NO322319B1

NO322319B1 - Elektrisk ledende mikrokapillar komposittmatriks og fremgangsmater for fremstilling derav

Info

Publication number: NO322319B1
Application number: NO20004473A
Authority: NO
Inventors: Wolfgang Schwarz
Original assignee: Wolfgang Schwarz
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2006-09-18
Also published as: CA2322395A1; JP2002505996A; ATA912999A; JP4536921B2; US6635192B1; EP1068164A2; ATE224860T1; DE59902844D1; CA2322395C; NO20004473D0; ATA40398A; EP1068164B1; AT410440B; WO1999046218A2; WO1999046218A3; AU2817599A; AU748492B2; NO20004473L

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en elektrisk ledende, mikrokapillær komposittmatriks og en fremgangsmåte for fremstilling av denne, egnet for oppnåelse av klimabestandig, holdbar og syrebestandig, elektrisk ledende maling og belegg og særlig som anodemateriale for katodisk korrosjonsbeskyttelse av armeringsstål i betong.

Kravene til elektrisk ledende belegg eller maling og som er egnet som anordning for katodisk beskyttelse av armeringsstål i betong, er spesielt høye. Som kjent for fagmannen er den katodiske beskyttelse basert på en reduksjon av det elektriske potensiale for armeringsstålet ved pålegging av en såkalt beskyttelsesstrøm som flyter mellom den på betongoverflaten anbragte anode og armeringsstålet (katoden). Strømflyten muliggjøres ved den elektrolyttiske ledningsevne for betong og ved den elektrokjemiske reaksjon på anodeoverflatene og katodeoverflatene (armeringsstålet). På overflaten av armeringsstålet dannes det på grunn av den elektrokjemiske reduksjon av oksygen, alkalisk virkende hydroksylioner og på anodeoverflaten blir vann oksydert til oksygen, i nærvær av klorid oppstår også klorgass og i tillegg dannes syre og dette i en mengde av 1 mol syre pr. ladningsekvivalent på 96000 Ampere-sekunder (Coulomb). Ved en midlere, vanlig strømtetthet på 5 til 10 mA/m<2> tilsvarer dette ca. 0,2 til 0,4 liter konsentrert svovelsyre pr. år. Denne dannede syre kan angripe både anoden og betongoverflaten og ødelegge disse. Prinsipielt oppstår det på armeringsoverflaten en ekvivalent mengde lut (hydroksylioner). For imidlertid å nøytralisere den på anoden dannede syre, må hydroksylionene diffundere gjennom betongoverdekningen på armeringsstålet til betongoverflaten, vanligvis ca. 2 til 3 cm. En diffusjon av syren (protoner) i omvendt retning er ikke mulig, da syren reagerer på betongoverflaten med sementsten og eventuelt også med til-slagsstoffer og der nøytraliseres. Diffusjonen og elektromigreringen av hydroksylionene gjennom betong forløper meget langsomt, alt etter fuktighetsinnhold og porøsitet i betongen ca. 100 til 1000 langsommere enn i oppløsning. Alt etter beskyttelsesstrømtetthet og pålagt spenning kan det derfor vare uker til måneder før syren som dannes på anoden nøytraliseres på grunn av de fra armeringen til betongoverflaten diffunderende hydroksylioner. Derfor kan den anodisk dannede syre både angripe og ødelegge så vel anoden som betongoverflaten. På grunn av syreangrepet dannes det i overflatesjiktene av betongen store porer og hulrom som hindrer diffusjonen av hydroksylioner og derved ak-selererer ødeleggelsen av betongoverflaten.

Vanligvis anvendes det derfor som anodematerialer syre- og klorbestandige titannett, hvis overflater er modifisiert med iridiumoksyd, ruteniumoksyd, eller platina, og som ved hjelp av sprøytebetong eller sprøytemørtel fikseres på betongoverflaten hvorved samtidig den elektrolyttiske kontakt med betongen og armeringsstålet opprettes. Titannett som er modifisert med edelmetalloksyder er meget kostbare og i tillegg er påføring-en av et mørtelsjikt på betongoverflaten fremfor alt på kjørebaner, på broer og i parke-ringshus, samt balkonger, forbundet med ulemper på grunn av endringer i byggedimen-sjonene (f.eks. kjørefeltforhøyelser) og den ytterligere vekt av mørtelsjiktene som kan gå opp i 30 kg/m<2>, noe som kan påvirke nytten av et byggverk i betydelig grad. Da det på grunn av de relativt høye omkostninger benyttes relativt grovmaskede Ti-nett kan det oppstå lokalt høye strømtettheter og (50-100 mA/m<2>), noe som kan føre til lokal misfar-ging og sågar til ødeleggelse av mørtelen.

I den senere tid, er det derfor også anvendt ledende malinger, som inneholder grafitt og/eller sot som elektrisk ledende pigment i en polymerdispersjon eller karbonfibere i et sementholdig, men også sementfrie bindemidler, som anodemateriale. Slike elektrisk ledende malinger som anvendes som anodemateriale er f.eks. beskrevet av "John P. Broomfield, i "Corrosion of Steel in Concrete" E&FN Spon, London (1997), s. 128, samt i EP 443229, EP 210058, GB 2140456, US 4632777, US 7199405A, JP 5070977. Manglene ved disse elektrisk ledende malinger er deres manglende oksydasjons- og syrebestandighet, den tydelig lavere holdbarhet enn titannett/sement-mørtelanodesystemene, utilstrekkelig bestandighet i fuktige omgivelser, for eksempel på bygningsdeler som utsettes for regn- og sprøytevann, utilstrekkelig slitasjebestandig-het slik det er nødvendig på trafikkerte overflater, og lav ledningsevne slik at den eks-terne strømtilførsel må skje i avstander på 0,5 til 1,0 meter.

Et slikt kommersielt anvendt system oppviser riktignok en tilstrekkelig stabil ledningsevne men er dog ikke bestandig overfor de oksyderende og sure betingelser ved grense-flaten anodeÆetong, slik at man etter en driftstid på 2 til 5 år observerer en tydelig reduksjon av vedheftingen av malingen på betongoverflaten og en ødeleggelse av betongoverflaten på grunn av syreangrepet. I tillegg mister de nevnte malinger vedheftingen til betongoverflaten på grunn av syreangrep og kan derfor etter en viss tid løsne, hvorved den katodiske beskyttelse for armeringen går tapt. Et annet kommersielt benyttet rna-lingsystem oppviser riktignok forbedret vedhefting på betongoverflaten, men den elektriske ledningsevne avtar dog sterkt under drift.

