RU2743978C1 - Composition of penetrating action for waterproofing of porous concrete surfaces - Google Patents

Composition of penetrating action for waterproofing of porous concrete surfaces Download PDF

Info

Publication number
RU2743978C1
RU2743978C1 RU2020121704A RU2020121704A RU2743978C1 RU 2743978 C1 RU2743978 C1 RU 2743978C1 RU 2020121704 A RU2020121704 A RU 2020121704A RU 2020121704 A RU2020121704 A RU 2020121704A RU 2743978 C1 RU2743978 C1 RU 2743978C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concrete
composition
water
waterproofing
penetrating
Prior art date
Application number
RU2020121704A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Анатольевич Симонов
Роман Сергеевич Александров
Герман Геннадьевич Грошев
Олег Александрович Якушев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Гидроблок" (ООО "Гидроблок")
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 Общество с ограниченной ответственностью "Гидроблок" (ООО "Гидроблок") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Гидроблок" (ООО "Гидроблок")
Priority to RU2020121704A priority Critical patent/RU2743978C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2743978C1 publication Critical patent/RU2743978C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04Portland cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/60After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only artificial stone
    • C04B41/61Coating or impregnation
    • C04B41/62Coating or impregnation with organic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/60After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only artificial stone
    • C04B41/61Coating or impregnation
    • C04B41/65Coating or impregnation with inorganic materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.SUBSTANCE: invention relates to waterproofing compositions of penetrating action. Proposed composition contains the following components, wt%: sodium carbonate 12.0-14.0, polycarboxylic acid 2.0-3.0, Portland cement M400 60.0-70.0, sodium hydroxide 0.5-2.0, mechanically activated aluminum hydroxide 0.5-1.0, construction sand, fraction up to 600 mcm - balance. Before use, the proposed composition is diluted with water at ratio of 5:2 pts.wt. and is applied in the form of a paste on the wetted surface of the concrete with a layer with thickness of up to 2-3 mm. pH of the alkaline aqueous solution penetrating into concrete is 13.7-14.1.EFFECT: high efficiency of waterproofing action of the composition during infiltration of water in the direction of the coating and longer duration of development of waterproofing properties (stability) of the composition in high humidity and microbiota activity.4 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области производства гидроизоляционных материалов проникающего действия, предназначенных для повышения влагонепроницаемости, морозо- и коррозионной стойкости бетонных конструкций и применяемых путем нанесения штукатурным способом на увлажненную поверхность бетона.The invention relates to the field of production of waterproofing materials of penetrating action, designed to increase moisture resistance, frost and corrosion resistance of concrete structures and are applied by plastering on a moistened concrete surface.

В настоящее время существует широкий спектр технологических приемов для гидроизоляции бетонных конструкций (Зарубина Л.П. Гидроизоляция конструкций, зданий и сооружений. - СПб: БХВ-Петербург, 2011. - 272 С). Распространенным способом является введение гидрофобизующих добавок непосредственно в цементно-песчаную смесь, которая после твердения приобретает водоотталкивающие свойства. В свою очередь, подходы к увеличению влагонепроницаемости и химической стойкости уже готовых бетонных конструкций базируются на трех основных принципах. Традиционно на их поверхность наносят соответствующие защитные покрытия. Эти покрытия могут быть созданы оклеечными (листовыми, рулонными, мембранными) или обмазочными (мастичными) материалами на основе битумов и/или полимеров, а также нанесены штукатурным способом с использованием цементно-песчаной смеси с добавками жидкого стекла и органических гидрофобизаторов (битумных и полимерных дисперсий, растворов солей жирных органических кислот). Другим подходом является уплотняющая и гидрофобизирующая пропитка пор бетонной поверхности на некоторую глубину посредством капиллярного всасывания стабилизированных эмульсий гидрофобизаторов, кремнийорганических жидкостей и активных соединений, взаимодействие которых между собой и/или с цементным камнем приводит к образованию объемных осадков в пространстве пор (т.н. кольматации), что в конечном счете вызывает закупорку этих пор.Currently, there is a wide range of technological methods for waterproofing concrete structures (Zarubina L.P. Waterproofing of structures, buildings and structures. - SPb: BHV-Petersburg, 2011. - 272 C). A common method is the introduction of hydrophobic additives directly into the cement-sand mixture, which, after hardening, acquires water-repellent properties. In turn, approaches to increasing the moisture resistance and chemical resistance of ready-made concrete structures are based on three basic principles. Traditionally, appropriate protective coatings are applied to their surface. These coatings can be created with pasting (sheet, roll, membrane) or coating (mastic) materials based on bitumen and / or polymers, and also applied by plastering using a cement-sand mixture with the addition of water glass and organic water repellents (bitumen and polymer dispersions , solutions of salts of fatty organic acids). Another approach is the sealing and hydrophobizing impregnation of the pores of the concrete surface to a certain depth by means of capillary suction of stabilized emulsions of water repellents, organosilicon fluids and active compounds, the interaction of which with each other and / or with cement stone leads to the formation of bulk sediments in the pore space (so-called clogging ), which ultimately causes blockage of these pores.

Однако нанесение указанных защитных покрытий, как правило, затруднительно и неэффективно при высокой влажности бетона вследствие инфильтрации воды, например, у гидротехнических объектов, тоннелей, фундаментов, цоколей и подвалов сооружений заглубленного типа при высоком уровне грунтовых вод. В этом случае должного результата можно достичь в рамках третьего подхода - при нанесении штукатурных покрытий проникающего действия, содержащих цементно-песчаную смесь и различные водорастворимые добавки.However, the application of these protective coatings, as a rule, is difficult and ineffective at high concrete humidity due to water infiltration, for example, at hydraulic facilities, tunnels, foundations, plinths and basements of buried-type structures with a high level of groundwater. In this case, the proper result can be achieved within the framework of the third approach - when applying penetrating plaster coatings containing a cement-sand mixture and various water-soluble additives.

Проникающая гидроизоляция - один из самых мощных и прогрессивных способов защиты железобетонных конструкций, которая может выполняться как путем нанесения поверхностных покрытий, причем даже с противоположной относительно действия воды стороны, так и методом инъецирования. Помимо придания гидроизоляционных свойств и устойчивости к давлению воды она повышает прочность и долговечность бетонных конструкций, не требует ремонта в процессе их эксплуатации и отличается технологичностью и простотой выполнения работ. Однако при этом она является и сравнительно дорогим способом гидроизоляции, вследствие чего используется ограниченно.Penetrating waterproofing is one of the most powerful and progressive methods of protecting reinforced concrete structures, which can be performed both by applying surface coatings, even from the side opposite to the action of water, and by injection. In addition to imparting waterproofing properties and resistance to water pressure, it increases the strength and durability of concrete structures, does not require repairs during their operation and is distinguished by manufacturability and ease of work. However, at the same time, it is also a relatively expensive method of waterproofing, as a result of which it is used to a limited extent.

Существует широкий ассортимент коммерческих составов проникающего действия, используемых для гидроизоляции различных сооружений: «Кальматрон», «Антигидрон», «Лахта» «Акваблок плюс», «Стромикс», «Гидрофлекс», «Гидротекс-К», «Акватрон-6», «Кальмафлекс», «СК ТРОН», «Нанотрон», «Гамбит SuperPro», «Betocrete», «Penetron», «Vandex», «Thora», «WASCON», «Waterplag», «Х1РЕХ», «Osmoseal», «Thoroseal» и др. Их компоненты обычно держатся производителями в секрете.There is a wide range of commercial penetrating compounds used for waterproofing various structures: Kalmatron, Antigidron, Lakhta, Aquablok Plus, Stromix, Gidroflex, Gidroteks-K, Aquatron-6, Kalmaflex, SK TRON, Nanotron, Gambit SuperPro, Betocrete, Penetron, Vandex, Thora, WASCON, Waterplag, X1PEX, Osmoseal, Thoroseal and others. Their components are usually kept secret by manufacturers.

Существует, по крайней мере, три типа составов проникающей гидроизоляции в зависимости от природы водорастворимой добавки, а именно, составы, содержащие только неорганические активные компоненты, составы с кремнийорганическими добавками, а также составы с добавками полимеров или обычных органических соединений, как правило, органических кислот и их производных. При этом органические компоненты обычно вводятся совместно с неорганическими. Для обеспечения глубокого проникновения в поры бетона посредством диффузии используемые водорастворимые соединения должны иметь высокую подвижность в водной среде, следовательно, достаточно низкий молекулярный вес.There are at least three types of penetrating waterproofing compositions depending on the nature of the water-soluble additive, namely, compositions containing only inorganic active ingredients, compositions with organosilicon additives, and compositions with additives of polymers or conventional organic compounds, usually organic acids. and their derivatives. In this case, organic components are usually introduced together with inorganic ones. To ensure deep penetration into the pores of concrete by diffusion, the water-soluble compounds used must have high mobility in an aqueous medium, therefore, a sufficiently low molecular weight.

