PL103558B1 - Kompozycja antykorozyjna sluzaca do ochrony zbrojenia stalowego w betonach twardniejacych w komorach cisnieniowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja anty¬ korozyjna sluzaca do ochrony przed korozja zbro¬ jenia stalowego w betonach twardniejacych w ko¬ morach cisnieniowych.

Omawiana kompozycje stosuje sie w celu ochro¬ ny zbrojenia przed korozja przy eksploatacji zbro¬ jonych konstrukcji budowlanych. Ochrona przed korozja przy pomocy omawianych kompozycji jest. spowodowana tym, ze betony twardniejace w ko¬ morach cisnieniowych, a w szczególnosci betony porowate, na skutek nizszej alkalicznosci i wyzszej przepuszczalnosci powietrza, gazu i wilgoci, w po¬ równaniu ze szczelnymi zelbetowymi konstrukcja¬ mi, nie chronia zbrojenia przed korozja.

Znana jest kompozycja sluzaca do ochrony zbro¬ jenia stalowego w betonach porowatych twardnie¬ jacych w komorach cisnieniowych. Kompozycja sklada sie z mleczka, na przyklad z naturalnego kauczuku, kleju kazeinowego, wody i substancji wypelniajacej, stanowiacej cement. Kompozycja ta nie jest dostatecznie odporna z powodu szybkiego wiazania cementu w srodowisku wodnym. Pro¬ ponowano szereg metod przedluzajacych odpornosc wspomnianej kompozycji na przyklad przy pomo¬ cy opózniaczy wiazania cementu, poprzez ochla¬ dzanie kompozycji przy pomocy agregatów chlod¬ niczych, ale nie udalo sie osiagnac znacznego pod¬ wyzszenia odpornosci kompozycji. Okres jej przy¬ datnosci, nawet przy zastosowaniu ochladzania. 2 nie przewyzszal 10 dni. Na skutek tego duza ilosc kompozycji nie znajduje zastosowania.

Celem niniejszego wynalazku jest wyeliminowa¬ nie wskazanego mankamentu.

Glównym celem wynalazku jest dobranie takiei substancji wypelniajacej do kompozycji chronia¬ cej zbrojenie przed korozja, która zapewnilaby dlu¬ gotrwala odpornosc kompozycji i antykorozyjne wlasciwosci powloki, przygotowanej kompozycji.

Kompozycja wedlug wynalazku sluzaca do ochrony przed korozja zbrojenia stalowego w be¬ tonach twardniejacych w komorach cisnieniowych, sklada sie z mleczka z syntetycznego albo natural¬ nego kauczuku, kleju kazeinowego, wody i sub¬ stancji wypelniajacej. Jako substancje wypelniajaca stosuje sie — zgodnie z wynalazkiem — wapienno- -piaskowa mieszanine skladajaca sie z wapienia i piasku kwarcowego i zawierajaca^ 15—25% wago¬ wych aktywnego tlenku wapniowego, przy czym wzajemny stosunek wymienionych skladników jest w kompozycji nastepujacy (czesci wagowe): — mleczko z syntetycznego, albo natural¬ nego kauczuku w przeliczeniu na pro¬ dukt suchy 15— 25 — klej kazeinowy 3— 10 — wapienno-piaskowa mieszanina . . 60—120 — woda . 25— 45 Kompozycja posiada odpornosc praktycznie nie¬ ograniczona. Powloka uzyskana z omówionej kom¬ pozycji posiada duze wlasciwosci antykorozyjne i 103 558103 558 mechaniczne, a w szczególnosci duza przyczep¬ nosc do zbrojenia i betonu, a takze duza odpor¬ nosc. Poczatkowa odpornosc uzyskuje powloka po¬ przez utworzenie blonki kauczukowej na zbroje¬ niu stalowym, w ^drodze suszenia. i W dalszym ciagu obróbki w pojemniku cis- \ nieniowym, w rezultacie zachodzacych reakcji che- mdcznych, w powloce ( powstaja wodokrzemiany ¦i wapnia, które razem z polimerem, wchodzacym w sklad mleczka, nadaja powloce strukture mono¬ lityczna. Uzyskana powloka posiada dobre wlas¬ ciwosci elektroizolujace. Oprócz tego w powloce znajduje sie jeszcze dostateczna ilosc swobodnego tlenku wapniowego, który utlenia powierzchnie metalu. Przed mozliwa karbonizacja (wysycanie dwutlenku wegla) swobodnego tlenku wapniowe¬ go dwutlenkiem wegla pochodzacym z powietrza, zabezpiecza blonka kauczukowa. Dobre wlasciwosci elektroizolacyjne powloki i jej zdolnosc do pasy- wowania (utleniania) powierzchni stali, sprawiaja, ze posiada ona dobre wlasciwosci antykorozyjne.

