PL220196B1 - Materiał cementowy - Google Patents
Materiał cementowyInfo
- Publication number
- PL220196B1 PL220196B1 PL400464A PL40046412A PL220196B1 PL 220196 B1 PL220196 B1 PL 220196B1 PL 400464 A PL400464 A PL 400464A PL 40046412 A PL40046412 A PL 40046412A PL 220196 B1 PL220196 B1 PL 220196B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- weight
- cement
- amount
- material according
- humic acid
- Prior art date
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest materiał cementowy o właściwościach inhibitora korozji stali pozostającej w kontakcie z betonem łub zaprawą cementową. Materiał cementowy jest przeznaczony do wykorzystania w charakterze cementowych zapraw naprawczych do betonu, a także cementowych zaprawach specjalnych nakładanych na powierzchnie stalowe dla ochrony stali przed ogniem (zaprawy ogniochronne) lub działaniem innych czynników niszczących.
Wytrzymałość budowli betonowych jest w dużym stopniu uzależniona od stanu stali zbrojeniowej. Ze względu na bardzo wysokie pH betonu, stal zbrojeniowa w kontakcie z betonem nie ulega korozji, ponieważ znajduje się w stanie pasywnym. Jednak z biegiem czasu właściwości fizykochemiczne betonu zmieniają się pod wpływem czynników agresywnych - dwutlenku węgla i jonów chlorkowych, penetrujących w głąb konstrukcji żelbetowej i zmieniających pH środowiska. W rezultacie konieczne są okresowe, kosztowne remonty budowli.
Ochronę stali zbrojeniowej przed korozją realizuje się obecnie różnymi metodami. Jedną z nich jest stosowanie inhibitorów korozji. Związki chemiczne stosowane jako inhibitory korozji stali zbrojeniowej pozostającej w kontakcie z betonem muszą spełniać szczególne wymagania, ze względu na silnie alkaliczne środowisko betonu. Z tego powodu większość znanych inhibitorów korozji, stosowanych dla ochrony stali nie mającej kontaktu z betonem (w przypadku których korozja przebiega w środowisku obojętnym lub kwaśnym), nie może być wykorzystana do ochrony stali zbrojeniowej.
W literaturze naukowej i patentowej opisane jest zastosowanie różnych związków chemicznych jako inhibitorów korozji stali w betonie. Inhibitorami korozji stali mogą być zarówno związki nieorganiczne, jak i organiczne. Z inhibitorów nieorganicznych najczęściej wymieniane są azotyn sodu i azotyn wapnia - ich stosowanie zapoczątkowano w Japonii, a następnie w Stanach Zjednoczonych w latach siedemdziesiątych (Rosenberg A., Gaidis J., Kossivas T., Previte R. STP 629 Chloride Corrosion of Steel in Concrete (ASTM International) 1977). Stosowane są również: monofluorofosforan sodowy i sole kwasu molibdenowego. Jednak związki nieorganiczne cechuje niejednokrotnie duża toksyczność. Ze względu na szkodliwe działanie na środowisko i człowieka zastępuje się je bardziej przyjaznymi inhibitorami organicznymi. Efektywne hamowanie korozji następuje jednak przy większym stężeniu niż w wypadku inhibitorów nieorganicznych (M. Jaśniok, A. Zybura, Zabezpieczenie i regeneracja zagrożonych korozją konstrukcji z betonu (cz. II). Zabezpieczenie prętów zbrojeniowych powłokami ochronnymi oraz inhibitorami, Przegląd Budowlany, 2/2007, 26-32). Inhibitory organiczne stanowią związki należące m.in. do amin, alkiloamin, amino alkoholi, estrów, kwasów organicznych i ich soli, przy czym, według niektórych badaczy, najbardziej obiecujące są inhibitory z grupami karboksylowymi (Abdulrahman A.S., Mohammad Ismail, Mohammad Sakhawat Hussain, „Corrosion inhibitors for steel reinforcement in concrete: A review” Sci. Res Ess 6(20), 4151-4161, 2011).