Oppgave for foreliggende oppfinnelse er derfor å tilveiebringe et malings- og belegningsmiddel med hvilket det kan fremstilles elektrisk ledende malings- og andre belegg og som ikke bare oppviser en tilstrekkelig resistens overfor syre- og klorangrep, men som også beskytter betongoverflaten mot angrep fra den anodisk dannede syre og oppviser en jevn elektrisk ledningsevne og en vedvarende vedhefting til betongoverflaten. Elektrisk ledende malinger, som består av en blanding av ledende pigmenter som for eksempel grafitt, sot, mkkelpulver og en plastdispersjon, er beskrevet i OE 325 180 eller i EP 0230 303. Disse malinger er imidlertid ikke egnet som anodematerialer på grunn av den manglende holdbarhet under anodisk belastning, av de ovenfor nevnte grunner. Elektrisk ledende malinger som inneholder grafitt og/eller sot og oppløselige silikater som bindemiddel, samt eventuelt plaster som for eksempel metakrylsyreester eller en epoksyester er for eksempel beskrevet i OE 325 180.1CH 572 966 er det beskrevet en elektrisk ledende lakk som fortrinnsvis inneholder sot, en vandig silikatoppløsning og en aldringsbestandig akrylharpiksdispersjon. I henhold til beskrivelsen, er de ovenfor anførte malinger egnet for fremstilling av oppvarmingsfilmer og/eller som elektrostatisk beskyttelse og/eller som elektrisk skjerming. Ved denne anvendelse, blir det riktignok ledet elektrisk strøm gjennom maling, men det skjer dog ingen anodisk reaksjon, det vil si syre- og gassdannelse, samt dannelse av oksyderende produkter som oksygen- og klorgass, særlig er den elektriske motstanden til underlaget uten betydning, helt i mot-setning til anvendelsen av elektrisk ledende malinger som anodematerialer for den katodiske beskyttelse av stål, særlig i betong. Det viste seg i tillegg at elektrisk ledende malinger som inneholder oppløselige silikater ikke kunne anvendes under betingelser for katodisk beskyttelse, av følgende grunner: - Både den elektriske for malingen i seg selv og også den elektriske motstand mellom den som anode fungerende maling og armeringen, tiltar sterkt hvorved strømtettheten synker, - Etter gjennomgang av ca. 400 000 Coulomb (Ampere sekunder) observeres en reduksjon av vedheftingen til betongunderlaget på ca. 80 % (55 mA/m<2>,75 dager).

I EP 499437 beskrives i blanding av en alkalibuffer, bestående av alkalimetallhydroksyder i et sementholdig, elektrisk ledende belegg, for å nøytralisere den anodisk dannede syre og derved faren for tap av katodisk beskyttelse. I EP 581433B1 beskrives det et elektrisk ledende belegg bestående av en organisk polymermatriks inneholdende elektrisk ledende pigmenter og som likeledes inneholder en alkalibuffer, for å forhindre an-rikningen av anodisk dannet syre i det elektrisk ledende belegg under drift av det katodiske beskyttelsesanlegget. Alkaliske buffere er imidlertid problematiske av to grunner, på den ene side nøytraliseres de som for eksempel betong ved atmosfærisk kullsyre, på den annen side er det nødvendig med store mengder buffermateriale for nøytralisering av den anodisk dannede syre, for 100 000 Coulomb for eksempel 160 g/m<2 >Ba(OH)2«6H20 eller ca. 120 g/m<2> kaliumpyrofosfat eller 56 g/m<2> KOH. Ved en vanlig sjikttykkelse på 0,1 mm må disse mengder tilsettes ca. 0,2 liter malingsmiddel, altså ca. 0,3 til 0,8 kg/liter. Som eksemplet i EP 581433B1 sier, tiltar den elektriske motstand allerede etter ca. 2 ukers driftstid for den katodiske beskyttelse og etter gjennomgang av ca. 220 000 Coulomb tiltar den ganske tydelig, noe som tyder på en utarming av buf-fermaterialet. Dette bekreftes også indirekte ved den i EP 499437 beskrevne oppfinnelsen: på tross av den meget høye bufferkapasitet for Portlandsement er det nødvendig med en tilsetning av alkalimetallhydroksyder for å sikre en tilstrekkelig bufferkapasitet.

Ifølge oppfinnelsen er det således tilveiebragt en elektrisk ledende mikrokapillær komposittmatriks som angitt i det selvstendige krav 1. Fordelaktige trekk ved den mikrokapillære komposittmatriksen fremgår av de uselvstendige kravene 2 til 11.

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebragt en fremgangsmåte for fremstilling av en elektrisk ledende mikrokapillær komposittmatriks som angitt i kravene 12 og 13.

Overraskende har det nå vist seg at iblanding av alkali-alumo-silikatgeler, alkalialumi-nohydroksokomplekser eller tilsetning av utvalgte herdere til alkali-silikatholdige, elektrisk ledende malinger, inneholdende graflttpulver og en plastdispersjon, fører til uventet høye varigheter, høye adhesjons verdier og så å si konstant elektrisk ledningsevne også etter gjennomføring > 500 000 Coulomb beskyttelsesstrøm.

Overraskende har det vist seg at virkningen av disse tilsetningsmidler ifølge oppfinnelsen hovedsakelig ikke beror på en kjemisk, altså en buffervirkning, men på en fysikalsk virkemåte: Oppfinnelsens tilsetningsmidler fører til dannelsen av strukturer med meget fine porer i porerommene av overflatesj iktene av betongen. Disse strukturer med meget fine porer danner et nettverk av kapillarporer. Som fagmannen vet, er damptrykket re-dusert i kapillarene, dette fører nå i forhold til ikke-behandlet betong til en øket konden-sasjon av vanndamp i porene og derved til et betongoverflatesjikt som oppviser et stort antall av kapillarporer som er fylt med vann. Ved en fuktighetsgradient mellom den indre betongen og betongoverflaten bevirker de kapillære sugekretter en transport av poreoppløsningen mot betongoverflaten. Med poreoppløsningen blir de på armeringen, under den katodiske beskyttelse, dannede hydroksylioner transportert mot betongoverflaten og nøytraliserer der den anodisk dannede syre. I tillegg letter det med vann fyllte, kapillære nettverk diffusjonen av hydroksylioner der ionediffusjonen i porerommene i porøse materialer kun kan skje i porerom som er fylt med vann. Porer med større pore-diameter tørker hurtigere og blokkerer så de diffusive ionetransport. Dette skjer særlig ved gammel, forvitret betong som hyppig påtreffes når det opptrer korrosjon på armeringen. I tillegg, virker det med vann fyllte, kapillære overflatesjikt mot den elektroosmotiske effekt av den katodiske beskyttelse. Den elektroosmotiske effekt bevirker en transport av overflatefuktighet fra anoden til den katodisk polariserte armering. Under betingelser for katodisk beskyttelse med vanlige elektrisk ledende malinger og belegg, fører dette til en uttørking av betongoverflates] iktet. Derved økes ømfindtligheten for betongoverflaten mot angrep fra den anodisk dannede syre. De kapillære sugekretter i oppfinnelsens kapillarstrukturer i porerommene av betongoverflaten nøytraliserer denne elektroosmotiske effekt.

