciple of the invention

Указанные выше недостатки в большей степени устранены, а цели изобретения достигнуты за счет состава для упрочняющей обработки поверхностей, а именно состава для водостойкой упрочняющей обработки поверхностей бетона, содержащего жидкое стекло, который согласно настоящему изобретению отличается тем, что он содержит от 1 до 10 мас.% бис^-триэтоксисилилпропил)тетрасульфида, от 89,9 до 98 мас.% водного раствора силиката лития и от 0,1 до 1 мас.% стабилизатора жидкого стекла.The above disadvantages are largely eliminated, and the objectives of the invention are achieved through a composition for strengthening surface treatment, namely a composition for waterproof strengthening treatment of concrete surfaces containing liquid glass, which according to the present invention is characterized in that it contains from 1 to 10 wt. % bis^-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, from 89.9 to 98 wt.% aqueous solution of lithium silicate and from 0.1 to 1 wt.% liquid glass stabilizer.

Преимуществом этого состава является тот факт, что он защищает не только поверхность бетона, а также его внутреннюю структуру в течение длительного времени. К значительному преимуществу можно отнести использование силана, который в более предпочтительном варианте представляет собой бис^-триэтоксисилилпропил)тетрасульфид. В дополнение к своей функции гидрофобизации, этот органический сульфид в сочетании с литиевым жидким стеклом образует мостиковую связь между субстратом бетона и жидким стеклом. Каждая молекула одновременно реагирует с частицами бетона и жидкого стекла. Преимуществом бис^-триэтоксисилилпропил)тетрасульфида является дифункциональная молекула, которая содержит два типа реактивных функциональных групп. Группа тетрасульфида представляет собой цепь из четырех атомов серы. Так называемые дисульфидные связи между четырьмя атомами серы разрушаются и катионы металла (лития) связываются со свободными атомами серы для образования тиолатов. Группы триэтоксисилила чувствительны к гидролизу, гидролизованные силокси-группы связываются с частицами кремнезема, образуя перекрестное сшивание. Эта добавка в корне меняет общее поведение непосредственного самого литиевого жидкого стекла. Она увеличивает взаимосвязь с бетоном и заполняет пористую структуру поверхности бетона. На поверхности бетона образуется гибкая сплошная непроницаемая пленка. Бетон приобретает блеск, при этом не становится скользким. Блестящая поверхность хорошо отражает свет и, таким образом, увеличивает эффект освещения в помещении, и в то же время улучшает общий внешний вид перекрытия.The advantage of this composition is the fact that it protects not only the surface of the concrete, but also its internal structure for a long time. A significant advantage is the use of silane, which is more preferably bis-triethoxysilylpropyl tetrasulfide. In addition to its hydrophobization function, this organic sulfide, when combined with lithium liquid glass, forms a bridging bond between the concrete substrate and the liquid glass. Each molecule simultaneously reacts with particles of concrete and liquid glass. The advantage of bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfide is that it is a difunctional molecule that contains two types of reactive functional groups. The tetrasulfide group is a chain of four sulfur atoms. The so-called disulfide bonds between the four sulfur atoms are broken and metal cations (lithium) bond with the free sulfur atoms to form thiolates. Triethoxysilyl groups are sensitive to hydrolysis; hydrolyzed siloxy groups bind to silica particles, forming cross-linking. This additive radically changes the general behavior of the lithium liquid glass itself. It increases the bond with concrete and fills the porous structure of the concrete surface. A flexible, continuous, impermeable film is formed on the surface of the concrete. The concrete gains shine without becoming slippery. The shiny surface reflects light well and thus increases the lighting effect in the room, and at the same time improves the overall appearance of the ceiling.

Преимуществом является то, что стабилизаторы жидкого стекла представлены гидрофильными солями алкокси алкиламмония.The advantage is that liquid glass stabilizers are represented by hydrophilic alkoxy alkyl ammonium salts.

Также к преимуществу относится то, что молярное соотношение SiO2 и Li2O в водном растворе силиката натрия находится в диапазоне от 3,5 до 4,5.It is also advantageous that the molar ratio of SiO 2 and Li 2 O in an aqueous solution of sodium silicate is in the range from 3.5 to 4.5.