W celu dalszego podwyzszenia antykorozyjnych wlasciwosci kompozycji wprowadza sie do jej skladu stearynian wapniowy w ilosci 1—4 czesci wagowych. Stearynian wapniowy zapewnia nie- zwilzalnosc powstajacej powieki i oprócz tego, ste¬ arynian wapniowy w warunkach panujacych w po¬ jemniku cisnieniowym, praktycznie rzecz biorac, zatapia sie, bez rozpadu, zapelniajac przy tym wy¬ stepujace w powloce pory. Ponadto stearynian wapniowy utlenia dodatkowo stal zbrojeniowa. An¬ tykorozyjne wlasciwosci kompozycji zwielokrotnia¬ ja sie przy tym 10-krotnie.

Kompozycje sluzaca do ochrony zbrojenia przed korozja przygotowuje sie w sposób nastepujacy: klej kazeinowy rozpuszcza sie w wodzie na prze¬ ciag 1 godziny przy stalym mieszaniu go, na¬ stepnie dodaje sie mleczko kauczukowe z natural¬ nego lub syntetycznego kauczuku, a potem dodaje sie mieszanine wapienno-piaskowa i w miare po¬ trzeby stearynian wapniowy. Wapienno-piaskowa mieszanina jest przygotowywana za pomoca wspól¬ nego przemialu wapienia i piasku kwarcowego, do czasu uzyskania powierzchni wlasciwej piasku wy¬ noszacej 1000—3000 cm2/g, najkorzystniej 2000 cm2/g. Zbrojenie (szkielety stalowe, siatki i poje¬ dyncze prety) pokrywa sie kompozycja poprzez zanurzenie.

Po pokryciu zbrojenia przez kompozycje podda¬ je sie ja suszeniu, Suszenie trwa w normalnych warunkach powietrznych 1,5 — 2 godziny, a w wa¬ runkach przyspieszonego suszenia, przy podwyz¬ szonej temperaturze wynoszacej 60 — 80°C trwa — 30 minut. Nastepnie, zbrojenie pokryte juz powloka umieszcza sie w formie i zalewa sie be¬ tonem poddajac obróbce w pojemniku cisnienio¬ wym przy cisnieniu pary wynoszacym 8—12 at.

Dla lepszego objasnienia niniejszego wynalazku przytacza sie nastepujace przyklady proponowa¬ nych kompozycji, sluzacych do ochrony przed ko¬ rozja zbrojenia stalowego w betonach twardnieja- ' cych w pojemnikach cisnieniowych.

