Разное

Силикатный бетон: Nothing found for Vidy Specialnye Silikatnyj Beton 1013%23I 7

Содержание

СИЛИКАТНЫЙ БЕТОН — это… Что такое СИЛИКАТНЫЙ БЕТОН?

СИЛИКАТНЫЙ БЕТОН
СИЛИКАТНЫЙ бетон, бетон, получаемый термообработкой в автоклаве (при температуре 175 — 200шC) смеси известково-кремнеземистого вяжущего вещества, неорганических заполнителей (обычно песка) и воды. По свойствам близок к бетону на портландцементе. Широко используется для изготовления железобетонных конструкций (стеновых блоков и панелей, перекрытий, лестничных маршей и т.д.).

Современная энциклопедия. 2000.

  • СИЛИКАГЕЛЬ
  • СИЛИКАТНЫЙ КИРПИЧ

Смотреть что такое «СИЛИКАТНЫЙ БЕТОН» в других словарях:

  • СИЛИКАТНЫЙ БЕТОН — получают термообработкой в автоклаве (при температуре 175 200 .С) смеси на основе известково кремнеземистого вяжущего вещества, неорганических заполнителей и воды. По свойствам близок к бетону на портландцементе. Применяется для изготовления… …   Большой Энциклопедический словарь

  • силикатный бетон — получают термообработкой в автоклаве (при температуре 175 200°C) смеси на основе известково кремнезёмистого вяжущего вещества, неорганических заполнителей и воды. По свойствам близок к бетону на портландцементе. Применяется для изготовления… …   Энциклопедический словарь

  • силикатный бетон — silikatbetonis statusas T sritis chemija apibrėžtis Betonas, kurio rišamoji medžiaga – kalkių ir kvarcinio smėlio mišinio hidroterminio apdorojimo produktai. atitikmenys: angl. calcium silicate concrete; lime concrete; silicate concrete rus.… …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • Силикатный бетон —         бетон, получаемый тепловлажностной обработкой (в Автоклавах) смесей, состоящих из известково кремнезёмистого вяжущего, неорганического заполнителя и воды. В процессе обработки силикатобетонного изделия (См. Силикатобетонные изделия) паром …   Большая советская энциклопедия

  • СИЛИКАТНЫЙ БЕТОН — бетон, получаемый термообработкой в автоклавах смесей, состоящих из известково кремнезёмистого вяжущего заполнителя (обычно песка) и воды. Прочность на сжатие С. б. до 50 МПа, средняя (по объёму) плотн. 1800 2200 кг/м3. С. б. используется для… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • ячеистый силикатный бетон

    — akytasis silikatbetonis statusas T sritis chemija apibrėžtis Putų silikatbetonio ir dujų silikatbetonio bendras pavadinimas. atitikmenys: angl. cellular silicate; cellular silicate concrete rus. ячеистый силикат; ячеистый силикатный бетон;… …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • Бетон силикатный — – бетон, получаемый обработкой в автоклавах смесей, состоящих из известкового кремнезёмистого вяжущего, заполнителя и воды. [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Бетон силикатный –… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • бетон силикатный

    — Бетон, получаемый обработкой в автоклавах смесей, состоящих из известкового кремнезёмистого вяжущего, заполнителя и воды [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики строительные изделия прочие EN lime …   Справочник технического переводчика

  • Бетон — (франц. béton)         искусственный каменный материал, получаемый из рационально подобранной смеси вяжущего вещества (с водой, реже без неё), заполнителей и специальных добавок (в некоторых случаях) после её формования и твердения; один из… …   Большая советская энциклопедия

  • бетон — искусственный камень, получаемый в результате твердения рационально подобранной смеси вяжущего вещества, воды и заполнителей (песка и щебня или гравия). При правильном соотношении составляющих вяжущее вещество заполняет все промежутки между… …   Энциклопедия техники

Применение силикатного бетона в строительстве

Практически каждый из строителей сталкивался с таким видом материала как силикатный кирпич. Кроме него, в строительстве существует так – же силикатный бетон, который создан на основе таких химических веществ как кальций, песок и кремнезем. Благодаря температурной обработке, эти два материала создают весьма прочную смесь, не содержащую цемента. Изготовить такой тип бетона можно исключительно на промышленном оборудовании. Благодаря кальцию он имеет белоснежный цвет и обладает довольно высоким уровнем хрупкости.

По своей форме он может напоминать газоблок. Мелкозернистая структура материала указывает на его высокую плотность.

По материалу заполнения данный бетон разделяется на три категории:

  1. Тяжёлый плотный бетон с наполнением кварцевого песка.
  2. Плотный лёгкий бетон с пористым наполнителем различной фракции.
  3. Пористый бетон с увеличенным числом пена и газ силиката.

Все эти типы используются не только в конструктивном строении зданий, но и являются незаменимой частью его утепления.

Стоит отметить, что тяжёлые бетоны содержат на общий объём веса около 12 % извести, что при термической обработке значительно увеличивает плотность материала на 20 – 30 %. Кварцевый песок, который проходит температурную обработку, так – же создаёт весомое отношение к качеству бетона, в чём отражается плотность состава, достигшая отметки 550 кг/см².

Лёгкие пористые бетоны, уже вошли в современное строительство. Благодаря газообразной структуре они имеют лёгкий вес, плотность их так – же велика. Этот вид бетона можно встретить в строительстве одноэтажных домов, незначительных вспомогательных помещений. Благодаря своему весу, они не требуют использования глубокого фундамента.  В современной технологии изготовления таких плит, многие разработчики добавляют алюминиевую пудру, 0,1 грамм на м² плиты. Газосиликатный состав очень хорошо сочетается с данным металлом и увеличивает коэффициент теплоотдачи.

Преимущества силикатного бетона

Главным преимуществом данного бетона является вес и прочность. При относительно небольшом весе, плита из данного материала имеет высокие показатели прочности.

Кроме этого, плиты из силикатного бетона:

  • имеют большой процент поглощения влаги до 20 %;
  • имеют высокий уровень прочности по отношению к перепадам температур;
  • имеют долгий срок эксплуатации, он достигает до 50 лет.

При таких качествах, стоимость данного материала относительно не высокая и позволяет весьма экономично построить дачный домик.

Стоит отметить, что в настоящее время разработчики силиконового бетона внедряют цветовой пигмент, который значительно повышает спрос данного изделия и весьма эстетично смотрится при обустройстве жилья.

Заказать с доставкой белый силикатный кирпич выгодно.

Кирпич – это универсальный строительный материал, который известен человеку с самых древних времен. Однако с развитием технологий появилась возможность создавать модификации этого классического решения, которые могут выполнять более специфичные задачи.

К примеру, вы можете купить белый кирпич для облицовки фасада. Силикатные кирпичи отличаются более широкой цветовой гаммой, так что у вас появится возможность создать дизайн дома, который будет разительно выделяться на фоне всех остальных. При этом удалось сохранить основные характеристики строительного материала, и силикатный кирпич все также долговечен и стоек к различным факторам разрушения.

Пустотелые и полнотелые силикатные кирпичи

Наша компания предлагает купить силикатный кирпич по привлекательной цене и в любых объемах. Помимо этого, мы предлагаем все виды классического решения для любой стройки. Вам только нужно определиться с целью использования данного материала, а мы сможем предоставить вам любое количество качественного силикатного кирпича.

Пустотелые и полнотелые кирпичи отличаются внутренней структурой и физическими характеристиками. Силикатный кирпич не обладает большим запасом прочности, поэтому его редко используют для возведения фундаментов, но небольшой вес станет отличным преимуществом для строительства стен и перегородок. При этом, пустотелые кирпичи станут экономичным и рациональным решением, потому что они позволяют правильно распределить нагрузку на грунт и не дать зданию «перекоситься».

Облицовочный и строительный силикатный кирпич

Для облицовки чаще всего используют именно силикатный кирпич, потому что в этом случае появляется возможность создать уникальный дизайн здания. Вы можете приобрести белый силикатный кирпич дешево и хорошего качества в нашей компании, мы постарались создать широкую цветовую гамму продукции, чтобы ваше здание обрело свой собственный стиль.

Строительный силикатный кирпич используется наряду с красным кирпичом и уже зарекомендовал себя как отличное решение для возведения жилых домов. Силикатный кирпич экологичен, прекрасно поглощает влагу и хорошо подавляет звук, а его степень морозоустойчивости сделала это строительное решение весьма популярным в северных широтах.

Марки силикатных кирпичей

Все строительные материалы проходят стандартизацию, чтобы облегчить выбор подрядчиков. Так цена белого силикатного кирпича во многом зависит от его марки. А эта буквенное и цифровое значение говорит о физических характеристиках материала. Различают марку морозоустойчивости, которая обозначается латинской буквой F и предел прочности, который обычно носит значение М. В зависимости от цели приобретения, вам нужно выбрать ту марку кирпича, которая в полной мере будет отвечать всем техническим требованиям.

Вес и размер силикатных кирпичей

Стандартный вес кирпича может колебаться от 3,5 до 5 кг. Многое зависит от марки продукции, потому что в некоторых случаях требуется усиленная структура для большей прочности, а иногда именно небольшой вес становится главным преимуществом.

Если вы ищете белый силикатный кирпич в Екатеринбурге, то наша компания может предложить самый широкий выбор различных оттенков и марок. Качество продукции проходит строгий контроль и наш строительный кирпич используется повсеместно на многих строительных площадках. Обращайтесь к тем, кто довел технологию производства до совершенства и предлагает самые привлекательные цены и самое высокое качество продукта.  

Виды тяжелого бетона, процесс обработки, свойства

Производится путём обработки смесей в автоклавах (используется температура и влажность). Состав смесей: неорганический известково-кремнезёмистый заполнитель, обладающий вяжущими свойствами с добавлением воды.

Процесс обработки

Силикатный бетон от si-beton.ru обрабатывается под давлением при помощи пара (0,9-1,5 Мн/м2, температура 174,5-197,4°С). При обработке материал застывает (в смеси образуются гидросиликаты и другие соединения кальция), становится прочным на сжатие до шестидесяти Мн/м2.

В качестве вяжущего материала в силикатном бетоне применяют: смеси мелкого помола гидравлической или воздушной извести с добавлением материалов с кремнезёмом (вулканические породы, кварцевый песок, топливные шлаки, золы, электрофосфорные и металлургические шлаки, отходы обогатительных фабрик нефелиновый шлам).

Заполнители в силикатном бетоне — это искусственные и природные пески (шлаковые, вулканические, полевошпатовые, карбонатные и другие). Применяют заполнители и крупнее.

Свойства

Силикатный бетон похож по своим свойствам на бетон в состав, которого входит портландцемент. Объёмная масса силикатного бетона составляет тысяча восемьсот — две тысячи двести килограмм на кубический метр. Морозоустойчивость семьдесят пять — двести циклов.

Тяжёлый бетон

В строительных работах чаще всего применяют обычный тяжёлый бетон. Плотность бетона составляет тысяча шестьсот — две тысячи пятьсот килограмм на кубический метр. Обычный бетон имеет состав: заполнители из горных пород: щебень, известняк, гранит, диабаз.

Существуют следующие марки тяжёлых бетонов, согласно строительным нормам и правилам купить бетон с доставкой: М100, 150, 200, 300, 400, 500, 600.

Можно выделить несколько видов тяжёлого бетона: литой бетон, малощебёночный бетон, бетон для железобетонных конструкций, бетон, используемый для дорожных работ, и аэродромных покрытий, высокопрочный, быстротвердеющий бетон, бетон с заполнителем из мелкого песка, бетон с добавками тонкого помола, бетон для гидротехнических сооружений, фибробетон, бетон в составе которого поверхностно — активные добавки.

Так как прочность на растяжение обычного бетона намного меньше, чем на сжатие — был разработан фибробетон. Этот материал с волокнистым заполнителем. При производстве данного вида бетона в состав добавляют следующие виды волокна: углеродное, стеклянное, бамбуковое, асбестовое, полипропиленовое, стальное. Данный состав позволяет бетону быть более прочным на растяжение и изгиб, и на прочность при ударах.

К специальным бетонам относятся бетоны, пропитанные полимером, после того как удалена влага. Они производятся при помощи добавления в состав полимера или мономера, а так же существуют бетоны с заменой цемента на полимер. Их используют для заделывания ям и нанесения покрытий. 

Что такое силикатный бетон?

Опубликовано: 02-11-2016

Просмотров: 1068

Комментариев: 0

Одной из разновидностей популярного строительного материала – бетона, является силикатный бетон. Он представляет собой бесцветный материал, в котором вяжущим веществом выступает смесь известняка с кремнеземистым материалом тонкого помола.

При автоклавной обработке материал вступает в химическую реакцию с компонентами, следствием такой реакции становится гидросиликат кальция, который и скрепляет в монолит зерна наполнителя. По виду кремнеземистого вещества в вяжущем, последние бывают известково-кремнеземистыми, когда используется песок и тонкомолотая известь, известково-зольные, когда используются топливные золы и тонкомолотая известь, известково-шлаковые, с использованием смеси топливного или металлургического шлака и извести.

Кроме того, выделяют известковобелитовые – с использованием белитового шлама, известково-аглопоритовые. Мелким заполнителем выступает песок, дробленный и природный. В вяжущем соотношение извести и кремнезема может составлять 30/70-50/50. Чтобы придать бетонной смеси и самому бетону те или иные свойства, в раствор добавляют различные вещества – чтобы замедлить гитдратацию извести добавляют гипсовый камень, повысить помолоспособность – триэтаноламин, различные пластификаторы.

Производятся из силикатного бетона ригели, самотечный канализационный коллектор, стеновые блоки, панели, колонны, плиты перекрытий — примерно те же наименования, что и железобетонные изделия. Москвастроится, и необходимость использования современных материалов становится все острее.

Еще одной популярной разновидностью бетона является цементно-полимерный бетон, представляющий собой цементный бетон, в который добавляют высокомолекулярные органические соединения  — водную дисперсию полимеров. В качестве полимеров используют стирол, винилхлорид, водорастворимые коллоиды, латексы.

Различные материалы на полимерной основе вводятся в смесь в виде добавок, как вяжущее вещество, используют для пропитки изделия из железобетона или бетона, армируют полимерными волокнами, применяют в качестве легкого заполнителя или микронаполнителя. Если сравнивать их с обычными бетонами, полимерные более прочные на изгиб и растяжение, обладают высокими показателями морозостойкости, износостойкости, непроницаемы. Чаще всего в цементные бетоны добавляют латексы, смолы и ПВА.

Заполнители для бетона: классификация и особенности использования

Заполнители для бетонов – это искусственные или природные материалы, имеющие определенный зерновой состав. Заполнители в составе бетонной смеси занимают до 80% по объему. Применение заполнителей позволяет в значительной степени сократить использование вяжущих веществ.

Такие составляющие, добавленные в цементное тесто, позволяют создать необходимую жесткость, воспринимают на себя возникающие при усадке напряжения и уменьшают общую усадку готового бетона приблизительно в 10 раз при сравнении с цементным камнем. Кроме того, добавление заполнителей повышает прочность и упругость бетона, уменьшает коэффициент ползучести при нагрузке.

Категории бетонов

В зависимости от добавляемых заполнителей, бетон можно разделить на несколько категорий.

Цементный – широко применяемый в строительстве бетон. При производстве такого бетона используется портландцемент, шлакопортландцемент или пуццолановый портландцемент. Могут использовать цветные цементы.

Силикатный – такой бетон производится с использованием извести. Для твердения и набора прочности необходимо применять автоклавирование. Используется редко.

Гипсовый – производится с добавлением гипса. Используется для устройства внутренних перегородок, подвесных потолков и т.п.

Шлакощелочной – бетон, изготовляемый из измельченных шлаков. Затворение бетонной смеси производится щелочными растворами.

Полимербетон – изготовляется на основе специальных смол, цемента и латекса.

Специальный бетон – при его производстве, в зависимости от требований, используются специальные виды добавок (жидкое стекло или другие компоненты).

По структуре и характеру заполнителей бетоны подразделяются на несколько классов.

  1. Особо легкий бетон. Объемный вес не более 500 кг/м3. Заполнители: керамзит, аглопорит, вермикулит и т.п.
  2. Легкий бетон. Объемный вес менее 1800 кг/м3. Заполнители: пемза, вулканический туф, известняк, ракушечник.
  3. Тяжелый бетон. Объемный вес больше 1800 кг/м3. Заполнители: гравий и щебень горных пород.
  4. Особо тяжелый бетон. Объемный вес больше 2700 кг/м3 . Заполнители: барит, магнетит, гематит.

Виды заполнителей

При производстве бетона, в зависимости от технических требований, используются различные виды заполнителей, которые подразделяются на три основные группы:

  • естественные, в т. ч. из отходов обогащения и попутно добываемых материалов;
  • изготовленные из отходов промышленности;
  • изготовленные искусственным способом.

Также все заполнители для бетона классифицируются по форме зерен:

  • наибольшая крупность фракции и зерновой состав, нормируется с учетом густоты армирования;
  • наличие глинистых и пылевидных примесей, не должно по массе быть больше 2% для бетона В22,5 и 3% для марки бетона В20;
  • форме, наличие иглообразных и пластинчатых зерен по массе не должно быть больше 35%;
  • морозостойкости, морозостойкость заполнителя должна соответствовать марке бетона;
  • содержанию частиц слабых пород, по массе таких частиц должно быть не больше 5%;
  • радиационно-гигиеническим показателям.

Мелкие заполнители

В качестве мелкого заполнителя для бетона могут использоваться природный песок, отсев, получаемый при дроблении горных пород. Такие пески должны иметь плотность 2,0–2,8 г/см3 и соответствовать требованиям ГОСТа 8736. Также могут использоваться золошлаковые смеси ГОСТ 25592, песок из металлургических шлаков ГОСТ 5578.