Forutsetning for virksomheten for denne kapillære struktur er dog at kapillarporene for-blir forbundet med hverandre og ikke lukkes på grunn av kjemiske reaksjoner. Dette observeres for eksempel når vannglass (oppløste alkalisilikater) anvendes alene eller sammen med vanlige herdere som tilsetninger. Den dannede kiselgel lukker under den katodiske beskyttelse porene og øker derved den elektriske motstanden for betongoverflaten og forhindrer derved også transporten av anodisk dannede hydroksylioner mot betongoverflaten. Den anodisk dannede syre aksellererer til å begynne med geldannel-sen av vannglasset og derved porelukningen, deretter ødelegger de på overflaten ikke bare betongen men bevirker også dannelsen av mikrokrystallinsk S1O2 med sandaktig konsistens. Dette fører til et vedheftingstap for den anodiske maling og derved til tap av korrosjonsbeskyttelsen for armeringsstålet.

Forutsetning for dannelsen av oppfinnelsens kapillære strukturer og matriks som også kan betegnes som komposittmateriale eller komposittmatriks mellom oppfinnelsens malings- henholdsvis belegningsmidler og betongen, er inntrenging av malingen og belegningsmidlet i porerommene i betongoverflaten under dannelse av de mikrokapillære strukturer i porerommene. Videre, må disse strukturer oppvise en tilstrekkelig mot-standsevne overfor den anodisk dannede syre. Dette betyr at utgangsstoffene fra hvilke disse strukturer dannes, må foreligge i oppløst eller kolloid form i vann. Fortrinnsvis dreier det seg ved oppfinnelsens mikrokapillære komposittmatriks om et materiale som øker fastheten for overflatesjiktene av betongen på varig måte, og derved sikrer en god adhesjon og derved høy vedheftningsfasthet for oppfinnelsens elektrisk ledende påfø-ringsmiddel. Dette er særlig da av fordel, når det påføres elektrisk ledende maling eller belegg på sterkt forvitrede eller korroderte betongoverflater.

Malingen eller påføringsmiddelet kjennetegnes ved at det danner med overflatesjiktene i betongen en overfor svake syrer bestandig, mikrokapillær komposittmatriks. Oppfinnelsens komposittmatriks kjennetegnes videre ved at kapillarene er forbundet med hverandre og at de kapillære nettverk er forbundet med den derunder liggende betong. Ande-len av mikrokapillære porer (< 50 nm) ved kapillarporøsiteten er signifikant høyere i opprinnelsens komposittmatriks enn i den derunder liggende betongmatriks. Det kapillære nettverk karakteriseres videre ved at det er mulig med en transport av ioner og særlig av hydroksylioner, både ved kapillær sugekraft og også ved molekylær diffusjon, og at det negative porevanntrykk ved samme relative fuktighet er signifikant større i oppfinnelsens mikrokapillære komposittmatriks enn i den derunder liggende betongmatriks. Oppfinnelsens mikrokapillære komposittmatriks øker fortrinnsvis fastheten i betongoverflaten. Videre erpåføringsmidlet som fremstilles med oppfinnelsens mikrokapillære komposittmatriks fortrinnsvis elektrisk ledende og egner seg fortrinnsvis som varig, værbestandig anode for den katodiske korrosjonsbeskyttelse. Videre tiltar ikke den spesifikke, elektriske motstand for oppfinnelsens maling under drift av det katodiske beskyttelsesanlegg i vesentlig grad. Oppfinnelsens påføringsmiddel er videre karakterisert ved at vedheftingen under flere års drift av det katodiske beskyttelsesanlegg ikke faller under 1,0 MPa og fortrinnsvis ikke under 1,5 MPa. Et særpreg ved oppfinnelsen er også fremstillingen av en mikrokapillær komposittmatriks med et elektrisk ikke-ledende på-føringsmiddel hvorved det i ettertid påføres et vanlig, elektrisk ledende belegg eller en maling som anode for den katodiske beskyttelse.

En mulighet for fremstilling av oppfinnelsens mikrokapillære komposittmatriks består for eksempel i å blande aluminohydroksokomplekset MxAl(OH)y, med M = Na, K og 1

> x £ 3 og 4 > y < 6, i et elektrisk ledende påføringsmiddel, hvorved aluminohydroksokomplekset MxAl(OH)y, fortrinnsvis er fremstilt ved oppløsning av aluminiumhydroksyd, eller natrium- og/eller kaliumaluminat med formelen MAIO2 i en alkalihydroksy-doppløsning MOH, med M = Na, K, hvorved forholdet MOH/AI2O3 > 2. Gode resultater oppnås med MOH:Al203-forhold på 2,5 til 3,5 i en oppløsning som inneholder 2,25 mol/liter, regnet som AI2O3+. På grunn av den lave opp løselighet for NaA102 skjer opp-løsningen av denne fortrinnsvis i varm alkalimetallhydroksydoppløsning. Oppfinnelsens påstrykningsmiddel er videre karakterisert ved at pH-verdien er høyere enn 11, og fortrinnsvis høyere enn 12, for å sikre en tilstrekkelig konsentrasjon av oppløste alkali-alumino-hydroksokomplekser. For å sikre dette, karakteriseres oppfinnelsens påstrykningsmiddel ved at det ikke inneholder jordalkalimetallioner. Påstrykningsmidlet inneholder ifølge oppfinnelsen minst 0,1 vekt-%, fortrinnsvis 0,15 til 2 vekt-%, beregnet som Al203, av alumino-hydroksokomplekset MxAl(OH)y.

En ytterligere mulighet for fremstilling av oppfinnelsens mikrokapillære komposittmatriks består for eksempel i, i et elektrisk ledende påstrykningsmiddel eller en maling, og iblande et i vann oppløselig og/eller en alkalisilikatoppløsning og en egnet herder, fortrinnsvis et aluminiumfosfat, særlig et kondensert aluminiumfosfat som beskrevet i DE-A-3006551 eller i EP 0133 953. Som oppløselig silikat anvendes fortrinnsvis alkalisilikater med formel (I)

der M = Li, Na, K og 3 > x/a < 0,5. Gode resultater oppnås med kaliumsilikater og/eller natriumsilikater med 1 > x/a < 0,5. Oppfinnelsens alkalisilikatho Idige påstrykningsmid-ler eller malinger karakteriseres videre ved at pH-verdien er større enn 10, og fortrinnsvis større enn 12. Midlet inneholder ifølge oppfinnelsen minst 0,5 vekt-%, fortrinnsvis 1 til 10 vekt-%, beregnet som Si02, av et vannoppløselig silikat og fortrinnsvis 0,5 til 5 vekt-% kondensert aluminiumfosfat

Oppfinnelsens foretrukne mulighet for fremstilling av en mikrokapillær komposittmatriks består i, i et elektrisk ledende påstrykningsmiddel og i å blande et i vann oppløst eller kolloid fordelt alkalialuminosilikat med sumformelen aM20*bAl203*cSi02, samt eventuelt mikrosilika, reaktive aluminosilikater, kiselsol, oppløselige alkalisilikater, hvorved totalt forholdet Si02:Al203 £ 1 og £ 40 og forholdet M20:A1203 S: 1 og < 25, med M = Li, Na, K. Oppfinnelsens i det minste et alkali-alumino-silikatholdige påstrykningsmiddel er videre karakterisert ved at alkali-aluminosilikat fortrinnsvis fremstilles ved blanding av et i vann oppløselig silikat og/eller en kiselsol med minst et i vann opp-løst alumino-hydroksokompleks og formelen med M = Na, Kogl>x<3og4>y<6. Som oppløselige silikater egner seg de ovenfor beskrevne alkalimetallsilikater. Som alumino-hydroksokomplekser egner seg også de ovenfor beskrevne alumino-hydroksokomplekser som fortrinnsvis fremstilles ved oppløsning av aluminiumhydroksyd, eller natrium- og/eller kaliumaluminat med formelen MA102 i en alkalihydroksy-doppløsning MOH der M = Na, K, hvorved forholdet MOH: AI2O3 > 2. Påstrykningsmidlet inneholder ifølge oppfinnelsen minst 0,5 vekt-% og fortrinnsvis 1 til 10 vekt-%, beregnet som Si02 totalt, av et vannoppløselig og/eller kolloid dispergert alkali-alumino-silikat. Oppfinnelsens fortrinnsvis alkali-alumino-silikatholdige påstrykningsmiddel inneholder ingen jordalkalimetallkationer.