Основным преимуществом состава по настоящему изобретению является то, что он содержит литиевое жидкое стекло, которое предотвращает практические все замедленные реакции в бетоне. Он предотвращает реакцию между щелочами и кремнеземом, карбонизацию и сульфатирование, а также биологическую коррозию и выщелачивание пресной водой. В то же время после затвердевания он усиливает материал и, благодаря низкой вязкости, проникает в соединения бетона и предотвращает попадание воды. Одновременно с этим он пропускает пар и обеспечивает испарение остатков воды в бетоне.The main advantage of the composition of the present invention is that it contains lithium liquid glass, which prevents virtually all delayed reactions in concrete. It prevents reaction between alkalis and silica, carbonation and sulfation, as well as biological corrosion and fresh water leaching. At the same time, after hardening, it strengthens the material and, thanks to its low viscosity, penetrates into concrete joints and prevents water from entering. At the same time, it allows steam to pass through and ensure the evaporation of remaining water in the concrete.

Примеры вариантов осуществления изобретения.Examples of embodiments of the invention.

Пример 1.Example 1.

Состав для водостойкой упрочняющей обработки бетонных поверхностей содержит 1,3 мас.% бис^-триэтоксисилилпропил)тетрасульфида, от 97,8 мас.% водного раствора силиката лития и 0,9 мас.% стабилизатора жидкого стекла.The composition for waterproof strengthening treatment of concrete surfaces contains 1.3 wt.% bis-triethoxysilylpropyl tetrasulfide, 97.8 wt.% aqueous solution of lithium silicate and 0.9 wt.% liquid glass stabilizer.

Стабилизаторы жидкого стекла представлены гидрофильными солями алкокси алкиламмония в виде водного раствора ККИ.И-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамина 98%.Liquid glass stabilizers are represented by hydrophilic alkoxy alkyl ammonium salts in the form of an aqueous solution of KKI.I-tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylenediamine 98%.

Молярное соотношение SiO2 и Li2O в водном растворе силиката лития составляет 3,5.The molar ratio of SiO 2 and Li 2 O in an aqueous solution of lithium silicate is 3.5.

Полученный состав вливается на бетонную поверхность.The resulting composition is poured onto the concrete surface.

Пример 2.Example 2.

Состав для водостойкой упрочняющей обработки бетонных поверхностей содержит 1 мас.% бис(·/триэтоксисилилпропил)тетрасульфида, от 98 мас.% водного раствора силиката лития и 1 мас.% стабилизатора жидкого стекла.The composition for waterproof strengthening treatment of concrete surfaces contains 1 wt.% bis(·/triethoxysilylpropyl)tetrasulfide, 98 wt.% aqueous solution of lithium silicate and 1 wt.% liquid glass stabilizer.

- 2 046264- 2 046264

Стабилизаторы жидкого стекла представлены гидрофильными солями алкокси алкиламмония в виде водного раствора КМИ,И-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамина 98%.Liquid glass stabilizers are represented by hydrophilic alkoxy alkyl ammonium salts in the form of an aqueous solution of CMI,I-tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylenediamine 98%.

Молярное соотношение SiO2 и Li2O в водном растворе силиката лития составляет 4,5.The molar ratio of SiO 2 and Li 2 O in an aqueous solution of lithium silicate is 4.5.

Полученный состав вливается на бетонную поверхность.The resulting composition is poured onto the concrete surface.

Пример 3.Example 3.

Состав для водостойкой упрочняющей обработки бетонных поверхностей содержит 10 мас.% 6uc(yтриэтоксисилилпропил)тетрасульфида, от 89,9 мас.% водного раствора силиката лития и 0,1 мас.% стабилизатора жидкого стекла.The composition for waterproof strengthening treatment of concrete surfaces contains 10 wt.% 6uc(ytriethoxysilylpropyl) tetrasulfide, 89.9 wt.% aqueous solution of lithium silicate and 0.1 wt.% liquid glass stabilizer.

Стабилизаторы жидкого стекла представлены гидрофильными солями алкокси алкиламмония в виде водного раствора КМИ.И-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамина 98%.Liquid glass stabilizers are represented by hydrophilic alkoxy alkyl ammonium salts in the form of an aqueous solution of CMI.I-tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylenediamine 98%.