Мелкий заполнитель для бетонов подбирается по составу зерен, наличию глинистых и пылевидных частиц, радиационно-гигиеническим показателям, петрографическому составу. Также учитывается коэффициент водопоглощения, плотность, прочность исходного материала на сжатие.

Влияние наполнителя на марку бетона

Марка бетона – показатель его прочности на сжатие. Этот параметр измеряется после просушки в нормальных условиях бетонного кубика со стороной 20 мм.

На этот параметр большое влияние оказывает наполнитель. Как правило, наполнитель для бетона должен иметь прочность в два раза выше, чем сам раствор. Это необходимо для того, чтобы добиться необходимых характеристик бетона, не допустить деформации изделия во время набора прочности.

Соотношение марки и класса бетона

Марка бетона

Средняя прочность
кгс/см2

Класс бетона

М75

65

В5

М100

98

В7,5

М150

131

В10

М150

164

В12,5

М200

196

В15

М250

262

В20

М350

327

В25

М400

393

В30

М450

458

В35

М550

524

В40

М600

589

В45

М600

655

В50

М700

720

В55

М800

786

В60

Классификации бетонов, область применения и марки

03.05.2017

Бетон применяется практически при любом строительстве. Технические и структурные параметры материала напрямую зависят от составляющих ингредиентов.

Классификация бетонов

По назначению строительный материал разделяется на такие виды:

  • Обычный вид бетона. Используется при сооружении стен, колонн, фундаментов, балок, плит покрытий и перекрытий;

  • Специальный бетон. Используется для сооружения отдельных объектов: каналов, набережных, дамб, сооружений для водопровода;

  • Дорожный бетон – при строительстве тротуаров, дорог, аэродромов, взлетных полос;

  • Теплоизоляционный – для утепления жилых и промышленных сооружений;

  • Декоративный бетон используется для отделочных работ;

  • Огнеупорный, кислотоупорный, рентгеностойкий бетон используется только на отдельных объектах.

По виду вяжущего вещества бетоны подразделяются на:

  • Цементный бетон. Создается на основе пуццоланового цемента, портландцемента, шлакопортландцемента. Вяжущим веществом в смеси выступает цемент;

  • Жаростойкий и кислотоупорный бетон. Вяжущим веществом в них выступает жидкое стекло, шлаковые и стекло-щелочные элементы; Такие виды бетона применяются при сооружении объектов, стены и пол которых могут подвергаться воздействию химических препаратов (кислот) и высокой температуры. К ним относятся склады для хранения химпрепаратов, резервуары, цеха промышленных предприятий, где выполняется работа с высокими температурами и кислотами и т.п.;

  • Шлакощелочной бетон. Создается на основе шлаков и щелочных растворов. Используется этот вид бетона при сооружении крупных объектов, многоэтажных зданий. При работе бетон, созданный на основании портландцемента, нагревается до 80С. Если происходит скорое охлаждение раствора, в нем могут появляться трещины. Использование в составе шлаков поможет избежать негативных проявлений;

  • Гипсовый бетон. В качестве вяжущего вещества выступает гипс. Бетон применяется при создании подвесных потолков, декоративных отделочных элементов, внутренних перегородок. Гипсоцементно-пуццолановые смеси применяются для отделки санузлов;

  • Силикатный бетон. Применяется редко, используется в панельных перекрытиях, для отделки внутренних стен, при укладке основания дорог;

  • Полимерцементный бетон. Разделяется на два подвида: каркасный и наполненный. В качестве вяжущей составляющей выступает связующая основа, содержащая смолы, цемент и латексы. При застывании смеси на ее поверхности появляется пленка, которая может набухать при незначительном влажном налете. Полимерцементный бетон используется при организации ландшафтного дизайна, наружных и внутренних отделочных работах, укладке полов. Работать с таким видом бетона можно ручным или механическим способом;

  • Комбинированные виды. В качестве вяжущих элементов выступает несколько составляющих.

По концентрации вяжущего вещества:
  • Тощие. У них низкая концентрация вяжущего вещества, последствием чего может стать снижение прочности. Применяется в частном домостроительстве для заливки фундамента или организации стяжки;

  • Жирные. Количество вяжущего вещества в них – большое. При быстром затвердевании могут появляться трещины и большая усадка. Применяется в строительстве мостов, для заливки фундамента под большие здания, для возведения силовых конструкций;

  • Товарный бетон. Готовится по стандартной рецептуре, сопровождаются сертификатами качества, гарантирующими, что бетон не будет деформирован. Купить бетон товарный любых марок можно на нашем бетонном заводе.

Классификация плотности бетонов

От этого показателя напрямую зависит морозостойкость, устойчивость материала к сжатию, водонепроницаемость. Размеры заполнителей бетона также оказывают влияние на плотность. Чем меньше фракция наполнителя, тем бетон плотнее. Уменьшается число пустот, снижается риск усадки материала.

В зависимости от плотности различают несколько видов бетонов:

Вид бетона

Плотность кг/куб.м, особенность

Назначение

Особо легкий

< 500. В составе содержатся практически невесомые наполнители. К этому виду относятся тырсобетон, торфобетон и т.п.

Подходит для утепления. Такой бетон не выдерживает даже минимальной нагрузки, потому не подходит для стяжки полов.

Облегченный и легкий, марки М50 – М450

Плотность 500 – 1800. Ячеистые бетоны, крупнопористые, газобетон, пенобетон, керамзитобетон, арболит, перлитовый бетон

Используются для возведения стен, перегородок и укладки полов в жилых и производственных помещениях малой этажности.

Тяжелый бетон, маркируется М5 – М800

Плотность 1500 – 2500. Создаются с использованием диабаза, известняка, гранита.

Применяются в бетонных и железобетонных конструкциях, промышленных и гражданских зданиях, транспортных и гидротехнических сооружениях

Особо тяжелый бетон

Плотность > 2500. В составе присутствует железная руда, опилки и стружка.

Используется при строительстве спецобъектов, которые должны противостоять радиоактивному заражению.

От прочности также зависит марка бетона. При строительстве конструктивных элементов, стен и сооружений используются тяжелые бетоны (марки от М 100 и выше).

О различиях марок и классов бетона рассказано в этом видео.

От количества цемента зависит прочность бетона. Показатель измеряется в кгс/ кв.

Назначение бетона в зависимости от марки:

  • М 15 – М 50 применяется для теплоизоляционных и ограждающих конструкций;

  • М 50 – М 100 используется создания отмостков и фундамента;

  • М 100 – М 150 – для организации монолитных фундаментов;

  • М 200 – М 250 – для железобетонных блоков и панелей, которые не испытывают значительной нагрузки, для стяжки полов и устройства ж/д перекрытий;

  • М 300 – для предварительно напряженных конструкций;

  • М 550 – отличается высокой прочностью.

Морозостойкость бетона

Обозначается латинской буквой Fс указанием цифры, обозначающей количество циклов замораживания и оттаивания, которые бетон способен выдержать. Влага, содержащаяся в порах бетонной смеси, при замерзании расширяется в размерах. Уровень капиллярной пористости напрямую влияет на морозостойкость. Чем больше пор, тем ниже уровень морозостойкости.

Стоит знать:Встречаются марки бетона с показателем морозостойкости от F25 до F1000. Уменьшение плотности положительно влияет на морозостойкость бетона.

Классификация по водонепроницаемости

Влага и кислотные компоненты являются составляющими практически с любого материала. Уровень водонепроницаемости обозначается буквами W2 – W20. Для увеличения показателя водонепроницаемости используется сульфатостойкий или пуццолановый портландцемент. В бетонный раствор применяются гидрофобные добавки и пленкообразующие перекрытия.

  • W2 – имеет наибольшую степень проницаемости воды. Эти растворы категорически не рекомендуют применять при строительстве объектов, где есть даже незначительный контакт с водой;

  • W4 – Нормальная степень водонепроницаемости. Его использовать можно только при условии обеспечения дополнительной гидроизоляции;

  • W6 – марка бетона с пониженной проницаемостью воды. Бетон среднего качества и невысокой стоимости;

  • W8 – низкая проницаемость воды. Максимальный уровень поглощения влаги – 4,2% от массы бетона;

  • W10 – W20. Чем больше индекс, тем выше уровень водонепроницаемости. Бетон марки W20 используется при сооружении гидротехнических объектов. Стоимость бетона W20 высокая, используется он нечасто.

Классификация бетонов по подвижности

Подвижность бетона – способность к растеканию под воздействием его массы. Чем легче бетон, тем меньше он растекается. Этот показатель также зависит от количества жидкости и пластификатора. Растворы делятся на такие виды по подвижности:

  1. Малоподвижные П1. Они дают осадку на 1 – 5 см;

  2. Подвижные П2. Возможна осадка на 5 – 10 см;

  3. Сильно подвижные П3. Осадка от 10 до 15 см;

  4. Литые П4. Возможна осадка 15 – 20 см.

Определяется подвижность конусом, высотой 30 см. В него заливается бетонная смесь, после чего конус снимается. В зависимости от сползания бетона измеряют степень его осадки.


Обзор различных типов проникающих герметиков для бетона

Какие существуют типы проникающих герметиков для бетона?

В мире герметиков для бетона существуют две основные категории: проникающие и актуальные. Во-первых, существуют герметики для местного применения, образующие защитную пленку, которая прилипает к верхней части цементной поверхности без какой-либо химической реакции между покрытием и поверхностью. Топические покрытия почти всегда изменяют текстуру поверхности за счет снижения коэффициента сцепления (т.е. скользкие во влажном состоянии), а также изменяют внешний вид, придавая блеск (например, высокий глянец, низкий глянец, атласную или матовую поверхность) или добавляя цвет. Во-вторых, существуют проникающие герметики для бетона, которые проникают в капилляры пористой цементной поверхности, вступают с ней в химическую реакцию, а затем создают новое химическое твердое вещество, которое служит воздухопроницаемым барьером непосредственно под герметизируемой поверхностью, но не покрывает верхнюю часть бетона. поверхность. Эти герметики обычно имеют естественный вид и не изменяют внешний вид или текстуру поверхности.Поскольку большинство проникающих герметиков прочно связываются с цементной поверхностью, герметики обычно служат до тех пор, пока длится субстрат или пока сохраняется поверхность от верхней части до глубины герметика.

Существует пять основных типов проникающих герметиков для бетона: силикаты, силаны, силоксаны, силиконаты и фторсодержащие материалы. Силикаты классифицируются как уплотнители и отвердители. В то время как силаны, силоксаны и силиконаты классифицируются как водоотталкивающие, а фторированные материалы — как масло- и водоотталкивающие.Большинство проникающих герметиков представляют собой продукты на водной основе, но некоторые из них могут быть на основе растворителей. Продукты могут различаться по уровню летучих органических соединений и содержанию твердых веществ. Некоторые проникающие герметики поставляются в цветах, или наборы оттенков могут быть доступны отдельно, которые можно смешивать с герметиками перед нанесением или наносить сначала, а затем наносить герметик в качестве последнего шага. Использование красок с проникающими герметиками обычно дает прозрачную или полупрозрачную поверхность, в отличие от многих местных покрытий, которые могут давать непрозрачную или монотонную поверхность.

Проникающие герметики обычно не требуют серьезной подготовки поверхности, кроме обеспечения чистоты поверхности и отсутствия отвердителей, предыдущих герметиков, местных покрытий, поверхностного цементного молока, грязи, пыли, мусора, масла, жира и других примесей. В отличие от многих местных покрытий, таких как эпоксидные, полиуретановые и некоторые акриловые, обычно нет необходимости профилировать поверхность кислотным травлением, шлифованием, дробеструйной очисткой, пескоструйной очисткой или надрезом поверхности. Поверхность также должна быть достаточно сухой, а также пористой, чтобы на нее можно было нанести проникающий герметик.

Различные типы проникающих герметиков обеспечивают различную степень уплотнения и отверждения, стойкость к истиранию, химическую стойкость, устойчивость к выцветанию и пылеобразованию, водо- и маслоотталкивающие свойства, устойчивость к пятнам и общую защиту. Успех и эффективность герметика обычно зависят от типа подложки и типа герметика и обычно требуют соответствия размера капилляров поверхности размеру молекул герметика.

В этой статье мы рассмотрим различные типы проникающих герметиков и их характеристики.

Силикатные герметики часто используются на затертых машинным способом поверхностях или в качестве вспомогательного средства для полировки полированных бетонных поверхностей

Если вы посмотрите на бетонные полы в большинстве крупных магазинов или на коммерческих складах, вы обнаружите, что они, скорее всего, покрыты каким-либо силикатным герметиком. Силикаты обычно состоят из молекул меньшего размера. Силикаты реагируют со щелочами и гидроксидом кальция с образованием кристаллических структур, которые «закупоривают» капилляры пористых цементных поверхностей.Эти кристаллические структуры представляют собой то же связующее вещество, которое образуется при добавлении воды в портландцемент и придает бетону большую часть его прочности и твердости. Следовательно, силикаты обычно классифицируются как уплотнители и отвердители, поскольку кристаллические структуры, которые они образуют при взаимодействии с поверхностью, служат для ее дальнейшего уплотнения и упрочнения.

Кристаллические структуры повышают прочность поверхности, повышают стойкость к истиранию, блокируют выцветание, уменьшают пыление и ограничивают поглощение воды и других примесей.В зависимости от гладкости поверхности, если герметик втирается в поверхность с помощью скребка для пола или алмазной полировальной машины, это часто также может придать полированный вид, который может улучшить внешний вид поверхности, а также облегчить ее очистку и поддерживать. Благодаря небольшому размеру молекулы и способности придавать полированный вид при правильном нанесении, силикаты обычно считаются отраслевым стандартом для герметизации плотных бетонных полов, затертых машинным шпателем, вороненых или полированных.Контроль глубины проникновения имеет особое значение для силикатного герметика с его малым размером молекулы и сильно влияет на его эффективность в качестве герметика. Это одна из причин, по которой силикатные герметики часто необходимо наносить в несколько слоев, особенно на более пористые бетонные поверхности.

Силикаты обычно не считаются репеллентами. Они не отталкивают воду, влагу, соли или другие загрязнения, как настоящие репелленты, а вместо этого являются ограничителями, которые ограничивают попадание веществ на цементную поверхность (особенно на более плотные поверхности) за счет уменьшения пористости за счет уплотнения.Это достигается за счет кристаллических структур, которые образуются в результате химической реакции, происходящей с поверхностью после нанесения силикатного герметика. Кристаллические структуры «закупоривают» капилляры поверхности, тем самым уменьшая пористость поверхности и, следовательно, ограничивая проникновение определенных веществ на поверхность. Силикатные герметики, как правило, на водной основе, с низким содержанием летучих органических соединений, безвредны для пользователя и окружающей среды.

Хотя силикаты, как правило, можно наносить на новый бетон, их нельзя использовать в качестве отвердителя, потому что они не поддерживают необходимые условия влажности и температуры, которые необходимы для свежеуложенного бетона для надлежащего отверждения поверхности в течение 28 дней.Однако нанесение их на новый бетон до его отверждения, как правило, не наносит вреда бетону и может способствовать дальнейшему уплотнению, отверждению и укреплению поверхности.

Существует четыре основных типа силикатных герметиков. Это натрий, калий, литий и коллоидный кремнезем. Вот некоторые подробности о каждом типе:

Силикаты натрия

Самым старым типом силикатных герметиков являются силикаты натрия, которые используются с 1930-х годов.Они также являются наименее дорогими из всех силикатных герметиков. Они не так удобны в использовании, как силикаты калия или лития. Это результат того, что силикаты натрия часто реагируют с поверхностью слишком быстро до полного проникновения в поверхность. Непосредственная поверхностная реакция обычно также не завершается полностью. Это приводит к тому, что большая часть герметика и химических реакций происходит на поверхности, а не внутри капилляров поверхности. Кроме того, неадекватное удаление побочных продуктов химической реакции, происходящей на поверхности, часто приводит к образованию стойкого белого налета на поверхности, который очень трудно удалить.

Чтобы преодолеть эти недостатки, обычно необходимо увлажнить поверхность перед нанесением герметика, чтобы снять поверхностное натяжение, что способствует лучшему проникновению герметика перед химической реакцией с поверхностью. Иногда также необходимо втирание герметика в поверхность, чтобы обеспечить проникновение до того, как на поверхности произойдет химическая реакция. После нанесения герметика также рекомендуется тщательно промыть поверхность, чтобы удалить любые ненужные и нежелательные побочные продукты, которые могут привести к образованию стойкого белого налета на поверхности.Из-за небольшого размера молекулы, а также преждевременной химической реакции обычно требуется многократное применение.

Силикаты натрия также могут повышать уровень pH бетона и могут выталкивать остаточные соли и другие примеси на поверхность, что также может привести к побелению герметизированной поверхности, что обычно называют поверхностным поседением. Из-за способности повышать уровень pH поверхности они также были связаны с участием в щелочно-кремниевой реакции (ASR) при определенных обстоятельствах.ASR вреден для бетона и приводит к растрескиванию и преждевременной деградации бетона. ASR вызывается высоким содержанием щелочи на поверхности, реагирующей с некоторыми типами реактивного заполнителя в присутствии воды или влаги. Это приводит к созданию расширяющегося геля, который, если он достаточно расширится, может привести к физическому растрескиванию бетона.

Примеры герметиков из силиката натрия в нашем ассортименте:

PS107 Натриево-силикатный уплотнитель WB Penetrating Sealer (5 гал.)

PS108 Силикат натрия с силиконовым уплотнителем WB Penetrating Sealer (5 гал.)