Kwas huminowy to skomplikowana mieszanina wielkocząsteczkowych związków organicznych zawierających fragmenty aromatycznych kwasów tłuszczowych i wiele grup funkcyjnych, takich jak grupy karboksylowe, fenolowe, hydroksylowe, ketonowe i inne. Ze względu na budowę chemiczną wykazuje własności chelatu. Kwas huminowy jest produktem naturalnym i jego skład waha się w zależności od miejsca wydobycia. Kwas huminowy używany jest w nawozach sztucznych i produktach farmakologicznych, szczególnie w tradycyjnej chińskiej medycynie. Handlowy, techniczny kwas huminowy to mieszanina kwasu i jego soli metali alkalicznych (zwykle potasu) lub wapnia.
W literaturze patentowej można znaleźć informacje o wykorzystaniu kwasu huminowego w preparatach przeznaczonych do ochrony stali przed korozją, jednak nie dla stali zbrojeniowej pozostającej w kontakcie z betonem. I tak, w opisach JP2011195894, JP55078071 i CN101240141 są przedstawione kompozycje, w których, jako jeden ze składników kompozycji, są stosowane sole cynkowe kwasu huminowego. Czynnikiem o działaniu antykorozyjnym jest w tym wypadku cynk, który jest dobrze znany i powszechnie wykorzystywany jako środek zapobiegający korozji ze względu na swoje właściwości pasywacyjne i elektrochemiczne. Cynk jest w tym charakterze stosowany zarówno w postaci metalicznej, jak i w postaci soli z kwasami nieorganicznymi, np. z kwasem fosforowym. W wyżej przytoczonych publikacjach patentowych zaproponowano zastosowanie organicznych soli cynku (lub innych metali poliwalencyjnych o działaniu przeciw korozji) z kwasem huminowym. Cynk nie jest jednak stosowany jako inhibitor stali w warunkach silnie alkalicznych, czyli stali zbrojeniowej, a kwas huminowy nie wypełnia we wspomnianych wynalazkach samodzielnej roli czynnika antykorozyjnego.
PL 220 196 B1
W opisie międzynarodowego zgłoszenia patentowego WO2008119533 wspomniano o możliwości zastosowania kwasu huminowego jako jednego ze składników kompozycji do usuwania rdzy. Kwas huminowy nie jest więc w tym przypadku środkiem zapobiegającym powstawaniu korozji.
Istotą wynalazku jest materiał cementowy zawierający cement w ilości 25 - 40% wag., kruszywo łub mieszaninę kilku kruszyw w ilości 50 - 75% wag., co najmniej jeden polimer wybrany z grupy zawierającej polimery: akrylowy, metakrylowy, akrylowo - styrenowy, styreno - butadienowy, polioctan winylu, poli(etyleno)octan winylu, (poli)wersenianu winylu, kopolimery zawierające sekwencje wersenianowe, winylowe i estrowe w ilości 1 - 8% wag. w przeliczeniu na masę cementu oraz kwas huminowy jako inhibitor korozji w ilości od 0,5 do 5% wag. w przeliczeniu na masę cementu.
Określenie kwas huminowy oznacza zarówno czysty kwas huminowy, jak i techniczny kwas huminowy, będący mieszaniną kwasu huminowego i jego soli.
Dodatkowo materiał cementowy może zawierać inne inhibitory korozji, nieorganiczne lub organiczne, pojedynczo lub w mieszaninie, najkorzystniej azotyn wapnia, sodu łub potasu. Te inne inhibitory materiał cementowy zawiera w ilości do 5% wag. w przeliczeniu na masę cementu.
Ponadto materiał cementowy może zawierać różnego rodzaju znane dodatki w ilości 0 - 10% wag. Stosowane są dodatki takie jak: środki odpieniające, przyśpieszacze lub opóźniacze czasu wiązania spoiwa hydraulicznego, środki powierzchniowo czynne poprawiające zwilżalność, modyfikatory reologiczne (takie jak na przykład alkilowane lub hydroksyalkilowane etery celulozy), superplastyfikatory z grupy superplastyfikatorów stosowanych w technologii betonu, pucolany (krzemionka koloidalna, metakaolin, popiół kominowy, zmielona szlaka hutnicza), wypełniacze proszkowe (węglan wapnia, węglan magnezu, mączka kwarcowa), włókna celulozowe, włókna szklane i włókna z tworzyw sztucznych. Wymienione wyżej dodatki nie wyczerpują listy dodatków, które mogą być zastosowane w materiałach cementowych a podane są dla ilustracji jakie dodatki mogą być użyte.
