автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Химическая стойкость полимерных ремонтных композиций на основе метилметакрилата

1 4 ШОН 1393

УООКОВСКШ ГОСУДЛРОТВЕШШ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ЛИ цзив

татаия стойкость полииерньп ремониш комзозвдии

НА МШ НВТИЖКЕАНИШТА

05.23.05 - Строительные материалы а изделия

Автореферат диссертации на соножныхв ученой степени кандидате технических наух

МОСКВА - 1993

Работа выполнена в Московском Государственном Строительно:, Университете (МГСУ).

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущая организация

кандидат технических наук, доцент Попов К.Н.

доктор технических наук, профессор Андрианов P.A. кандидат технических наук, старший научный сотрудник Шэстеркина Н.®.

Научно-техническое Объединена "Полимерстройматериалн"

Защита состоится "/5" ишя 1993 г в часов на засада

шш специализированного совета К 053.11.02 в МГСУ го адрао} 113114, Москва, Шлюзовая набережная, д. 8, вуд. Я 307.

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Просим Вас принять участие в защите и направить отзыв I адреоу: 129337, Москва,"Ярославское иоосо, д. 26, МГСУ, учен совет. .

Автореферат разослан *ТЯ- 9 мая 1993 г. Д/^З^/^/с^З

Ученый секретарь специализированного совета Ефимов В.А

- з -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДКСХЖРТАЦИОННОИ РАБОТЫ

Актуальность теш. В условиях интенсивного развития чорной п цветной металлургии, химической, пищевой и ряда других отраслей ярокналенности, действию агрессивных сред подвергается от 20 до 70* общего числа промышленных зданий и сооружений. Это ведет и преждевременному выходу из строя бетонных конструкций и, значительным затратам на рэмонтно-восстановительнне работы. В некоторых случаях эти затраты в течение 4-5 лет достигают первоначальной стоиггооти. В связи с этим, разработка и осуществление ремонтно-вссотеновятельнных работ сооружений из железобетона, которые бы отвечали технико-экономическим требованием, является серьезной и актуальной задачей, стоящей перед строителям.

В настоящее время основными приемами усиления или восстановления несущей способности железобетонных конструкций являются создание стальных обойм, наращивание новых слоев бетона и замена старых железобетонных конструкций новыми. Однако эти методы характеризуются повышенной трудоемкостью, материалоемкостью, требуют в ряде случаев остановки основного производства, что снижает экономичность ремонтных мероприятий, особенно проводимых в уоловиях реконструкции действующих промпредприятий.

Одним из перспективных направлений интенсификации ремонтно-восстановительных работ является широкое использование для этих целей полимерных композиций,. что позволяет резко снизить трудозатраты, со!фатить сроки проведения работ, повысить надежность и долговечность восстанавливаемых элементов. В последние годы все большее распространение находят ремонтные составы на основе термореактивных олигомерных смол и мономеров. Эта проблема изучается в ШВДБе (Максимов 13.В., Соловьев Г.К.) ,ЫИ0И (Микульский В. Г. Ко алоэ-В.В.), ШИТе (Соломатов В.И. и др.) и многих других институтах.

Наиболее распространенным типом полимеров, используемых для ремонта и склеивания конструкций и антикоррозионной облицовки, являются эпоксидные смолы. Однако, они дорогостоящи и дефицитны, кроме того для ремонта трещин они требуют из-за своей вязкости высокого давления и при этом нет гарантии заполнения тонких трещин. В НИИЖБе в последние года разработана полимерная композиция на основе мономера метапметакрилата (ОДА), отличающаяся малой вязкостью и полимероемкоотью и высокими физико-механическими показателями. Благодаря высокой приникающей способности такие композиции легко

наполняют любые несплошности в стрктурэ батона и пропитывают зернистые материалы.

Целью работы является изучение стойкости ремонтных ооставог на основе ММА низковязких полимеризущпхся кошозщща к дойотеш различных агрессивных сред. .