Przyklad 1. Mieszanine wapienno-piaskowa przygotowuje sie poprzez wspólny przemial 25 czesci wagowych 80%-ego wapienia i 75 czesci wa¬ gowych piasku kwarcowego (powierzchni a wlasci¬ wa piasku wynosi 2000 cm2/g). Uzyskana miesza¬ nina zawiera 20% wagowych aktywnego, tlenku , wapniowego, ,6 czesci wagowych kleju kazeinowe¬ go rozpuszcza sie w 18 czesciach wagowych wo¬ dy, stale mieszajac. Klej utrzymuje sie w wodzie w przeciagu 1 godziny, 42 czesci wagowe 47%-ego mleczka dwuwinylowo-sterynowego zmieszano z napecznialym klejem, po czym dodano wapienno- -piaskowa mieszanine i 20 czesci wagowych wody W rezultacie otrzymano kompozycje o nastepuja¬ cym skladzie podanym w czesciach wagowych: — mleczko dwuwinylowo-styrenowe (w prze¬ liczeniu na suchy produkt) . / .20 — klej kazeinowy . . . . . . . . 6 — mieszanina wapienno-piaskowa z zawartos¬ cia aktywnego tlenku wapniowego 20% wa¬ gowych . . . . . . . . . .100 — woda ........ . 38 Zbrojenie zanurzano w otrzymana kompozycje niezwlocznie wyjmowano i suszono na powietrzu w przeciagu 1,5 godziny. Po suszeniu grubosc war¬ stwy pokrywajacej wynosila 0,5 mm. Zbrojenie pokryte powloka umieszczano nastepnie w formie zalewajac betonem i poddawano obróbce w po¬ jemniku cisnieniowym przy cisnieniu pary wyno¬ szacym 8 — 12 at.

Kompozycje poddawano badaniom pod wzgle¬ dem walorów antykorozyjnych i na przyczepnosc Wspólczynnik ochronny mozliwosci powloki okresla sie jako wynik podzielenia wielkosci utra¬ ty ciezaru metalu zbrojenia bez powloki, przez wielkosc utraty wagi metalu takiego samego zbro¬ jenia pod powloka w jednym i tym samym beto¬ nie, a wielkosci te sprawdzono w jednakowych warunkach powodujacych przyspieszona korozje.

Warunki sprawdzania byly nastepujace: próbki poddawano na przemian moczeniu w wodzie w przeciagu 7 godzin i suszeniu w termostacie przy 60°C w przeciagu 17 godzin. Wspólczynnik mozli¬ wosci ochronnych powloki „K" byl równy 132, przy wymaganym K>50. Przy badaniach w ko¬ morze mglowej, przy wzglednej wilgotnosci po¬ wietrza wynoszacej 95 — 100% i w temperaturze ± 5°C stal zbrojeniowa powleczona przygotowa¬ na kompozycja i zatopiona w porowatym betonie, po 5 latach badan nie posiadala oznak porazenia korozja (wedlug norm BDR DIN-4223 wymagane jest, aby po jednym roku badan w komorze mglo¬ wej na stali zbrojeniowej zatopionej w porowatym betonie nie wystapila warstwowa rdza i aby po¬ wierzchnia korozji nie przekraczala 5% ogólnej pc- wicrzni metalu, pod antykorozyjna powloka.

Badania w komorze mglowej sa kontynuowane.

Okreslano równiez calkowita umowna porowa¬ tosc powloki (A S) metoda ustalenia pojemnosci kondensatora elektro-chemicznego. Calkowita umowna porowatosc * powloki charakteryzuje udzial odslonietego metalu pod powloka i wyzna¬ cza sie ja jako wynik podzielenia wielkosci po¬ jemnosci zestawu metal-powloka w betonie, przez wielkosc pojemnosci metalu w betonie. Umowna calkowita porowatosc wynosila 2,5 • 10-4 (przy wymaganej A S < 8 • 10-4). 40 45 50 55 60 ?/ 103 558 6 Przyczepnosc zbrojenia nieprofilowanego, glad¬ kiego, stalowego preta pokrytego powloka anty¬ korozyjna z betonem porowatym wynosila 33,2 kg/cm2 przy ciezarze objetosciowym betonu porowatego wynoszacym 800 kg/m* (przyczepnosc 5 zbrojenia niechronionego w wymienionym wyzej betonie byla równa 19,2 kg/cm2).