Молярное соотношение SiO2 и Li2O в водном растворе силиката лития составляет 4,03.The molar ratio of SiO 2 and Li 2 O in an aqueous solution of lithium silicate is 4.03.

Полученный состав вливается на бетонную поверхность.The resulting composition is poured onto the concrete surface.

Промышленное применениеIndustrial Application

Состав для упрочняющей обработки поверхностей может частично использоваться для водостойкой обработки поверхностей бетона, а также для обработки любых поверхностей, в частности строительных материалов, содержащих кальций.The surface strengthening composition can be partially used for water-resistant treatment of concrete surfaces, as well as for the treatment of any surfaces, in particular building materials containing calcium.

Claims (2)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Состав для водостойкой упрочняющей обработки поверхности бетона, содержащий жидкое стекло, отличающийся тем, что он содержит от 1 до 10 мас.% бис^-триэтоксисилилпропил)тетрасульфида, от 89,9 до 98 мас.% водного раствора силиката лития и от 0,1 до 1 мас.% стабилизатора жидкого стекла, представляющего собой гидрофильные соли алкоксилалкиламмония.1. Composition for waterproof strengthening treatment of concrete surfaces containing liquid glass, characterized in that it contains from 1 to 10 wt.% bis^-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, from 89.9 to 98 wt.% aqueous solution of lithium silicate and from 0 ,1 to 1 wt.% liquid glass stabilizer, which is hydrophilic alkoxylalkyl ammonium salts. 2. Состав по п.1, отличающийся тем, что водный раствор силиката лития содержит SiO2 и Li2O в молярном соотношении в диапазоне от 3,5 до 4,5.2. The composition according to claim 1, characterized in that the aqueous solution of lithium silicate contains SiO 2 and Li 2 O in a molar ratio in the range from 3.5 to 4.5.
EA202200007 2019-08-06 2020-06-09 COMPOSITION FOR STRENGTHENING SURFACE TREATMENT EA046264B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZPV2019-508 2019-08-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA046264B1 true EA046264B1 (en) 2024-02-21

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3895956A (en) Water permeability reducing inorganic coating slurry composition
WO2012091688A1 (en) Waterproofing composition
CN101580355A (en) Water-based organic silicon waterproof agent
JPH08120192A (en) Coating material and method for coating using the same
KR101811559B1 (en) Transparent water-based acrylic silicone water-proof/water-repellent composition
CN114040901B (en) Composite for reinforcing surface treatment
KR100769923B1 (en) Coating for waterproofing and construction method using thereof
EA046264B1 (en) COMPOSITION FOR STRENGTHENING SURFACE TREATMENT
RU2248385C1 (en) Method for production of polysilicate binder for adhesives and coats, polysilicate binder, and adhesive composition for adhesives and coats using the same
CN114349390A (en) Organic silicon/inorganic nano material composite waterproof agent and preparation method thereof
JP2022543090A (en) plaster treatment compound
CN109020619A (en) A kind of corrosion-resistant waterproof material suitable for concrete
KR101697976B1 (en) Alumina ceramic binder based composition suitable for salt-resistant and chemical-resistant concrete structure for repairing concrete structure and construction method thereof
KR100583034B1 (en) Composition for hydrophobic coating agent
JP3791807B2 (en) Anti-degradation agent for cement-based cured products
Zheng et al. A review on silane and siloxane materials: enhancing durability of cementitious materials through surface treatments
SU1323545A1 (en) Mortar
KR20230018622A (en) Functionality paint composite upgrade a thermal resistance, and the building method able to the functionality paint composite
CS206098B1 (en) Method of hydrophobic treatment of the mortars,plasters and coloured lime coatings
JPH0453835B2 (en)
CS207852B1 (en) Method of hydrophobous treatment of the plasterstuffes and similar building materials
JPWO2021023318A5 (en)
CS196128B1 (en) Coloured painting composition for artifical stone and plaster
CS209600B1 (en) Method of treating the mortars,plasters and coloured lime coatings
PL142911B1 (en) Silicone based hydrophobizing and strenghtening agent for use in building trade,in particular for preservation of historical monuments