Известен состав на основе водорастворимых активных неорганических солей «Кальматрон», используемый для получения бетонной смеси или поверхностной обработки бетона, содержащий, в мас. %:Known composition based on water-soluble active inorganic salts "Kalmatron", used to obtain a concrete mixture or surface treatment of concrete, containing, in wt. %:

Углекислый натрий, Na2CO3,Sodium carbonate, Na 2 CO 3 , 30,0-51,330.0-51.3 Сернокислый натрий, Na2SO4,Sodium sulfate, Na 2 SO 4 , 20,5-40,020.5-40.0 Хлористый натрий, NaClSodium chloride, NaCl 0,4-0,50.4-0.5 Азотнокислый натрий, NaNO3,Sodium nitrate, NaNO 3 , 14,5-27,714.5-27.7 Азотнокислый кальций, Са(NO3)2,Calcium nitrate, Ca (NO 3 ) 2 , 0,4-15,00.4-15.0

Состав вводят в количестве 0,03-0,7 мас. % при приготовлении бетонной смеси, а для штукатурного нанесения на поверхность бетона смешивают в количестве 3-10 мас. % с цементно-песчаным раствором, содержащим негашеную известь. При испытании на водонепроницаемость согласно ГОСТ 12730.5-84 образцы, покрытые таким защитным составом, выдерживают давление воды 1 МПа (марка бетона W10), тогда как контрольные - только 0,2 МПа (марка бетона W2). Проведенные испытания (метод испытаний не описан) показывают, что глубина проникновения поверхностных покрытий в бетон за 7-28 суток составляет до 15 см (Патент RU 2052413 С1, опубл. 20.01.1996).The composition is introduced in the amount of 0.03-0.7 wt. % in the preparation of a concrete mixture, and for plastering on the concrete surface, mix in an amount of 3-10 wt. % with a cement-sand mortar containing quicklime. When tested for water resistance in accordance with GOST 12730.5-84, the samples coated with such a protective compound withstand a water pressure of 1 MPa (concrete grade W10), while the control ones - only 0.2 MPa (concrete grade W2). The tests carried out (the test method is not described) show that the depth of penetration of surface coatings into concrete for 7-28 days is up to 15 cm (Patent RU 2052413 C1, publ. 20.01.1996).

Известен состав для защиты бетонных поверхностей, содержащий цементно-песчаную смесь, минеральные добавки и воду при следующем содержании компонентов, в мас. %:A known composition for protecting concrete surfaces, containing a cement-sand mixture, mineral additives and water with the following content of components, in wt. %:

Углекислый натрий, Na2CO3,Sodium carbonate, Na 2 CO 3 , 2,0-3,02.0-3.0 Сернокислый натрий, Na2SO4,Sodium sulfate, Na 2 SO 4 , 2,5-3,62.5-3.6 Азотнокислый натрий, NaNO2,Sodium nitrate, NaNO 2 , 0,9-1,80.9-1.8 Гидроксид кальция, Са(ОН)2,Calcium hydroxide, Ca (OH) 2 , 0,8-1,00.8-1.0 Хлористый кальций, CaCl2,Calcium chloride, CaCl 2 , 0,05-0,150.05-0.15 Карбид кальция, СаС2,Calcium carbide, CaC 2 , 0,75-1,150.75-1.15 ЦементCement 36,0-40,036.0-40.0 ПесокSand 39,0-49,039.0-49.0 ВодаWater остальное rest

Защитный слой, полученный на основе этого состава, имеет следующие показатели: степень кольматации 95-100%, прочность на сжатие 50 МПа, прочность на разрыв 7 МПа, водонепроницаемость после нанесения защитного слоя - 16 техн. атм. (W16), а после снятия - 14 техн. атм. (W14), морозостойкость 300-350 циклов (Патент RU 2072335С1, опубл. 27.01.1997).The protective layer obtained on the basis of this composition has the following indicators: degree of clogging 95-100%, compressive strength 50 MPa, tensile strength 7 MPa, water resistance after applying a protective layer - 16 tech. atm. (W16), and after removal - 14 tech. atm. (W14), frost resistance 300-350 cycles (Patent RU 2072335С1, publ. 27.01.1997).

Известен гидроизоляционный состав для пропитки поверхности бетона, содержащий следующие компоненты, в мас. %:Known waterproofing composition for impregnating the surface of concrete, containing the following components, in wt. %:

Углекислый натрий, Na2CO3,Sodium carbonate, Na 2 CO 3 , 1,7-2,51.7-2.5 Сернокислый натрий, Na2SO4,Sodium sulfate, Na 2 SO 4 , 1,7-3,01.7-3.0 Хлористый натрий, NaClSodium chloride, NaCl 0,2-0,50.2-0.5 Азотнокислый натрий, NaNO3,Sodium nitrate, NaNO 3 , 1,7-3,01.7-3.0 Азотнокислый кальций, Ca(NO3)2,Calcium nitrate, Ca (NO 3 ) 2 , 2,0-2,22.0-2.2 МикрокремнеземMicrosilica 4,0-12,04.0-12.0 Натриевая силикат-глыба, Na2SiO3,Sodium silicate lump, Na 2 SiO 3 , 7,0-10,07.0-10.0 ПортландцементPortland cement 55,0-70,055.0-70.0 Кварцевый песок (0,35-0,45 м2/г)Quartz sand (0.35-0.45 m 2 / g) 10,0-15,010.0-15.0

Глубина проникновения компонентов состава в бетон в возрасте 7-28 суток составляет 4-5 см. В результате создается эффективный защитный гидроизоляционный барьер, повышая марку бетона по водонепроницаемостис W2 до W8 и повышая морозостойкость с 75 до 500 циклов (Патент RU 2350583 С1, опубл. 27.03.2009).The depth of penetration of the components of the composition into concrete at the age of 7-28 days is 4-5 cm.As a result, an effective protective waterproofing barrier is created, increasing the grade of concrete in terms of water resistance W2 to W8 and increasing frost resistance from 75 to 500 cycles (Patent RU 2350583 C1, publ. 03/27/2009).

Известен гидроизоляционный состав «Penetron» («Пенетрон», ТУ 5775-001-39504194-96) компании ICS/Penetron International Ltd. (USA), содержащий портландцемент, кварцевый песок и комплекс активных химических добавок. Эти добавки держатся в секрете, однако предпринимались попытки раскрыть их химическую природу. Так, согласно информации, заимствованной из патента RU 2576760, проведенный качественный анализ материала «Пенетрон» показал, что в него входят катионы щелочных и щелочноземельных металлов (Са2+, Na+, Mg2+), а также гидроксид-, хлорид-, карбонат-, сульфат- и алюминат-анионы.Known waterproofing composition "Penetron"("Penetron", TU 5775-001-39504194-96) by ICS / Penetron International Ltd. (USA), containing Portland cement, quartz sand and a complex of active chemical additives. These additives are kept secret, but attempts have been made to uncover their chemical nature. So, according to information borrowed from patent RU 2576760, a qualitative analysis of the Penetron material showed that it includes cations of alkali and alkaline earth metals (Ca 2+ , Na + , Mg 2+ ), as well as hydroxide, chloride, carbonate, sulfate and aluminate anions.

Гидроизоляция на основе смеси «Пенетрон» позволяет достигать показателя водонепроницаемости бетона до 1,2 МПа, его морозостойкости не менее 300 циклов, защищает бетон от воздействия агрессивных сред, а арматуру от коррозии.Waterproofing based on the "Penetron" mixture allows to achieve an indicator of concrete water resistance up to 1.2 MPa, its frost resistance of at least 300 cycles, protects concrete from aggressive media, and reinforcement from corrosion.

Механизм уплотнения внутренней структуры бетона материалом «Пенетрон» состоит из нескольких этапов. Первый этап - миграция растворимых в воде химически активных компонентов по влажному бетону. Второй этап - первая стадия реакций химически активных компонентов в присутствии воды (не водяного пара!) с ионными комплексами кальция и алюминия, оксидами, солями металлов (одними из составляющих цементного камня). Третий этап - вторая стадия реакций, в результате которой образуются химически стабильные нерастворимые нитевидные кристаллы в виде ажурной паутины, заполняющей микротрещины и капилляры бетона (http://penetronkazan.ru/analogi_penetron_kazan/).The mechanism of compaction of the internal structure of concrete with Penetron material consists of several stages. The first stage is the migration of water-soluble chemically active components over wet concrete. The second stage is the first stage of reactions of chemically active components in the presence of water (not water vapor!) With ionic complexes of calcium and aluminum, oxides, metal salts (some of the constituents of cement stone). The third stage is the second stage of reactions, as a result of which chemically stable insoluble filamentary crystals are formed in the form of an openwork web filling microcracks and capillaries of concrete (http://penetronkazan.ru/analogi_penetron_kazan/).