Przyklad 2. Przygotowano kompozycje o na¬ stepujacym skladzie (czesci wagowe): — mleczko dwuwinylowo-styrenowe (w prze- 10 liczeniu na suchy produkt) .... 20 — klej kazeinowy 6 — mieszanina wapniowo-piaskowa z zawar¬ toscia aktywnego tlenku wapniowego 20% wagowych .... . . . . . . 120 is t-woda 40 Przygotowanie kompozycji, jej nanoszenie na zbrojenie stalowe i warunki badania kompozy¬ cji byly analogiczne do opisanych w przykla¬ dzie1. 20 Calkowita umowna porowatosc powloki wyno¬ sila 8 • 10-4. Przyczepnosc zbrojenia pokrytego an¬ tykorozyjna powloka dó betonu porowatego wy¬ nosila 38,2 kg/cm2.

Przyklad 3. Przygotowano kompozycje o na- ^ stepujacym skladzie (czesci wagowe): — mleczko dwuwinylowo-styrenowe (w prze¬ liczeniu na suchy produkt) 25 — klej kazeinowy 8 — mieszanina wapienno-piaskowa z zawar- 30 toscia aktywnego tlenku wapniowego 25% wagowych 60 — woda 28 Przygotowanie kompozycji, pokrywanie nia zbrojenia stalowego i warunki badania sa analo- 35 giczne z opisanymi w przykladzie 1.

Antykorozyjna powloka (kompozycja) po wysu¬ szeniu pokryla sie siatka mikroskopowych pek¬ niec, których obecnosc podwyzszala calkowita umowna porowatosc do 8 • 10-4. Przyczepnosc 4o zbrojenia pokrytego antykorozyjna powloka do porowatego betonu wynosila 22,0 kg/cm2.

Przyklad 4. Przygotowano kompozycje o skladzie nastepujacym (czesci wagowe): — mleczko z zywicy akrylowej — akryloido- 45 we (w przeliczeniu na suchy produkt) . . 15 — klej kazeinowy 3 — mieszanina wapienno-piaskowa z zawar¬ toscia aktywnego tlenku wapniowego 15% wagowych . 100 50 — woda 42 Przygotowanie kompozycji, pokrycie nia zbro¬ jenia i warunki badan byly analogiczne, jak w przykladzie 1.

Wspólczynnik ochronnych mozliwosci powloki 55 wynosil 94. Calkowita umowna porowatosc byla równa 6 • 10-*.

Przyklad 5. Przygotowano ^ kompozycje o skladzie nastepujacym (czesci wagowe): — mleczko z kauczuku naturalnego (w prze- 60 liczeniu na produkt w stanie suchym) . 20 — klej kazeinowy*........ 6 — mieszanina wapienno-piaskowa o zawar¬ tosci aktywnego tlenku wapniowego 20% wagowych 100 ^ — woda 43 Przygotowanie kompozycji, pokrycie nia zbro¬ jenia stalowego i warunki badan kompozycji by¬ ly analogiczne, jak w. przykladzie 1.

Wspólczynnik mozliwosci ochronnych powloki wynosil 183, calkowita umowna porowatosc byla równa 1,3 • 10-4. Przyczepnosc zbrojenia pokrytego antykorozyjna powloka do betonu porowatego by¬ la równa 31,8 kg/om*.

Przyklad 6. Przygotowano kompozycje o ze¬ stawie nastepujacym (czesci wagowe): — mleczko dwuwinylowo-styrenowe (w prze¬ liczeniu na produkt suchy) . . . . '-. 20 — klej kazeinowy . . . . . . . . .6 — mieszanina wapienno-piaskowa z zawarc toscia aktywnego tlenku wapniowego 20-% wagowych. . . 100 — stearynian wapniowy . . . . ... 1,3 — woda 38 Przygotowanie kompozycji, pokrycie nia zbro¬ jenia i warunki badania sa analogiczne, jak w przykladzie 1.

Wspólczynnik mozliwosci ochronnych kompo¬ zycji wynosil 900. W komorze mglowej po dwóch latach badan nie stwierdzono porazenia metalu pokrytego przez kompozycje (badania trwaja).

Calkowita umowna porowatosc wynosila 0,8 • 10-4.