Som påstrykningsmiddel egner seg fortrinnsvis elektrisk ledende slike. Påstrykningsmidlet eller malingen må være kompatibel og blandbar med de tilsatte bindemidler som gir oppfinnelsens mikrokapillære komposittmatriks og bør spesielt ikke koagulere. Eg-nede elektrisk ledende slike midler er for eksempel blandinger av minst en plastharpiks-dispersjon med elektrisk ledende pigmenter.

Som plastharpiksdispersjonen kommer alle plastharpikser i betraktning, som ikke koa-gulerer i vandige dispersjoner ved pH > 11. For praktisk bruk, er en hydrolysebestan-dighet for dispersjonen ved pH > 12 en fordel. Særlig egnet er for eksempel epoksyhar-pikser, fenolharpikser, polyeter-polyimider, polyeter-polyketoner, polyimid-polyetere, polysulfoner, siloksaner og silikoner, akrylharpikser, butadien-styren-kopolymerer, særlig dog kloropren, lateks, styren-butadien-kopolymerer og karboksylerte styren-butadien-kopolymerer.

De elektrisk ledende pigmenter kan for eksempel bestå av karbon, grafitt, sot, acetylen-sot, nikkel, edelmetaller, edelmetallbelagte metaller eller ikke-metaller, molybdensili-cid, TiOx (x < 2,0), Sn02, eller en blanding av disse pigmenter. Fortrinnsvis anvendes imidlertid grafitt. Med blandinger bestående av en 50% karboksylert styren-butadien-kopolymerdispersjon i vann og grafittpulver, 40-60 vol-% beregnet på volumet av den lufttørkede maling, oppnås gode resultater.

Fremstillingen av et elektrisk ledende påstrykningsmiddel som inneholder oppfinnelsesmessig foretrukne bindemidler, skjer fortrinnsvis ved blanding av en komponent som inneholder det oppløste silikat og/eller kiselsol, eventuelt mikrosilika, reaktive alumosilikater som metakaolin, samt minst en plastdispersjon, det ledende pigment og eventuelt tilsetninger som for eksempel fortykningsmidler, vannretensjonsmidler eller dispergeringsmidler (komponent A) med et i vann oppløst aluminohydroksokompleks MxAl(OH)y (komponent B). Etter blanding av komponent A med komponent B kan malingen alt etter sammensetning (SiOjiAkCvforhold, M20:Al203-forhold, type katio-ner) anvendbar i ca. 1 til 10 timer. En ytterligere mulighet ifølge oppfinnelsen består i at man i stedet for det oppløste alumino-hydroksokompleks fremstiller et aluminiumfosfat og fortrinnsvis et kondensert aluminiumfosfat i henhold til US 3 445 257, for iblanding som komponent B, hvorved aluminiumfosfatet også kan iblandes i forbindelse med al-kalimetallortofosfater.

Alt etter behov og krav, kan den elektrisk ledende maling som inneholder oppfinnelsens bindemidler påføres i tynne sjikt (25-100 um) eller tykkere sjikt (100-500 fim) ved hjelp av kjente teknologier (pensel, rull, sprøytemaskin) på betongoverflaten og de danner deretter utherding en film med en spesifikk motstand < 2 Ohm cm, fortrinnsvis < 0,5 Ohm cm. For å sikre tildanning av oppfinnelsens mikrokrystallinske komposittmatriks, bør malingen herde minst 1 uke og fortrinnsvis 3 til 4 uker før igangsetting av de katodiske beskyttelsesanlegg.

I forhold til konvensjonelle, elektrisk ledende malinger som anvendes som anodematerialer for den katodiske beskyttelse, utmerker de foreliggende malinger som inneholder et oppfinnelsesmessig tilsetningsmiddel som bevirker dannelsen av oppfinnelsens mikrokapillære komposittmatriks, seg ved en kun liten endring av den spesifikke motstand i malingen selv etter et strømopptak på større en 500 000 Coulomb (strømtetthet < 100 mA/ra2). Likeledes endrer seg den elektriske motstand mellom anode og den i betongen innleirede armering kun i liten grad, mens både den spesifikke elektriske motstand for malingen og også den mellom anode og armering øker sterkt under anodisk belastning ved de konvensjonelle malinger.

En ytterligere fordel ved malingen som inneholder et oppfinnelsesmessig tilsetningsmiddel, er den varige høye adhesjonen til betongunderlaget, også etter høyt strømopptak og sammenligningsvis høye strømtettheter: vedheftingsfasthetene synker ved en strøm-tetthet på < 100 mA/m<2> etter et strømopptak på > 500 000 Coulomb med < 50%, men blir dog fortrinnsvis uendret. Vanlige malinger mister adhesjonen til betongunderlaget etter en viss tid, særlig ved høye strømtettheter.

I forhold til konvensjonelle malinger utmerker malinger som inneholder aluminosilikat-gel og oppløselige silikat i forbindelse med aluminiumfosfat som herder seg ved høy mekanisk bestandighet og særlig klimafasthet og varig ytelse i fuktig omgivelse og ved høy vedheftingsfasthet. I tillegg, blir overflatesjiktene av betong med lavere kvalitet ytterligere fastgjort under pålegging av den katodiske beskyttelsesstrøm og fasthetene kan øke med mer enn 100%. Dette skjer særlig på alumino-silikat-gelholdige malinger. Dette gir i forhold til vanlige malinger den fordel, at betongoverflatene kan belegges uten vesentlig overflatebehandling og at videre betongoverflater som allerede er korro-dert, kan belegges. Konvensjonelle malinger krever som oftest en godt rengjort og for-beredt og som regel tørr betongoverflate.