Известен цементирующий состав капиллярного действия «Акваблок плюс», полученный на основе водорастворимых кремнийорганических соединений, содержащий, в мас. ч.:Known cementing composition of capillary action "Aquablock plus", obtained on the basis of water-soluble organosilicon compounds, containing, in wt. h .:

Метилсиликонат натрияSodium methylsiliconate 0,2-1,00.2-1.0 Цемент белый, портландцемент или их смесьWhite cement, Portland cement or their mixture 40-4240-42 Песок кварцево-полевошпатныйQuartz-feldspar sand 3-6,3-6,

Используемые цемент и песок дополнительно размолоты до состояния порошков с удельной поверхностью 2-3 м2/г. В результате получаются тонкие (около 1 мм) прочные (до 65 МПа на сжатие) покрытия, и повышается водонепроницаемость железобетонных конструкций до W10 (Патент RU 2132309 С1, опубл. 27.06.1999).Used cement and sand are additionally ground to a state of powders with a specific surface area of 2-3 m 2 / g. As a result, thin (about 1 mm) durable (up to 65 MPa in compression) coatings are obtained, and the water resistance of reinforced concrete structures increases to W10 (Patent RU 2132309 C1, publ. 27.06.1999).

Известен гидроизоляционный состав проникающего действия с добавкой водорастворимых полимеров, который (в пересчете на сухое состояние) содержит следующие компоненты в мас. %:Known waterproofing composition of penetrating action with the addition of water-soluble polymers, which (in terms of dry state) contains the following components in wt. %:

Углекислый натрий, Na2CO3,Sodium carbonate, Na 2 CO 3 , 0,270.27 Сернокислый натрий, Na2SO4,Sodium sulfate, Na 2 SO 4 , 0,490.49 Азотнокислый натрий, NaNO3,Sodium nitrate, NaNO 3 , 0,480.48 Хлористый натрий, NaCl,Sodium chloride, NaCl, 0,070.07 Сернокислый алюминий, Al2(SO4)3,Aluminum sulfate, Al 2 (SO 4 ) 3 , 0,060.06 Азотнокислый кальций, Ca(NO3)2,Calcium nitrate, Ca (NO 3 ) 2 , 0,550.55 Редиспергируемые полимерные порошкиRedispersible polymer powders 14,414.4 Расширяющийся цементExpanding cement 27,627.6 Наполнитель (песок)Filler (sand) 54,054.0 Фибра Fiber 2,02.0

В другом варианте состава некоторая часть песка заменена на активные формы оксида кремния (трепел, диатомит, кремнезем или бентонит в количестве 3,6 мас. %). С использованием этих смесей водонепроницаемость образца-прототипа марки W6 увеличилась до W12 и W14, соответственно (Патент RU 2408553 С1, опубл. 10.01.2011).In another version of the composition, some of the sand is replaced by active forms of silicon oxide (tripoli, diatomite, silica or bentonite in an amount of 3.6 wt%). Using these mixtures, the water resistance of the W6 prototype sample increased to W12 and W14, respectively (Patent RU 2408553 C1, publ. 10.01.2011).

Известен состав для предотвращения карбонизации бетонов, содержащий следующие компоненты в мас. %:Known composition for preventing the carbonization of concrete, containing the following components in wt. %:

углекислый натрийsodium carbonate 10-1310-13 органическая поликислотаorganic polyacid 1-31-3 портландцементPortland cement 45-5545-55 наполнительfiller остальное.rest.

В качестве органической поликислоты используют лимонную или винную кислоты, а в качестве наполнителя используют песок, порошки стекла, силиката натрия, вермикулита, золы и др. Состав после затворения водой (т.е. смачивания до пастообразного состояния) наносят тонким слоем на поверхность бетона, что придает ей не только влагонепроницаемость (при сохранении паропроницаемости), но и затрудняет проникновение углекислого газа и кислорода в бетон: в результате существенно замедляется карбонизация бетона и коррозия металлической арматуры. Функция органической добавки и механизм кольматирующего действия такого материала авторами патента не указаны (Патент ЕР 0084951 А2, опубл. 1983 г.).Citric or tartaric acid is used as an organic polyacid, and sand, glass powders, sodium silicate, vermiculite, ash, etc. are used as a filler. After mixing with water (i.e. wetting to a pasty state), the composition is applied in a thin layer on the concrete surface, which gives it not only moisture resistance (while maintaining vapor permeability), but also complicates the penetration of carbon dioxide and oxygen into concrete: as a result, carbonization of concrete and corrosion of metal reinforcement are significantly slowed down. The function of the organic additive and the mechanism of the clogging action of such a material are not indicated by the authors of the patent (Patent EP 0084951 A2, publ. 1983).

Механизм гидроизоляции бетона с использованием описанных выше составов осуществляется через взаимодействие цементного камня со щелочным раствором электролитов, проникающим в эти поры из нанесенного покрытия, с последующим образованием объемных кристаллических осадков. В этой связи основным недостатком известных составов является снижение эффективности их использования при наличии капиллярного течения (инфильтрации) воды сквозь бетон по направлению к нанесенному гидроизоляционному покрытию, так как встречное движение воды уменьшает скорость проникновения его растворимых компонентов внутрь пор. Поэтому для применения этих композиций требуется, чтобы капиллярная течь воды отсутствовала или была невелика, что не всегда возможно. Кроме того, недостатком известных составов является недостаточная длительность гидроизоляционного действия (устойчивость) в условиях 100%-ной влажности и высокой активности микробиоты. Для разных составов это вызвано разными причинами: гидролизом кремнийорганических соединений, незначительной глубиной проникновения неорганических (силикатов) и органических полимерных соединений в бетон, деградацией органических соединений при действии бактерий и кислорода, выносом плохо удерживаемых ионов в виде хорошо растворимых хлоридов, нитратов, сульфатов щелочных металлов.The mechanism of concrete waterproofing using the compositions described above is carried out through the interaction of a cement stone with an alkaline solution of electrolytes, penetrating into these pores from the applied coating, with the subsequent formation of bulk crystalline deposits. In this regard, the main disadvantage of the known compositions is a decrease in the efficiency of their use in the presence of capillary flow (infiltration) of water through the concrete towards the applied waterproofing coating, since the counter movement of water reduces the rate of penetration of its soluble components into the pores. Therefore, the use of these compositions requires that the capillary flow of water is absent or small, which is not always possible. In addition, the disadvantage of the known compositions is the insufficient duration of the waterproofing action (stability) under conditions of 100% humidity and high microbiota activity. For different compositions, this is due to different reasons: hydrolysis of organosilicon compounds, insignificant depth of penetration of inorganic (silicates) and organic polymer compounds into concrete, degradation of organic compounds under the action of bacteria and oxygen, removal of poorly retained ions in the form of readily soluble chlorides, nitrates, alkali metal sulfates ...

Наиболее близким к заявляемому составу - прототипом, является состав для гидроизоляции пористых бетонных поверхностей, представляющий собой сухую смесь из углекислого натрия (7-12 мас. %), лимонной кислоты (3-6 мас. %), портландцемента (20-25 мас. %) и песка фракции до 600 мкм (остальное), которая наносится после затворения водой (в соотношении в мас. ч. 5:2) на увлажненную поверхность бетона в 1-2 слоя толщиной до 2 мм каждый с последующим увлажнением покрытия в течение 3 суток (RU 2325370 С1, опубл. 27.05.2008).Closest to the claimed composition - the prototype, is a composition for waterproofing porous concrete surfaces, which is a dry mixture of sodium carbonate (7-12 wt.%), Citric acid (3-6 wt.%), Portland cement (20-25 wt. %) and sand with a fraction of up to 600 microns (the rest), which is applied after mixing with water (in a ratio in wt. h. 5: 2) on a moistened concrete surface in 1-2 layers up to 2 mm thick each, followed by moistening the coating for 3 days (RU 2325370 C1, publ. 27.05.2008).

При взаимодействии растворимых компонентов данного известного состава с бетоном в его порах образуются игольчатые кристаллы цитрата кальция, [Ca3(C6H5O7)2(H2O)2]⋅2Н2О, которые обеспечивают кольматирующий эффект, причем глубина проникновения этих компонентов покрытия в бетон составляет до 20 см за 28 суток (метод определения глубины проникновения не указан).When the soluble components of this known composition interact with concrete, needle-like crystals of calcium citrate are formed in its pores, [Ca 3 (C 6 H 5 O 7 ) 2 (H 2 O) 2 ] ⋅2H 2 O, which provide a clogging effect, and the depth of penetration of these coating components in concrete is up to 20 cm in 28 days (method for determining the depth of penetration is not specified).