Для достижения поставленное цели необходимо ронять слэдущио задачи;

- подобрать состав композиций на осново (Ш, отвечащой требованиям, предъявляемым к ремонтным составам;

- изучить способность ЬМА сеязущэго к НрОДВШЕОНИЮ в тонкш трещинах Сетона;

- выбрать различные виды ремонтных составов, включая составь на основе ММА, о использованием полимеров и праваати сравнительну! оценку их адгезионной и когезионной прочности;

- выбрать методику оценки химической стойкости ремонтных составов и их адгезии к ремонтируемому бетону;

- провести сравнительную оценку химической стойкости выбранных составов в кислых, щелочных и нейтральных средах о изучение* структурных изменений в втих составах;

Научная новизна. В работе теоретически обоснованы в вкспера-ментально подтверждены некоторые вависишоти и механизмы, проявляющиеся при воздействии агрессивных сред не УШ растворы и систем] "ЫМА раствор - цементный бетон". Основные влемзнта научной новизш работы:

- получены зависимости изменения концентрации кислоты пр взаимодействии о системой, "цементный бетон - ИМА раствор" в условиях периодической замены кислоты;

- получены данные об особенности формирования структуры связующего предложенного состава;

- установлен механизм коррозии УМА связующего под действие! щелочей;

- установлен механизм адгезии ОДА полйморрастворэ с цементит бетоном;

- получены данные о сравнительной стойкости адгезионного соединения цементного бетона с ЫМА и с эпоксидными полиморрастворша латексцементным раствором в различных агрессивных средах.

Практическая значимость работы;

- уточнены составы смеси и технология ремонта крупных трещи и дефектов низковязкими полтгеризупцшгаей композициями на основ«

"L\ мономера;

- получены данные о стойкости иолшеррастворов па оспобо ША t es адгезии с цогвптпнм бетоном в ргатаивих агрессивных средах а голошях периодического проляг,a атпх сред na бвтохз';

- еаатвшшш реишэндацил по применению шликеррастпоров na icriom IVA дат реиантш-етастпнонательпш: работ а усдогапл воздэй-зтеия агрэссявяаг сред; •

- шлучвны данные для уточнения пергоднчкрстп смани ганзлшс агрэасншшх сред при ьюдолироватш периодических проливов сред и цругах вариантов агрэссквных воздействий.

. Апробация работа. Основные положения диссертационной раОотч дожданы на:

- семинаре лаборатории Полимэрбетопов НИШЕ, 1992 г.;

- Российско-Польском сягаюзнуш "МГСУ-ВПИ, Москва,ишь, 1993 г.

Объем работы и публикация. Диссертация состоит кз введения,

пята глав, общих выводов, списка использованной литературы кз 106 наименований. Общий объем работа 148 страниц, включая 32 рисунков и 19 таблиц. Основное содэрканиз работы нзлокзно в 2-х научных статьях.

На защиту выносятся;

- результаты выбора состава ШЛА ремонтных композиций;

- результаты исследования химической стойкости ММА, эпоксидных, латексцемэнтных растворов в кислых (555 раствор соляной и молочной кислоты), щелочных (IOS раствор №»0Н) и нейтральных (IOS раствор Jb.SO, и вода) средах;

- результаты исследования сохранности адгезии }Ш, эпоксидных и латексцвмэнтных раотворов о бетоном в. перечисленных средах;

- ноше данные по механизму коррозионного разрушения НМЛ свя-зупцего в щелочной среде;

- рекомендации по ыетодаке оценки периодичности смени киося сред при исследовании коррозии материалов, оодэрзазцих цэмэнтянЗ камень. '.'■•'■

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Составы нв основе мономера мэтилметакрилата (ММА) в роли связующего применяются в строительство сравнительно недавно для пропитки бетона, получения голимеррастворов и полимврбетонов и т.п..

Особенностью применения таких материалов в строительства являете) необходимость отвэрзденая связущего при нормальных и дата шгакш (до -Б ... -10 °С) температурах. Поэтому возниквет необходимоск применения специальных отвэргдащих систем и кодификаторов для получения поликара с необходимыми свойствами. .

Анализ иыепцегося опыта использования ММА связущэго и лгав ратурн по химии полимеров показал, что найлучшая отворкдапцая его тема для ремонта бетона в указанных температурных условиях: геппрг агор полимеризации - перекись бэнзоила (ПБ) о активизатором распа да инициатора - дшла тшшншшном (ДМА). Исследование прочности Ш полимврраствора в суточном возрасте показано, чта оптимальный сос тав огверадапцей системы: б м.ч. ПВ + з м.ч. ДНА (вдесь и далее г 100 м.ч. ША).