De nevnte fordeler kan føres tilbake til de spesifikke egenskaper ved oppfinnelsens mikrokapillære komposittmatriks som danner seg i betongens overflates) ikt, særlig kan det tilbakeføres til aksellerasjonen av transporten av hydroksylioner fra armeringen til betongoverflaten. Det antas at det i porerommene danner seg zeolittlignende strukturer av alumino-silikat-gel og som består av et tett gitter av mikrokrystaller. Disse zeolittlignende strukturer virker som ioneledere og ionebyttere. Zeolitter er kjente ioneledere og ionebyttere og anvendes som faste elektrolytter i faststoffbatterier. Antagelsen at det dreier seg om en zeolittlignende struktur støttes ved den observasjonen at det ved anvendelse av natrium-alumino-silikat-geler foreligger en elektrisk motstand til armeringen som er tydelig mindre enn ved anvendelse av kalium-alumino-silikat-geler. Lignende strukturer kan dannes ved anvendelse av aluminiumfosfat som komponent B. Aluminiumfosfat har dog den mangel at den kun er virksom i blandinger med høy pH-verdier (pH > 13). Aluminiumfosfat er i tillegg sterkt surt og kan ved for lave pH- verdier på grunn av syrevirkningen alene føre til en rask geldannelse av de oppløste alkalimetallsilikater uten at oppfinnelsens mikrokapillære komposittmatriks oppstår. Alkali-alumino-silikat-geler har fordelen at de til å begynne med er homogent oppløst eller homogent kolloid fordelt i malingen eller påstrykningsmidlet og derved fordeler seg homogent både i midlet og i porerommene i overflatesjiktene av betongen. Denne homogene fordeling innvirker meget gunstig på dannelsen av oppfinnelsens mikrokapillære komposittmatriks. En slik homogen fordeling er kun gitt i betinget grad og kan kun oppnås ved større innsats når det anvendes pulverformige tilsetninger som for eksempel aluminiumfosfater. Ved anvendelsen av alumino-hydroksokomplekser MxAl(OH)y alene som oppfinnelsens tilsetningsmiddel antar man at det i porerommene danner seg polynukleære aluminiumhydroksyder. Det er for eksempel kjent at det i pH-området fra pH 4 til ca. pH 10 dannes forskjellige polynukleære, basiske aluminiumhydroksydforbindelser sammen med Gibbsit. En slik polynukleær forbindelse er f.eks. AlisO^OH^HaOiz<7*. >Det antas at disse amorfe til krystallinske aluminiumhydroksydforbindelser danner strukturelementene i oppfinnelsens mikrokapillære komposittmatriks. I ikke for gammel betong, kan det i tillegg dannes kalsiumaluminathydrater og ettringit som fører til økede fastheter.

Prinsipielt kan man også oppnå en mikrokapillær komposittmatriks ved injeksjon av mikrosementemulsjoner i betongoverflatene. Fremstillingen av en slik komposittmatriks er imidlertid forbundet med høy innsats og er ikke bestandig overfor svake syrer. En slik komposittmatriks oppviser riktignok fordeler i forhold til konvensjonelle malinger, dog ikke overfor komposittmatrikser som er fremstilt med alumino-silikater eller med silikat/aluminiumfosfater.

Oppfinnelsens mikrokapillære komposittmatriks kan også anvendes for fremstilling av varige, klimabestandig høyfaste, elektrisk ledende belegg som egner seg særlig som anodematerialer for den katodiske beskyttelse.

For fremstilling av oppfinnelsens belegg iblandes komponent A i oppfinnelsens påstrykningsmiddel karbonfibere i stedet for elektrisk ledende pigmenter. Ved sjikttykkel-ser på > 1 mm iblandes det fortrinnsvis i tillegg tilsetningsstoffer slik de for eksempel anvendes for mørtelfremstilling. Fortrinnsvis iblandes tilsetningsstoffene før anvendelsen av belegningsmidlet og før tilsetning av komponent B. Som tilsetningsstoffer egner seg for eksempel elvesand, kvartssand, og videre for særlig slitasjefaste belegg, korund, korundum, for fremstilling av varmeisolerende belegg skumglasskuler, aluminiumsili-kathulkuler eller oppblærede leirekuler. Komstørrelsen for fyllstoffene er fortrinnsvis mindre eller lik den halve sjikttykkelse. Som karbonfibere egner seg kommersielle elektrisk ledende karbonfibere som for eksempel PAN-fibere og/eller grafittfibere. Lengden av karbonfibrene er fortrinnsvis mindre enn sjikttykkelsen for det lufttørkede belegg. Den nødvendige mengde karbonfibere for en tilstrekkelig ledningsevne for oppfinnelsens belegg avhenger av lengde og avtar med kvadratet av lengden av karbonfibrene. For eksempel settes karbonfibere med en midlere lengde på 0,5 mm og en diame-ter på 7 (im i en mengde av 10-50 volum-% og fortrinnsvis dog 15 til 25 volum-%, beregnet på volumet av den lufttørkede maling til belegningsmidlet.

En ytterligere fordelaktig fremgangsmåte for fremstilling av oppfinnelsens elektrisk ledende belegg er, på samme måte som de for eksempel i EP 0 133 953 og EP 0 554 757 beskrevne tørrsilikatmørtelblandinger, og fremstille komponent A i oppfinnelsens bindemidler som tørrblanding inneholdende vannoppløselige alkalimetallsilikater, fyllstoffer, fortrinnsvis en plastdispersjon, eventuelt dispergeringsmidler, fortykningsmidler, vannretensjonsmidler, filmdannere, samt eventuelt reaktive silikat- og aluminosili-katpigmenter. Tørrblandingen blandes ifølge oppfinnelsen før anvendelse med den til-svarende mengde vann og under blandingen iblandes den nødvendige mengde karbonfibere og komponent B. De beste resultater oppnås ved i vann oppløste alumino-hydroksokomplekser MxAl(OH)y som komponent B. Tilfredsstillende resultater oppnås også med aluminiumfosfater som komponent B og som kan tilsettes allerede til tørr-blandingen. Oppfinnelsens belegningsmidler kan påføres med konvensjonelle metoder, slik de for eksempel anvendes ved påføring av mørtelpuss, silikatmørteler og masser på byggmaterialer. Analogt de elektrisk ledende malinger, bør slike belegg fortrinnsvis herde minst 1 uke og fortrinnsvis 3 til 4 uker før igangsetting av det katodiske beskyttelsesanlegg for å muliggjøre tildanning av oppfinnelsens mikrokrystallinske komposittmatriks.

Overraskende har det vist seg at til forskjell for konvensjonelle, elektrisk ledende belegg slik de for eksempel er beskrevet i EP 0 581 433, kan ubehandlede karbonfibere iblandes. Særlig i sementholdige, men også i sementfrie belegg tiltar den spesifikke, elektriske motstand og særlig motstanden til armeringen, under drift av det katodiske beskyttelsesanlegg. Som fagmannen vet, blir i svakt til sterkt alkalisk område hovedsakelig vann oksydert til oksygen som anodisk reaksjon. I det svakt alkaliske til det nøytrale området, skjer i tillegg og hvis til stede, en oksydasjon av klorid til klorgass. I det nøytrale til svakt sure området blir imidlertid grafitt selv oksydert til karbondioksyd. Som elekt-ronmikroskopiske undersøkelser har vist, fører denne C02-produksjon, særlig i sementholdige belegg, til dannelse av et elektrisk isolerende sjikt på karbonfibrene. I belegg som inneholder tilsetninger som fører til dannelse av oppfinnelsens mikrokapillære komposittmatriks, observeres dette ikke og den spesifikke elektriske og motstanden til anoden øker under drift av det katodiske beskyttelsesanlegget kun i liten grad. Dette tilskrives fremfor alt fraværet av jordalkalimetallioner som vesentlig er innblandet i dannelsen av de isolerende beskyttelsessjikt, men særlig også det svakt alkaliske medi-um i selve belegget.

