Новые составы защитных покрытий для арматуры в автоклавных бетонах —
Изделия и конструкции из автоклавных бетонов в последние годы находят широкое применение в пашен стране и за рубежом в строительстве зданий и сооружений различного назначения (жилые дома, промышленное и гражданское строительство, сельскохозяйственные сооружения, хранилища для силоса и сенажа и т. д.). Результаты многих исследований и многолетний опыт эксплуатации говорят о необходимости надежной защиты арматуры от коррозии в конструкциях из ячеистого, а в некоторых случаях и из тяжелого автоклавного бетона. Выбор конкретных мероприятий зависит как от условий эксплуатации, так и от состава бетона.
В отечественной промышленности при производстве автоклавных бетонов для защиты арматуры от коррозии применяются, в основном, цементо-битумные, полистирольныс, цементно-казеиновые и другие составы покрытий. 3.) рубежом широко используются покрытия на основе натуральных латексов и цемента, которые в последние годы внедряются и у нас в стране.
Институтом в содружестве с НИИЖБ Госстроя СССР в течение последних лет разработаны два вида эффективных покрытий для защиты арматуры от коррозии в строительных конструкциях из автоклавных бетонов. Это составы на основе битума и латекса со специальным компонентом, которые всесторонне испытаны в производственных и натурных условиях и внедряются в производство.
Один из них на основе битума и минерального наполнителя, наносимый на арматуру в горячем виде, позволяет использовать обычные строительные нефтяные битумы марки БН-V (темлература размягчения 90°С). Особенности использованной композиции значительно повышают сцепление арматуры (по сравнению с требуемым по СН 287-65), резко улучшают антикоррозионные свойства.
Покрытия получают при погружении арматурных каркасов в горячую мастику в специальной обогреваемой ванне, где последние выдерживаются от 1 до 5 мин (в зависимости от диаметра стержней и от начальной температуры, а также от требуемой толщины слоя покрытия). Оптимальная толщина слоя составляет 0,7 мм. Увеличивая или уменьшая время выдерживания каркасов, можно соответственно изменить толщину слоя. После извлечения из мастики каркасы выдерживаются в течение 1 мин над ванной для стекания излишков, а затем направляются производство или на промежуточный склад. В ходе транспортировки покрытие остывает я быстро затвердевает, при этом благодаря достаточной эластичности хорошо переносит толчки, удары и перегибы. В ходе автоклавной обработки оно теряет свою эластичность, однако битум фиксируется и не расплывается, покрытие приобретает большую прочность, плотность и обеспечивает сцепление арматуры с бетоном 20—30 кГ/см2 при объемной массе бетона 700—800 кг/м3 (сцепление незащищенной арматуры 14—16 кГ/см2).
Применение такого покрытия требует установки специальной ванны с электро- или парообогревом и рекомендуется для крупных предприятий со значительным объемом выпуска армированных изделий, в первую очередь предназначенных для тяжелых условий эксплуатации, например, для специальных промышленных и сельскохозяйственных сооружении.
Второй вид покрытия, разработанный институтом, изготовляется на основе латексов. В производстве автоклавных бетонов за рубежом защитные покрытия на основе латексов и цемента применяются уже продолжительное время К Впервые в СССР рецептура латекено- цементиого покрытия на основе отечественных латексов была разработана в НИИЖБе. Данные исследований показали хорошие защитные и механические свойства, но внедрению нового состава препятствовала его малая жизнеспособность вследствие быстрого затвердевания, что вызывалось схватыванием цемента в водной среде латексной эмульсии. По сравнению с битумными покрытиями заготовление и нанесение латексных отличается простотой и не требует специального оборудования, а по сравнению с другими покрытиями на базе органических растворителей (цементно-полистирольным) — отсутствием огне- и взрывоопасных и токсичных компонентов.
Латексные мастики в ваннах практически не расслаиваются, они быстро сохнут на арматуре (в течение 1,5—2 ч в естественных условиях), эластичны до автоклавной обработки и обладают хорошими защитными качествами. Особенно следует отметить их высокие показатели по сцеплению с арматурой и бетоном после автоклавной обработки.
Чтобы повысить жизнеспособность латексных мастик, в институте НИПИсиликатобетон в содружестве с НИИЖБом исследовалась возможность применения ряда других минеральных компонентов. Одновременно были изучены также некоторые отечественные латексы (дивинилетирольные и акриловые) и стабилизаторы латекса (казеиновый клей марок «ОБ» и «В-107», казеин кислотный с карбонатом натрия, казеин кислотный с аммиаком и препаратом ОП-7, высококарбокислотный латекс Б КС-40, жидкое стекло, костный клен, клей ТЭ- СА и различные их сочетания), а также ингибиторы коррозии (бензоиаг натрия, уротропин, смесь аминов, хромат бария, мочевина, нитрит натрия, хромат цинка), различные добавки, плавящиеся при автоклавной обработке (битумный порошок, нефтеполимерная смола, полиэтиленовый порошок).