Для успешного протекания реакции полимеризации в низковявкс мономере ш, т.е. для создания "гель - ийектв" был щзпользове олкгомерный бутадавна1фИлонлтра11ьный каучук CKH-I8-IA. Кроме вте функции он является модификатором полимера, частично сшивая цаг полимера в проотранствешув сетку. Количество СКН подбиралось те 1шм оброзом, чтобы обеспечить его функции как ыодафпсатора Ш связуидего в не увеличить заметно его вязкость. Проведенные исслг дования гокааали, что оптимальная добавка СКН - 3 м.ч.; в вк случае вязкость связующего ве превышает 5 ыПа.с.

Проверка сшсобнооти 1Ш вяжущего заполнять трещины и пронз кать в тары бетона проводштсь на моделях трещин, получаемых coi тавлением половинок цементных баночек о определенным зазором (О, 0,25 ... 1,0 ш). Боковые в ввтяя поверхность вааора изолиров тоъ от вытекания связуидего самотекам. Полученные донные показ ли, что проникновение связущего в трещины в полнота их внголион обеспечивается во воем исоледовазЕоа интервале ширины рвакрыт трещин. Трощшы сириной более I мм необходимо валивать 2-3 pas т.к. при первой заливке часть связующего уходит в иикротрещшш поры бетона. Результаты испытания вклеенных балочек на изгиб пш вали, что балочкв шчти полностью вооотянявливадт исходную про ность; рвзрутэние балочек ноашю, кок правило, когевионпый (по в тону) характер.

В работе проведена оценка кахшвлярного поднятия ММА связувс го по стенкам трещины на моделях трещин полученных оклеиванием с тонных образцов со стеклом о нормированным зазором. Обнвруяэ! что в тонких трещинах (шрпноЗ 0,1 0,5 w) наблюдается оффе

копиллярзого подсоса. В болво тонких трещинах втот еф&экт сокращается из-за сшшзния скороста продаззатш ЫМА етшзуэдвго и быстрого роста ега вязкости ео врзмэнп.

О цельв Установления Еяннэспособшстя !Е!А сносей было проведано исследование процесса твердешя ММД связущэго в контакте о батоном и заполштелзм. Крнтерзам скороста отвэрэдекап спязущвгс олугяло время внчзла гелэобрвзоввшя, фиксируемое по началу подъема его температура. Откзчапо, что для наполненных песком композиций (состав 1:2) при удельной свободгсой поверхности исследуемого образца 1,7 и объема ппмаса Z Л?/ время яизшспособнооти при (20 ± 2) °0 составляет 20 ... 25 йен.. У пэнвполненных композиций этот показатель шиз 1Б ... 20 иинут, в температура полшэрйзации шало на 8 ... 8 "Ó.

Химическая стойкость ША материалов (ремонтных смесей, полп-кэрроотвороз и т.п.) прзнздалась всходя изизвестных данных о высокой химической стойкости полимотилматшсрилата (шюксиглаза) заводского изготовления. Однако длЯ заводского синтеза полимвтплме-тшсршшта асггальаувт шшщатор ПВ в количества менее I «л., и то враия как а пвних рвконтных составах испольауатся бпнврная отверя-дащая система ПВ (6 м.ч.) + Щ&. (3 м.ч.) в присутствии модификатора CKH-IB-IA и раЗОваляшцэ-осушащэй добавка-ацетона - 3 - 7 м.ч.. Естественно было предположить, что структура отверздэнного ША свявущаго п соответственно химическая стойкость будет заметно отличаться от структур] а стойкости полиметилметвкрилатв заводского изготовления.

При работе отвэрздапдей систзкы ПВ + ДОД, как известно, в качестве побочного продукта возможно образование бензойной кислоте го Схеме:

О О О

ОД- I - О - О - в - од, —♦ г од,- 8 - о-

о о

o^-IU- + ад^сн,),« н-од, —► од-й-он + (СН,),- н - од;

Для проверки пааей гипотезы о выделении бензойной кислота о качестве стлостоятвльной фазы в отверздэнном ША связующем бия проведен реатгенофазовый анализ отпарздэшого ША связущэго, по-лиматошетакрилата заводского сштеза и банзойной кислоты (риал). Анализ показал присутствие в отверженном MÜA связующем в диспер

еч &

Я

И о и

я

е-, о И . о

М I 11 Ч | Ч I I Ч Ч Ц I 1111 11 111 М II 11 И I ц ч 4.1 11.« 1«.» >•■• «.«

"Г"" п.»