Oppfinnelsens alumosilikatholdige malings- og beleggsmidler egner seg på grunn av sin syrebestandighet og den sterkt fastgjørende virkning også for fremstilling av mikrokapillære komposittmatrikser som øker holdbarheten for porøse, mineralske materialer.

Oppfinnelsen skal belyses nærmere nedenfor ved hjelp av eksempler på oppfinnelsen og sammenligningseksempler. Alle innholdsangivelser for oppløsninger er gitt i masse-%/volum.

EKSEMPEL 1

Et elektrisk ledende påstrykningsmiddel ble fremstilt ved følgende sammensetning:

Natrium-alumino-hydroksokompleksoppløsningen ble fremstilt ved oppløsningen av 620 g NaA102 i 820 ml kokende 1 molar NaOH under omrøring i en beholder av edelstål. Kalium-silikatoppløsningen var en kommersielt tilgjengelig oppløsning.

Si02:Al203-forholdet utgjorde 15,92, M20:Al203-forholdet 5,91.

Malingen ble påført med en pensel i to sjikt på 1 år gamle mørtelprismer (23cm • 23 cm

• 4 cm, 400 kg Portland-sement/m<3>, elvesand 0/5 mm, w/c = 0,50,0,5% NaCl), som i

midten inneholdt et gitter av armeringsstål. Overflaten av mørtelprismene ble grovslipt før påføring av påføringsbelegget eller malingen. På to overfor hverandre liggende sider ble det på overflaten innleiret med niob- og platinabelagte kobbertråder i en avstand på 20 cm. Sjikttykkelsen for den lufttørkede maling utgjorde 300 um. Den spesifikke, elektriske motstand (1 kHz) utgjorde 0,42 Ohm - cm. Vedheftingsstrekkstyrken for malingen utgjorde etter 48 timer tørketid (65% relativ luftfuktighet) 1,37 MPa, etter 40 dager, etter gjennomføring av 450 000 Coulomb (2,2 V, 130 mA/m<2>) hadde verdien økt med 22,6% til 1,68 MPa. Ved prøving av vedheftingsstrekkstyrken skjedde avrivningen hele tiden i selve mørtelen.

EKSEMPEL 2

En elektrisk ledende maling ble fremstilt ved følgende sammensetning:

Natrium-aluminohydroksy-kompleks-oppløsningen ble fremstilt som i eksempel 1, natrium-silikatoppløsningen var et kommersielt vannglass.

Si02:Al203-forholdet utgjorde 6,7, M20:Al203-forholdet utgjorde 7,8.

Malingen ble påført med en pensel i et sjikt som i eksempel 1. Sjikttykkelsen for den lufttørkede maling utgjorde ca. 150 um. Den spesifikke elektriske motstanden (1 kHz) utgjorde 3,05 Ohm * cm. Vedheftingsstrekkstyrken for malingen utgjorde etter 48 timers tørketid (65% relativ luftfuktighet) 0,58 MPa, etter 41 dager og gjennomgang av 500 000 Coulomb (2,8 V, 90 mA/m<2>) var verdien øket med 69% til 1,04 MPa. Ved prø-ving av vedheftingsstrekkstyrken skjedde avrivingen alltid i selve mørtelen. Dette eksempel viser at en sterkt forvitret betong (liten vedheftingstrekkfasthet) blir gjort sterke-re på grunn av bindemidlet på tross av syreproduksjon på overflaten.

EKSEMPEL 3

For sammenligningens skyld, ble det fremstilt en elektrisk ledende maling med den i den nedenfor følgende tabell angitte sammensetning. Denne maling inneholdt som bindemiddel i tillegg til en plastdispersjon kun vannglass.

Malingen ble påført som beskrevet i eksempel 1 på en mørtelprisme. Sjikttykkelsen for den lufttørkede maling utgjorde 300 um. Den spesifikke elektriske motstand (1 kHz) utgjorde 0,42 Ohm - cm. Vedheftingsstrekkstyrken for malingen utgjorde etter 48 timers tørketid (65% relativ fuktighet) 1,62 MPa, etter 75 timer dager og gjennomføring av 350 000 Coulomb (2,2V - 7,8V, 55 mA/m<2>) hadde verdien sunket med 80% til 0,30 MPa.

Ved prøving av vedheftingsstrekkstyrken skjedde avrivningen ved den første prøve (48 timer) i malingen og ved den andre i selve mørtelen. Dette viser at betongoverflatene ble sterkt angrepet av den anodisk dannede syre. I tillegg tiltok både den spesifikke, elektriske motstand for malingen og også den elektriske motstand mellom malingen og den i mørtelen innleirede armering, derfor var det nødvendig med en kontinuerlig økning av den pålagte spenning.

EKSEMPEL 4

Det ble fremstilt en elektrisk ledende maling som kun inneholdt natrium-alumino-hydroksokompleks og som hadde følgende sammensetning:

Natrium-aluminohydroksokomplekset ble fremstilt som i eksempel 1.

Malingen ble påført med en pensel i et sjikt som beskrevet i eksempel 1. Sjikttykkelsen for den lufttørkede maling utgjorde ca. 150 um. Den spesifikke elektriske motstand (1 kHz) utgjorde 1,5 Ohm - cm. Vedheftingsstrekkstyrken for malingen utgjorde etter 48 timers tørketid (65% relativt luftfuktighet) 1,59 MPa, etter 80 dager og gjennomgang av 500 000 Coulomb (2-6 V, 70 mA/m<2>) hadde verdien sunket med 30% til 1,10 MPa. Ved prøving av vedheftingstrekkfasthetene skjedde avrivningen hele tiden i mørtelen.

EKSEMPEL 5

Det ble fremstilt en elektrisk ledende maling med den i tabellene nedenfor angitte sammensetning. Malingen ble påført på mørtelprismer som beskrevet i eksempel 1. Sjikttykkelsen for den lufttørkede maling utgjorde ca. 300 um. Den spesifikke motstand (1 kHz) utgjorde 0,95 Ohm • cm. Vedheftingsstrekkfastheten for malingen utgjorde etter 48 timers tørketid (65% relativ luftfuktighet) 2,10 MPa, etter ca. 70 dager og etter gjen-nomføring av 500 000 Coulomb (2,3 V, 80 mA/m<2>) kunne man ikke lenger måle noen vedheftingsstrekkfasthet, da malingen var blitt sprø og kunne lett trekkes av fra betongen som var blitt sandlignende på grunn av syreangrepet.

Komponent Innholdsstoff Vektdeler Vandig 50% karboksylert polybutadien-styren- 208 kopolymerdispersjon

Butylglykoleter 2^25 Grafittpulver 180 Deionisert vann 80

EKSEMPEL 6

En elektrisk ledende maling ble fremstilt med den nedenfor angitte sammensetning. Kalium-aluminohydroksy-kompleksoppløsningen ble fremstilt ved oppløsning av 866 g aluminiumhydroksyd i 1000 ml kokende 13 molar KOH under omrøring i en beholder av edelstål. Kaliumsilikatoppløsningen var en kommersielt tilgjengelig oppløsning.