Известный состав позволяет увеличить класс влагонепроницаемости образца бетона с W2 до W22 (определение по «мокрому пятну», ГОСТ 12730.5-84), а морозостойкости - с 75 циклов до 500 (ГОСТ 10060-87).The known composition makes it possible to increase the moisture resistance class of a concrete sample from W2 to W22 (definition by "wet spot", GOST 12730.5-84), and frost resistance - from 75 cycles to 500 (GOST 10060-87).

Недостатками известного состава являются:The disadvantages of the known composition are:

- недостаточная эффективность гидроизоляционного действия состава, связанная со слишком медленной кольматацией пор в бетоне, так как до момента образования и роста частиц осадка в порах необходим длительный начальный период, в течение которого происходит диффузия химически активных веществ вглубь порового пространства и их взаимодействие с бетоном до достижения пересыщения раствора образующимися продуктами этого взаимодействия;- insufficient effectiveness of the waterproofing action of the composition, associated with too slow clogging of pores in concrete, since before the formation and growth of sediment particles in the pores, a long initial period is required, during which the diffusion of chemically active substances deep into the pore space and their interaction with concrete until reaching oversaturation of the solution with the resulting products of this interaction;

- недостаточная стабильность гидроизолирующего действия состава в условиях 100%-ной влажности и высокой активности микробиоты, связанная с тем, что цитрат кальция, ответственный за закупорку пор и трещин в бетоне, имеет довольно высокую растворимость в воде (0.95 г/л), низкую стойкость к кислотам и легко поддается биодеградации.- insufficient stability of the waterproofing action of the composition under conditions of 100% humidity and high activity of the microbiota, due to the fact that calcium citrate, which is responsible for the clogging of pores and cracks in concrete, has a rather high solubility in water (0.95 g / l), low resistance acidic and readily biodegradable.

Задачей изобретения является разработка нового гидроизоляционного состава проникающего действия, обладающего повышенной эффективностью при нанесении на поверхность бетона с сильной инфильтрацией воды и длительной устойчивостью к действию внешних факторов (избытка воды и микробиоты).The objective of the invention is to develop a new waterproofing composition of penetrating action, which has increased efficiency when applied to the surface of concrete with strong water infiltration and long-term resistance to external factors (excess water and microbiota).

Технический результат: повышение эффективности гидроизоляционного действия состава при инфильтрации воды в направлении покрытия и увеличение длительности проявления гидроизоляционных свойств (устойчивости) состава в условиях высокой влажности и активности микробиоты.EFFECT: increasing the effectiveness of the waterproofing action of the composition during water infiltration in the direction of the coating and increasing the duration of the manifestation of the waterproofing properties (stability) of the composition in conditions of high humidity and microbiota activity.

Поставленная задача достигается предлагаемым составом для гидроизоляции пористых бетонных поверхностей, содержащим следующие компоненты, в масс %:The task is achieved by the proposed composition for waterproofing porous concrete surfaces, containing the following components, in wt%:

Углекислый натрийSodium carbonate 12,0-14,012.0-14.0 Поликарбоновая кислотаPolycarboxylic acid 2,0-3,02.0-3.0 Портландцемент М400Portland cement М400 60,0-70,060.0-70.0 Гидроксид натрияSodium hydroxide 0,5-2,00.5-2.0 Механоактивированный гидроксид алюминияMechanically activated aluminum hydroxide 0,5-1,00.5-1.0 Песок строительный фракции до 600 мкмBuilding sand, fraction up to 600 microns остальное.rest.

Перед применением, предлагаемый состав разводят водой в соотношении 5:2 (в мас. ч.) и наносят в виде пасты на увлажненную поверхность бетона слоем толщиной до 2-3 мм. При этом показатель рН проникающего в бетон из состава водного раствора (проникающего раствора) составляет 13,7-14,1.Before use, the proposed composition is diluted with water in a ratio of 5: 2 (in parts by weight) and applied in the form of a paste on a moistened concrete surface with a layer up to 2-3 mm thick. In this case, the pH of the penetrating into concrete from the composition of the aqueous solution (penetrating solution) is 13.7-14.1.

Заявляемый состав после его нанесения на бетон запускает последовательность быстрых и замедленных физико-химических процессов в порах бетона, что позволяет обеспечить подавление инфильтрации воды сквозь поры бетона на начальном этапе, т.е. сразу после нанесения покрытия, и последующую их кольматацию отложениями объемных нанопористых металл-органических координационных полимеров, образующихся в результате взаимодействия бетона с растворимыми компонентами состава. При этом по способности придавать бетону водонепроницаемость и устойчивость защитного покрытия к действию внешних факторов он превосходит прототип и не уступает лучшим коммерческим образцам проникающей гидроизоляции.The claimed composition, after its application to concrete, launches a sequence of fast and slow physical and chemical processes in the pores of concrete, which makes it possible to suppress water infiltration through the pores of concrete at the initial stage, i.e. immediately after coating, and their subsequent clogging with deposits of bulk nanoporous metal-organic coordination polymers formed as a result of the interaction of concrete with soluble components of the composition. At the same time, it surpasses the prototype and is not inferior to the best commercial samples of penetrating waterproofing in terms of its ability to make concrete waterproof and resistant to external factors.

После нанесения предлагаемого гидроизоляционного состава на поверхность бетона через 28 дней измеренная водонепроницаемость соответствует марке W14-W16, тогда как контрольный образец имеет водонепроницаемость W4.After applying the proposed waterproofing composition to the concrete surface after 28 days, the measured water resistance corresponds to the W14-W16 grade, while the control sample has the W4 water resistance.

Определяющими отличиями предлагаемого состава, по сравнению с прототипом, являются:The defining differences of the proposed composition, in comparison with the prototype, are:

- добавка гидроксида натрия, а также более высокие значения соотношения массовых долей цемент/сода и сода/поликарбоновая кислота, что при затворении этого состава водой в совокупности обеспечивает более высокий показатель рН проникающего раствора, благодаря чему при нанесении состава на поверхность бетона запускается совершенно иная последовательность физико-химических процессов взаимодействия компонентов этого раствора (проникающего раствора) с компонентами бетона, приводящих к кольматации пор в бетоне: не малорастворимым цитратом кальция как в прототипе, а образующимися металл-органическими координационными полимерами (МОКП);- the addition of sodium hydroxide, as well as higher values of the ratio of the mass fractions of cement / soda and soda / polycarboxylic acid, which, when mixed with water, together provides a higher pH of the penetrating solution, due to which a completely different sequence is started when the composition is applied to the concrete surface physicochemical processes of interaction of the components of this solution (penetrating solution) with the components of concrete, leading to clogging of pores in concrete: not with poorly soluble calcium citrate as in the prototype, but with the resulting metal-organic coordination polymers (MOCP);

- включение в состав растворимых в щелочной среде гидроксидов алюминия (гиббсит, псевдобемит) - поставщиков ионов Al3+ для формирования МОКП, подвергнутых механоактивации с целью увеличения скорости их растворения в щелочах;- the inclusion of aluminum hydroxides (gibbsite, pseudoboehmite) soluble in an alkaline medium - suppliers of Al 3+ ions for the formation of MOCPs subjected to mechanical activation in order to increase the rate of their dissolution in alkalis;

- использование органических поликарбоновых кислот, молекулы которых содержат олефиновые или ароматические фрагменты, в качестве органического линкера для получения МОКП, что придает МОКП гидрофобность, стойкость к агрессивным средам (высокая влажность, органические кислоты, микробиота) при существенно более низкой растворимости по сравнению с цитратом кальция.- the use of organic polycarboxylic acids, the molecules of which contain olefinic or aromatic fragments, as an organic linker to obtain MOCP, which gives MOCP hydrophobicity, resistance to aggressive media (high humidity, organic acids, microbiota) with a significantly lower solubility compared to calcium citrate ...

Совокупность подобранных компонентов состава, вкупе с экспериментально подобранными оптимальными концентрациями компонентов, позволяют повысить эффективность (гидроизолирующие свойства) и долговечность состава за счет того, что водорастворимые компоненты состава имеют высокую подвижность в воде и благодаря этому - способность проникать в самые мелкие поры, а также обладают определенной химической активностью, чтобы инициировать, с одной стороны, электрохимические (быстрые) процессы на поверхности пор бетона, следствием которых является сильное замедление капиллярного течения воды, и, с другой стороны, химические (медленные) процессы, приводящие в конечном результате к закупорке трещин и пор в объеме бетона образующимися нанопористыми металл-органическими каркасными структурами, (металлорганическими координационными полимерами, МОКП), которые обладают водоотталкивающими свойствами, но при этом проницаемы для газов и паров воды.The combination of the selected components of the composition, together with the experimentally selected optimal concentrations of the components, can increase the efficiency (waterproofing properties) and durability of the composition due to the fact that the water-soluble components of the composition have high mobility in water and, due to this, the ability to penetrate into the smallest pores, and also have certain chemical activity in order to initiate, on the one hand, electrochemical (fast) processes on the surface of concrete pores, which result in a strong deceleration of the capillary flow of water, and, on the other hand, chemical (slow) processes that ultimately lead to clogging of cracks and pores in the volume of concrete formed by nanoporous metal-organic framework structures (organometallic coordination polymers, MOCP), which have water-repellent properties, but at the same time are permeable to gases and water vapor.