о €

о

рн

н

о

г?

о от

и ю Рч

ей

о

<5

г э

III 1111111|11||11||| IIIII И 11II Ч II Ч|| IIIIII П|ЧИЧ1 Н 11 111111II |1Ч

1.1 11.1 П.» 11.1 М.1 И.« • «.( «.I

201') 1/1:

о и

Полиметилмзтакрилат (заводской)

I • I I I I Г I I . | I I

к л.»

I I I I I 11.1

• I ' ' ' ' •1.« .

в

^гспрэяалэянш соотсапш "крзствллЕЧбскоа фазы - бензойной кис-с.от з к&пггоотЕЭ 63. (шяа о cd - £10,84; 5,43; 5,14; 2,72; 1,773 3. d твком еяяэ бзпЕсетзя кислота та доленв сально сникать :тштноотг?ш показателя пптвордэшэго !2íA связущйго, а из-за пиз-Xvoa раотаорзаста и вода этой кислота водостойкость свазугщего 5sc0 еэ sojesn падать 3 яггсвтпсй ствпвня. 0днвко, mcsho создать CSET3E30 сгоЗйоота и одки» Е^элочам кз-зв обрезоввкня легко раство-рэзяс сотой. '

¡•опссрэдсггпогаоэ псслэдовшше химической стойкости ГШ мате-рзаясз проЕэдалооь в слодушоа средах: воде, IOS раствора B»gS04, 203 раствора lUOH n 53 растворах Н01 а СНаСН0НС00Н (калачная кислота).

ГЗгяпэсхэя отойяость проЕорялаоь на образцах, изготовленных S3 lülA ЕолиазррастЕора н на образцах, у которых полииерраствср ЕТЕфзрвошталса :t ааршеэ заготовленной половинке болачки из мелкозернистого цементного батона (половинка белочек получались при испытанна на гэгиб бадочка 4x4x16 см). Составные образца имитиро-ремонт г^шнтного бетона ША раотвором. ША шлимерраствор получзла одвдуяциы способом:. форма полностью заполнялась сухим ггзсксм, з который задавалось ША связующее. Отвервденпе шю при ксжатпой такпвратурэ в течение одних суток.

Для получения сравнительных давних о химической стойкости ША ремонтных coctdecb пврвллэльно о ними испнтнввлись впоксиднае по-ягэгэрраствора (ЭД) и латвксцементныв (ЛЦ) а цвкзнтпыа (Ц) раствори. Состава всех материалов приведены о таблице I.

Таблица I Составы нспытаемых растворов, и.ч.

Компонент Вид раствора

l?U э д ЛЦ ц

ММА связупцве 100 - - -

Снола ЭД-20 - 90 - -

Отвордатвль гопа - 10 -

Латеко СКС-65 - - 12* -

Портлавдцэггент Б00# - БО 100 100

Песок 300 200 200 200

Вода - - 30 40

Примечания: * - по сухом веществу;

Оценка стойкости всех образцов проводилась по прсщхостн пра раскалывании №рр)« причем в тот показатель два соотаснаг ваяочщ определялся в трех вертикальных плоскостях: со ботощг, йа рентному составу е в плоскости склеивания (послэдаий показатель izi ш>-нуеы далее прочность адгезии). Крсш прочности, но образцах ЗхЗгЗ см оценивалось изменение массы при шдарЕко в разяЕчшга срадж.

Время выдержки, в агрессивных арадах мевду гфоводэпплмя нсш-тениа составляло 7 , 30, 90, 180, 270 и 3S0 оуток. ttsamiumoo число параллельных образцов - три. Параллельно с Евдорзшз2 в агроо-егшных средах контрольные образца хранились на воодуга. ааетэакея стойкость оценивалась показателем коэффициент стойкости (Кат):

кот. гда, :

Rpp-предел прочности при раскалывании посла вадэрзки в агросшшпзй

среда п суток, Ша; R^p-предэл прочности ори раскалывании контрольных обраецов нзпоа-рэдатванно перед погружением образцов в агроссизяуа сроду, Ша.