Силикаты калия

Хотя герметики на основе силиката натрия дороже, чем герметики на основе силиката калия, они имеют тенденцию проникать глубже из-за немного меньшей молекулярной структуры, чем силикаты натрия. Они были разработаны для преодоления многих ограничений силикатов натрия. Однако они не в достаточной степени улучшили силикаты натрия и страдают от многих из тех же недостатков, только в меньшей степени.Точно так же, как и силикаты натрия, они часто слишком быстро реагируют с поверхностью до того, как герметик сможет полностью проникнуть в поверхность и дать полную химическую реакцию в капиллярах поверхности, а не на поверхности.

Однако из-за меньшего размера молекул силикат калия обычно лучше проникает, при этом на поверхности происходит меньше реакций. Это уменьшает отбеливание поверхности, но не устраняет его, и, как и в случае с силикатами натрия, его также очень трудно удалить.Таким образом, силикаты калия обычно требуют увлажнения поверхности, чтобы облегчить проникновение и снизить вероятность химической реакции, протекающей на поверхности. Они также обычно требуют втирания герметика в поверхность для улучшения проникновения, а также тщательного ополаскивания поверхности после нанесения герметика для удаления любых побочных продуктов, которые могут способствовать образованию стойкого белого остатка на поверхности. Из-за небольшого размера молекулы, а также преждевременной химической реакции часто требуется многократное применение, как и в случае с силикатами натрия.

Как и силикаты натрия, силикаты калия также могут повышать уровень pH бетона и выталкивать остаточные соли и другие примеси на поверхность, что приводит к побелению, называемому поверхностным поседением. Поскольку уровень pH поверхности может быть повышен, силикаты калия также связаны с вкладом в вредную щелочно-кремнеземную реакцию (ASR) в определенных условиях, когда бетон с высоким содержанием щелочи соединяется с определенными типами реактивного заполнителя в присутствии воды или влаги.

Силикаты калия уменьшают многие проблемы с силикатами натрия, но не устраняют их полностью.Это результат ограничений силикатов натрия и калия, которые приводят к развитию силикатов лития.

Силикаты лития

Литий Силикаты являются наиболее распространенными из всех силикатных технологий и обладают гораздо меньшей молекулярной структурой, чем силикаты натрия и калия. Введение силиката лития технология была одним из самых больших прорывов в герметике для бетона. технологии уплотнителей и отвердителей за последние 50 лет.они больше дороже, чем герметики на основе силиката натрия и калия. Однако они преодолевают все основные недостатки силикатов натрия и калия и многое другое. более удобный для пользователя.

Силикаты лития не реагируют с поверхностью так быстро, как силикаты натрия и калия, поэтому они лучше проникают в поверхность без какой-либо помощи, такой как смачивание поверхности, а также легче способствуют химической реакции в капиллярах поверхности, в отличие от силикатов. вершина поверхности.Из-за меньшего размера молекул силикаты лития также обычно обеспечивают лучшее проникновение, чем силикаты натрия и калия. Лучшее проникновение и более медленная, более равномерная и полная химическая реакция приводит к меньшему отбеливанию поверхности, если таковое имеется. Если какое-либо отбеливание действительно происходит, оно обычно ограничивается мелким белым порошком, который можно легко смести, а не затвердевшим остатком, как с силикатами натрия и калия, которые прилипают к поверхности и очень трудно удаляются.

Силикаты лития также не повышают уровень pH бетона. В результате они, как правило, не приводят к очистке поверхности от остаточных солей и других примесей, вызывающих побеление поверхности, известное как поседение поверхности. Кроме того, поскольку силикаты лития не повышают уровень pH бетона, их гораздо безопаснее использовать на поверхности, чем силикаты натрия и калия, поскольку они не могут привести к вредной щелочно-кремнеземной реакции (ASR), которая может возникнуть на поверхностях с более высоким уровнем pH. наличие воды и некоторых видов реакционноспособных агрегатов.

При использовании литий-силикатного герметика нет необходимости увлажнять поверхность перед нанесением, втирать герметик в поверхность, чтобы способствовать проникновению, или тщательно промывать водой после герметизации. Силикаты лития лучше всего наносить распылением на поверхность с помощью распылителя низкого давления. Из-за небольшого размера молекулы может потребоваться несколько применений. Силикаты лития лучше всего использовать на очень плотных поверхностях, таких как затертый бетон. На более пористых поверхностях может потребоваться слишком много применений, чтобы это было практичным и экономичным выбором.

Примеры литий-силикатных герметиков в нашем ассортименте:

PS103 Литиево-силикатный уплотнитель WB Penetrating Sealer (5 галлонов)

PS104 Силикат лития с силиконовым уплотнителем WB Penetrating Sealer (5 галлонов)

Коллоидный диоксид кремния

Коллоидный Силикаты — это новейшая технология силикатов/силикатов. Они получили следующее в течение последних 10 лет или около того, особенно среди подрядчиков по шлифовке/полировке.Они дороже, чем силикаты натрия и калия, но дешевле. чем силикаты лития, цены на которые значительно выросли в последнее время. лет из-за спроса на литий на рынке аккумуляторов. Как литий Силикаты, коллоидные кремнеземы преодолевают все основные недостатки натрия и Герметики на основе силиката калия очень удобны в использовании.

Коллоидный Силикагель представляет собой смесь жидкости, обычно воды, и частиц кремнезема. Это коллоид, а не раствор, как традиционные силикаты.Частицы в Коллоидный диоксид кремния измеряется в наномасштабе и при использовании в качестве бетона. densifer обычно имеет размер от примерно 5-8 нанометров до примерно 50 нанометры. Размер частиц контролируется как часть производственного процесса. процесс. Из-за очень малого размера частиц коллоидный диоксид кремния обычно имеет большая проникающая способность и более высокая реакционная способность, чем у традиционных силикатов.

Коллоидный кремнезем не может быть получен простым добавлением кремнезема в воду.Интересно, что большинство Коллоидные силикаты производятся из силиката натрия. Через высокие технологии производственный процесс, подавляющее большинство натрия удаляется из силиката натрия, оставляя следовое количество натрия, который действует как стабилизирующий компонент. агент очищенного кремнезема, который в конечном итоге оказывается суспендированным в воде с низким поверхностным натяжением жидкость на основе.

В В конце концов, коллоидный кремнезем доставляет практически чистые частицы кремнезема в поверхности, в то время как традиционные силикатные уплотнители не только доставляют силикат в поверхность, но и минеральные соли (напр.натрий, калий, литий). Вот почему Силикаты натрия и калия, как правило, более сложны в применении, поскольку остаточные минеральные соли могут привести к побелению обработанной поверхности и могут стать стойкими к удалять. Силикаты лития решают проблемы силикатов натрия и калия. Литий по-прежнему является минеральной солью, но он используется в таком малом процентном соотношении в силикатах лития, что любые отложения минеральной соли остаются. незначительны и обычно не представляют проблемы.Единственный раз минеральные соли с Силикаты лития обычно остаются позади при значительном перерасходе. и их по-прежнему очень легко удалить. С коллоидным кремнеземом, являющимся около 99,5% чистого кремнезема, никогда не остается никаких отложений минеральной соли. Чрезмерное нанесение коллоидного кремнезема может привести к высыханию кремнезема на поверхности. поверхность и оставляя после себя рыхлые, сухие, хрупкие отложения кремнезема (например, песок), которые обычно легко стирается.

В в дополнение к использованию в качестве уплотнителя и отвердителя пола или в качестве вспомогательного средства для полировки для полированных бетонных поверхностей, таких как традиционные силикаты, коллоидные кремнеземы недавно начали использоваться в качестве вспомогательного средства для затирки или отверждения свежеуложенного бетона. Коллоидный диоксид кремния продлевает время отделки (особенно в жаркую, сухую, ветреную погоду). условий), значительно облегчает затирку, устраняет необходимость добавления излишков воды, а также повышает прочность и долговечность верхнего слоя поверхности. При использовании в качестве отвердителя коллоидный диоксид кремния обеспечивает надлежащую гидратацию бетона за счет уменьшения быстрого испарения воды при сохранении воздухопроницаемости. Их проще, эффективнее и дешевле применять, чем традиционные отвердители или методы, а также они становятся неотъемлемой частью самого бетона.Они не мешают последующему нанесению проникающих герметиков, приклеиванию местных покрытий или прилипанию клеев или мастик, используемых в напольных покрытиях, и тем самым устраняют необходимость в дорогостоящем и трудоемком механическом или химическом удалении более традиционных пленкообразующих отвердителей.

Коллоидный Силикаты имеют pH меньше, чем традиционные силикаты, поэтому они не повышают уровень pH. бетона и не способствуют щелочно-кремнеземной реакции (ASR), которая может возникают на поверхностях с более высоким уровнем pH в присутствии воды и некоторых типов реактивные агрегаты.

Пока Коллоидные диоксиды кремния, безусловно, обладают многими преимуществами, они не лишены своих преимуществ. ограничения. Поскольку в коллоидных кремнеземах очень мало стабилизатора (например, натрия), они по своей природе гораздо менее стабильны, чем традиционные силикаты. В виде таким образом, коллоидный кремнезем может легче потерять свою стабильность, когда кремнезем будет выпадают в осадок и постоянно выпадают из раствора, что делает их непригодными для использования. Этот может произойти в нескольких сценариях:

  • Температура крайности либо очень жарко, либо холодно
  • рН изменяется при добавлении некоторых поверхностно-активных веществ или других химических веществ, часто добавляемых к традиционным силикатам (напр.силикон) для улучшения производительности
  • Очень малый размер частиц (например, 5 нм). Коллоидные кремнеземы со временем начинают терять свои свойства. заряжаться и становиться нестабильным

Должное Из-за проблем с нестабильностью большинство коллоидных кремнеземов продаются в виде концентратов. В в форме концентрата, коллоидный диоксид кремния имеет тенденцию быть более стабильным. С коллоидным Силикаты продаются в виде концентрата, а не в предварительно разбавленном виде, как это принято. с традиционными силикатами это может иногда вызывать проблемы на рабочих местах, где нет доступа к чистой воде или там, где коллоидный диоксид кремния не разбавлен должным образом, добавляя либо слишком много, либо слишком мало воды.Для лучшего результаты, также настоятельно рекомендуется использовать дистиллированную или деионизированную воду. используется для разбавления коллоидного кремнезема, но это почти никогда не является практичным вариантом в сайт вакансий. Коллоидные диоксиды кремния также часто имеют гораздо более короткий срок хранения, чем стандартные силикаты, в некоторых случаях только 6 месяцев, требующие их использования в течение короткого периода времени после покупки, или заканчиваются ненужной утилизацией неиспользованного материала.

Силановые герметики лучше всего использовать для плотного бетона и кирпичной кладки

Чрезвычайно плотный бетон и кирпичная кладка являются лучшими кандидатами для силанового герметика для бетона.Силаны имеют очень маленькую молекулярную структуру, а также медленно реагируют, что в совокупности обеспечивает более глубокое проникновение в поверхность. Благодаря небольшому размеру молекул силаны часто используются для герметизации сборного железобетона и бетона с высокими эксплуатационными характеристиками, таких как: гаражи, настилы мостов, фасады зданий и бетонные формы. Силаны проникают в цементирующую поверхность, образуя сшитые силиконовые смоляные мембраны внутри поверхность, оставаясь дышащей.

Силаны считаются водоотталкивающими и обладают отличными гидрофобными характеристиками.Таким образом, они отлично отталкивают воду, влагу, соли, грязь и другие загрязнения. Из-за их очень глубокого проникновения они часто используются для уменьшения коррозии арматурной стали, возникающей в результате воздействия хлоридов из-за противообледенительных солей, кислотных осадков, соленого воздуха и соленой воды в морской среде. Они также отлично справляются с защитой от влаги от дождя с ветром на вертикальных фасадах зданий. Кроме того, они превосходно противостоят плесени, плесени и грибкам, а также защищают от замерзания, оттаивания и выцветания.

Как и все проникающие герметики, силаны обычно не изменяют внешний вид или текстуру основания. Силановые проникающие герметики проникают глубоко в бетон из-за их небольшого молекулярного размера. В результате они имеют низкую степень покрытия, и поверхность должна быть тщательно пропитана, часто с несколькими применениями, чтобы получить адекватное уплотнение. Многократное применение, к сожалению, может затемнить бетонную поверхность. Силановые герметики, как правило, не рекомендуются для пористых поверхностей из-за небольшого размера их молекул.Потребуется больше приложений, чем это было бы практично или рентабельно. Силановая технология также обычно является более дорогой по сравнению с другими проникающими герметиками. Из-за очень низкой вязкости силанов содержание твердых веществ в силанах обычно намного выше (например, от 40% до 100%), чем в других проникающих герметиках, чтобы компенсировать такую ​​небольшую молекулярную структуру и потерю активных веществ из-за быстрого испарения. .

Силаны могут иметь очень высокое содержание летучих органических соединений, твердое вещество и могут быть на основе воды или растворителя.Продукты на водной основе, как правило, имеют более низкое содержание летучих органических соединений и более безопасны для пользователя и окружающей среды. Продукты на основе растворителей обычно имеют более высокое содержание летучих органических соединений и требуют большей осторожности при использовании и хранении из-за легковоспламеняющихся/горючих характеристик и запаха растворителя. Силановые герметики на основе растворителя проникают глубже, чем варианты на водной основе.

Силановые герметики нельзя использовать на свежеуложенном бетоне. Поверхности должны иметь возраст 28 дней и/или быть полностью отвержденными перед нанесением силанового герметика.

Примеры силановых герметиков в нашем ассортименте:

PS105 Силановый гидрофобизатор WB-40 Проникающий герметик (5 галлонов)

PS109 Силановый водоотталкивающий герметик SB-100 проникающего действия (5 галлонов)

Силоксановые герметики лучше всего использовать для высокопористого бетона, кирпича или камня

Силоксан является производным семейства силанов. Как и силановый герметик, силоксан проникает в цементную поверхность, образуя сшитые силиконовые смоляные мембраны внутри поверхности, оставаясь при этом воздухопроницаемым.Силоксаны обладают самой крупной молекулярной структурой среди всех проникающих герметиков для бетона, а также наименее химически активны. Силоксановые герметики иногда модифицируют с помощью силановых герметиков для образования эмульсии силоксан/силан, где большие молекулы силоксана обеспечивают существенное покрытие с небольшим проникновением, а маленькие молекулы силана обеспечивают меньшее покрытие, но с более глубоким проникновением.

Силоксаны обычно работают лучше всего, когда вы хотите герметизировать чрезвычайно пористый бетон, кирпичную кладку, цементный раствор, раствор, штукатурку и блоки.Из-за большой молекулярной структуры силоксанов содержание твердого вещества в силоксанах обычно намного ниже (например, от 5% до 12%), чем в других проникающих герметиках, чтобы компенсировать такой большой размер молекулы. Часто силоксаны относят к пропитывающим герметикам, потому что, хотя размер молекулы очень большой, герметик все же проникает и химически реагирует с поверхностью, но не в такой степени, как другие реактивные проникающие герметики.

Силоксаны считаются водоотталкивающими из-за их отличной гидрофобной природы.Таким образом, они отлично отталкивают воду, влагу, соли, грязь и другие загрязнения. Они также отлично противостоят плесени, грибку и грибку, а также защищают от замерзания, оттаивания и выцветания.

Из-за большого размера молекул, низкой химической активности и неглубокого проникновения силоксаны подвержены износу и атмосферным воздействиям в большей степени, чем другие проникающие герметики. Таким образом, в отличие от других проникающих герметиков, силоксаны обычно изнашиваются намного быстрее, чем сама поверхность.Срок службы силоксановых герметиков на горизонтальных поверхностях составляет примерно 3-5 лет. Они часто используются на фасадах вертикальных зданий, что позволяет дополнительно оптимизировать срок службы герметика.

Силоксаны могут иметь очень высокое содержание летучих органических соединений, твердое вещество и могут быть на основе воды или растворителя. Продукты на водной основе, как правило, имеют более низкое содержание летучих органических соединений и более безопасны для пользователя и окружающей среды. Продукты на основе растворителей обычно имеют более высокое содержание летучих органических соединений и требуют большей осторожности при использовании и хранении из-за легковоспламеняющихся/горючих характеристик и запаха растворителя.Силоксановые герметики на основе растворителя проникают глубже, чем варианты на водной основе.

Силоксановые герметики нельзя использовать на свежеуложенном бетоне. Перед нанесением силоксанового герметика поверхности должны иметь возраст 28 дней или быть полностью отвержденными.

Примеры силоксановых герметиков в нашем ассортименте:

PS110 Силоксановый водоотталкивающий герметик WB Penetrating Sealer (5 галлонов)

Силиконовые герметики, которые можно использовать на различных гладких и шероховатых бетонных поверхностях

Силиконат является производным семейства силанов.Силиконовые герметики обладают молекулярной структурой среднего размера и являются отличным герметиком для различных поверхностей из плотного или пористого бетона, блоков, штукатурки, строительного раствора и цементного раствора. Благодаря своей молекуле среднего размера они идеально подходят для герметизации как плотных, так и пористых поверхностей, таких как полы складов, цехов, полов гаражей, подъездных путей, тротуаров, веранд, настилов бассейнов, патио, подпорных стенок и т. д. Силиконаты считаются водоотталкивающими. как силаны и силоксаны. Силиконаты проникают в цементную поверхность, образуя сшитые силиконовые смоляные мембраны внутри поверхности.Мембраны гидрофобны, но при этом остаются воздухопроницаемыми.

Таким образом, они обеспечивают превосходную защиту от воды, влаги, солей, грязи и других примесей. Кроме того, они также обеспечивают превосходную устойчивость к плесени, грибкам и грибкам, а также превосходную защиту от замораживания, оттаивания и выцветания.