Физико-химический механизма действия заявляемого гидроизоляционного состава состоит в следующем.The physicochemical mechanism of action of the proposed waterproofing composition is as follows.

Сеть пор и трещин в твердых телах корпускулярной структуры, к которым относятся и бетоны, представляет собой свободное пространство между их рыхлоупакованными частицами, которые относительно слабо связаны друг с другом из-за малой площади контактов между ними. При нанесении на влажный бетон предлагаемого гидроизоляционного состава проникающего действия, возникает ряд физико-химических процессов в следующей последовательности:The network of pores and cracks in solid bodies of a corpuscular structure, which include concretes, is a free space between their loose-packed particles, which are relatively weakly connected to each other due to the small area of contacts between them. When applied to wet concrete of the proposed waterproofing composition of a penetrating action, a number of physicochemical processes occur in the following sequence:

(I) формирование двойного электрического слоя (ДЭС) на поверхности пор и трещин при контакте с раствором электролитов, проникающим в поры из нанесенного состава, вследствие чего скорость инфильтрации воды сквозь полости малого размера резко падает, что обусловлено высокой вязкостью раствора в пределах ДЭС (Ankomah, А.В. Filtration-rate technique for determining zero point of charge of iron oxide. // Clays Clay Miner. 1991. V. 39. No. 1. P. 100);(I) the formation of an electric double layer (DES) on the surface of pores and cracks upon contact with an electrolyte solution penetrating into the pores from the applied composition, as a result of which the rate of water infiltration through small cavities drops sharply, which is due to the high viscosity of the solution within the DES (Ankomah A.V. Filtration-rate technique for determining zero point of charge of iron oxide. // Clays Clay Miner. 1991. V. 39. No. 1. P. 100);

(II) рост расклинивающего давления (РД) между рыхлоупакованными частицами минеральных компонентов бетона из-за возникновения ДЭС на их поверхности (Дерягин, Б.В. Теория устойчивости коллоидов и тонких пленок. - М.: Наука, 1986. - 206 с), которое способствует разрушению контактов между этими частицами: в результате отделившиеся частицы заполняют пространство пор, что вызывает уменьшение их гидравлического радиуса, и, как следствие этого, падает скорость инфильтрации воды;(II) an increase in the wedging pressure (RD) between loosely packed particles of mineral components of concrete due to the occurrence of DES on their surface (Deryagin, B.V. Theory of stability of colloids and thin films. - M .: Nauka, 1986. - 206 s), which contributes to the destruction of contacts between these particles: as a result, the separated particles fill the space of the pores, which causes a decrease in their hydraulic radius, and, as a consequence, the rate of water infiltration decreases;

(III) селективное растворение частиц минеральных компонентов бетона и контактов между ними под действием химически активных добавок щелочной природы, что приводит, с одной стороны, к интенсификации процессов (II), а с другой, - к накоплению коллоидных частиц труднорастворимых компонентов, а также растворенных соединений многовалентных катионов (главным образом кремния и алюминия) в растворе, проникшем в поровое пространство;(III) selective dissolution of particles of the mineral components of concrete and contacts between them under the action of chemically active additives of an alkaline nature, which leads, on the one hand, to the intensification of processes (II), and on the other, to the accumulation of colloidal particles of hardly soluble components, as well as dissolved compounds of multivalent cations (mainly silicon and aluminum) in a solution that has penetrated into the pore space;

(IV) образование золей при гидролизе соединений, экстрагированных водой из нанесенного гидроизоляционного состава и/или образованных в ходе процесса (III), что вызывается падением рН раствора в порах в результате протекания химических процессов согласно (III) и/или разбавления этого раствора при его проникновении вглубь пористого пространства, заполненного водой;(IV) the formation of sols during the hydrolysis of compounds extracted with water from the applied waterproofing composition and / or formed during process (III), which is caused by a drop in the pH of the solution in the pores as a result of chemical processes according to (III) and / or dilution of this solution during its penetration deep into the porous space filled with water;

(V) коагуляция золя с образованием геля, а при наличии в растворе органических линкеров, таких как поликарбоновые кислоты, - химическая сшивка ими наночастиц золя в трехмерный каркас с образованием нанопористых металл-органических координационных полимеров (МОКП), обладающих водоотталкивающими свойствами, что в конечном итоге приводит к закупориванию пор;(V) coagulation of the sol with the formation of a gel, and in the presence of organic linkers, such as polycarboxylic acids, in the solution, chemical crosslinking of the sol nanoparticles into a three-dimensional framework with the formation of nanoporous metal-organic coordination polymers (MOCPs) with water-repellent properties, which ultimately eventually leads to clogging of the pores;

(VI) старение осажденных согласно (V) химических соединений, вызванное дальнейшим падением рН раствора в порах из-за протекания процессов (III)-(IV) и различными гидротермальными процессами: фазовыми превращениями, гидратацией, рекристаллизацией образованных осадков и т.д.(VI) aging of the chemical compounds precipitated according to (V), caused by a further drop in the pH of the solution in the pores due to the occurrence of processes (III) - (IV) and various hydrothermal processes: phase transformations, hydration, recrystallization of the formed sediments, etc.

Возникновение ДЭС (стадия (I)) обусловлено ионизацией функциональных групп кислотно-основного характера на поверхности частиц компонентов бетона при его контакте с электролитом. При этом скачок электрического потенциала в ДЭС тем выше, чем больше разность в значениях рН изоэлектрической точки поверхности (рНиэт) и рН раствора. Значения рНиэт для различных бетонов, измеренные нами методом навесок (Noh, J.S., Schwarz, J.A. Estimation of the point of zero charge of simple oxides by mass tiration. // J. Colloid. Interface Sci. 1989. V. 130. P. 157), составляют 11,51-11,85. Таким образом, для того чтобы на поверхности бетона, находящегося в контакте с раствором, появился ДЭС, необходимо, чтобы значения рН раствора были или меньше, или больше этого значения рНиэт. Предпочтительнее, чтобы показатель рН проникающего раствора был больше 12, поскольку в этих условиях цементный камень химически нестоек, что автоматически обеспечит протекание стадии (III). Из рассмотрения приведенной выше схемы протекания кольматации пор бетона следует, что показатель рН проникающего раствора, образующегося при смачивании гидроизоляционного состава, является ключевой характеристикой, предопределяющей интенсивность процессов (I)-(IV) в поровом пространстве бетона.The appearance of DES (stage (I)) is due to the ionization of acid-base functional groups on the surface of particles of concrete components when it comes into contact with the electrolyte. In this case, the jump in the electric potential in the DES is the higher, the greater the difference in the pH values of the isoelectric point of the surface (pH et ) and the pH of the solution. The pH values of et for various concretes, measured by us by the method of weighed portions (Noh, JS, Schwarz, JA Estimation of the point of zero charge of simple oxides by mass tiration. // J. Colloid. Interface Sci. 1989. V. 130. P. 157) are 11.51-11.85. Thus, in order for DES to appear on the surface of concrete in contact with the solution, it is necessary that the pH values of the solution be either less or greater than this pH value et . It is preferable that the pH of the penetrating solution was greater than 12, since under these conditions the cement stone is chemically unstable, which will automatically ensure the progress of stage (III). From the consideration of the above scheme of the flow of clogging of concrete pores, it follows that the pH of the penetrating solution formed when the waterproofing composition is wetted is a key characteristic that determines the intensity of processes (I) - (IV) in the pore space of concrete.

Изобретение иллюстрируется следующими конкретными примерами.The invention is illustrated by the following specific examples.

Пример 1.Example 1.

Сухим смешением порошков готовят гидроизоляционный состав проникающего действия, содержащий следующие компоненты, в мас. %:By dry mixing of powders, a waterproofing composition of penetrating action is prepared, containing the following components, in wt. %:

Углекислый натрий,Sodium carbonate, 12,012.0 Лимонная кислотаLemon acid 2,52.5 Портландцемент М400Portland cement М400 60,060.0 Гидроксид натрияSodium hydroxide 2,02.0 Псевдобемит механоактивированныйPseudoboehmite mechanically activated 0,50.5 Песок строительный, фракция до 600 мкм, Building sand, fraction up to 600 microns, 23,023.0

Пример 2.Example 2.