Отойкость в растворах кислот опрэдэйалвсь для ровшз цоршда-чесжого пролива кислоты на материал. Так как образцу, содерзгадаэ цементный камень, нейтрализует кислоту,то Сила проводэаа сшщзаль-ввя работа по исследованию периодичности емзна khoeotli. Шло устс-новлеш, что нейтрализация каолотй после каадой во вшэта идзт bos о более низкой скоростью, дая наших условий испытаний в ШШэ вняв принята следующая периодичность смены кислых ерэд пра достижении рН - 4: первая вшвцв черев 30 оуток, вторая через 60 сутон Е третья через 180 суток. Ореды не парешвавшшсь и шссобисн "среда - образец" проходил ять за счет диффузии. ВЫдергсш па воздухе являлась контрольным испытанней, покавывшщш пвданенаа прочности ША растворов во времени испытания проводшпсь 360 оуток.

Таблица 2

Пределы прочности на сгатие, па изгиб и из раотяаэниа при раскалывании Ш1Д шлимэррастиора

Вид прочности Срок твердения, оуяш

I 7 14 30 SO ISO 3S0

Прочность на сжатие, Ша 36.9 37.6 38.7 39.0 41.6 40. Б

Прочность на изгиб, Ша 10.3 II.6 12.0 12.4 12.6 II.0 - .

Прочность нв растяжение, Ша - 6.60 7.10 7.80 8.30 7.SO 7.0

Анализ КВК8НЗПШ1 прочностных показателей ММА раствора при грзпэнпн па воздухе (табл. 2) показал, что все прочностные показа-■ тала до 30 суток возрастают в. результате структурировать вяяущо-IX). После отого нгблэдаотся небольшое снижение прочности как следствии усадки названной дальнейшим структурированием. Электронная кшфсскоши пскзиола, что щшмеряоэ вяаущеэ имеет плотную струк-' "ТРУ. ло связь его с шшолннтэлен (песком) на высока.

При Ендергке во всех водных средах у ША раствора в первые насколько суток происходят заметнее слипание прочности, причина которого заилвчеэтел в пронштопошш еодм меаду заполнителем и по-лпйран .а.назад падачэлекулярнамл образованиями полимера (эффект РзбЕВДЭрз).

Пра дсльнэйлэа ппховдэнаа в средах прочностные показатели ША раствора начинает изменяться в результате одновременного протекания двух процессов: структурирования полимера и взаимодействия его со средой.

33 еодэ а раствора й%504 наблюдается лишь первичный сброс

прочности чэрез 7 суток (Йот - 0,93 и 0,93 соответственно). Затем прочность изменяется как пря хранении па воздухе и к 360 суткам падзршш Кат составляет 0,9 (вода) а 0,82 (В»4304). Масса образцов пря. хранении а йтпх ерэдах сначала быотро повышается (через 30 су-то:!'па- 1.5%) ,- п--далее-увеличение кассы вааадляетоя и к 360 сутксм шдешглзцзнпе составляет 2,75. Твжм образом, ММА растпор. водо- и солзстойкий. Шсокое водопоглощэшга у ША раствора по сравнению о саводгашм паяетлэтакэтакрштто?.! (кэнео 15) иогно объяснить ,-ак дэ-£гзтзка па контактах пэсок - галвкзр, тек п дефзктагя п структура сизого поли?;эрп (наличие бензойной кислота).

Вадэршввпаэ ША связущэго в кислых средах показал большее еншяшто прочности, адм в вода а в рэотворэ Н«а304. При этом молочная клокота более акташо действует па ША раствор (Кот пооло 270 суток составляет 0,73, а в растворе Н01 в тот яе срок 0,79). Электроннал микроскопия показала, что а молочной кислоте полимер проторкзвлзт ссивттшв структуршш изменения: в нем появляется то~ гочяслжпно гаперопора. В соляной кяолотз эти структурниа изменения тенеэ замэткы.