Как и все проникающие герметики, силиконы не изменяют внешний вид или текстуру основания. Из-за их среднего размера молекулы и умеренного проникновения они обычно обеспечивают очень хорошую степень покрытия и наилучшую общую местную защиту.В зависимости от пористости поверхности часто требуется только одно нанесение, и нет необходимости в многократном нанесении. Силиконаты обычно представляют собой продукты на водной основе с нулевым или очень низким содержанием летучих органических соединений, что делает их экологически безопасными и удобными для пользователя.

Некоторые силиконовые герметики также служат отличной грунтовкой или базовым слоем для повышения адгезии к местным покрытиям, таким как эпоксидные смолы, полиуретаны и т. д., а также в качестве герметика для защиты от влаги перед покраской штукатурки или стен подвала, укладкой кафельного пола или коврового покрытия.Поверхности по-прежнему должны соответствовать требованиям к профилю (например, путем травления кислотой, алмазной шлифовки и т. д.) для местного покрытия, которое наносится поверх силиконового герметика.

Одним из существенных преимуществ некоторых силиконовых герметиков перед другими проникающими герметиками является то, что некоторые из них можно использовать в качестве отвердителя и наносить на свежеуложенные бетонные поверхности. Другие проникающие герметики, как правило, нельзя использовать в качестве отвердителя на свежеуложенном бетоне и/или перед нанесением поверхность должна быть выдержана 28 дней или полностью отверждена.

Примеры силиконовых герметиков в нашем ассортименте:

PS101 Силиконовый водоотталкивающий проникающий герметик WB (5 галлонов)

PS102 Силиконовый водоотталкивающий проникающий герметик WB (5 галлонов)

Фторсодержащие герметики для водо- и маслоотталкивающих свойств и максимальная устойчивость к пятнам

Фторированные герметики — это новый хлеб герметики для бетона. Они уникально гидрофобны и олеофобны и предлагают улучшенная устойчивость к пятнам.Однако флюоротехнология имеет очень долгую историю в большое разнообразие приложений. Фтор широко используется на протяжении десятилетий. в жиростойкой пищевой упаковке (например, в коробках для пиццы), антипригарной посуде, высокой непромокаемая одежда и снаряжение для активного отдыха, а также грязеотталкивающие ковры и ткани. Пара очень заметных бытовых брендов, основанных на Фторохимиками являются тефлон и скотчгард. Фторсодержащие поверхностно-активные вещества также использовались в течение многих лет в красках, покрытиях и напольных покрытиях для улучшения смачиваемости, проникновение, выравнивание и появление сухой пленки.Они также использовались в клеи, герметики и герметики для укрепления сцепления с поверхностями и улучшения общая долговечность.

Фторсодержащие материалы очень дороги. химии, и до недавнего времени они использовались только в меньших количествах в качестве добавка, если вообще используется, к водоотталкивающим средствам (например, силанам и силоксаны) в промышленности строительных материалов, чтобы сделать их не только гидрофобный, но и олеофобный. Благодаря последним достижениям в области флюорохимии и способность разрабатывать рецептуры с более высоким содержанием фтора, но с более низким активных общих твердых концентраций, теперь есть способ увеличить стоимость эффективные (но все же дорогие) фторсодержащие герметики без дополнительных затрат использования других материалов, таких как силан и силоксан, как часть формулировка.

Известно, что фторсодержащие материалы имеют чрезвычайно прочные связи углерода и фтора, которые очень стабильны и нереактивный. Эти соединения более прочные, долговечные, устойчивые к ультрафиолетовому излучению и теплу. устойчивее, чем у традиционных водоотталкивающих герметиков, таких как силаны, Силоксаны и силиконаты. Фторсодержащие герметики проникают и впитываются в субстрат и химически реагировать с ним, чтобы физически и химически связать с поверхность. Молекулы во фторсодержащих герметиках имеют чрезвычайно малый наноразмер. частицы и обеспечивают отличное проникновение даже в очень плотные, но все же пористые цементные поверхности.

Фторированные герметики используются для придания обоих водо- и маслоотталкивающие свойства поверхности. Они также используются для борьбы с замерзанием/оттаиванием, высолами, плесенью/плесенью и накоплением грязи. Эти герметики также обеспечивают наибольшую защиту от пятен из всех проникающих типов. герметики. Уровень устойчивости к пятнам обычно превосходит только использование местные герметики/покрытия. Они предоставляют разумную возможность очистить большинство случайные разливы.Эти продукты устранят или, по крайней мере, значительно уменьшить наиболее распространенное окрашивание. Они также облегчают очистку поверхностей и поддерживать чистоту поверхностей и дольше сохранять их чистоту.

Фторсодержащие герметики, как и большинство проникающих герметики, как правило, не изменяют внешний вид или текстуру подложки. Из-за их очень маленькой молекулярной структуры они обеспечивают превосходную поверхность. проникновение. Благодаря небольшому размеру молекул эти герметики наиболее эффективны. на плотных поверхностях, таких как затертый бетон, пористый природный камень, цементная терраццо, цементный раствор и строительный раствор.При использовании на соответствующих более плотные поверхности, они могут обеспечить очень хорошую степень покрытия. В зависимости от пористости поверхности, часто нужно только одно приложение. Фторсодержащие герметики обычно изготавливаются на водной основе. продукты с очень низким содержанием летучих органических соединений, что делает их экологически безопасными и безопасными для пользователя. дружелюбно.

Большинство фторированных герметиков нельзя использовать на свежеуложенный бетон. Поверхности должны иметь возраст 28 дней или быть полностью отвержденными перед нанесением. нанесение фторсодержащего герметика.

Примеры фторированных герметиков в нашем продукте предложение:

PS100 Фторированный водо-, масло- и солевой репеллент WB Penetrating Sealer (1 гал.)

Литий-силикатный отвердитель для бетона

CTech-LLC® LSH™ — отвердитель и герметик премиум-класса для бетонных поверхностей. CTech-LLC® LSH™ представляет собой готовую к использованию бесцветную жидкость на водной основе на основе силиката лития, которая проникает в поверхность бетона, происходит химическая реакция с образованием побочного продукта, который заполняет поры бетона.Эта запатентованная формула при правильном применении значительно повышает стойкость к истиранию и химическому воздействию, а также значительно повышает долговечность бетонной поверхности по сравнению с необработанным бетоном.

Основные характеристики
  • Отвердитель на основе силиката лития
  • Запатентованная формула быстро проникает и реагирует, обеспечивая лучшую начальную и конечную твердость.
  • Повышенная стойкость бетона к повреждениям от ударов, износа и истирания
  • Дышащий и устойчивый к ультрафиолетовому излучению.
  • Быстро лечит. Большинство этажей можно открыть для движения в течение одного часа после обработки.
  • Не меняет внешний вид и цвет бетона. Наносится распылителем.
  • Может наноситься на новый или существующий затвердевший бетон.
Приложения

CTech-LLC® LSH™ рекомендуется для использования везде, где требуются закаленные, защищенные от пыли и улучшенные химически стойкие и стойкие к истиранию поверхности. Идеальные области применения включают полы из:

  • Промышленные предприятия
  • Очистные сооружения
  • Большие склады
  • Офисные здания
  • Отели и рестораны
  • Фабрики
  • Силосы для хранения
  • Больницы
  • Спортивные арены
Условия хранения
  • Хранить в оригинальной упаковке при температуре от 5°C до 40°C.
  • Должен быть защищен от замерзания.
Срок годности

Срок годности 12 месяцев при хранении с даты изготовления в соответствии с рекомендациями в заводской невскрытой упаковке

Опции

Упаковка :

  • Ведра на 5 галлонов (18,93 литра)
  • Бочки на 55 галлонов (208,20 л)
Нормы и стандарты

ASTM, 2019, Стандартный метод испытаний на стойкость к истиранию горизонтальных бетонных поверхностей, ASTM C779-19, Американское общество по испытаниям и материалам

ASTM, 2013 г., Стандартный метод испытаний плотности, абсорбции и пустот в затвердевшем бетоне, ASTM C642-13, Американское общество по испытаниям и материалам

ASTM, Стандартный метод испытаний статического коэффициента трения поверхностей полов с полированным покрытием, 2017 г., измеренный на машине Джеймса, ASTM D2047-17, Американское общество по испытаниям и материалам

Гарантия

CTech-LLC ® гарантирует отсутствие производственных дефектов в своей продукции.Покупатель определяет пригодность продукта к использованию и принимает на себя все риски. Единственное средство правовой защиты Покупателя должно быть ограничено заменой продукта. Любые претензии в связи с нарушением данной гарантии должны быть поданы в течение одного месяца с даты покупки. CTech-LLC ® не несет ответственности за любые косвенные или особые убытки любого рода, возникшие в результате каких-либо претензий или нарушения гарантии, нарушения контракта, небрежности или любой юридической теории. Покупатель, принимая продукты, описанные здесь, соглашается нести ответственность за тщательное тестирование любого приложения, чтобы определить его пригодность перед использованием.

Заделка трещин в цементе с помощью микроинкапсулированного силиката натрия

В пересчете на тоннаж бетон является наиболее потребляемым материалом на планете. Выбросы углекислого газа, связанные только с производством цемента, составляют около 5% глобальных выбросов CO 2 [1]. Бетон относительно дешев, очень универсален и обладает высокой прочностью на сжатие. С другой стороны, прочность бетона на растяжение и пластичность ограничены, и по этой причине используется стальная арматура.Растрескивание железобетона неизбежно вследствие механических воздействий, воздействий окружающей среды или их сочетания. Хотя определенные размеры (менее 0,40 мм) микротрещин не обязательно влияют на структурную целостность бетона, они распространяются и сливаются, образуя более крупные сквозные трещины, которые могут повлиять на структурную целостность. Но, даже если микротрещины не сливаются, они все равно представляют опасность для конструкции, так как могут стать каналами, через которые в бетон будут попадать агрессивные вещества.

Коррозия стали может быть вызвана химическим воздействием сульфатов, морской воды или кислот. Коррозия стали приводит к образованию продуктов расширения, что приводит к дальнейшему растрескиванию бетона. В крайних случаях это в конечном итоге вызывает отслаивание и, следовательно, дальнейшее проникновение в результате увеличения проницаемости. Полное разрушение стальной арматуры или предварительно напряженных арматурных элементов может привести к катастрофическому разрушению конструкции. По этой причине было бы полезно, если бы трещины можно было заделывать, когда они появляются.В настоящее время приемлемые уровни эксплуатационных характеристик бетонных конструкций поддерживаются за счет дорогостоящих регламентных проверок и ремонтов. Подсчитано, что около 40–60 % европейского строительного бюджета уходит на ремонт и техническое обслуживание существующих конструкций, большая часть которых представляет собой бетонные конструкции [1]. В Великобритании размер ремонтной отрасли Великобритании превышает 1 миллиард фунтов стерлингов [2]. Только в Соединенных Штатах ежегодные затраты на ремонт, защиту и усиление бетонных конструкций оцениваются в пределах от 18 до 21 млрд долларов США [3].

Были изучены различные методы защиты стали от этих агрессивных веществ и возможной коррозии. Они включают поверхностную гидроизоляцию, армирование с эпоксидным покрытием, армирование из нержавеющей стали, армирование из армированного волокном пластика и катодную защиту. Однако ни один из этих методов не решил эту постоянную проблему, и все они имеют существенные технические или экономические ограничения [4, 5].

Современные правила проектирования бетона ограничивают допустимую ширину трещин.Еврокоды ограничивают ширину трещин до 0,40 мм для железобетона в предельном состоянии по эксплуатационным качествам [6]. В других классах конструкции, например, для водоподпорных конструкций или бетона высокой плотности для ядерных применений, бетон следует считать непроницаемым, и по этой причине ширина трещин ограничена 0,05–0,20 мм в зависимости от условий воздействия и класса герметичности [7].

Бетон обладает некоторой присущей ему способностью к самовосстановлению и способен заделывать микротрещины ограниченной ширины.Различие между герметизацией и заживлением заключается в том, что последнее обеспечивает восстановление механических свойств, тогда как первое проявляется в визуальном закрытии трещины или в восстановлении показателя долговечности. Различные химические, физические и механические процессы способствуют самовосстановлению [8]. Hearn и Morley [9] классифицировали различные механизмы аутогенного заживления по степени их влияния. В раннем возрасте продолжающаяся гидратация цемента в основном отвечает за закрытие трещин.В частности, если имеет место недостаточное перемешивание вяжущего материала, негидратированные зародыши цемента остаются диспергированными в вяжущей матрице. Объем цементного геля, полученного в результате гидратации, примерно в 2,3 раза превышает первоначальный объем обычного портландцемента (OPC) [10] и, таким образом, может обеспечить эффективное закрытие трещин. В более позднем возрасте осаждение карбоната кальция является основным механизмом, способствующим самозалечиванию цемента. Карбонизация гидроксида кальция происходит в присутствии углекислого газа.Максимальная ширина трещины, которая может быть залечена аутогенными средствами, зависит от многих факторов, включая тип и количество цемента, использование и тип дополнительных вяжущих материалов (SCM), возраст бетона, ширину/длину трещины и лечебная среда [8].

Улучшение аутогенного заживления может быть достигнуто за счет использования СКМ, таких как доменный шлак (ДШШ) и летучая зола (ЗУ) [11, 12]. BFS и FA улучшают аутогенное заживление, усиливая дальнейшую гидратацию.Причина этого в том, что BFS и FA гидратируются медленнее, чем цемент, и поэтому в матрице остается больше непрореагировавших вяжущих материалов. Расширяющие агенты [13, 14], а также кристаллические добавки [15] также использовались для залечивания трещин до 0,4 мм. Было обнаружено, что образцы с кристаллическими добавками имеют более высокое значение pH, что способствует осаждению карбоната кальция и обеспечивает повышенную защиту от коррозии. Добавление СКМ для улучшения аутогенного заживления не считается вегетативным заживлением, поскольку их обычно добавляют в цементирующие материалы.

Волокнистые добавки использовались для создания искусственных цементных композитов (ECC). Здесь заделка волокон вызывает распространение множественных микротрещин определенной ширины при нагружении; в отличие от нескольких очень больших трещин, которые наблюдались бы в обычном бетоне. Это ограничение ширины трещины позволяет цементному материалу заживать аутогенно. Несколько исследователей исследовали аутогенное заживление в ECC в лаборатории [16], в естественной среде [17], а также в щелочной и хлоридной среде [18, 19].

Автономное самовосстановление отличается от аутогенного самовосстановления тем, что в нем используются материальные компоненты, которые иначе не были бы обнаружены в материале [1]. Эти материалы можно либо добавлять непосредственно в вяжущую смесь, либо хранить с использованием материала-носителя. Благодаря использованию этих инженерных дополнений лечебный потенциал и производительность улучшаются. Сухой был первым, кто исследовал автономное заживление бетона путем инкапсуляции герметиков, клеев и гидроизоляционных химикатов в стеклянные трубки [20–22].Трубы были помещены в растянутую часть бетонных образцов. Когда происходило растрескивание, трубки высвобождали свое содержимое и заполняли объем трещины. С тех пор были исследованы различные заживляющие агенты на предмет их эффективности при герметизации или заживлении трещин в цементных материалах [23]. Их производительность определяется количественно с помощью показателя механического восстановления или показателя долговечности. Совсем недавно инкапсулированные минералы были выбраны из-за их улучшенной совместимости с затвердевшей цементной матрицей, а также низкой стоимости [24].Лечебные агенты на основе кремнезема, такие как силикат натрия, считаются отличными минералами для самовосстановления цементных материалов. Силикат натрия реагирует с гидроксидом кальция (CH) в присутствии воды с образованием геля гидрата силиката кальция (C-S-H) — основного продукта гидратации цемента. Реакция между силикатом натрия и гидроксидом кальция в присутствии воды представлена ​​следующим образом:

Превращение гидроксида кальция (CH) в C–S–H является благоприятным, поскольку присутствие CH отрицательно сказывается как на химической, так и на механической стойкости цемента. .CH растворим в воде и подвержен кислотному воздействию. Кроме того, границы раздела вокруг CH обычно очень пористые, что увеличивает проницаемость и снижает прочность [25]. Силикат натрия уже нашел множество применений в цементных материалах. Например, он используется в качестве активатора щелочи в цементах, активированных щелочью [26]. В бетоне он используется как ускоритель схватывания, а также применяется в виде силикатной минеральной краски для повышения гидроизоляции и повышения долговечности [25, 27]. Huang и Ye [28] добавили силикат натрия, хранящийся в губке, запечатанной воском (диаметр капсулы 5 мм), в ECC.Использование большой объемной доли капсул было больше, чем способно реагировать с СН в цементирующей матрице. По этой причине наблюдали кристаллизацию остаточного силиката натрия. Было замечено, что эффективность самовосстановления сильно зависит от концентрации силиката натрия. Formia и др. [29] инкапсулировали силикат натрия в цилиндрические цементные полые трубки различного диаметра, изготовленные методом экструзии. Установлено, что раствор силиката натрия не выделялся из небольших (внутренний диаметр 2 мм) трубок.Однако использование экструдированных труб большего размера (внутренний диаметр 7,5 мм) привело к значительному восстановлению нагрузки и жесткости даже после второго этапа перезагрузки. Kanellopoulos et al [24] исследовали эффективность заживляющих агентов на основе диоксида кремния, используя стеклянные флаконы, помещенные в растянутую секцию образцов строительного раствора в различных условиях заживления. Трещины, вызванные трехточечным изгибом (3PB), привели к высвобождению инкапсулированного материала и его последующей реакции с цементной матрицей.Результаты показали способность силиката натрия восстанавливать свойства сорбции и газопроницаемости до значений, сравнимых с образцами без трещин.