Сухим смешением порошков готовят гидроизоляционный состав проникающего действия, содержащий следующие компоненты в мас. %:Dry mixing of powders prepare a waterproofing composition of penetrating action, containing the following components in wt. %:

Углекислый натрийSodium carbonate 13,013.0 Терефталевая кислотаTerephthalic acid 3,03.0 Портландцемент М400Portland cement М400 70,070.0 Гидроксид натрияSodium hydroxide 0,50.5 ПсевдобемитмеханоактивированныйPseudoboehmitemechanoactivated 1,01.0 Песок строительный, фракция до 600 мкм,Building sand, fraction up to 600 microns, 12,512.5

Пример 3.Example 3.

Сухим смешением порошков готовят гидроизоляционный состав проникающего действия, содержащий следующие компоненты в мас. %:Dry mixing of powders prepare a waterproofing composition of penetrating action, containing the following components in wt. %:

Углекислый натрийSodium carbonate 12,012.0 Фумаровая кислотаFumaric acid 2,02.0 Портландцемент М400Portland cement М400 60,060.0 Гидроксид натрияSodium hydroxide 1,01.0 Гиббсит механоактивированный,Mechanically activated gibbsite, 1,01.0 Песок строительный, фракция до 600 мкм,Building sand, fraction up to 600 microns, 24,024.0

Пример 4.Example 4.

Сухим смешением порошков готовят гидроизоляционный состав проникающего действия, содержащий следующие компоненты, в мас. %:By dry mixing of powders, a waterproofing composition of penetrating action is prepared, containing the following components, in wt. %:

Углекислый натрийSodium carbonate 14,014.0 Фумаровая кислотаFumaric acid 2,02.0 Портландцемент М400Portland cement М400 60,060.0 Гидроксид натрияSodium hydroxide 1,01.0 Гиббсит механоактивированныйMechanically activated gibbsite 0,50.5 Песок строительный, фракция до 600 мкм,Building sand, fraction up to 600 microns, 22,522.5

Пример 5.Example 5.

Сухим смешением порошков готовят гидроизоляционный состав проникающего действия, содержащий следующие компоненты, в мас. %:By dry mixing of powders, a waterproofing composition of penetrating action is prepared, containing the following components, in wt. %:

Углекислый натрийSodium carbonate 12,012.0 Фумаровая кислотаFumaric acid 3,03.0 Портландцемент М400Portland cement М400 60,060.0 Гидроксид натрияSodium hydroxide 1,01.0 Гиббсит механоактивированныйMechanically activated gibbsite 1,01.0 Песок строительный, фракция до 600 мкм,Building sand, fraction up to 600 microns, 23,023.0

Пример 6 (состав-прототип).Example 6 (prototype composition).

Согласно примеру патента RU 2325370, сухим смешением порошков готовят гидроизоляционный состав проникающего действия, содержащий следующие компоненты в мас. %:According to the example of patent RU 2325370, a waterproofing composition of a penetrating action is prepared by dry mixing of powders, containing the following components in wt. %:

Углекислый натрийSodium carbonate 8,08.0 Портландцемент М400Portland cement М400 20,020.0 Лимонная кислота, моногидратCitric acid, monohydrate 5,05.0 Песок строительный, фракция до 600 мкм,Building sand, fraction up to 600 microns, 67,0.67.0.

Пример 7.Example 7.

Измерение скорости инфильтрации воды после воздействия щелочных проникающих растворов из гидроизоляционных составов, приготовленных согласно примерам 1-6, на слой порошка мелкозернистого бетона.Measurement of the rate of infiltration of water after exposure to alkaline penetrating solutions from waterproofing compositions prepared according to examples 1-6, on a layer of fine-grained concrete powder.

Эксперимент проводят на установке типа нутч-фильтра при комнатной температуре. Она состоит из двух стеклянных трубок внутренним диаметром 6 мм, которые имеют фланцевое соединение, и между фланцами зажаты бумажный фильтр (белая лента), подложка из мелкой металлической сетки (для предотвращения разрыва фильтра при вакуумировании) и резиновое уплотняющее кольцо. Верхняя трубка градуирована в единицах объема для фиксации скорости потока жидкости по трубке.The experiment is carried out on an apparatus such as a suction filter at room temperature. It consists of two glass tubes with an inner diameter of 6 mm, which are flanged, and between the flanges a paper filter (white tape), a backing made of fine metal mesh (to prevent the filter from breaking during evacuation) and a rubber sealing ring are clamped. The top tube is graduated in volume units to record the rate of fluid flow through the tube.

Суспензию, состоящую из 400 мг порошка мелкозернистого бетона фракции меньше 200 мкм и 5 мл дистиллированной воды, вакуумируют для удаления защемленного воздуха в порах частиц порошка, а затем сливают на фильтр. Движение воды через слой осевшего на фильтр порошка поддерживают, создавая перепад давления (730-740 мм рт.ст.) вакуумированием. При этом фиксируют объемную скорость ее инфильтрации через слой. По мере расходования воды добавляют ее свежую порцию, не допуская контакта поверхности слоя осадка с воздухом. По достижении постоянства скорости протекания жидкости через слой документируют ее значение (Vo, см3/мин). Затем через слой порошка фильтруют 1 мл водного раствора из гидроизоляционного состава (этот раствор предварительно получают центифугированием суспензии 50 г этого материала в 50 мл воды через 20 мин после затворения), после чего опять пропускают воду, определяя скорость ее инфильтрации (V, см3/мин), как описано выше. По окончании эксперимента слой порошка смывают водой с фильтра и затем убеждаются, что скорость течения воды непосредственно через фильтр в тех же условиях значительно превышает значения V и V0.A suspension consisting of 400 mg of fine-grained concrete powder with a fraction of less than 200 μm and 5 ml of distilled water is evacuated to remove trapped air in the pores of the powder particles, and then poured onto a filter. The movement of water through the layer of powder deposited on the filter is maintained by creating a pressure drop (730-740 mm Hg) by evacuation. In this case, the volumetric rate of its infiltration through the layer is recorded. As the water is consumed, a fresh portion of it is added, avoiding contact of the surface of the sediment layer with air. Upon reaching a constancy of the rate of fluid flow through the layer, its value is documented (V o , cm 3 / min). Then, 1 ml of an aqueous solution from a waterproofing composition is filtered through a layer of powder (this solution is preliminarily obtained by centrifuging a suspension of 50 g of this material in 50 ml of water 20 minutes after mixing), after which water is passed again, determining the rate of its infiltration (V, cm 3 / min) as described above. At the end of the experiment, the layer of powder is washed off with water from the filter and then it is ensured that the rate of water flow directly through the filter under the same conditions significantly exceeds the values of V and V 0 .

Степень замедления скорости инфильтрации воды (η) после действия водного раствора из гидроизоляционного состава на порошок бетона вычисляют как η=V/V0. Значения рН водных растворов из гидроизоляционных составов, приготовленных согласно примерам 1-6, и степень замедления (η) скорости инфильтрации воды через слой порошка бетона после действия на него этих растворов представлены в таблице 1.The degree of deceleration of the rate of water infiltration (η) after the action of an aqueous solution from the waterproofing composition on the concrete powder is calculated as η = V / V 0 . The pH values of aqueous solutions from waterproofing compositions prepared according to examples 1-6, and the degree of deceleration (η) of the rate of water infiltration through a layer of concrete powder after the action of these solutions on it are presented in Table 1.

Из данных таблицы 1 видно, что значения рН водных растворов из предлагаемых составов лежат в диапазоне 13,7-14,1 и превышают значения рН для аналогичных растворов для состава-прототипа (рН 12,30) и коммерческого гидроизоляционного материала "Пенетрон" (рН 13,28). В результате тормозящее действие растворов из составов по примерам 1-6 на инфильтрацию воды через поры между частицами мелкозернистого бетона является более интенсивным, чем для образцов сравнения (почти в 2 раза по сравнению с прототипом). Следует указать, что низкое значение параметра η для прототипа обусловлено малым различием между рН его раствора (12,30) и рНиэт бетона (11,85), вследствие чего ДЭС на поверхности частиц порошка бетона развивается в недостаточной степени, поэтому и величина расклинивающего давления также мала.From the data in Table 1, it can be seen that the pH values of aqueous solutions from the proposed compositions are in the range of 13.7-14.1 and exceed the pH values for similar solutions for the prototype composition (pH 12.30) and the commercial waterproofing material "Penetron" (pH 13.28). As a result, the inhibitory effect of solutions from the compositions according to examples 1-6 on water infiltration through the pores between the particles of fine-grained concrete is more intense than for reference samples (almost 2 times compared to the prototype). It is pointed out that the low value of the parameter η for the prototype due to the small difference between the pH of a solution thereof (12,30) and the pH iep concrete (11,85), whereby the DPP at the surface of the concrete powder particles are not sufficiently developed, and therefore the value of the disjoining pressure is also small.

