Закономірності хімічної корозії бетонів під впливом СО2, Cl, SO4 та роль води у цьому процесі. Кремнійорганічні просочувальні сполуки для цементного каменю: розробка, фізико-хімічні властивості. Поводження силоксанів у поверхневому шарі бетонної основи.
Аннотация к работе
Бетонні й залізобетонні штучні споруди при експлуатації піддаються активному впливу атмосферних факторів і агресивних компонентів середовища: кислих газів; розчинів електролітів; промвикидів, продуктів неповного згоряння палива та інших сполук. У результаті цих процесів руйнується захисний шар залізобетону, кородує металева арматура, що в кінцевому рахунку призводить до виходу із ладу конструкцій. Досвід експлуатації бетонних і залізобетонних споруд у хімічній і нафтохімічній промисловості, сільському господарстві, транспорті, показав, що в деяких випадках агресивний вплив навколишнього середовища на бетон і залізобетон настільки великий, що конструкції вимагали капітального ремонту через 2-3 року після зведення. Актуальність досліджень, що присвячені підвищенню довговічності та надійності бетонних конструкцій підтверджується також: Указом Президента України №1420/98 від 31.12.1998 р. про «Нейтралізацію загроз, обумовлених погіршенням екологічної і техногенної обстановки в Україні», Постановою Кабінету Міністрів України №409 від 15.05.1997 р. Мета роботи - створення нових кремнійорганічних сполук та сумішей на основі доступної вітчизняної сировини, а також розробка технології їхнього нанесення на поверхню цементних матеріалів для підвищення водо-, хім-і морозостійкості конструкцій, що повинно привести до зниження затрат на обслуговування й ремонт штучних споруд із бетону та залізобетону, і, в остаточному підсумку, продовженню терміну їх експлуатації.ВСТУП містить обґрунтування актуальності теми дисертації, сформульовану мету роботи, завдання і методичні основи виконаних досліджень, наукову новизну та практичне значення роботи, особистий внесок здобувача. Особливу уваги приділено ролі води у процесах фізико-хімічного руйнування цементного каменя. Цим процесам сприяє висока реакційна здатність Са(ОН)2 та розвинута мікрокапілярна поверхня цементного каменя. У всіх процесах фізико-хімічної корозії бетону і залізобетону простежується загальна закономірність, це - наявність порової води. Деструктивна роль води у руйнуванні бетону зводиться до: вилуговування цементного каменю; участі у процесах висушування та зволоження, заморожування та відтавання; транспортуванні хімічноагресивних речовин у обєм матеріалу та виносу продуктів реакції; створення середовища протікання фізико-хімічних процесів; гідратації продуктів хімічної агресії.Властивості олігоорганосилоксанів залежать від типу і будови органічних радикалів біля атому кремнію, їх кількісного співвідношення, симетрії ланок, що входять до ланцюга молекул, від загальної конфігурації молекул, будови і складу кінцевих груп. При створенні нових захисних сполук, окрім введення фенильних радикалів до органосилоксану, було дуже перспективним створити умови для плівкоутворення на будівельному камені, при яких олігомери затверджуючись, утворювали тривимірну сітку. Значний вплив на властивості органосилоксанів, розгалуженої і сходової будови мають два чинники: функціональність вихідних мономерів, що визначається співвідношенням числа органічних радикалів до одного атома кремнію, і ступінь використання функціональних груп у процесі конденсації. З метою забезпечення необхідної адгезії до будівельних матеріалів і створення тривимірної сітки, в роботі досліджені композиції, що містять зшиваючі агенти - тетра-і поліфункціональні низькомолекулярні етоксисилани, які в присутності каталізатора утворюють з олігомером формули (1) просторово-зшиті сітки. Як каталізатор реакції конденсації кінцевих силанольних груп ?SIOH олігомеру з етоксигрупами ?Si-ОС2Н5 зшиваючого агенту був використаний триацетоксиметилсилан.Разом з тим залежність умовної вязкості розчинів від концентрації має більш складний характер: так, в області концентрацій 7,5-15% олігоорганосилоксану спостерігається горизонтальне плато, при цьому ріст умовної вязкості не перевищує 4,2%. Глибина просочення розчинами А і В для бетону марки 400 мало залежить від їхньої концентрації, більш того, введення в розчин В до 10% пірогенного окису кремнію марки А175 практично не впливає на пенетрацію, що пояснюється щільною структурою бетонного каменю. Бетони, які були покриті складом (В), який додатково містив 10% аеросилу А175, за попереднім значенням морозостійкості, характеризувався маркою F500 і віднесений до групи всіх видів бетонів, за винятком бетонів дорожнього і аеродромного покриття, а за основним значенням морозостійкості - відповідають марці F150 і відносяться до групи бетонів дорожнього і аеродромного покриття. Бетони з покриттям сумішами (А) за Nп відповідали F400 і віднесений до групи всіх бетонів, не включаючи бетони дорожнього і аеродромного покриття, а за основним значенням морозостійкості - характеризувалися маркою F150. Додавання до розчину (В) до 10% пірогенного окису кремнію марки А-175 (розчин В-А175) істотно підвищує його захисний ефект, що вочевидь викликано заповненням поверхневих пор і капілярів частками SIO2, надаючи тим самим додатковий барєрний ефект протекторному шару.Проте стан бетонних та залізобетонни