Автономное самовосстановление с использованием встроенных микрокапсул (капсулы диаметром менее 1000 мкм мкм) впервые было разработано White et al [30] для полимерных материалов. С тех пор предложенная технология нашла применение в других материалах, таких как металлы, керамика и бетон [31]. Основополагающий принцип этого механизма самозалечивания заключается в том, что при распространении трещин в цементной матрице они разрывают дисперсные капсулы и их содержимое (грузовой материал) выбрасывается в объем трещины.В автономном самовосстанавливающемся бетоне посредством микроинкапсуляции аутогенная способность цемента повышается за счет добавления микрокапсул. В зависимости от механизма самовосстановления этот грузовой материал может вступать в реакцию с цементной матрицей (продукты гидратации и карбонизации) или с окружающей средой (воздух, CO 2 , влага) с образованием продуктов, которые герметизируют или залечивают трещину. Несколько исследователей добавили микроинкапсулированный силикат натрия в цементные материалы. Pelletier et al [32] добавляли микрокапсулы в образцы строительного раствора в количестве 2% по объему.Были индуцированы случайные микротрещины, и способность образцов, содержащих микрокапсулы, восстанавливать ударную вязкость и прочность на изгиб после заживления сравнивалась с контрольными образцами. Однако отсутствуют характеристики микрокапсул, а также данные о размере трещин, залеченных в образцах. Gilford et al [33] сосредоточились в основном на том, как параметры приготовления микрокапсул (температура, скорость перемешивания, pH) влияют на толщину оболочки и размер микрокапсул. Микрокапсулы были добавлены к цилиндрическим бетонным образцам, которые были повреждены, и оставлены для заживления в течение 48 часов.Было обнаружено, что добавление микрокапсул повышает жесткость после заживления до более высокого уровня, чем до повреждения. В обоих отчетах Pelletier et al. и Gilford et al. отсутствуют подтверждения живучести микрокапсул во время смешивания, а также доказательства высвобождения при растрескивании. Также требуется количественное описание реакции между микрокапсулированным материалом и цементирующей матрицей для определения объемной доли микрокапсул, необходимой для достижения определенного уровня заживления.

Поскольку исследователи больше всего заинтересованы в самовосстановлении, вызванном добавлением микрокапсул, имеется ограниченный отчет о влиянии добавления микрокапсул на механические свойства. Также отсутствуют сведения о влиянии добавления микрокапсул на реологические свойства цементного теста. При оценке того, осуществима ли автономная система самовосстановления, включающая микрокапсулы, наиболее важно описать эффект, который добавление микрокапсул оказывает на исходные свойства цементирующего материала.Если свойства значительно ухудшаются, и это значение падает ниже требуемого для применения, следует использовать меньшую долю микрокапсул или выбранные микрокапсулы могут быть отброшены как непригодные.

Микрокапсульные добавки широко используются в строительной отрасли. Общие области применения включают в себя воздухововлечение, контроль температуры с использованием материалов с фазовым переходом и повышенную огнестойкость [34]. Существует множество физических, механических, экологических, технологических и практических требований к микрокапсулам, используемым специально для самовосстановления цементных материалов [35].Важным физическим требованием является то, что микрокапсулы должны выдерживать агрессивный процесс смешивания бетона. Сюда входят напряжения, создаваемые заполнителями, а также смесительным оборудованием. Однако они должны быть достаточно хрупкими, чтобы разрушаться при распространении по ним трещин. Это основное требование было выполнено за счет использования микрокапсул, которые проявляют каучукоподобные и эластичные свойства при гидратации (т.е. при отверждении материала) [36].

Предполагается, что добавление микрокапсул, содержащих силикат натрия, влияет на гидратацию цемента в два раза. Во-первых, добавление микрокапсул создает сферические пустоты, препятствующие связыванию продуктов гидратации цемента. Это снижает гидратацию и, следовательно, снижает количество выделяемого тепла. Во-вторых, если какие-либо капсулы разобьются во время замешивания, выделившийся силикат натрия ускорит гидратацию цемента.

Влияние добавления микрокапсул на механические свойства вяжущего материала зависит от множества переменных, таких как размер микрокапсул, механические свойства микрокапсул, а также прочность связи между микрокапсулами и вяжущей матрицей.Если микрокапсулы относительно малы по сравнению со средним размером частиц OPC (5–30 мкм мкм), возможно, что они повышают долговечность и механические свойства, заполняя уже существующие пустоты в цементирующей матрице. Более крупные микрокапсулы способны нести большее количество заживляющего агента, и было показано, что при фиксированной объемной доле более крупные микрокапсулы обеспечивают повышенную эффективность заживления [37]. Если материал оболочки обладает высокой прочностью и жесткостью, а также хорошими свойствами сцепления с цементной матрицей, то добавление микрокапсул может улучшить свойства.Дисперсные сферические частицы широко добавляются в композиты, армированные частицами, для улучшения как механических, так и физических свойств [38].

Целью данной работы является описание влияния добавки микрокапсул, содержащих силикат натрия, на реологические и механические свойства цемента. Количественно оценивается эффективность микроинкапсулированного силиката натрия для закрытия трещин и снижения сорбционной способности. Используются две разные микрокапсулы, содержащие как жидкий, так и твердый силикат натрия.Также дается качественное описание реакции между материалами груза и цементной матрицей.

Характеристика микрокапсул

Две различные микрокапсулы, используемые для автономного самовосстановления цементных материалов, L500 и T130 , были предоставлены Lambson Ltd и Thies Technology, Inc. соответственно. Микрокапсулы L500 содержат жидкий раствор силиката натрия, диспергированный в минеральном масле, и эмульгатор. Количество силиката натрия составляет примерно 42% от общего количества инкапсулированного материала.Микрокапсулы T130 производятся с использованием технологии полимеризации in situ с использованием полимочевины в качестве материала оболочки. Краткое описание свойств микрокапсул приведено в таблице 1. Изображения микрокапсул, полученные в оптическом микроскопе, можно увидеть на рисунке 1. Было замечено, что микрокапсулы набухают в воде (микрокапсулы L500 в большей степени, чем микрокапсулы T130 ) и возвращаются в исходное состояние. первоначальный размер после высыхания. Они сохраняли свою структурную целостность на протяжении всего этого периода, сохраняя тем самым инкапсулированный материал груза.Подтверждена долговременная выживаемость при высоком рН (>13), а также в растворе хлорида кальция.

Таблица 1. Свойства микрокапсул, содержащих силикат натрия.

Имя Материал корпуса Грузовой материал Средний размер ∼( мкм м)
L500 Желатин-аравийская камедь Na 2 SiO 3 (в жидком растворе) 500
Т130 Полимочевина Na 2 SiO 3 (твердый) 130

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 1.  Микроскопические изображения микрокапсул (a) T130 и (b) L500 .

Скачать рисунок:

Стандартное изображение Изображение с высоким разрешением

Добавление микрокапсул к цементному тесту

Обе микрокапсулы L500 и T130 были смешаны с цементным тестом. Микрокапсулы были добавлены в цемент CEM I 52.5N, изготовленный в соответствии с требованиями BS EN 197-1. Поскольку микрокапсулы L500 диспергированы в жидком растворе, их экстрагируют с помощью фильтровальной бумаги и вакуумного насоса.При извлечении они находятся в гидратированном состоянии и по этой причине вряд ли будут поглощать много воды при добавлении в вяжущую смесь. Микрокапсулы T130 имеют порошкообразную форму и поэтому добавляются непосредственно в вяжущую смесь.

Изотермическая калориметрия для гидратации цемента

Высокоточный изотермический калориметр Calmetrix I-Cal 2000, соответствующий стандарту ASTM C1679, использовался для измерения теплоты гидратации OPC с добавлением микрокапсул. Микрокапсулы добавляли в объемных долях ( V f ) 4% к цементному тесту с 0.4 водоцементное (в/ц) соотношение. Таким образом, были исследованы три различных смеси; (1) только OPC, (2) OPC с добавлением 4% микрокапсул L500 и (3) OPC с добавлением 4% микрокапсул T130 . Термостат устанавливали на 23°С и оставляли для стабилизации на 24 часа. Предварительное кондиционирование цементного порошка и воды происходило в течение 2 часов, после чего их перемешивали пластиковой ложкой в ​​течение одной минуты. Используемые количества цемента и воды составляли 30 г и 12 г соответственно, а масса микрокапсул равнялась 0.4 г. Затем в течение 48 часов проводили регистрацию теплоты гидратации. Этого времени было достаточно для получения начального пика схватывания. Пиковая мощность рассчитывается как максимальная мощность (первый пик) минус мощность в течение индукционного периода (первая впадина). Затем рассчитывали начальное время схватывания как время при одной трети пиковой мощности.

Определение вязкости с помощью реометрии

Реометр Brookfield DV3T использовали для измерения вязкости смесей. Еще раз были исследованы три разных смеси; (1) только OPC, (2) OPC с 4% микрокапсул L500 и (3) OPC с 4% микрокапсул T130 .Образцы готовили путем перемешивания цементной пасты в течение трех минут перед помещением 10 мл в чашу для образцов реометра. Шпиндель SC4-27 был вставлен перед тем, как оставить образец для отстаивания на пять минут. По прошествии этого времени в течение одной минуты проводили предварительное сдвига от 0 до 30 с -1 , чтобы стереть историю сдвига из-за перемешивания. Затем образец оставляли на 30 с для стабилизации. После этого была получена зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига путем воздействия на образец скоростей сдвига, варьирующихся от 8.от 5 с 90 263 -1 90 264 до 60 с 90 263 -1 90 264 (нарастание) и обратно до 8,5 с 90 263 -1 90 264 (нарастание) [39]. Затем для получения (пластической) вязкости использовали градиент линейной регрессии линейно снижающейся части зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига.

Процедура литья и испытаний

Кубические образцы

Кубические образцы (40 × 40 × 40 мм) были отлиты для количественной оценки влияния добавления микрокапсул на предел прочности при сжатии (UCS) цементного теста.Микрокапсулы добавляли в объемных долях в диапазоне от 0% до 4% с единичными интервалами к OPC при соотношении 0,4 мас./ц. Смешивание образцов осуществляли с помощью пищевого блендера Kenwood 1500 W. Образцы уплотняли с помощью вибростола, а затем накрывали полиэтиленовой пленкой для предотвращения испарения воды. Через 24 часа образцы были извлечены из формы и погружены в воду при постоянной температуре окружающей среды 21 °C ± 1. Четыре куба были испытаны на 7, 14, 28 и 56 день после дня литья с использованием сервогидравлической испытательной рамы 250 кН. .

Призматические образцы

Были испытаны три различные цементные смеси с водоцементным отношением 0,4. Первая представляла собой контрольную смесь только из цемента и воды. Остальные две смеси содержали добавки микрокапсул T130 и L500 в количестве 4% по объему (приблизительно 1,3% по массе цемента). Смеси готовили таким же образом, как описано выше, и для каждой из трех смесей отливали шесть призм (40 × 40 × 160 мм).Образцы отливали с добавлением проволоки из мягкой стали диаметром 1,6 мм (рис. 2) в сжимающую часть призмы с крышкой на 10 мм сверху для предотвращения полного разделения образца. Через 7 дней после отливки образец извлекали из среды, погруженной в воду, и затем с помощью алмазной настольной пилы наносили центральный надрез диаметром 3 мм. Это было сделано для того, чтобы во время испытаний в центре образца образовались трещины. Образцы подвергали механическому растрескиванию при трехточечном изгибе с использованием рамы для статических испытаний Instron 5567 30 кН со скоростью 0.125 мм с −1 (рис. 3). Ширина трещины контролировалась с помощью калибра-клипсы (рис. 4), и испытание прекращалось автоматически, как только измеренная ширина достигала 0,3 мм. Снимки образцов были сделаны под оптическую микроскопию для измерения ширины трещины после разгрузки, а также для наблюдения за залечиванием трещины.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 2. Добавление стальной проволоки в призматические образцы для предотвращения полного разделения образца.

Скачать рисунок:

Стандартное изображение Изображение с высоким разрешением

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 3.  Установка испытаний на трехточечный изгиб (3PB) для создания одиночной центральной трещины в образцах цемента.

Скачать рисунок:

Стандартное изображение Изображение с высоким разрешением

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 4.  Контроль ширины трещины в образцах с помощью калибра-клипсы. Тестирование автоматически прекращается, как только ширина достигает 0,3 мм.

Скачать рисунок:

Стандартное изображение Изображение с высоким разрешением
Испытание на долговечность

Испытания на сорбционную способность проводились с использованием краткосрочного одномерного эксперимента. Сорбционная способность – это мера способности материалов поглощать или десорбировать жидкость за счет капиллярности. Процедура испытаний была адаптирована из руководства RILEM TC 116-PCD [40] с целью создания более подходящей процедуры испытаний образцов с трещинами.Трещины были изолированы с помощью алюминиевой ленты на нижней поверхности образцов, чтобы гарантировать, что поглощение происходит только через область трещины (схематично показано на рисунке 5). Изменения веса образца (с точностью до 0,1 г) из-за всасывания воды регистрировали в течение 4 ч 16 мин. Совокупное количество воды, поглощенной единицей площади поверхности притока, связано с сорбционной способностью соотношением [41]:

, где S — коэффициент сорбционной способности в единицах минут.Таким образом, коэффициент сорбции ( S ) был получен посредством линейной регрессии M W и √ t . Образцы тестировали каждые семь дней в течение 28-дневного периода заживления. Каждую неделю образцы извлекали из воды и оставляли сохнуть на четыре дня перед испытанием. Трещины также еженедельно наблюдали с помощью цифрового микроскопа для визуального наблюдения за закрытием трещины.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 5. Схематическое изображение процедуры определения сорбционной способности. Трещины изолируются с помощью алюминиевой ленты.

Скачать рисунок:

Стандартное изображение Изображение с высоким разрешением
Образцы для микроструктурного анализа

Требуется качественное описание реакции между цементной матрицей и инкапсулированным материалом. По этой причине пасту из затвердевшего портландцемента (HPC) измельчали ​​после семи дней отверждения водой и добавляли силикат натрия и микрокапсулы.Было исследовано четыре образца. (1) только HPC, (2) HPC с силикатом натрия и добавлением воды, (3) HPC с микрокапсулами L500 и добавлением воды, (4) HPC с микрокапсулами T130 и добавлением воды. Силикат натрия и микрокапсулы (2 г) добавляли к 10 г ГПЦ с 5 г воды. Микрокапсулы измельчали, чтобы гарантировать высвобождение инкапсулированного материала при смешивании с ГПЦ. Смеси оставляли на семь дней в чашке Петри перед экстракцией. Образцы измельчали ​​с помощью пестика и ступки и тестировали с помощью рентгеновского дифракционного анализа (XRD), сканирующего под углами в диапазоне от 10° до 60° с использованием излучения CuK α .Блок-схема экспериментального процесса представлена ​​на рисунке 6.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 6. Блок-схема подготовки образцов для рентгеноструктурного (XRD) анализа.

Скачать рисунок:

Стандартное изображение Изображение с высоким разрешением

Распределение и высвобождение микрокапсул

Были сделаны поперечные срезы образцов, содержащих L500 , с помощью настольной пилы с алмазным диском, чтобы подтвердить превосходную живучесть и распределение микрокапсул по поперечному сечению образца.Микрокапсулы достаточно велики, чтобы их можно было наблюдать визуально, как показано на фигуре 7. Разрыв встроенных микрокапсул более подробно наблюдают с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), как показано на фигуре 8 для обеих микрокапсул.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 7.  Поперечное сечение (40  ×  40 мм) затвердевшего цементного теста, содержащего микрокапсулы L500 .Выброс жидкого грузового материала наблюдается по всему участку.

Скачать рисунок:

Стандартное изображение Изображение с высоким разрешением

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 8.  Изображения с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) разрушенных (а) микрокапсул L500 и (б) T130 , встроенных в цементирующую матрицу.

Скачать рисунок:

Стандартное изображение Изображение с высоким разрешением

Реологические свойства

Измерения вязкости для трех смесей приведены в таблице 2.Значения согласуются с опубликованными значениями для цементного теста при водоцементном отношении 0,4 [42]. Понятно, что вязкость увеличивается при добавлении микрокапсул. Объемное добавление 4% микрокапсул L500 привело к увеличению вязкости на 52%, в то время как добавление микрокапсул T130 привело к увеличению вязкости на 47%. Способность микрокапсул поглощать воду, вероятно, способствует снижению удобоукладываемости. В результате это снизит прочность на сжатие затвердевшего цементного теста.Однако эффект добавления микрокапсул в раствор и бетон, вероятно, будет менее вредным, чем эффект, измеренный в цементном тесте.

Таблица 2. Вязкость, время начального схватывания и пиковая мощность цементного теста с микрокапсульными добавками.

Смесь Вязкость, мк (Па с) Начальное время схватывания (чч:мм) Пиковая мощность (мВт)
ОРС 0.2973 04:08 3,67
OPC + 4% L500 0,4544 04:04 3,48
OPC + 4% T130 0,4370 03:04 2,64

Профили гидратации цемента, полученные с помощью калориметрии, можно увидеть на рисунке 9. Время схватывания и пиковая мощность для трех смесей приведены в таблице 2. Добавление микрокапсул L500 показывает небольшое снижение пиковой мощности, но почти без изменения времени установки.Добавление 4% микрокапсул T130 ускоряет начальное время схватывания и снижает пиковую мощность на 28%. Это не обязательно вызвано разрушением микрокапсул во время смешивания, а скорее обломками оболочки и материала груза внутри порошка, последний из которых ускоряет гидратацию.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 9. . Пики кривых гидратации цемента при начальном схватывании для OPC (черная линия), OPC с добавлением 4% микрокапсул L500 (синяя линия) и OPC с добавлением 4% микрокапсул T130 (красная линия).