Высокие значения рН водных растворов из предлагаемых гидроизоляционных составов достигаются не только введением в них щелочи (NaOH), но и достаточно большой величиной массового отношения цемент/сода и сода/поликарбоновая кислота, что обеспечивает образование свободной щелочи in situ при взаимодействии Na2CO3 с гидроксидами щелочноземельных металлов, находящихся в цементе, после затворения этих смесей водой.High pH values of aqueous solutions from the proposed waterproofing compositions are achieved not only by introducing alkali (NaOH) into them, but also by a sufficiently large mass ratio of cement / soda and soda / polycarboxylic acid, which ensures the formation of free alkali in situ during the interaction of Na 2 CO 3 with hydroxides of alkaline earth metals found in cement, after mixing these mixtures with water.

Пример 8.Example 8.

Испытание гидроизоляционных свойств состава.Testing the waterproofing properties of the composition.

Образец цементного камня размололи в шаровой мельнице до размеров его частиц 0.2-10 мкм (полученным материалом моделировали пылевидные частицы бетона, которые могут отделяться от стенок его пор и трещин вследствие возникновения расклинивающего давления при действии водорастворимых компонентов состава, проникающих из гидроизоляционного покрытия в бетон). Навески этого порошка поместили в мерные пробирки, затворили водой, водными растворами из предлагаемых составов и образцов сравнения в соотношении тв/ж 1:10, взбалтывали 10 мин и затем позволили отстояться. Через определенные промежутки времени фиксировали объем полученного осадка и оценивали его прочность (как устойчивость к взбалтыванию). По окончании экспериментов (28 сут.) осадки промыли водой, сушили при 110°С и методом низкотемпературной адсорбции азота определили характеристики их пористой структуры. Полученные результаты суммированы в таблице 2, в которой представлены значения относительного объема осадка порошка цементного камня спустя определенное время после затворения водой (№1), водными растворами из предлагаемого состава (№№3-7) и образцов сравнения (№№2, 8), а также прочность и вид этих осадков и текстурные свойства конечного материала (через 28 сут.). При этом, прочность (1) определялась как устойчивость к взбалтыванию: "-" осадок разрушается при слабом воздействии, "+" устойчив к сильному встряхиванию, "±" разрушается при умеренном встряхивании; вид образца (2) - порошок (п), хлопья (х), гель (г).A cement stone sample was ground in a ball mill to a particle size of 0.2-10 microns (the resulting material was used to simulate dust-like concrete particles, which can be separated from the walls of its pores and cracks due to the occurrence of wedging pressure under the action of water-soluble components of the composition penetrating from the waterproofing coating into concrete). Weighed portions of this powder were placed in measuring tubes, sealed with water, aqueous solutions from the proposed compositions and reference samples in a solid / liquid ratio of 1:10, shaken for 10 minutes and then allowed to settle. At certain intervals, the volume of the resulting precipitate was recorded and its strength was evaluated (as resistance to agitation). At the end of the experiments (28 days), the precipitates were washed with water, dried at 110 ° C, and the characteristics of their porous structure were determined by the method of low-temperature nitrogen adsorption. The results are summarized in Table 2, which presents the values of the relative volume of the sediment of cement stone powder after a certain time after mixing with water (No. 1), aqueous solutions from the proposed composition (No. 3-7) and comparison samples (No. 2, 8) , as well as the strength and type of these sediments and the textural properties of the final material (after 28 days). At the same time, strength (1) was defined as resistance to shaking: "-" the precipitate collapses under weak impact, "+" is resistant to strong shaking, "±" collapses under moderate shaking; type of sample (2) - powder (p), flakes (x), gel (g).

Текстурные свойства конечного материала (3) определяли по адсорбции азота при 77K на установке ASAP 2400 (Micrometritics). Значения удельной поверхности образцов (SБЭТ) вычислены по методу БЭТ, а значения объема мезопор (Vme) и их удельной поверхности (SMe) по адсорбционной ветви гистерезиса капиллярной конденсации азота в соответствии с BJH моделью (Barrett, Е.Р., Joyner, L.G., Halenda, P.P. II J. Amer. Chem. Soc. 1951. V. 73. P. 373). Диаметр мезопор (D) вычисляли как D=4Vме/Sмt.The textural properties of the final material (3) were determined by nitrogen adsorption at 77 K on an ASAP 2400 setup (Micrometritics). The values of the specific surface area of the samples (S BET ) were calculated by the BET method, and the values of the volume of mesopores (V me ) and their specific surface area (S Me ) were calculated from the adsorption branch of the hysteresis of capillary condensation of nitrogen in accordance with the BJH model (Barrett, E.R., Joyner , LG, Halenda, PP II J. Amer. Chem. Soc. 1951. V. 73. P. 373). Mesopore diameter (D) was calculated as D = 4V me / S mt .

Как видно из данных таблицы 2, водорастворимые соединения, которые образуются при затворении водой предлагаемого гидроизоляционного состава, способны интенсивно взаимодействовать с цементным камнем, превращая его в объемные твердые продукты с развитой поверхностью и пористостью (см. №№3-7). При этом объем материала увеличивается в 1,65-2,1 раза. Эти продукты представляют собой аморфные гели, имеющие в своем составе минеральный и органический компоненты, что отвечает МОКП нерегулярной структуры. Напротив, водорастворимые соединения из прототипа приводят к незначительному приросту объема получаемого материала - всего в 1,1 раза (см. №2). При этом его удельная поверхность и пористость остаются сравнительно низкими, что означает, что формирующиеся в этих условиях кристаллогидраты цитрата кальция являются довольно плотными новообразованиями по сравнению с описанными выше.As can be seen from the data in Table 2, the water-soluble compounds that are formed when the proposed waterproofing composition is mixed with water are capable of intensively interacting with the cement stone, turning it into bulk solid products with a developed surface and porosity (see No. 3-7). In this case, the volume of the material increases by 1.65-2.1 times. These products are amorphous gels containing mineral and organic components, which corresponds to the MOQF of an irregular structure. On the contrary, water-soluble compounds from the prototype lead to an insignificant increase in the volume of the obtained material - only 1.1 times (see No. 2). At the same time, its specific surface area and porosity remain relatively low, which means that the crystalline hydrates of calcium citrate formed under these conditions are rather dense new formations in comparison with those described above.

Таким образом, после обработки бетонной поверхности предложенным гидроизоляционным составом эффективность кольматации пор и трещин в бетоне будет существенно выше, чем у прототипа.Thus, after processing the concrete surface with the proposed waterproofing composition, the efficiency of clogging of pores and cracks in concrete will be significantly higher than that of the prototype.

Пример 9.Example 9.

Испытание водонепроницаемости образцов бетона после нанесения предлагаемого гидроизоляционного состава.Testing the water resistance of concrete samples after applying the proposed waterproofing composition.

Испытание гидроизоляционного состава проникающего действия проводили в соответствии с ГОСТ 12730.5-84 по методу «мокрого пятна» с использованием образцов бетона класса водонепроницаемости W4, имеющих цилиндрическую форму диаметром 150 мм и высотой 100 мм. Перед нанесением сухую смесь состава затворяли водой в соотношении тв./ж. = 5:2 (мас. ч.), тщательно размешивали и использовали не позднее 30 мин после приготовления. Слой гидроизоляционного состава толщиной 2-3 мм наносили шпателем на торцевую поверхность хорошо увлажненного образца бетона, через который обеспечивалась инфильтрация воды под давлением 0,6 МПа. Последующие 3 суток слой периодически увлажняли с помощью распылителя, тем самым обеспечивая проникновение растворенных активных компонентов из нанесенного состава в поры бетона. Оценку водонепроницаемости для образцов с покрытием проводили в возрасте 28 дней. Затем покрытие сняли, и определили характеристики водонепроницаемости сразу после снятия покрытия, а также после вымачивания в речной воде в течение года. Результаты измерений приведены в таблице 3, в которой представлены данные по водонепроницаемости бетона до и после нанесения образцов заявляемого гидроизоляционного состава проникающего действия, после снятия этих составов и вымачивания образцов в речной воде в течение года.The test of the waterproofing composition of the penetrating action was carried out in accordance with GOST 12730.5-84 by the "wet spot" method using concrete specimens of water resistance class W4, having a cylindrical shape with a diameter of 150 mm and a height of 100 mm. Before application, the dry mixture of the composition was sealed with water in a solid / liquid ratio. = 5: 2 (pbw), thoroughly stirred and used no later than 30 min after preparation. A layer of waterproofing composition with a thickness of 2-3 mm was applied with a spatula to the end surface of a well-moistened concrete sample, through which water infiltration was ensured under a pressure of 0.6 MPa. For the next 3 days, the layer was periodically moistened with a spray gun, thereby ensuring the penetration of dissolved active components from the applied composition into the pores of the concrete. Evaluation of water resistance for coated samples was carried out at the age of 28 days. Then the coating was removed, and the waterproofing characteristics were determined immediately after removing the coating, as well as after soaking in river water for a year. The measurement results are shown in Table 3, which presents data on the water resistance of concrete before and after applying samples of the claimed waterproofing composition of a penetrating action, after removing these compositions and soaking the samples in river water for a year.