Наиболее сальному рвзрушешш ША полимерраствор подвергается п растворе НаОД. Чэраз 360 суток Кот снимется до 0,64. Очень спо-вдфзчво изменение. массы ГШ раствора: она увеличивается в течение

180 суток шдер&кв, а затшл начинает падать. Овдгашз кзосп кжлт быть объяснено диффузией легкоростворшого С&пвоата натрия (рас.*-воршость 60г в ЮОг Н^О) кз ШД раствора в среду. Бзнзоат иатрая образуется при проникновении раствора N®0H в ыатр;:цу КАА. связукца-го ц носледущвго его взаимодействия с бензойно« кнолотой. Крала того, нельзя отрицать возможность 'ошления Ефириьщ: груш Mí.U ц.,о-лочью. Электронная ьгакроскопия ША свяаукцэга посла действия раствора NaOH показыввет сильные нарушения его структура.

Параллельно проведенные исследования ЗД полиюрраотворов и ЛЦ растворов показали, что:

- ЭД полимеррастворы обладают большей химической стойкость» и калым изменением массы во всех, средах;

- ЛЦ раствори хорошо проявляют себе в водэ ц н растворе HaOIl, и дэструктируют в растворах кислот;

- раствор N^SO^ начинает интенсивно разрушать ЛЦ раствор поело 180 суток твердения (Кст через 270 суток 0,64).

При исследовании стойкости адгезионной связи *W1A полккзгн-рветвор,- цементный бетон" и сравнительных испытаниях вдгезвй ЭД и ЛЦ ремонтных составов были приняты два метода погрунешш составных образцов в агрессивную среду:

1 - образец целиком помещался в среду, (гортзонтальная выдер±ка);

2 - образец ставился вертикально бетонной частью в среду тек, что-

бы контактная зона была выше уровня агрессивной среда (вертикальная выдержка).

Второй метод (вертикальная выдаржа) имитировал капиллярный подсос агрессивной среды цементным бетоном. При втогл среда подходит к контактной зоне о ремонтным составом: вода испаряется из среда и в контактной зоне повышается концентрация среда и сосредотачиваются продукты коррозии. Все зто долгно ускорять разрушение адгезионной связи "ремонтный состав - цементный бетон".

Значения адгезии контрольных образцов на момент погруЕенид образцов в воду были: для ШЛА раствора - 1,2 Ша (смешанное разрушение), для ЭД раствора - 3,2 Шв (разрушение по бетону), для ЛЦ раотвора - 2,0 МПа (разрушение по бетону). Адгезия ММА связуицего к бетону объясняется главным образом высокой проникащей способ-. ностыо ША, благодаря которой контактная зона имеет глубину 2-3 мм к представляет собой как би бетонополшэр, т.е. адгезия КМА связущим носит характер механического зацепления. Однако абсэлвт-ное значение адгезии'не велико Ra = 1,1 - 1,3 !/Лэ.

lipa 'шдэргка на по а духи изменение адгезии ЯМА раствора происходит тпк гл иен изменений прочности самого ША раствора.

При ¿ыдертсе fi воде в первых дни происходит розков снижение адгозта (Кст « 0,0 ... 0,6). Но в дальнейшем происходит возрастаете адгезии видимо за счет увеличения прочности цементного бетона.

При Еыдергасо в раствре '!°3S04 стойкость адгезионной связи

- батон" подсот в отличие от стойкости самого I5.U раствора в этой срадэ. Сяизяшяэ стойкости особенно выракано при вертикальном Евдэршнзакии (Кст чорэз 270 дней а 0,7).

При вадвртю в. кислых средах прочность адгезионной связи падает очень быстро (особенно при вертикальной выдержке) вплоть до полного рззрувения. Проведенные электронномикроскопические исследования контактной зоны образцов выдержанных в соляной и молочной кислотах показал!, что наше предполокенне об отлокешш продуктов коррозия в этой зоне справедливо. При горизонтальной выдераке в Н01 в зоне контакта появляются глобулярные новообразования, отно-самио к гелям кремнезема и глинозема. При вертикальной выдержке появляются кристаллические новообразования, главным образом хлорид кальция. В молочной кислоте нвблюдвется появнение новообразований а контактной зоне в видо дендритов. Вероятно чвсть из них слабо растворила® в воде галочно-кяслый кальций 00(0^0)^.5^0.