Скачать рисунок:

Стандартное изображение Изображение с высоким разрешением

Влияние на механические свойства

И снова микрокапсулы L500 были достаточно большими, чтобы их можно было наблюдать невооруженным глазом. Их живучесть и последующее разрушение при растрескивании наблюдается на плоскостях излома кубических образцов, испытанных на их ПСК (рис. 10). Увеличение количества микрокапсул наблюдается по мере увеличения добавления от 1% до 4%.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 10. Измельченные кубики цемента, содержащие 1–4% объемных добавок микрокапсул L500 , протестированные через 56 дней.

Скачать рисунок:

Стандартное изображение Изображение с высоким разрешением

Реологические результаты, представленные выше, позволяют предположить, что для образцов цементного теста, содержащих микрокапсулы, будет наблюдаться снижение прочности на сжатие. Результаты прочности на сжатие для различной объемной доли микрокапсул приведены на рисунке 11 для добавок микрокапсул L500 и T130 .Снижение прочности на сжатие становится все более очевидным в более позднем возрасте. В частности, видно, что прочность на сжатие образцов, содержащих капсулы, выходит на плато через 28 дней. Это заметно при использовании как микрокапсул L500 , так и T130 . Хотя микрокапсулы L500 больше, их вредное влияние на прочность на сжатие меньше, чем у микрокапсул T130 . Было замечено, что прочность на изгиб образцов, содержащих капсулу, увеличилась для образцов, содержащих T130 , и немного уменьшилась для образцов, содержащих L500 .После семидневного отверждения в воде добавление 4 % микрокапсул привело к увеличению на 20 % для образцов, содержащих T130 , и снижению на 17 % для образцов, содержащих L500 . Измерения, проведенные на нижней поверхности и в середине образца, показали среднюю ширину трещины 0,09 мм для контрольной смеси, 0,12 мм для образцов, нагруженных T130 , и 0,22 мм для образцов, нагруженных L500 .

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 11. Прочность на сжатие (кубическая) цемента, содержащего 1–4% добавок микрокапсул (а) T130 и (b) L500 , проверена через 7, 14, 28 и 56 дней.

Скачать рисунок:

Стандартное изображение Изображение с высоким разрешением

Восстановление долговечности

Результаты сорбции приведены на рис. 12 для трех разных смесей. Образцы, содержащие капсулы, значительно снижают сорбционную способность после коротких периодов заживления. Добавление 4 % микрокапсул T130 резко снижает сорбционную способность на 45 % после семидневного периода заживления и продолжает снижать ее до 34 % после 28 дней заживления.Наблюдение за OPC и образцами, содержащими капсулы, во время испытаний через 7 дней можно увидеть на рисунке 13. Образцы, содержащие микрокапсулы L500 , также демонстрируют улучшенную герметизацию трещин. После семидневного периода заживления добавление 4% объемной фракции микрокапсул снижает сорбционную способность на 15% по сравнению с контрольным образцом. После 28-дневного периода заживления образцы L500 поглощают немного больше воды, чем контрольные образцы. Это можно объяснить тем, что высушенный остаточный материал оболочки микрокапсул внутри образца гидратируется и поглощает воду.Это выгодно по двум причинам. Во-первых, набухание микрокапсул будет способствовать закупориванию трещин и предотвращению проникновения жидкости вглубь матрицы. Это жизненно важно для защиты стальной арматуры внутри бетона. Во-вторых, поскольку для реакции между гидроксидом кальция и силикатом натрия с образованием C-S-H требуется вода, удерживание воды вблизи разорванной капсулы облегчает эту реакцию. Микроскопические изображения также подтверждают улучшенную герметизацию трещин в образцах, содержащих капсулы, как показано на рисунке 14.Изображения показывают, что визуальных наблюдений за уплотнением трещин недостаточно для количественной оценки уплотнения. Вместо этого необходим показатель долговечности (например, проницаемость, сорбционная способность).

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 12.  Сорбционная способность образцов с трещинами, содержащих микрокапсулы L500 (синяя линия) и T130 (красная линия) при объемной доле 4 %, по сравнению с образцами цемента с трещинами (черная линия).Измерения сорбции проводятся в течение 28-дневного периода заживления.

Скачать рисунок:

Стандартное изображение Изображение с высоким разрешением

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 13.  Сравнение воды, поглощаемой контрольными образцами цемента (слева) и образцами, содержащими 4% микрокапсул T130 (справа). Тестирование проводится после семидневного периода заживления.

Скачать рисунок:

Стандартное изображение Изображение с высоким разрешением

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 14. Трещины, наблюдаемые в (а) образцах цемента, (б) образцах цемента с 4% объемной добавкой микрокапсул L500 и (в) образцах цемента с 4% объемной добавкой микрокапсул T130 . На изображениях слева показаны образцы после семи дней заживления, а справа — после 28-дневного периода заживления.

Скачать рисунок:

Стандартное изображение Изображение с высоким разрешением

Микрокапсулы T130 действительно демонстрируют превосходную герметизацию трещин, на что указывает большее снижение измеренных значений сорбции.Однако микрокапсулы T130 содержат больше инкапсулированного силиката натрия. Поэтому имеет смысл предположить, что микрокапсулы T130 обеспечат лучшее заживление, чем микрокапсулы L500 , из-за большего доступного количества силиката натрия, который может реагировать с гидроксидом кальция в цементирующей матрице с образованием C– С–Х. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, предпочтительнее ли порошкообразный силикат натрия, чем жидкий (или диспергированный) силикат натрия для использования в качестве заживляющего средства.С одной стороны, использование жидкого силиката натрия обеспечивает лучший транспорт в плоскость трещины. Однако, с другой стороны, поскольку образцы отверждаются в воде, существует вероятность того, что часть инкапсулированной жидкости диффундирует в воду. Порошкообразный материал груза, скорее всего, останется в остаточном материале оболочки (и, следовательно, в объеме трещины) после механического разрыва оболочки микрокапсулы. Что касается измеренной ширины трещин при нагрузке, восстановление сорбционной способности образцов, содержащих L500 , является более впечатляющим, учитывая, что трещины в образцах L500 намного больше, чем в образцах T130 , и значительно больше, чем в контрольных образцах.

Микроструктурный анализ

Образцы с добавлением силиката натрия или измельченных микрокапсул (образцы 2–4) продемонстрировали явные связывающие свойства при их экстрагировании через семь дней реакции (рис. 15). Спектры XRD четырех различных образцов можно увидеть на рисунке 16. Можно наблюдать типичные продукты гидратации портландцемента, включая портландит (гидроксид кальция), эттрингит и полукристаллизованные гидраты силиката кальция. Сам C-S-H не показывает отчетливых пиков из-за его плохой кристаллической природы.Как и ожидалось, пики гидроксида кальция (CH) (2 θ  = 18,007, 28,671, 34,101 и 47,12) очень отчетливы в 7-дневном затвердевшем цементном тесте (HPC) XRD (черная линия, рис. 16). Эти пики все еще видны после добавления микрокапсул или силиката натрия. Однако их интенсивность значительно снизилась, что свидетельствует о потреблении портландита. Рентгенофазовый анализ HPC, смешанного с измельченными капсулами L500 (синяя линия, рис. 16) или T130 (красная линия, рис. 16) и водой, показывает характеристики, аналогичные характеристикам смеси HPC с силикатом натрия (розовая линия, рис. 16).Пики портландита в смеси ГПЦ + L500 являются самыми большими из трех смесей, хотя они все же значительно меньше, чем пики в смеси ГПЦ отдельно. Поскольку микрокапсулы L500 содержат дисперсию силиката натрия в масле, количество высвобождаемого силиката натрия будет меньше, чем из микрокапсул T130 . Поэтому неудивительно, что количество потребляемого портландита меньше. Наблюдается, что микрокапсулы HPC + силикат натрия XRD и HPC + измельченные T130 практически идентичны.Это подтверждает выделение материала груза и его реакцию с измельченным цементным тестом. Рентгеновская дифрактограмма ГПЦ в смеси с силикатом натрия в отсутствие воды (здесь не показана) идентична рентгенограмме ГПЦ в отдельности. Это свидетельствует о необходимости воды для реакции силиката натрия с гидратированным цементом.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 15. Образцы, извлеченные после семидневного периода реакции.(1) только HPC, (2) HPC с силикатом натрия и добавлением воды, (3) HPC с микрокапсулами L500 и добавлением воды, (4) HPC с микрокапсулами T130 и добавлением воды. Образцы 2–4 демонстрируют явные связывающие свойства.

Скачать рисунок:

Стандартное изображение Изображение с высоким разрешением

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 16.  Рентгеновская дифрактограмма затвердевшего цементного теста (ГПЦ, черная линия), ГПЦ с добавкой силиката натрия (розовая линия), ГПЦ с добавлением 4 % L500 микрокапсулы (синяя линия) и ГПЦ с 4 % T130 добавление микрокапсул.

Скачать рисунок:

Стандартное изображение Изображение с высоким разрешением

Пики негидратированного силиката кальция (в основном трехкальциевого силиката и двухкальциевого силиката) наблюдаются между пиками портландита при 28,671 и 34,101. Пики, наблюдаемые в этой области, больше для образца HPC по сравнению с образцами с добавками микрокапсул или силиката натрия. В этой же области аморфные пики C-S-H перекрываются вместе с кальцитом при 29,405. Образование карбоната кальция происходит из-за карбонизации гидроксида кальция во время отверждения водой.Этот пик больше в смеси HPC + силикат натрия и смеси HPC + L500 . Понятно, что добавление силиката натрия (или измельченных силикатно-натриевых микрокапсул, содержащих микрокапсулы) приводит к потреблению СН и образованию C–S–H.

Еще раз стоит отметить, что микрокапсулы L500 содержат меньше силиката натрия, чем микрокапсулы T130 и это видно при сравнении спектров РФА.

Оценка долговечности бетона с пропиткой на основе силиката натрия

В этом документе представлены улучшенные характеристики бетона, пропитанного силикатным компаундом.На образцы бетона с разным классом прочности (21 МПа и 34 МПа) наносят пропиточные материалы двух разных типов (неорганического и комбинированного типа). С помощью лабораторных испытаний улучшенные характеристики пропитанного бетона оцениваются в отношении пористости, прочности, коэффициента диффузии хлоридов, воздухо-водопроницаемости и абсорбции. Испытания на длительное воздействие, включая испытания на прочность, глубину проникновения и содержание хлоридов, а также электрический потенциал коррозии стали, проводятся для различных морских условий.В то время как поверхностно-пропитанный бетон показывает незначительное увеличение прочности, оцениваются значительные улучшения пористости, поглощения и проницаемости. Стойкость к воздействию хлоридов значительно улучшилась за счет простого распыления неорганического силиката в условиях атмосферного солевого распыления.

1. Введение

Конструкции из железобетона (ЖБ) обычно изнашиваются, и повреждения, вызванные износом, в конечном итоге вызывают проблемы с безопасностью конструкции, хотя они используются и демонстрируют хорошие структурные характеристики и долговечность.В последнее время для улучшения свойств бетона предлагаются методы ремонта с использованием поверхностной пропитки [1–4]. Исследовательское значение бетона с поверхностной пропиткой можно объяснить с двух точек зрения. Одним из них является разработка реактивного ремонтного материала с использованием силикатного соединения. В 1980–90-х годах для повышения прочности и эластичности бетона применяли пропитку сульфатным составом. Однако метод ремонта с дополнительным образованием эттрингита за счет сульфатного соединения имел ограниченное применение для бетонных конструкций, так как для пропитки требовалась другая процедура гидратации или высокая температура [4].Впоследствии были разработаны жидкие органические или неорганические/органические пропитки поверхности с использованием силикатного соединения, которые применялись к существующим железобетонным конструкциям в качестве методов ремонта [5–8]. Импрегнированные силикатные соединения, такие как коллоидный силикат и Na-силикат, посредством капиллярного всасывания вступают в реакцию с гидроксидом кальция-Ca(OH) 2 в бетоне и образуют дополнительный гель CSH [9]. Благодаря реакции с SiO 2 и Ca(OH) 2 структура пор в бетоне изменяется, становится более плотной, и невидимые микротрещины могут быть закрыты.Другой – разработка системы ремонта с использованием силикатного компаунда и сопутствующего оборудования. Органическая пропитка для поверхностей в основном используется для гидроизоляции и защиты поверхности, поскольку она имеет ряд преимуществ, таких как низкая цена и простота процесса нанесения покрытия. Однако большинство из них в основном состоят из летучих органических соединений и имеют существенный недостаток, заключающийся в том, что они загрязняют воздух в процессе производства, а также при нанесении покрытий [8]. Помимо экологической проблемы, легко происходит отслоение слоя пропитки, так как органическое покрытие не может распределять испарения из внутренней части бетона наружу.Кроме того, поведение материала, такое как усадка и тепловое расширение в органическом покрытии, значительно отличается от такового в бетоне [2]. Эти негармоничные характеристики поверхностного слоя вызывают трещины, отслоения и отрывы от поверхности бетона [2, 8, 10]. Поры и трещины в бетоне становятся такими основными путями для агентов, вызывающих ухудшение состояния, что повышение долговечности может быть достигнуто за счет снижения пористости и проницаемости [11–14]. Испытания на длительное воздействие для поверхностно-пропитанного бетона проводятся ограниченно, в то время как ускоренные испытания на износ проводятся в лабораторных масштабах. широко проводятся.

В работе представлены повышенные характеристики бетона с пропиткой органического и комбинированного типа. С этой целью на два разных уровня бетона наносятся два типа пропитки поверхности: неорганическая и комбинированная. Выполняются испытания по оценке свойств, включая пористость, коэффициент диффузии хлоридов, прочность на сжатие, проникновение воды и воздуха и влагопоглощение. В ходе испытаний на длительное воздействие оцениваются поведение хлоридов и электрический потенциал коррозии стали для бетона с поверхностной пропиткой.В этой статье оценивается и обсуждается количественное улучшение свойств материала и устойчивости к воздействию хлоридов в бетоне с поверхностной пропиткой.

2. Механизм повышения технических свойств путем пропитки поверхности
2.1. Более плотная структура пор с внедрением силикатного соединения

Среди силикатных компонентов, таких как силикат кальция, силикат калия и коллоидный кремнезем, которые делают структуру пор более плотной в результате реакции регидратации, силикат натрия (Na 2 O–SiO 2 ) в последнее время используется для ремонта техники.При капиллярном всасывании в бетон это силикатное соединение вступает в реакцию с гидроксидом кальция и в конечном итоге образует нерастворимый гель CSH (Ca–SiO 2 ), который делает бетон более плотным [6–8, 15]. А именно, пористость в бетоне снижается за счет реакции с внедренным силикатным соединением и остаточным Ca(OH) 2 , который обычно занимает 25–30% количества CSH в бетоне [16]. В традиционной системе ремонта с методом склеивания пластин обычно используется органический клей, такой как эпоксидная смола, но он не может гарантировать долговечность в тяжелых условиях из-за отслоения защитного слоя [2, 17, 18].Свойство материала воспроизведенного геля CSH в слое пропитки такое же, как у бетона, что обеспечивает идеальное сцепление без расслоения слоя пропитки. В органическом покрытии на поверхности бетона часто происходит отслоение и отслоение слоя покрытия [8].

Реакции неорганического и комбинированного типа пропитки, примененные в данном исследовании, записаны в (1) и (2) соответственно [6, 7]:

На рисунке 1 показано химическое соединение в неорганической пропитке.


2.2. Уменьшение проникновения хлоридов за счет поверхностной пропитки

В затвердевшем бетоне ион хлорида можно разделить на свободный ион хлорида, непосредственно влияющий на коррозию стали, и связанный ион хлорида, химически стабильный, не подверженный воздействию суровых условий окружающей среды, таких как карбонизация [19, 20]. Образование связанного хлорида можно выразить как (3) через реакцию с растворимым CaCl 2 и моносульфатом. Подобно (3), растворимый CaCl 2 можно превратить в нерастворимое силикатное соединение путем введения силикатного соединения, как показано в (4):

Согласно предыдущим исследованиям [21], ион хлорида в поровой воде может быть преобразован в связанный ион хлорида посредством поглощения гелем CSH, и это связано с количеством геля CSH.Стойкость к воздействию хлоридов может быть достигнута как за счет увеличения связанного иона хлорида за счет воспроизводства CSH, так и за счет уменьшения диффузии иона хлорида за счет уменьшения пористой структуры в поверхностно-импрегнированном слое. Если свойства бетонной поверхности улучшаются, она может обеспечить эффективный устойчивый барьер против воздействия хлоридов. Эти характеристики долговечности с использованием улучшенных свойств кожи подтверждаются как экспериментами [5], так и аналитическим решением [22]. Повышение устойчивости к воздействию хлоридов бетона с поверхностной пропиткой можно резюмировать на Рисунке 2.


3. Экспериментальная программа
3.1. Используемые материалы

В этой статье две поверхностные пропитки наносятся на образцы бетона с двумя разными пропорциями смеси. Один представляет собой неорганический тип (I), а другой представляет собой комбинированный неорганический и органический тип (С). Свойства применяемых пропиток приведены в таблице 1. Пропорции смеси бетона и физические свойства заполнителей приведены в таблицах 2 и 3 соответственно.