Из таблицы 3 видно, что по своим гидроизоляционным свойствам предлагаемый состав превосходит прототип в 1.3-1.5 раз (на 2-3 ступени по влагонепроницаемости) и демонстрирует повышенную стойкость к действию агрессивных внешних факторов (избыток воды, водная микробиота), не уступая лучшим коммерческим образцам проникающей гидроизоляции.Table 3 shows that in terms of its waterproofing properties, the proposed composition exceeds the prototype by 1.3-1.5 times (2-3 steps in moisture resistance) and demonstrates increased resistance to aggressive external factors (excess water, aqueous microbiota), not inferior to the best commercial samples penetrating waterproofing.

Таким образом, как видно из вышеприведенных примеров и таблиц, предлагаемый гидроизоляционный состав проникающего действия демонстрирует высокую эффективность и стабильность.Thus, as can be seen from the above examples and tables, the proposed waterproofing composition of the penetrating action demonstrates high efficiency and stability.

Состав проникающего действия для гидроизоляции пористых бетонных поверхностей.Penetrating composition for waterproofing porous concrete surfaces.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Claims (5)

1. Состав проникающего действия для гидроизоляции пористых бетонных поверхностей, содержащий сухую смесь углекислого натрия, портландцемента, поликарбоновой кислоты и песка, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гидроксид натрия и механоактивированный гидроксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:1. Composition of penetrating action for waterproofing porous concrete surfaces, containing a dry mixture of sodium carbonate, Portland cement, polycarboxylic acid and sand, characterized in that it additionally contains sodium hydroxide and mechanically activated aluminum hydroxide in the following ratio of components, wt%: Углекислый натрийSodium carbonate 12,-14,012, -14.0 Поликарбоновая кислотаPolycarboxylic acid 2,0-3,02.0-3.0 Портландцемент М400Portland cement М400 60,0-70,060.0-70.0 Гидроксид натрияSodium hydroxide 0,5-2,00.5-2.0 Механоактивированный гидроксид алюминияMechanically activated aluminum hydroxide 0,5-1,00.5-1.0 Песок строительный, фракция до 600 мкм,Building sand, fraction up to 600 microns, остальное.rest.
2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве поликарбоновой кислоты он содержит лимонную, или фумаровую, или терефталевую кислоту.2. A composition according to claim 1, characterized in that it contains citric, or fumaric, or terephthalic acid as a polycarboxylic acid. 3. Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве механоактивированного гидроксида алюминия он содержит механоактивированный псевдобемит или гиббсит.3. A composition according to claim 1, characterized in that it contains mechanically activated pseudoboehmite or gibbsite as mechanically activated aluminum hydroxide. 4. Состав по п. 1, отличающийся тем, что после его затворения водой в соотношении состав:вода, равном 5:2, он обеспечивает рН проникающего в бетон щелочного водного раствора 13,7-14,1.4. The composition according to claim 1, characterized in that after mixing with water in a composition: water ratio of 5: 2, it provides the pH of the alkaline aqueous solution penetrating into the concrete of 13.7-14.1.
RU2020121704A 2020-06-25 2020-06-25 Composition of penetrating action for waterproofing of porous concrete surfaces RU2743978C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020121704A RU2743978C1 (en) 2020-06-25 2020-06-25 Composition of penetrating action for waterproofing of porous concrete surfaces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020121704A RU2743978C1 (en) 2020-06-25 2020-06-25 Composition of penetrating action for waterproofing of porous concrete surfaces

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2743978C1 true RU2743978C1 (en) 2021-03-01

Family

ID=74857602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020121704A RU2743978C1 (en) 2020-06-25 2020-06-25 Composition of penetrating action for waterproofing of porous concrete surfaces

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2743978C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0084951A2 (en) * 1982-01-21 1983-08-03 Lief Widahl Madsen Preventing carbonation in concrete and the like
RU2052413C1 (en) * 1995-03-07 1996-01-20 Акционерное общество закрытого типа научно-производственное предприятие "Защита конструкций" Additive composition for concrete mixture or surface concrete working
RU2325370C1 (en) * 2006-10-06 2008-05-27 Государственное учреждение Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук (ИТХ УрО РАН) Compound for waterproofing porous concrete surfaces
RU2350583C1 (en) * 2007-09-04 2009-03-27 Мурат Джалалдинович Аскеров Waterproof compound used for concrete surface treatment
RU2573507C2 (en) * 2011-03-23 2016-01-20 ФЛУОРХЕМИ ГмбХ ФРАНКФУРТ Fire retardants
RU2576760C1 (en) * 2015-04-07 2016-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Компания "НАНОТРОН" Dry construction mixture with concrete super-penetrating ability and high adhesion, based on general-purpose nano-cement
CN110156366A (en) * 2018-02-01 2019-08-23 成都今天化工有限公司 A method of preparing nano antifouling type cement hardener

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0084951A2 (en) * 1982-01-21 1983-08-03 Lief Widahl Madsen Preventing carbonation in concrete and the like
RU2052413C1 (en) * 1995-03-07 1996-01-20 Акционерное общество закрытого типа научно-производственное предприятие "Защита конструкций" Additive composition for concrete mixture or surface concrete working
RU2325370C1 (en) * 2006-10-06 2008-05-27 Государственное учреждение Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук (ИТХ УрО РАН) Compound for waterproofing porous concrete surfaces
RU2350583C1 (en) * 2007-09-04 2009-03-27 Мурат Джалалдинович Аскеров Waterproof compound used for concrete surface treatment
RU2573507C2 (en) * 2011-03-23 2016-01-20 ФЛУОРХЕМИ ГмбХ ФРАНКФУРТ Fire retardants
RU2576760C1 (en) * 2015-04-07 2016-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Компания "НАНОТРОН" Dry construction mixture with concrete super-penetrating ability and high adhesion, based on general-purpose nano-cement
CN110156366A (en) * 2018-02-01 2019-08-23 成都今天化工有限公司 A method of preparing nano antifouling type cement hardener

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hornain et al. Diffusion of chloride ions in limestone filler blended cement pastes and mortars
Roux et al. Experimental study of durability of reactive powder concretes
CN104844269B (en) Inorganic silicate waterproof agent with depth permeability and filling property and preparation method of waterproof agent
Maruyama et al. Action mechanisms of shrinkage reducing admixture in hardened cement paste
JP3410474B2 (en) Restoration composition for hardened cement material and method for treating the same
JP4484872B2 (en) Silicic concrete modifier
Schmidt Sulfate attack and the role of internal carbonate on the formation of thaumasite
RU2743978C1 (en) Composition of penetrating action for waterproofing of porous concrete surfaces
Shang et al. EVA enhanced cementitious materials based coatings for the improvement of steel reinforcement corrosion protection performance
KR101199639B1 (en) Cement paste having excellent waterproofing effect
JP7555348B2 (en) Non-invasive repair and renovation of hardened cementitious materials
Moayedi et al. Enhancing electrokinetic environment to improve physicochemical properties of kaolinite using polyvinyl alcohol and cement stabilizers
US10647616B2 (en) Non-invasive repair and retrofitting of hardened reinforced concrete structures
CN112299750A (en) Water-based capillary crystalline waterproofing agent
JPH046753B2 (en)
Nguyen et al. Microstructure, water permeability and micromechanical properties of alkali activated slag subjected to accelerated leaching
Huo et al. Salt freezing resistance improvement of cement-based materials incorporated with calcined layered double hydroxide
Alamri Influence of curing on the properties of concretes and mortars in hot climates
Iliushchenko et al. The treatment of cementitious surface by selected silicate sealers
RU2798371C1 (en) Gel-forming composition for isolation of water inflows in gas wells
JPH082982A (en) Method for repairing concrete
CN115872667B (en) Organic-inorganic hybrid anti-corrosion waterproof emulsion and preparation method and application thereof
JP4632730B2 (en) Seam-proofing material made of bentonite slurry and water-shielding layer forming material
JP2001072458A (en) Formaldehyde-absorbing wall material
HUT74243A (en) Process for sealing soil formations