Przyczepnosc zbrojenia pokrytego antykorozyjna powloka do betonu porowatego wynosila 33,1 kg/cm2.

Przyklad 7. Przygotowano kompozycje o ze¬ stawieniu nastepujacym (czesci wagowe): — mleczko dwuwinylowo-styrenowe (w prze¬ liczeniu na produkt suchy) 20 — klej kazeinowy 6 — mieszanina wapienno-piaskowa o zawar¬ tosci aktywnego tlenku wapniowego 20% wagowych 100 — stearynian wapniowy.... . . . 2,5 — woda. 38 Przygotowanie kompozycji, pokrywanie zbroje¬ nia i warunki badania analogiczne do przykla¬ du 1.

Nie mozna bylo obliczyc wspólczynnika ochron¬ nych mozliwosci powloki, poniewaz próbki z za¬ topionymi w nich odcinkami pretów zbrojenio¬ wych bez powloki ulegly zniszczeniu z powodu nagromadzonych produktów korozji, po 9 mie¬ siacach badan, podczas gdy na metalu pod bada¬ na powloka nie stwierdzano oznak korozji. Przy badaniach w komorze mglowej, po dwóch latach badan, nie stwierdzono oznak korozji metalu (ba¬ dania sa kontynuowane). Calkowita umowna po¬ rowatosc powloki wynosila 0,45 • 10"4. Przyczep¬ nosc zbrojenia pokrytego powloka do betonu po¬ rowatego wynosila 31,5 kg/cm2. .

Przyklad 8. Przygotowano kompozycje o na¬ stepujacym skladzie (czesci wagowe): — mleczko dwuwinylowo-styTenowe (w prze¬ liczeniu na produkt suchy) . . . . . 20 — klej kazeinowy 6 — mieszanina wapienno-piaskowa zawiera-103 558 7 8 jaca aktywny tlenek wapniowy 20% wa¬ gowych 100 — stearynian wapniowy 3,8 — woda 38 Przygotowanie kompozycji, nanoszenie jej na zbrojenie i warunki badania byly analogiczne do przykladu 1.

Nie mozna bylo obliczyc wspólczynnika ochron¬ nych mozliwosci kompozycji, w tym przypadku równiez: próbki z zatopionymi w nich odcinkami pretów zbrojenia bez powloki, ulegly zniszczeniu na skutek nagromadzonych produktów korozji, po uplywie 9 miesiecy badan. Na metalu pod ba¬ dana powloka nie wystapily oznaki korozji, rów¬ niez po roku badan. Oznaki korozji nie wystapi¬ ly pod Dowloka po dwuletnich badaniach w ko¬ morze mglowej (badania sa kontynuowane). Cal¬ kowita, umowna porowatosc wynosila 0,14 • 10~4, przyczepnosc zbrojenia pokrytego powloka do be¬ tonu porowatego byla równa 25,1 kg/cm2. %

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Kompozycja antykorozyjna do pokrywania stalowego zbrojenia w betonach twardniejacych w komorach cisnieniowych skladajaca sie z mleczka z kauczuku syntetycznego albo natu¬ ralnego, kleju kazeinowego, wody i substancji wypelniajacej, znamienna tym, ze jako substan¬ cje wypelniajaca zawiera mieszanine wapienno- -piaskowa, skladajaca sie z wapienia i piasku kwarcowego, zawierajaca 15—25% wagowych aktywnego tlenku wapniowego, przy czym stosu¬ nek wzajemny wymienionych skladników w kom¬ pozycji przedstawia sie nastepujaco (w czesciach wagowych): mleczko z kauczuku syntetycznego, lub naturalnego w przeliczeniu na produkt suchy — 15—25, klej kazeinowy — 3—10, mieszanina wapienno-piaskowa — 60—120, woda — 25—45,

2. Kompozycja wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera ponadto stearynian wapniowy w ilosci 1—4 czesci wagowych. PZGraf. Koszalin D-424 95 egz. A-4 Cena 45 zl 10 20 lin D-4 na 45