+ силиката

Тип Основной ингредиент Цвет Вязкость (сП) Поверхностное натяжение (дин / см) Растворитель

Я Неорганический Силикат натрия Нет цвета 3.72 26,0 Алкоголь
С Комбинированные неорганические / органические натрия + полимер голубой 4,13 38,0 воды

90 900
МПа Усадка (см) ж / с (%) S / A Вт (кг / м 3 ) С (кг / м 3 ) S (кг / м 3 ) G (кг / м 3 )

21 15 55.4 45,8 166 267 810 979
34 15 48,7 43,0 185 380 731 994

S/a: отношение песка к общему заполнителю; В: вода; С: цемент; С: песок; Г: гравий. +

Тип (мм) Плотность (г / см 3 ) Поглощение (%) Тонкость модуль упругости

Мелкий заполнитель 2.60 0,95 2,64
Крупный заполнитель 25 2,65 0,85 6,80

3.2. Процедуры эксперимента

Программа эксперимента в этой статье состоит из двух частей; один для оценки улучшающих свойств после пропитки, а другой для оценки долговечности при воздействии хлоридов в течение 2 лет при испытании на воздействие.

3.2.1. Улучшение технических свойств путем пропитки поверхности

( 1) Отверждение и пропитка. Испытания для улучшения технических свойств включают измерение пористости, коэффициента диффузии хлоридов, прочности на сжатие, проницаемости воздух/вода и коэффициента водопоглощения. Образцы бетона смешивают в соответствии с таблицей 2, и для каждого испытания изготавливают тройные образцы. Каждый образец извлекается из формы через 1 день и отверждается в погруженном состоянии (температура 20°C) в течение 4 недель.После отверждения в течение 4 недель они выдерживаются на воздухе в течение 2 недель, а затем проводится пропитка поверхности методом распыления. Элементы испытаний, размер образца, а также процедуры отверждения приведены в таблице 4.


Испытание образцов (мм) Отверждение и пропитка

Пористость (куб.) (1) Смешивание согласно таблице 2  
(2) Отверждение на воздухе 1 ​​день
(3) Отверждение в воде 4 недели
(4) Сушка на воздухе 2 недели
(5) Опрыскивание импрегнант
(6) Отверждение на воздухе в течение 2-х недель
хлорид коэффициент диффузии (цилиндр)
прочность на сжатие (цилиндр)
Проницаемость воды и воздуха (прямоугольный)
Абсорбционная (кубическая)

( Тест. Для контрольного бетона (21 МПа и 34 МПа) и пропитанного бетона (тип I и C) пористость измеряется с помощью ртутной интрузивной порозиметрии (MIP). Пористость в импрегнированном бетоне снижается благодаря дополнительному воспроизведению CSH, что позволяет улучшить характеристики долговечности. Они измеряются на основе соответствующего руководства [23]. Для проектирования долговечности существенным параметром является коэффициент диффузии хлоридов. В этом тесте ускоренный тест в нестационарных условиях выполняется на основе предыдущего исследования [24].Коэффициент диффузии хлорида можно получить следующим образом: где – коэффициент диффузии в нестационарном состоянии из быстрого испытания на проникновение хлорида (м 2 /сек), – универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/моль·К), – абсолютная температура (К), – толщина образца (м), – ионная валентность (=1,0), – постоянная Фарадея (=96 500 Дж/В·моль), – приложенный потенциал (В), – глубина проникновения иона хлорида (м), – продолжительность испытания (сек), – концентрация хлорида в раствор выше по потоку (моль/л), представляет собой концентрацию хлорида на фронте проникновения хлорида (моль/л) и является обратной функцией ошибки.

Прочность на сжатие считается основным параметром для оценки свойств, поэтому также проводится испытание на прочность на сжатие по KS F 2405 [25]. Проницаемость воды и воздуха играет важную роль в характеристиках долговечности, поскольку она напрямую связана с переносом влаги. Поскольку бетон в частично насыщенном состоянии всегда имеет градиент влажности, испарение происходит на поверхности. При нанесении покрытия на неорганический материал без испарения влаги на внешнюю поверхность происходит отслоение и отслоение материала покрытия [8].Водо- и воздухопроницаемость можно рассчитать по (6) и (7) соответственно [6, 7]: где — водопроницаемость (м 2 /сек), — скорость (м/сек), — давление (БАР), — глубина прокладки (15 мм), — воздухопроницаемость (м 2 ), — пористость в бетоне (1/м 3 ), площадь камеры, динамическая вязкость воздуха (Нс/м 2 ), давление в камере и воздухе соответственно (Н/м 2 ), и объем камеры (м 3 ).

Чтобы получить коэффициент поглощения для различных образцов бетона, пропитанные образцы выдерживали в погруженном состоянии в течение 72 часов после отверждения, как показано в таблице 4 на основе KS F 2459 [26]. Коэффициент поглощения может быть получен через где – коэффициент поглощения (%), а (г) и (г) – масса образцов до и после погружения в воду соответственно.

3.2.2. Повышение долговечности за счет пропитки поверхности

( 1) Прочность на сжатие. Метод испытаний и состав смеси для бетона такие же, как и для испытаний на прочность при сжатии, описанных в Разделе 3.2.1. Образцы бетона отверждаются в течение 2 недель в погруженном состоянии, а пропитка выполняется после 2 недель пребывания на воздухе. После пропитки они подвергаются воздействию приливной зоны морской воды. Прочность на сжатие оценивают в возрасте 28 дней, 90 дней, 360 дней и 720 дней. Три бетонных образца готовят для среднего значения в каждое время измерения.

( 2) Глубина проникновения хлорида. Цилиндрические образцы (100 мм × 200 мм) с одинаковыми процедурами отверждения и пропитки готовят и подвергают воздействию хлоридов. Образцы с давлением 21 МПа подвергаются воздействию атмосферных (соленых), приливных и погруженных в морскую воду условий. Те, у кого давление 34  МПа, подвержены только приливным условиям. Для измерения глубины проникновения хлоридов проводят испытание на расщепление и раствор AgNO 3 (0,1 н.) в качестве индикатора распыляют на расщепленный участок на основе предыдущего исследования [27].Для измерения глубины проникновения хлоридов окрашенные глубины измеряют 10 раз с интервалом 10 мм и используют средние значения. Сообщается, что цвет в разделенном слое изменяется, когда концентрация свободного хлорида достигает 0,15% (масса цемента) через индикатор 0,1N AgNO 3 . Для удобства в этой статье принят колориметрический метод 0,1N AgNO 2 . Оптимальный индикатор и процедуры варьируются в зависимости от методов испытаний и концентрации хлоридов. Реактивные индикаторы с различными колориметрическими методами хорошо обобщены в ссылке [28].

( 3) Электрический потенциал коррозии стали. Для оценки коррозии стали электрические потенциалы (потенциал полуэлемента) измеряются для образцов RC (50 × 50 × 400 мм) на основе ASTM C 876-80 [29]. Условия отверждения и воздействия для этого испытания такие же, как и для глубины проникновения хлоридов. Стальная арматура диаметром 10 мм заделана в железобетонный образец с глубиной защитного слоя 20 мм. Открытая арматура с бетонной поверхности покрыта эпоксидной смолой для предотвращения коррозии.На рисунке 3 показаны фотографии испытаний на длительное воздействие хлоридов.

( 4) Оценка содержания хлоридов (кислоторастворимых). Для оценки содержания хлоридов, подвергшихся воздействию хлоридов, цилиндрические образцы (100 × 200  мм) подвергались воздействию приливных и подводных условий. Для одномерной интрузии боковые и нижние стороны покрыты эпоксидной смолой, и только верхняя поверхность непосредственно подвергается воздействию морской воды. На основании AASHTO T 260 для определения содержания хлоридов используется стандартный раствор AgNO 3 .После шлифовки бетонного покрытия глубиной 10 мм частицы испытывают с добавлением HNO 3 .

4. Результаты и обсуждение
4.1. Улучшенные свойства бетона с поверхностной пропиткой

Пористость в случае 21 МПа снижается до 62,8~74,4% по сравнению с контрольными результатами. Результаты в случае 34  МПа показывают снижение до 45,4~91,7%, и они значительно снижены, поскольку они содержат больше Ca(OH) 2 , которые могут реагировать с силикатным соединением. Поры в бетоне во многом связаны с механизмом диффузии, поэтому за счет пропитки можно получить уменьшенный коэффициент диффузии хлоридов.Коэффициент диффузии хлорида снижается до 85% (21 МПа) и 71,6~74,8% (34 МПа). При толщине защитного слоя 100 мм и критическом содержании хлоридов 1,2 кг/м 3 срок службы оценивается как увеличение с 37,8 лет до 50,5 лет за счет простого распыления пропитки I типа до 34 МПа бетона на основе 2-го закона Фика [30]. ]. Для прочности на сжатие было измерено, что результаты обоих образцов пропитанного бетона немного увеличиваются, поскольку свойства материала улучшаются только в пределах глубины пропитки (ниже 10  мм).В тесте не зарегистрировано значительного увеличения силы. Коэффициенты набора прочности оцениваются как 112,4–121,2 % (для бетона 21 МПа) и 114,1–116,1 % (для бетона 34 МПа). Проницаемость воды/воздуха является уникальной характеристикой пористых сред, таких как бетон. Он тесно связан с переносом внешних агентов, поэтому его можно использовать в качестве показателя долговечности [31]. При испытании на водопроницаемость измеренные коэффициенты уменьшения по сравнению с контрольными образцами составляют 45,4–50,0% в бетоне с поверхностной пропиткой при 21 МПа и 25.6–27,3% при 34 МПа. При испытании на воздухопроницаемость коэффициенты уменьшения также составляют 86,7% в бетоне с поверхностной пропиткой при 21 МПа и 85,0–90,0% при 34 МПа соответственно. Точно так же, как результаты прочности на сжатие, нет существенных отличий от импрегнированных типов. В то время как поверхностно-пропитанный бетон демонстрирует значительно сниженную водопроницаемость, влияние пропитки на воздухопроницаемость представляется незначительным. Как объяснялось ранее, отслоение между бетоном и поверхностным покрытием легко происходит в бетоне, пропитанном органическими веществами, поскольку покрытие на поверхности не может позволить испарению на внешнюю поверхность [2, 6–8, 10].Улучшенное свойство со снижением водопроницаемости, но сохранением воздухопроницаемости является заметным инженерным преимуществом, и это может предотвратить отслоение пропитанного слоя. Бетон с поверхностной пропиткой обладает гидрофобными характеристиками, поэтому он может уменьшить проникновение воды. Коэффициенты уменьшения при испытании на абсорбцию составляют 16,9–25,7% для бетона с поверхностной пропиткой при 21 МПа и 18,5–25,9% при 34 МПа. По общим результатам испытаний бетон с неорганическим покрытием (тип I) демонстрирует несколько лучшие повышенные характеристики как в бетоне 21 МПа, так и в бетоне 34 МПа.Результаты улучшения свойств приведены в Таблице 5 и на Рисунке 4. На Рисунках 4(a) и 4(b) показаны результаты для пропитанного бетона при 21 МПа и 34 МПа соответственно.

25,09068 (100,0) 8 8 8 8

Испытательные элементы Бетон-21 МПа (% до контроля 21 МПа) Бетон-34 МПа (% до контроля 34 МПа) бетон-34 МПа (% до контроля 34 МПа) бетон-34 МПа (% до контроля 34 МПа) бетон-34 МПа (% до контроля 34 МПа) . тип I тип Control C тип I тип

Пористость (%) 19,2 (74,4) 16,2 (62,8) 20,2 (100,0) 18,5 (91,7) 9,2 (45,4) 9,2 (45,4) 9,2 (45,4) 9,2 (45,4) 9,2 (45,4) 9,2 (45,4) 9,2 (45,4). 2,61 (100,0) 2,23 (85,4) 2,23 (85,4) 1,55 (100,0) 1.11 (71.6) 1,16 (74,8)
прочность на сжатие (МПа) 25,0 (100,0) 28,1 (112,4) 30,3 (121,2) 29.8 (100,0) 34,0 (114,1) 34,6 (116,1)
Водопроницаемость (10 -14 м / сек) 170,7 (100,0) 85,4 (50,0) 77,6 (45,4) 153,8 (100,0) 42,0 (27,3) 39,4 (25,6)
Воздухопроницаемость (10 -16 м 2 ) 2,3 (100,0) 2,0 (86,9) 2.0 (86,9) 2,0 (100,0) 1,8 (90,0) 1.7 (85,0)
Поглощение (%) 2,7 (100,0) 0,7 (25,7) 0,5 (16,9) 2,1 (100,0) 0,5 (25,9) 0,4 (18,5)


(A) Результаты для бетона 21 МПа
(B) Результаты для бетона 34 MPA
(A) Результаты для бетона 34 MPA
(A) Результаты Concrete 34 MPA 4474 (A) для бетона 44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444447 Результаты для бетона 34   МПа

Влияние поверхностной пропитки на инженерные свойства оценивается как значительное снижение пористости, водопроницаемости и коэффициента поглощения среди других.

4.2. Оценка долговечности бетона с поверхностной пропиткой
4.2.1. Прочность на сжатие при длительном воздействии хлоридов

Как показано на рис. 5, прочность на сжатие в импрегнированном бетоне увеличивается с увеличением времени воздействия, но без явного прироста прочности. Глубина пропитки обычно составляет 5-6 мм при распылении. В результатах в Таблице 5 коэффициенты повышения прочности составляют 112,4–121,2%, однако результаты в этом разделе отличаются от результатов в Таблице 5 из-за их различных условий отверждения и периода.Рекомендуется придерживаться консервативной стратегии восстановления, игнорируя увеличение прочности. Незначительное увеличение прочности на сжатие измерено в бетоне с поверхностной пропиткой при 21 МПа, в то время как в бетоне при 34 МПа оно снижается до 92,6–94,5 %. Учитывая суровые условия окружающей среды, такие как приливная зона, где физические и химические атаки действуют одновременно, разница в измеренной силе кажется небольшой.


4.2.2. Глубина проникновения хлоридов при длительном воздействии хлоридов

Измерения глубины проникновения хлоридов при различных условиях воздействия показаны на рис. 6.Как описано в разделе 3.2.2, образцы с давлением 21 МПа находятся в 3 различных условиях, таких как атмосферное, приливное и погруженное. Те, у кого 34  МПа, находятся только в приливных условиях.

В расчете на долговечность глубина проникновения хлорида при критическом количестве хлорида (т.е. 1,2 кг/м 3 ) должна быть меньше, чем глубина защитного слоя в течение предполагаемого срока службы, поскольку ионы хлорида являются одним из наиболее важных агентов, разрушающих его быстрое распространение и его прямое влияние на коррозию стали [1, 12, 27, 29].Как показано на Рисунке 6, глубина проникновения хлоридов уменьшается в пропитанном бетоне как I, так и C типа за счет улучшения поверхностной пропитки. Образцы бетона с неорганической пропиткой демонстрируют лучшую устойчивость к проникновению хлоридов, и эта тенденция проявляется при более длительном периоде воздействия. Стойкость к воздействию хлоридов тесно связана с глубиной пропитки силиката. Глубина пропитки увеличивается при включении капиллярного всасывания, что обусловлено меньшей вязкостью и поверхностным натяжением импрегнированного типа [5–7].Соотношение глубины проникновения хлоридов указано в Таблице 6. В отличие от оценки прочности, оно показывает достаточную устойчивость к проникновению хлоридов.


Период (дней) Условия управления типа С я типа

Отношение глубины проникновения хлорида (21 МПа: %)
360 Приливные 100.0 94,3 80,0
360 погруженной 100,0 86,7 83,3
720 Соль-распыляется 100,0 75,0 58,3

Отношение глубины проникновения хлорида (34 МПа:%)
360 приливной 100,0 100,0 81

4.2.3. Electric Potential for Steel Corrosion (Cupper-Copper Sulfate Half Cell: CSE)

Сообщается, что коррозия стали легко возникает в местах, где измеряется более низкий электрический потенциал, поскольку возможность коррозии определяется электрическим потенциалом и удельным сопротивлением вокруг стальных участков [29]. , 32]. Результаты электронного потенциала указывают на повышенную устойчивость к коррозии стали, как показано на рисунке 7.

Потенциал в бетоне с поверхностной пропиткой при 21 МПа на рисунке (b) оценивается как подобный потенциалу бетона без пропитки при 34 МПа в Рисунок (с).Это показывает, что бетон с низкой прочностью может получить достаточную стойкость к воздействию хлоридов, как и бетон с высокой прочностью, путем простого распыления поверхностной пропитки. Во всех условиях бетон с пропиткой типа I имеет лучшую устойчивость к коррозии стали, чем бетон с пропиткой типа С. Ранее описанные более низкие вязкость и поверхностное натяжение I типа более эффективны для пропитки. Согласно ранее проведенным исследованиям [31, 32], вероятность коррозии стали выше 90% в зоне бетона при -350 мВ ГПУ.В то время как электрический потенциал в контроле снижается до уровня критического значения (-350 мВ) через 1,8 года, другие с пропиткой показывают более высокий потенциал, чем -350 мВ через 2 года, как показано на рисунке 7 (d). Коэффициенты снижения измеренного электрического потенциала через 2 года приведены в таблице 7. Показано, что эффект пропитки наиболее эффективен в атмосферных условиях, поскольку внедренное силикатное соединение не перегоняется и не препятствует проникновению воды и выщелачиванию.


Период (дней) Условия управления типа С я типа

соотношение уменьшение потенциала (21 МПа : %)
720 Приливные 100.0 93,6 88,6
Погружной 100,0 91,8 82,4
Соль распыляется 100,0 78,5 69,2

соотношение Уменьшение потенциала (34 МПа:%)
720 приливной 100,0 91,6 84,8

4.2.4. Профили общего содержания хлоридов

На рис. 8 показаны профили хлоридов для бетона в условиях приливов и соляного тумана. Профили хлоридов в результатах показывают, что пропитанный бетон обладает повышенной устойчивостью к проникновению хлоридов. Аналогично результатам испытаний на долговечность, пропитка типа I с более низкой вязкостью и поверхностным натяжением показывает лучшую стойкость, чем пропитка типа С. С помощью упрощенного регрессионного анализа получены кажущиеся коэффициенты диффузии, которые представлены на рисунке 9.Влияние степени обжатия в отношении кажущегося коэффициента диффузии составляет 42,5–68,6% для пропитки типа I и 53,2–72,9 для пропитки типа С.