При выдергке в растворе н««0н оохранность адгезионной связи поменяется ш линейно. В первые срока выдерики адгезия падает, но автем вновь повншается (Кст к 270 суткам составляет 0,88 вертикальная выдерзка п 0,96 - горизонтальная). Повышение адгезии в рессмотриваеисй системе мозно отнести за счет упрочнепия материала подпоясн - бетона.

Сравнительная оценка, адгезии ММ полимеррвствора, ЭД полимер-раствора а ЛЦ раствора показала, что у контрольных образцов хра-швзихся на воздухе на момент погрукения их в среды адгезия к бетону (определяемая по методу раскалывания) составляна: для ММА раствора - 1,2 (fila (разрушение носит смешанный характер), для ЭД раствора - 3 МПа (разрушение по бетону) и для ЛЦ раствора - 2 МПа , (разрупзпга по бетону).

При выдержке в воде для всех материалов наблюдается тенденция к некоторому росту адгезии, несмотря на резкое первичное снижение адгезии до величии Кст .0,7 (ММА); 0,8 (ЭД) и 0,6 ... 0,6 (ЛЦ). К 270 суткам выдержки в. воде Кст поднялся до значений 1,1 (ММА.);

1,42 (ЭД) и 1,28 (ЛЦ). Этот подъем объясняется как продолжаацайся гидратаций цемента, так и твердением поливдрного компонента.

При выдержке в растворе N«4S04 для ЭД раствора наблюдается

повышение Кст, для ММА раствора снижение адгезии не велико (в среднем Кст 0,8). У ЛЦ раствора к 180 дням наблюдается очень сильное снижение адгезии вплоть до полного ее нарушения к 270 суткам.

В кислых средах адгезия с бетоном нарушается у всех видов ремонтных состввов вто происходит из-за низкой кислотостойкости цементного бетона. Замедленния потеря адгезии в случав ША и ЭД по-лимеррастворов может быть объяснена существованием некоторой (2 -3 мм) переходной зоны пропитанного полимером бетона, которая разрушается более медленно из-за более низкой проницаемости. Во всех случаях при вертикальной выдеркке разрушение протекает более интенсивно, что подтверждают наши предположения.

Адгезионная связь в растворе К»0Н у ЭД полимерраствора в ЛЦ раствора не только не снижается, но возрастает (Кст к 270 суткам составляет соответственно 1,3 ... 1,4 и 1,5 ... 1,6). Это можно объяснить развитием гидратации цемента и стабильностью полимеров в втой среде. Адгезия ММА раствора, как уже говорилосьпадает очень незначительно. Причина падения - нестабильность ММА связующего в щелочных средах.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Проблема ремонта и восстановления бетонных и железобетонных конструкции - одна из важнейших проблем в современном строи-? тельстве. Для втих целей эффективно применение полимерных составов, обеспечивающих хорошее сцепление ремонтного состава с бетоном, высокие прочностные показатели и долговечность ремонта при относительной проототе технологии.

2. Связующее на основе мономера мма характеризуется низкой вязкостью не более 5 мПа.с, хорошей проникающей способностью, быстрым твердением и достаточно высокими физко-механическими показателями. Оптимизированный состав мма связующего: мма полимер - 100 мас.ч.; отверждапцая система - перекись бензоила - б мас.ч. + ди-метиланилин - 3 мас.ч.; спшвающе-модифицирупций агент - бутадиена-крилонитрильный каучук - 3 мас.ч.; осущапце-разжижающий агент ~ ацетон - 3 - 6 мас.ч..

Вязкость связугщегО ' 1-5 «Па. с

Врс.\'л начала жэлнрования (при 20°0) 15 - 25 инн.

Бре&т отшрвдапЕЯ 120 - 240 мин.

Вспиоепкй томпэрзтурЕка интервал отверадения -10 ... +30°0

3. В состава затвердевшего связующего помимо поликетилдата-кралата раптгшофозовн?! анализом обнаружено звштпое количество (до 55) бензойной кислота. В полимэтшвлетакрилате заводского изго-тоалопия обварунеш лешь следа бензойной кислоты. Наличие бензойной кислоты в УМА связуяззм должно сказаться на его хшаческой стойкости, особенно в щелочах.