Jako kruszywo materiał cementowy może zawierać piasek krzemionkowy, żwir, grys granitowy, bazaltowy lub z innego materiału skalnego o uziarnieniu dobranym w zależności od przeznaczenia materiału lub kruszywo o specjalnych właściwościach, na przykład kruszywo lekkie i porowate (perlit), pojedynczo lub w mieszaninie.
Polimerowy składnik kompozycji ma formę redyspergowalnego proszku lub wodnej emulsji polimeru. W przypadku, gdy polimer ma formę wodnej emulsji, emulsja ta jest dodawana do materiału cementowego jako płyn zarobowy bezpośrednio przed nakładaniem.
Składniki inhibitora dodawane są do mieszaniny innych składników w procesie produkcji. Produktem handlowym jest materiał cementowy (beton, zaprawa naprawcza, zaprawa ogniochronna lub inna, powłoka cementowo - polimerowa) sprzedawany najczęściej w postaci proszku do rozrobienia z wodą przed nakładaniem, ale również w postaci materiału dwuczęściowego: jedna część zawiera mieszaninę składników proszkowych, a drugi emulsję polimeru jako płyn zarobowy.
Produkt handlowy jest przygotowywany do nakładania przez wymieszanie składnika proszkowego z wodą i/lub płynem zarodowym i nakładany na powierzchnie kielnią lub natryskiem (zaprawa).
Po utwardzeniu materiał wykazuje własności mechaniczne wymagane dla danego typu materiału i dodatkowo zwiększoną odporność na korozję stali zanurzonej w materiale. Zastosowanie kwasu huminowego jako inhibitora korozji stali zbrojeniowej.
Należy podkreślić, że kwas huminowy, jako składnik mieszanki cementowej, nie jest nakładany bezpośrednio na powierzchnie stalową, lecz stanowi składnik betonu, w którym zanurzona jest stal. Jego obecność w mieszance cementowej pozwala na wyeliminowanie w całości lub w części toksycznych inhibitorów korozji stali w betonie, takich jak azotyny. Kwas huminowy jest produktem naturalnym, nietoksycznym i tanim.
Poniższe przykłady ilustrują, ale nie wyczerpują wszystkich możliwości przygotowywania kompozycji inhibitora korozji.
P r z y k ł a d 1.
W mieszalniku do proszków przygotowano zaprawę o składzie: cement portlandzki 1000 g (28,13% wag.), piasek krzemionkowy 0,1 - 2,5 mm 2000 g (56,25% wag.), mikrokrzemionka 150 g (4,21% wag.), popiół kominowy 300 g (8,4% wag.), superplastyfikator 10 g 0,28% wag.), polimer akrylowy w postaci redyspergowalnego proszku 50 g (5% wag. w stosunku do masy cementu). Do tej mieszaniny dodano kompozycję proszkową o składzie: 5 g kwasu huminowego (0,5% wag. w stosunku do masy cementu), 10 g azotynu sodu (1% wag. w stosunku do masy cementu) i 30 g (3% wag. w stosunku do masy cementu) polimeru akrylowego w postaci redyspergowalnego proszku.
PL 220 196 B1
Kawałki pręta ze stali zbrojeniowej o długości około 20 cm opiaskowano do stopnia czystości Sa 2,5. Po dokładnym wymieszaniu materiał proszkowy rozmieszano z wodą do konsystencji umożliwiającej nakładanie pędzlem i pomalowano oczyszczone pręty ze stali zbrojeniowej nakładając warstwę o grubości około 2 mm. Próbki sezonowano 5 dni w temperaturze pokojowej, aby materiał cementowy wystarczająco stwardniał.