Выводы по оценке долговечности бетона с пропиткой из силиката натрия следующие. (1) Бетон с поверхностной пропиткой демонстрирует незначительное увеличение прочности на сжатие. При проектировании консервативного ремонта целесообразно не учитывать набор прочности бетона с поверхностной пропиткой. Эффекты улучшения поверхностной пропитки заметны при снижении водопроницаемости, абсорбции и пористости.(2) Пропитанный бетон типа I (неорганический) имеет несколько лучшую устойчивость к проникновению хлоридов, чем пропитанный бетон типа С (комбинированный неорганический/органический) из-за более низкой вязкости и поверхностного натяжения, которые вызывают большую глубину пропитки. Через 360 дней было измерено, что глубина проникновения хлоридов в пропитанный бетон с давлением 21 МПа уменьшается до 80,0~94,3% по сравнению с контрольным бетоном в приливных условиях, 83,3~86,7% в погруженных условиях и 58,3~75,0% в солевых условиях. состояние соответственно.(3) После пропитки результаты электрического потенциала в бетоне с 21 МПа и 34 МПа снижаются до 69,2~91,8% и 84,8~91,6% от показателей контрольного бетона соответственно. Бетон с поверхностной пропиткой при 21 МПа демонстрирует такие же характеристики долговечности, как и бетон без пропитки с электрическим потенциалом коррозии 34 МПа. 53,2–72,9 % для пропитки типа С.Эффект меньше, чем снижение проницаемости и пористости; однако приемлемая устойчивость к воздействию хлоридов может быть получена простым распылением соединения силиката натрия.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарность

Эта работа была поддержана Национальным исследовательским фондом Кореи (NRF), финансируемым Министерством образования (NRF-2011-0025378).

Основные сведения об уплотнителе из коллоидного кремнезема

Коллоидный диоксид кремния был представлен в качестве уплотнителя бетона много лет назад и зарекомендовал себя как надежный инструмент для полировщиков бетона и других специалистов, которым необходимо упрочнить или уплотнить отвержденные бетонные поверхности.Однако кажется, что существует широко распространенная путаница в отношении того, что это такое, и эта путаница иногда приводит к дезинформации. В этой статье делается попытка внести некоторые разъяснения.

Самый простой способ избавиться от путаницы — это, во-первых, разобраться с именами игроков.

Силикагель — это общепринятый термин для диоксида кремния (47 процентов кремния и 53 процента кислорода по весу). Кристаллы кварца — это кремнезем. Как и некоторые виды песка.

Силикагель является одним из двух основных ингредиентов портландцемента.Кремнистая глина смешивается с известняком (карбонатом кальция) при высокой температуре для получения цемента. Углерод удаляется при нагревании, поэтому остаются два основных ингредиента — твердые вещества, кальций и кремний.

Когда к цементному порошку добавляют воду, она вступает в реакцию и образует соединения, называемые гидратами силиката кальция (CSH). В качестве побочного продукта он также образует гашеную известь (гидроксид кальция, также известный как известь, гашеная известь и портландит, но не путать со свободной известью, другим веществом).Гашеная известь может составлять до 25 процентов затвердевшего цементного теста, но не добавляет прочности бетону.

Коллоидный кремнезем представляет собой смесь жидкости и частиц кремнезема. Это коллоид, а не раствор. В растворе растворитель (например, вода) расщепляет «активный ингредиент» на отдельные молекулы. Коллоид состоит из более крупных частиц, твердых веществ, которые остаются взвешенными в жидкости, переносятся ею, но не разрушаются ею. Молоко это коллоид.

Частицы диоксида кремния в уплотнителе из коллоидного диоксида кремния имеют наноразмеры.Коллоидные уплотнители на основе диоксида кремния общего назначения имеют размеры частиц 5–8 нанометров (нм) — примерно 2–4 десятимиллионных доли дюйма. Уплотнитель на основе коллоидного кремнезема, специально разработанный для мягкого бетона, имеет частицы размером около 40-45 нм. Размер частиц контролируется как часть производственного процесса.

Коллоидный кремнезем не может быть получен простым смешиванием кремнезема с водой. Высокотехнологичный промышленный процесс начинается с удаления натрия (и значительной части загрязняющих веществ) из силиката натрия, а затем суспендирования очищенного кремнезема в жидкости с низким поверхностным натяжением.

Термин «коллоидный диоксид кремния» всегда относится к жидкому материалу. Его не следует путать с микрокремнеземом, сухим порошкообразным материалом, используемым в качестве добавки к бетону, размер частиц которого составляет около 150 нм (около 6 миллионных долей дюйма).

Как уплотнители уплотняют
Все уплотнители бетона реагируют с бесполезным гидроксидом кальция и превращают его в полезный CSH. Поскольку гидроксид кальция смешивается с затвердевшим цементным тестом, в результате реакции внутри пор существующего теста образуется дополнительная масса.Паста становится более плотной, что делает ее более твердой.

Иногда утверждают, что уплотнители создают новые кристаллы CSH. Это неверно. Цементная паста — это не кристалл. Кристаллы представляют собой молекулы, сложенные вместе в правильном повторяющемся узоре. Напротив, CSH технически представляет собой гель. Молекулы плотно упакованы и тверды (не жидкие, как гель в тюбике зубной пасты), но они не образуют регулярного повторяющегося узора. CSH, изготовленный уплотнителями, функционально идентичен исходной пасте.

Обычно используемые уплотнители бетона представляют собой коллоидный кремнезем, силикат натрия, силикат калия и силикат лития. Более старый уплотнитель, фторсиликат магния, сейчас используется редко.

Различия в кремнеземе
Целью всех уплотнителей бетона является доставка реактивной формы кремнезема в систему микроскопических пор цементного теста. Все они используют жидкость для переноса кремнезема. Различия заключаются в форме кремнезема и в том, как кремнезем остается в жидкости.

Коллоидный диоксид кремния содержит практически чистый диоксид кремния в виде наночастиц, достаточно малых для проникновения в структуру пор. Жидкость имеет очень низкое поверхностное натяжение и уносит частицы под поверхность. Частицы чистого кремнезема имеют относительно более высокую долю реакционноспособных центров, чем силикаты, поэтому они реагируют очень эффективно.

В порах коллоидный кремнезем создает новый CSH, который связывается с существующим CSH. Коллоидный кремнезем также напрямую связывается с другим кремнеземом, в том числе с самим собой. При нанесении на бетон он вступает в реакцию, связывается, а затем использует этот связанный кремнезем в качестве платформы для дополнительного связывания.Силикатные уплотнители этого не делают.

Силикатные уплотнители представляют собой соединения кремния с высоким содержанием минеральных солей. (Например, молекулы силиката натрия содержат 38 процентов натрия по весу и только 62 процента кремнезема. Промышленный силикат натрия имеет еще более низкое содержание кремнезема из-за загрязнителей.) Они также являются коллоидами, но размер частиц сильно варьируется. Силикат натрия, например, может иметь размеры от 2 до 500 нм. Когда силикатные уплотнители выделяют кремнезем с образованием CSH, они оставляют после себя минеральные соли.Вот почему силикат натрия и силикат калия необходимо очищать скребком, чтобы остаточные соли не образовывали твердые обесцвечивающие отложения. Силикат лития также оставляет отложения при чрезмерном нанесении. Коллоидный диоксид кремния на 99,5% состоит из диоксида кремния, поэтому остаточные отложения не являются проблемой.

Поскольку коллоидный кремнезем можно наносить на поверхность, его можно полировать до блеска, что невозможно при использовании силикатных уплотнителей.

Производительность
Реальных стандартов уплотнения не существует.Однако такие свойства, как стойкость к истиранию и твердость поверхности, считаются показателями уплотнения. Коллоидный уплотнитель на основе диоксида кремния был протестирован в лаборатории и в полевых условиях с использованием тех же методов, что и для других уплотнителей. Эффективен при отверждении для полировки и других операций по отделке полов. Устраняет пыление и повышает стойкость к истиранию. Это чистый, экологически чистый уплотнитель, который сводит к минимуму трудозатраты.

Коллоидный диоксид кремния также недавно начали наносить на свежеуложенный бетон, приготовленный со специальными добавками в качестве вспомогательного средства для затирки.Он не только продлевает время отделки и упрощает отделку, но и устраняет необходимость добавления избыточного количества воды для достижения гладкой поверхности, тем самым обеспечивая плиту, которая по крайней мере имеет такую ​​же твердость, как и предполагалось в дизайне смеси. Фактически, использование вспомогательного средства для затирки на основе коллоидного кремнезема показало значительное улучшение характеристик по сравнению с плитами, обработанными дополнительным количеством воды или обработанными всухую: повышенная твердость поверхности (от 25 до 30 процентов), сниженная склонность к выскакиванию ASR и уменьшенное скручивание.

Соавтор: Стивен Х.Миллер, CDT
Стивен Х. Миллер, CDT, отмеченный наградами писатель и фотограф, специализирующийся на вопросах строительной отрасли. С ним можно связаться по телефону [email protected]
.

Есть еще вопросы по вашему проекту?

(PDF) Влияние силиката натрия на свойства твердения бетона

Влияние силиката натрия на свойства твердения бетона

http://www.iaeme.com/IJCIET/index.asp 649 [email protected]

ССЫЛКИ

[1] С. Чжоу, Х. Чжу, З. Ян, Материалы, теории и эксперименты по самовосстановлению микрокапсул

метод — a обзор, тоннель. Подземный Констр. (2014) 195–204.

[2] E. Cailleux, V. Pollet, Исследования развития самовосстанавливающихся свойств защитных покрытий

для бетона и ремонтных растворов, Вторая международная конференция по самовосстанавливающимся материалам

, 2009.

[3] В.К. Ли, Э. Герберт, Прочный самовосстанавливающийся бетон для устойчивой инфраструктуры, J. Adv.

Конкр. Технол. 10 (6) (2012) 207–218.

[4] К. Ван Брейгель, Существует ли рынок для самовосстанавливающихся материалов на цементной основе, в: Труды

Первой международной конференции по самовосстанавливающимся материалам, 2007 г., стр. 1–9.

[5] К.Л. Фрейермут, Анализ стоимости жизненного цикла больших мостов, Concr. Междунар. 23 (02) (2001) 89–

95.

[6] Г.Михаши, Т. Нишиваки, Разработка инженерного самовосстановления и самовосстановления

, отчет о современном состоянии бетона, J. ​​Adv. Конкр. Технол. 10 (5) (2012) 170–184.

[7] С. Сангаджи, Э. Шланген, Самовосстановление бетонных конструкций – новый подход с использованием пористого сетчатого бетона

, J. Adv. Конкр. Технол. 10 (5) (2012) 185–194.

[8] К. Ван Титтельбум, Н. Де Бели, Самовосстановление цементных материалов – обзор,

Материалы 6 (6) (2013) 2182–2217.

[9] X. Liu, W. Yao, X. Zheng, J. Wu, Экспериментальное исследование характеристик самовосстановления бетона

, J. Build. Матер. 8 (2005) 184–188.

[10] М. Сахмаран, С.Б. Кескин, Г. Озеркан, И.О. Яман, Самовосстановление механически нагруженных самоуплотняющихся бетонов

с большим содержанием летучей золы, Cem. Конкр. Композиции 30 (10)

(2008) 872–879.

[11] P. Termkhajornkit, T. Nawa, Y. Yamashiro, T. Saito, Способность к самовосстановлению зольной пыли-

цементных систем, Cem.Конкр. Композиции 31 (3) (2009) 195–203.

[12] З.Х. Чжоу, З.К. Ли, Д.Ю. Сюй, Дж.Х. Ю. Влияние шлака и золы-уноса на способность бетона к самовосстановлению

, Доп. Матер. Рез. Швейцария. 306–307 (2011). 1020-+.

[13] М. Сахмаран, Г. Йылдырым, Т.К. Erdem, Способность к самовосстановлению цементных композитов

, содержащих различные дополнительные цементные материалы, Cem. Конкр.

Композ. 35 (1) (2013) 89–101.

[14] М.Pelletier, R. Brown, A. Shukla, A. Bose, Самовосстанавливающийся бетон с микроинкапсулированным заживляющим агентом

, Kingston, USA, 2011.

[15] N.P.B. Тан, Л.Х. Кеунг, У.Х. Чой, В.К. Лам, Х. Н. Леунг, Самовосстанавливающиеся микрокапсулы на основе диоксида кремния

для самовосстановления в бетоне, J. Appl. Полим. науч. 133 (12) (2016).

[16] A. Kanellopoulos, P. Giannaros, A. Al-Tabbaa, Влияние различной объемной доли микрокапсул

на свежие, механические и самовосстанавливающиеся свойства растворов, Constr.Строить.

Матер. 122 (2016) 577–593.

[17] P. Giannaros, A. Kanellopoulos, A. Al-Tabbaa, Герметизация трещин в цементе с использованием микроинкапсулированного силиката натрия

, Smart Mater. Структура 25 (8) (2016).

[18] P. Giannaros, A. Kanellopoulos, A. Al-Tabbaa, Оценка микроинкапсулированного силиката натрия

для самовосстановления вяжущих материалов, в: Proceedings of 11th fib

International PhD Symposium in Civil Engineering, ФРБ 2016, 2016, с.631–638.

[19] A. Kanellopoulos, P. Giannaros, D. Palmer, A. Kerr, A. Al-Tabbaa, Polymeric

микрокапсулы с переключаемыми механическими свойствами для самовосстанавливающегося бетона: синтез,

характеристика и проверка концепции , Умный Матер. Структура 26 (4) (2017).

Добавки на основе диоксида кремния могут изменить бетонную промышленность | Резиновые новости

CUYAHOGA FALLS, Огайо — вполне уместно, что Дэйв Брассард включил эту цитату из Артура К.Кларк, автор книги «Космическая одиссея 2001 года», как слоган одного из его электронных писем: «Любая достаточно продвинутая технология всегда будет казаться волшебной или невозможной».

Это то, с чем столкнулся ветеран силиконовой промышленности и основатель компании Silicone Solutions Inc. из Кайахога-Фолс, поскольку одна из его новейших разработок продукта — смесь добавок для использования в бетонной промышленности — может показаться некоторым слишком сложной. хорошо быть правдой.

Брассард работал над проектом около пяти лет, используя свой опыт работы с силиконом и химией кремния для разработки CoolCure, двухкомпонентной добавки, которая, как он утверждал, позволяет значительно улучшить бетон для использования в массовых заливках.Этот тип продукта обычно используется в больших, толстых проектах, таких как опоры мостов, насыпи, дамбы и литейные цеха, где ширина бетона превышает примерно 3 фута 10 дюймов.

По словам Брассарда,

, продаваемый компанией New Technology Solutions L.L.C. — дочерней компанией Silicone Solutions для работы с необычными технологиями, которые он разработал для продажи или лицензирования, — CoolCure достигает чего-то, что ранее считалось немыслимым для массового бетона. Он дает бетон, который остается намного холоднее, чем традиционный портландцемент, но при этом дает гораздо более прочный продукт.

Знатоки отрасли говорят, что обычно бывает одно или другое: цемент, который не нагревается, но слабее, или цемент, выделяющий огромное количество тепла и крепкий, но склонный к растрескиванию.

На этом пути компания Brassard успешно тестировала CoolCure в десятках случаев, убедила двух ветеранов индустрии бетона поверить в это и даже получила за нее награду в начале этого года на выставке World of Concrete как «Выбор экспертов» в номинации «Лучший новый материал для бетона». Строительство.

Но чего он еще не придумал, так это лучшего способа вывести продукт на рынок. И хотя успешная разработка — это одно, добиться признания — особенно если вы не являетесь инсайдером отрасли — может оказаться действительно непросто.

И два конкретных инсайдера, с которыми он работал, предупредили, что, если CoolCure не добьется успеха в своих первых реальных применениях, будущее инновации может закончиться до того, как оно начнется.

Взгляд со стороны

Брассард сказал, что посторонний человек нередко заглядывает внутрь и видит вещи, которые те, кто посвятил всю свою жизнь карьере в отрасли, легко могут не заметить.Он обнаружил, что это имеет место в бетонной промышленности, где, по его словам, за последние десятилетия не было значительных достижений. Вот почему он сказал, что неудивительно, что качество продукта низкое, а мосты и другие крупные бетонные конструкции разваливаются, некоторые из них едва прослужили два десятилетия.

Впервые он занялся изучением проблем с бетоном, когда кто-то подошел к нему и спросил, можно ли сделать бетон пожаробезопасным. Брассард сказал: «Конечно», и он также сказал, что доказал, что его можно производить так, чтобы он не выделял сильного тепла.

Как химик, специализирующийся на силиконе, он отметил, что кремний и кремнезем являются ключевыми компонентами бетона. Он изучил химическую реакцию и обнаружил, что она совершенно неэффективна. Он сказал, что чем эффективнее процесс, тем меньше побочных продуктов, и что все текущие проблемы с цементом связаны с образующимися побочными продуктами.

Суть в том, сказал Брассард, что он добавил нанокремнезем и катализатор, что привело к полной конверсии кальция. Без образования гидроксида кальция не было тепла.А без тепла не было трещин.

«Все это основано на технологии кремния и кремния, — сказал Брассард. «Вот почему у меня были идеи. И как посторонний, я мог заглянуть и увидеть это, тогда как у людей в отрасли есть все эти парадигмы, которым они должны следовать.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.