4. ИМ. связупцеэ характеризуется шсокой проникапдей способностью, бнотро и полпосхьо заполняя зазоры в бетоне толщиной от I до 0.1 ки на глубяну 40 т. При этом отмэчается, что после загпар-давяпил !.nJA связущэго Сотой практически шлеостьи восстанавливает первоначальную прочность.

В тонких трзщйнах нвбледаетоя эффект капиллярного подсоса не-отЕэряданкого ША связувщэго, возраставший при уменьшали толщгаш трзщззя. В трэздаах шириной мэнэа 0.1 км из-за зв-гадлапия скорости дгетания 1Ш связущого и начала его полимеризации высота кашл-„гтрного подсоса ушньпаотся.

5. Анализ теорий склэяввния и адгезии материалов показал, что для системы "!££& связупдвэ - цементный бетон" - нельзя огадать высокой фгзЕко-хиглческой адгезии, адгезия в этой системе обеспечи-вээтся аатэкоБизм ША связугщэго в поры г иикротрещины бетона и поадедуЕдего затвердевания в них, т.е. в результате механического ззцешгазгая.

Зксперзкзптальиая оценка адгезии в системах "ММА раствор -Свтоп", "зпоясяднна полдаерраствор - батон" и "латексцемёнтный раствор - Сетон" ггэтодом определения прочности на растяжение при рпскашванаи дала слэдусщгз данныэ: 1.2 МПа; 3.2 МПа и 2,0 МПа со-отвэ тствэнео.

6. Для заделка шроках трещин я крупных дефектов предложена слвдущая технология: дофэкт полностью заполняется сухим строи-■гвлыггз гаскоа, затем по сок заливается ША связущим, которое свя-зываз? ласок в полккврроствор, проникает в поры и трещины бетона, я обесточивает сцепления ремонтного состава о бетоном.

7. ША связупцее и полямерраотвор на его основе отличаются шсокоЗ стойкостьа в нейтральных (вода, раствор Na>S04) и кислых средах. В растворах щелочей ( в эксперименте 10« раствор К*ОН) ММА

поликэрраствор существенно теряет своа прочность Коу » 0,6В. Зто объясняется вшшввнием ез ША Связующего бензойной кислоты .п в меньшей степени омылением вфирнцх групп, внешне процесс деструкции в вдлочах проявляется в изкэнеши цвета авпэущого от зеленого но

е9лтый.

8. Сравнение ЭД полимерраотвора и ЛЦ раствора о ШД раотворои при выдержке в раавнх средах показывает, что:

- в кислой среде и растворе NatS04 ША голимеррестЕор незначительно уступвет в стойкости ЭД полицерраотвору, но существенно превосходит ЛЦ раствор;

- в щелочных средах ММА полимерраствор уступает ЗД и ЛЦ растворам.

9. Стойкость адгезионного соединения 1Ш раствор - цементный бетон (как и других видов ремонтных материалов) зависит от стойкости в данной агрессивной среде каждого из материалов (подлоисн и адгезива), характера контактной зоны, а так *е метода выдерживания материала в среде.

Ю. У ША растворов адгезия к бетону сохраняется в воде, в раотворе №»tS04 и даю в раствора №¿0H. Только выдерживание в Кислых средвх ведет к разрушению адгезионной связи за счет деструкции цементного камня бетона. Вертикальная выдержка образцов (капиллярный подсос среда к аока контакта) вызывает более быстрое и ¿ильное разрушение адгезионной связи.

11. Оравнение сохранности адгезионной связи о бетоном в рассматриваемых средах для ИЫА полныерраствора, ЭД полимерраотвора и ЛЦ раствора показало, что ША и ЭД растворы сохраняют адгезию приблизительно одинаково хорошо во всех.средах кроме киодот. Для ЛЦ растворов разрушашее действие оказывает кроме кислот растворы №»tS04.

12. Проведенные исследования позволит предложить проект "Рекомендаций го применению полимврраотворов на основе метшшетвхрв-лата для ремонтно-вооотановительных работ железобетонных конструкций, работаицих в условиях воздействия агрессивных средах".

Подписано в печать 19.05. 93 Формат 60хВ4*/16 Печ.офс.

И-133 Объем I уч.-изд.л. T.I00 Заказ Бесплатно

Типография МГСУ