Tak przygotowane próbki zawieszono w komorze solnej w temperaturze pokojowej. Po 1000 godzinach ekspozycji w komorze solnej próbki nie wykazywały żadnych śladów korozji. Na fig. 1 przedstawiono zdjęcie pręta badanego zgodnie z przykładem.
P r z y k ł a d 2. porównawczy
W mieszalniku do proszków przygotowano zaprawę o składzie: cement portlandzki 1000 g, piasek krzemionkowy 0,1-2,5 mm 2000 g, mikrokrzemionka 150 g, popiół kominowy 300 g, superplastyfikator 10 g, polimer akrylowy w postaci redyspergowalnego proszku 50 g.
Kawałki pręta ze stali zbrojeniowej o długości około 20 cm opiaskowano do stopnia czystości Sa 2,5. Zaprawę cementową rozmieszano z wodą do konsystencji umożliwiającej nakładanie pędzlem i pomalowano oczyszczone pręty ze stali zbrojeniowej nakładając warstwę o grubości około 1 mm. Po upływie 4 godzin i utwardzeniu pierwszej warstwy zaprawy nałożona została druga warstwa, również o grubości ok 1 mm. W sumie powłoka stwardniałej zaprawy na powierzchni stali zbrojeniowej miała grubość ok. 2 mm. Próbki sezonowano 5 dni w temperaturze pokojowej, aby materiał cementowy wystarczająco stwardniał.
Tak przygotowane próbki zawieszono w komorze solnej w temperaturze pokojowej. Po 500 godzinach ekspozycji w komorze solnej pojawiły się liczne widoczne plamy rdzy na powierzchni materiału sygnalizujące zaawansowaną korozję stali. Na fig. 2 przedstawiono zdjęcie prętów badanych zgodnie z przykładem. Obszary rdzy zostały zaznaczone białą obwódką.
P r z y k ł a d 3
Do 100 g suchej zaprawy przygotowanej jak w przykładzie 2 dodano 0,5 g kwasu huminowego technicznego (1,76% wag. w stosunku do masy cementu). Zaprawę rozrobiono do konsystencji umożliwiającej malowanie pędzlem, stosując jako płyn zarobowy emulsję polimeru akrylowo - styrenowego. Próbki stali do badań w komorze solnej przygotowano jak w przykładzie 1. Po 1000 godzinach ekspozycji w komorze solnej zaobserwowano pierwsze, nieliczne ogniska rdzy na powierzchni materiału Na fig. 3 przedstawiono zdjęcie prętów badanych zgodnie z przykładem. Obszary rdzy zostały zaznaczone białą obwódką.
Claims (7)
- Zastrzeżenia patentowe1. Materiał cementowy zawierający cement w ilości 25 - 40% wag., kruszywo lub mieszaninę kilku kruszyw w ilości 50 - 75% wag., co najmniej jeden polimer wybrany z grupy zawierającej polimery: akrylowy, metakrylowy, akrylowo - styrenowy, styreno - butadienowy, polioctan winylu, poli(etyleno)octan winylu, (poli)wersenianu winylu, kopolimery zawierające sekwencje wersenianowe, winylowe i estrowe w ilości 1 - 8% wag. w przeliczeniu na masę cementu oraz inhibitor korozji, znamienny tym, że jako inhibitor korozji zawiera kwas huminowy, ewentualnie w mieszaninie z solami kwasu huminowego, w ilości od 0,5 do 5% wag. w przeliczeniu na masę cementu.
- 2. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera dodatkowo inny inhibitor korozji, nieorganiczny i/lub organiczny, pojedynczo lub w mieszaninie, w ilości do 5% wag. w przeliczeniu na masę cementu.
- 3. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że jako dodatkowy inhibitor korozji zawiera azotyn wapnia, sodu lub potasu.
- 4. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera znane dodatki w ilości 0 - 10% wag.