Si02:Al203-forholdet utgjorde 15,3, M20:Al203-forholdet utgjorde 11,6.

Malingen ble påført på mørtelprismer som beskrevet i eksempel 1. Sjikttykkelsen for den lufttørkede maling utgjorde ca. 250 um. Den spesifikke motstand (1 kHz) utgjorde 0,65 Ohm - cm. Vedheftingsstrekkfastheten for malingen utgjorde etter 48 timers tørke-tid (65% relativ luftfuktighet) 3,05 MPa, etter ca. 40 dager og etter gjennomføring av

500 000 Coulomb (2,1 V, 140 mA/m<2>) hadde vedheftingsstrekkstyrken ikke endret seg signifikant. Ved prøving av vedheftingsstrekkfastheten skjedde avrivningen hele tiden i selve mørtelen.

EKSEMPEL 7

En elektrisk ledende maling ble fremstilt med følgende sammensetning:

Malingen ble påført på mørtelprismer som beskrevet i eksempel 1. Sjikttykkelsen for den lufttørkede maling utgjorde ca. 300 um. Den spesifikke motstand (1 kHz) utgjorde 1,05 Ohm - cm. Vedheftingsstrekkfastheten for malingen utgjorde etter 48 timers tørke-tid (65% relativ luftfuktighet) 2,55 MPa, etter ca. 40 dager og etter gjennomføring av 500 000 Coulomb (2,1 V, 140 mA/m<2>) hadde vedheftingsstrekkstyrken kun sunket rundt 25% til 1,91 MPa. Ved prøving av vedheftingsstrekkfastheten skjedde avrivningen hele tiden i selve mørtelen.

EKSEMPEL 8

En elektrisk ledende maling ble fremstilt med den i tabellen nedenfor angitte sammensetning. Natrium-aluminohydrokso-kompleksoppløsningen ble fremstilt som i eksempel 1, natrium-silikatoppløsningen var et kommersielt oppnåelig vannglass.

Malingen ble påført med en spatel på mørtelprismer fra eksempel 1 og de elektriske kontakter ble innleiret som beskrevet i eksempel 1. Sjikttykkelsen for den lufttørkede maling utgjorde 2 mm. Den spesifikke motstand (1 kHz) utgjorde 2,0 Ohm - cm. Vedheftingsstrekkfastheten for malingen utgjorde etter 24 timers tørketid (65% relativ luftfuktighet) 2,23 MPa, etter ca. 65 dager og etter gjennomføring av 400 000 Coulomb (3,7 V, 70 mA/m<2>) hadde vedheftingsstrekkstyrken øket 57,0% til 3,05 MPa. Ved prø-ving av vedheftingsstrekkstyrken skjedde avrivningen etter den første prøve (24 timer) i belegget, ved den andre prøven (65 dager) i selve mørtelen. Dette eksempel viser at og-så en betong med høy kvalitet (høy vedheftingsstrekkfasthet) på tross av syreproduksjon på overflaten gjøres fastere på grunn av bindemidlet Det totale SiC^AbOs-forholdet utgjorde 4,14, det totale MbOiAhCvforholdet utgjorde 1,01.

EKSEMPEL 9

En natrium-aluminohydrokso-kompleksoppløsning ble fremstilt med følgende kompo-nenter:

Natriumhydroksyd og vinsyre ble først oppløst i demineralisert vann og natriumalumi-natet så ved en temperatur av 60-80°C. Natrium-aluminohydrokso-kompleksoppløsningen hadde en spesifikk vekt på 1,326.

EKSEMPEL 10

Komponent A i en elektrisk ledende maling ble fremstilt med en sammensetning som angitt i tabellen nedenfor. En ledende maling ble fremstilt etter blanding av 100 vektdeler komponent A med 2 vektdeler av en natrium-aluminohydrokso-kompleksoppløsning i henhold til eksempel 9.

Si02:Al203-forholdet utgjorde 14,75, M20:Al203-forholdet utgjorde 12,51. Malingen ble påført med pensel i et sjikt som beskrevet i eksempel 1.

Sjikttykkelsen for den lufttørkede maling utgjorde 150 fim. Etter ca. 20 timer ble et andre sjikt påført. Den totale tykkelse utgjorde 250 um. Den spesifikke elektriske motstand (1 kHz) var 0,80 Ohm ■ cm. Vedheftingsstrekkstyrken for malingen utgjorde etter 48 timers tørketid (65% relativ luftfuktighet) 1,90 MPa, etter 41 dager, og etter gjennomfø-ring av 500 000 Coulomb (2,8 V, 75 mA/m<2>) hadde vedheftingsstrekkstyrken økt med 10% til 2,10 MPa og ble uforandret etter ytterligere 250 000 Coulomb. Ved prøving av vedheftingsstrekkstyrken skjedde avrivningen i selve mørtelen.

EKSEMPEL 11

Komponent A i en elektrisk ledende maling ble fremstilt med følgende sammensetning:

En ledende maling ble fremstilt ved blanding av 100 vektdeler av komponent A med 2 vektdeler av en natrium-aluminohydrokso-kompleksoppløsning ifølge eksempel 9.

Si02:Al203-fbrholdet utgjorde 3,94, M20: Al203-forholdet utgjorde 5,62.

Malingen ble påført med en pensel i et sjikt som beskrevet i eksempel 1. Sjikttykkelsen for den lufttørkede maling var 125 um. Etter ca. 20 timer ble et andre sjikt påført. Total-tykkelsen utgjorde 250 fim. Den spesifikke motstand (1 kHz) utgjorde 0,50 Ohm * cm. Vedheftingsstrekkfastheten for malingen utgjorde etter 48 timers tørketid (65% relativ luftfuktighet) 2,10 MPa, etter ca. 41 dager og etter gjennomføring av 500 000 Coulomb (2,8 V, 75 mA/m<2>) hadde fastheten økt 15% til 2,40 MPa og ble utforandret etter ytterligere 250 000 Coulomb. Ved prøving av vedheftingsstrekkstyrken skjedde avrivningen i mørtelen selv.

Utviklingen av elektriske totalmotstander mellom anode og armering, utvalgte eksempler sammenlignet med det i EP 0 581 433 angitte eksempel er oppført i tabellen nedenfor. De i tabellen angitte motstandsverdier ble beregnet fra strøm-/spenningsverdiene i henhold til formel (II), som ble tegnet opp under gjennomføring av beskyttelsesstrøm-men ved hjelp av datalogger.