Оптимальной оказалась рецептура латексно-минерального покрытия на основе отечественного латекса СКС-65ГП. Жизнеспособность композиции практически неограничена. Сцепление защищенной этим покрытием арматуры с ячеистым бетоном у=700—800 кг/м3 находи на уровне 30—40 кГ/см2. Ее преимущество состоит также в возможности быстрого внедрения как на крупных, так и небольших предприятиях, не имеющих специальных помещений и оборудования для приготовления и нанесения покрытий и, в первую очередь, на заводах, применяющих до настоящего времени цементно-казеиновые покрытия. Как показала практика, ряд предприятий (четыре завода в БССР, завод «Мяннику», Автовский ДСК и др.) без больших затрат, используя имеющееся оборудование (смеситель для приготовления мастики и обычные горизонтальные или вертикальные ванны для окунания каркасов) в 1970—1971 гг. без остановки производства перешли на новый вид антикоррозионной защиты арматуры.
Антикоррозионные свойства новых покрытий всесторонне исследовались как в ходе прямых ускоренных коррозионных испытаний, так и электрохимическими методами. При прямых испытаниях в образцах ячеистого бетона объемной массой 700 кг/м3 применялись следующие режимы: попеременное замачивание образцов в воде в течение 7 ч и сушка при 60°С 17 ч; пешеременное замачивание в 3%-ном растворе хлористого натрия в течение 1 ч и сушка при (10°С 23 ч; коррозионный конвейер типа «колеса Гарднера» с трехчасовым циклом (попеременное замачивание в воде в течение 1 ч и 2 ч сушки при 40°С); влажная камера с относительной влажностью воздуха 95% и температурой 25+550.
Образцы вскрывались через каждые 14 сут. (из влажной камеры — каждый год), и фиксировалась общая картина коррозии, площадь поражения, максимальная ее глубина и потери массы металла.
С применением в составе битумного покрытия портландцемента вместо минерального наполнителя оптимального состава коэффициент защитной способности снизился с Л>1500 до К=44. При ном также резко снизилось сцепление защищенной арматуры с бетоном (до
Латексно-минеральное покрытие обеспечивает показатель коэффициента К равным 192. что также значительно выше требуемого (К-50). Под этим покрытием, нанесенным в одни слой, после 4 лет испытаний во влажной камере не наблюдалось поражений арматуры.
По результатам опытов сделан вывод, что повышение защитных свойств латексно-минерального покрытия до уровня показателей битумно-силикатного возможно за счет нанесения дополнительного второго слоя из чистого латекса И этом случае можно рекомендовать применение латексных покрытий наряду с битумными для конструкций, работающих в тяжелых условиях, а также в бетонах, содержащих агрессивные компоненты (окислы серы, фосфора и др.).
Режим влажной камеры является контрольным. Оба покрытия показали хорошие результаты. Можно утверждать, по они полностью отвечают также требованиям зарубежных норм.
Защитные качества покрытий определялись и электрохимическими метода ми, в частности методом снятия поляризационных кривых (см. рисунок). Данные приведены по отношению к нормальному каломельному электроду. Быстрая поляризуемость указывает на хорошие защитные качества покрытий. Для сравнения приведены поляризационные кривые арматурной стали полистирольным покрытием и арматурной стали без него. По характеру кривых видно, что цементно-полистирольное покрытие в незначительной мере защищает арматурную сталь от коррозии.
Битумное покрытие прошло опытно-промышленную проверку на Опытном заводе НИПИсиликатобетона. Панели покрытий, изготовленные с его использованием, применены на ряде животноводческих зданий, а стеновые панели на строительстве 11 -этажного административного здания в Таллине и др.
Латексно-минеральные покрытие внедрено на 8 предприятиях страны (Гродненский, Могилевский, Минский, Автовскип комбинаты, заводы «Мяпиику»; Темиртауский и др.). Экономическая эффективность от применения его ил одном только Автовском ДСК составляет 163,41 тыс. руб. в год.
Работы по дальнейшему совершенствованию защитных покрытий продолжаются. Необходимо ускорить проектирование полностью механизированных и автоматизированных линий для приготовления и нанесения антикоррозионных покрытий в целях широкого внедрения на действующих и строящихся предприятиях.