- 5. Materiał według zastrz. 4, znamienny tym, że znane dodatki są wybrane z grupy zawierającej: środki odpieniające, przyśpieszacze lub opóźniacze czasu wiązania spoiwa hydraulicznego, środki powierzchniowo czynne, modyfikatory reologiczne, plastyfikatory, pucolany, wypełniacze proszkowe, włókna celulozowe, włókna szklane i włókna z tworzyw sztucznych.
- 6. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że polimerowy składnik ma formę redyspergowalnego proszku lub formę wodnej emulsji polimeru.
- 7. Materiał według zastrz. 1 albo 6, znamienny tym, że polimer w formie wodnej emulsji stanowi zestaw z częścią materiału w formie proszku.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL400464A PL220196B1 (pl) | 2012-07-26 | 2012-07-26 | Materiał cementowy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL400464A PL220196B1 (pl) | 2012-07-26 | 2012-07-26 | Materiał cementowy |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL400464A1 PL400464A1 (pl) | 2014-03-03 |
PL220196B1 true PL220196B1 (pl) | 2015-09-30 |
Family
ID=50158436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL400464A PL220196B1 (pl) | 2012-07-26 | 2012-07-26 | Materiał cementowy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL220196B1 (pl) |
-
2012
- 2012-07-26 PL PL400464A patent/PL220196B1/pl unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL400464A1 (pl) | 2014-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10259949B2 (en) | Corrosion resistant spray applied fire resistive materials | |
KR101691845B1 (ko) | 코코스 섬유를 혼입한 콘크리트 구조물 보수용 친환경 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법 | |
KR101637987B1 (ko) | 열화 철근콘크리트 구조물 보수용 단면복구재 조성물 및 이를 이용한 철근콘크리트 구조물의 단면복구공법 | |
KR101340856B1 (ko) | 내구성 및 수밀성이 우수한 시멘트 모르타르 조성물과 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법 | |
KR101631601B1 (ko) | 콘크리트 구조물 보수용 시멘트 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법 | |
JP6223813B2 (ja) | モルタル組成物 | |
CA3000788C (en) | Stabilized aqueous composition for initiating setting and hardening of aluminous cement compositions | |
JP2020158371A (ja) | ポリマーセメントモルタル及び鉄筋コンクリートの補修方法 | |
KR102224215B1 (ko) | 균열 저항성 및 수축 저항성을 갖는 모르타르 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 단면보수공법 | |
KR100772621B1 (ko) | 콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르 조성물 | |
JP5185047B2 (ja) | 電気抵抗の小さい左官用モルタル、それを用いた硬化体、及びそれを用いたコンクリート構造物内部にある鋼材の防食方法 | |
JP5242188B2 (ja) | 電気抵抗の小さい左官用モルタル、それを用いた硬化体、及びそれを用いたコンクリート構造物内部にある鋼材の防食方法 | |
JP2007001801A (ja) | 防食性複合体およびその製法 | |
JP2003306370A (ja) | 吹付け材料及びそれを用いた吹付け工法 | |
JP6312778B1 (ja) | セメント混和材およびそれを用いたセメント組成物 | |
JP2001180994A (ja) | 低粘度で安定した凝結および硬化促進剤 | |
KR102189148B1 (ko) | 콘크리트 구조물의 표면 보호 공법 | |
PL220196B1 (pl) | Materiał cementowy | |
JP2005220411A (ja) | 防錆材組成物及び防錆処理方法 | |
JP7014616B2 (ja) | セメント系下地処理材、下地処理材、コンクリート構造物、及びコンクリートの表面保護方法 | |
JP4916648B2 (ja) | 防錆処理方法 | |
KR20090103476A (ko) | 방청 효과가 향상된 방청제 및 이를 이용한 시멘트 조성물 | |
CA2926038C (en) | Corrosion protected fibre-reinforced cement composition for use in cold temperature conditions | |
JP5697357B2 (ja) | 電気抵抗の小さい吹付け用モルタル、吹付け用モルタル硬化体、及びそれを用いたコンクリート構造物内部にある鋼材の防食方法 | |
JP5259360B2 (ja) | 電気抵抗の小さい左官用モルタル、それを用いた硬化体、及びそれを用いたコンクリート構造物内部にある鋼材の防食方法 |