Utførelsen av malingen av mørtelprismene og gjennomføring av den katodiske polarise-ring av armeringen er beskrevet i de angitte eksempler. Motstandsverdiene viser at oppfinnelsens mikrokapillære komposittmatriks muliggjør en så å si konstant strømflyt, men ved anvendelse av oppløselige silikater (vannglass, eksempel 3) alene eller med et buffersystem (eksempel fra EP 0S81433) tiltar den elektriske motstand kontinuerlig, noe som krever en kontinuerlig etterjustering av den pålagte spenning. Således måtte man i eksempel 3 kontinuerlig øke spenningen fra 2,0 til 8,0 V, allikevel avtok strømmen fira 4,7 mA til 1,4 mA mens det i mørtelprismene hvis betongoverflate var modifisert med oppfinnelsens mikrokapillære komposittmatriks, i spenningsområdet fra 1,3 til 1,95 V kunne opprettholde en strømflyt fra 4,9 til 6,9 mA (eksempel 2), i spenningsområdet 2,0 til 2,8 V en strømflyt fra 4,0 til 6,4 mA (eksempel 1) og i spenningsområdet fra 1,9 til 3,0 V en strømflyt fra 4,5 til 6,9 mA. I eksemplet fra EP 0 581 433 var det nødvendig med en økning av spenningen fra 2,47 V til 11,61 V, for å holde en konstant strøm på 5 mA. En sterk økning av den elektriske motstanden kan lokalt føre til et tap av den katodiske beskyttelse av armeringsstålet.

Claims

1. Elektrisk ledende, mikrokapillær komposittmatriks, karakterisert ved at den mikrokapillære komposittmatriks fremstilles ved påføring av et malings- eller et beleggsmateriale på mørtel eller betong i overflatesjiktet av mør-telen eller betongen, hvorved malings- eller belegningsmidlet er tilsatt minst en eller flere forbindelser valgt blant: (i) aluminosilikater med sumformelen aMjObAhCvcSiC^, hvorved forholdet c:b ligger i området 1 til 40 og fortrinnsvis 5 til 20, og a:b ligger fra 1 til 25, og fortrinnsvis i området 5 till 5, idet M = Li, Na, K, (ii) alumino-hydroksokomplekser med sumformelen MxAl(OH)y, hvorved x ligger i området 1 til 3 og y ligger fra 4 til 6, med M = Na, K, (iii) aluminiumfosfater, fortrinnsvis kondenserte aluminiumfosfater, og videre eventuelt er tilsatt alkalisilikater og i vann dispergerbare, organiske polymerer, hvorved den spesifikke, elektriske motstand i den mikrokapillære komposittmatriks, målt på overflaten, er mindre enn 25 Ohm - cm, og fortrinnsvis mindre enn 5 Ohm • cm.

2. Komposittmatriks ifølge krav 1, karakterisert ved at aluminosilikat i malings- eller belegningsmidlet fremstilles ved blanding av minst et i vann oppløselig alkalisilikat og/eller en kiselsol og eventuelt mikrosilika, reaktive aluminosilikater og fortrinnsvis metakaolin med minst et i vann oppløst alumino-hydroksokompleks M* Al(OH)y, idet verdiene for x ligger fra 1 til 3 og for y fra 4 til 6, medM = Na, K.

3. Komposittmatriks ifølge krav 1 eller 2, karakterisert v e d at alumino-hydroksokomplekset i malings- eller belegningsmidlet fremstilles ved oppløsning av en aluminiumforbindelse valgt blant aluminiumhydroksyd, natrium-aluminat, kaliumaluminat i vandig natron- og/eller kalilut, hvorved totalt forholdet M0H/A1203 er større enn 2,0, med M = Na, K.

4. Komposittmatriks ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at alumino-hydroksokomplekset i malings-eller belegningsmidlet ifølge krav 3 fremstilles hvorved minst en organisk aluminium-kompleksdannende forbindelse og fortrinnsvis vinsyre, tilsettes.

5. Komposittmatriks ifølge krav 1, karakterisert ved at malings- eller belegningsmidlet inneholder 1-25 vekt-% alkalisilikat og 0,5 til 10 vekt-% aluminiumfosfat og eventuelt metallfosfater, fortrinnsvis alkali-ortofosfater og/eller -pyrofosfater.

6. Komposittmatriks ifølge krav 1,2 og 5, karakterisert ved at alkalisilikatet i malings-eller belegningsmidlet tilsvarer sumformelen a(M20)«x(Si02)«y(H20), hvorved forholdet x/a ligger i området 0,5 til 3 og verdiene for y ligger i området 0 til 10 med M = Li, Na, K.

7. Komposittmatriks ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 6, karakterisert ved at de i vann dispergerbare polymerer i malings- eller belegningsmidlet er valgt blant epoksyharpiks, fenolharpiks, polyeter-polyimid, polyeter, polyketon, polyimid-polyeter, polysulfon, siloksan og silikon, olefin homo- og kopolymerer, polystyren, polykarbonat, polyester, polyuretan, polyakrylharpiks, butadien-styren-kopolymer, klorert polymer, som for eksempel polyvinylklorid eller kloropren, fortrinnsvis blant styren-butadien-kopolymerer, karboksylerte styren-butadien-kopolymerer eller styren-akrylharpiks-kopolymerer.

8. Komposittmatriks ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 7, karakterisert ved at malings-eller belegningsmidlet eventuelt inneholder dispergerings-, fortyknings-, vannretensjonsmidler, filmdannere, fyll- eller tilsetningsstoffer, eller fibere.

9. Komposittmatriks ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 8, karakterisert ved at malings-eller belegningsmidlet inneholder minst et elektrisk ledende pigment, etter valg bestående av karbon, grafitt, karbonsot, acetylen-sot, nikkel, edelmetaller, edelmetallbelagte metaller, molybdensilisid, TiOx (x lik mindre 2,0), Sn02, dog fortrinnsvis av grafitt, hvorved innholdet av elektrisk ledende pigmenter utgjør 30 til 80 volum-%, og fortrinnsvis 40 til 60 volum-%, beregnet på den lufttørkede maling.

10. Komposittmatriks ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 9, karakterisert ved at malings-eller belegningsmidlet inneholder minst et elektrisk ledende fibermateriale, fortrinnsvis av karbonfibere, pyrolyserte PAN-fibere eller grafittfibere, hvorved innholdet av elektrisk ledende fibere utgjør 1 til 30 volum-% og fortrinnsvis 5 til 20 volum-%, beregnet på den lufttørkede maling.

11. Komposittmatriks ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 10, karakterisert ved at det elektrisk ledende pigment og/eller elektrisk ledende fibermaterialet i malings- eller belegningsmidlet består av metallbelagte ikke-metaller.

12. Fremgangsmåte for fremstilling av en elektrisk ledende, mikrokapillær komposittmatriks ifølge krav 1, karakterisert ved at det ved hjelp av et egnet malingsmiddel ifølge et av kravene 1 til 6 fremstilles en mikrokapillær komposittmatriks hvorpå det bringes en elektrisk ledende maling eller et elektrisk ledende belegg, fortrinnsvis elektrisk ledende pigmenter ifølge krav 9 og/eller elektrisk ledende fiberstoffer ifølge et av kravene 10 eller 11.

13. Fremgangsmåte for fremstilling av en mikrokapillær komposittmatriks for å øke holdbarheten for mineralske porøse materialer, karakterisert v e d at det påføres et påføringsmiddel på aluminosilikatbasis ifølge et av kravene 1 til 4 og 6 til 7 på et mineralsk porøst underlag.