CS263610B1

CS263610B1 - Composition for protective treatment of silicate surfaces

Info

Publication number: CS263610B1
Application number: CS862583A
Authority: CS
Inventors: Petr Ing Csc Nevosad; Petr Prom Geol Lizal; Jaromir Ing Miksa; Bohumil Ing Csc Svoboda
Original assignee: Petr Ing Csc Nevosad; Petr Prom Geol Lizal; Jaromir Ing Miksa; Svoboda Bohumil
Priority date: 1986-04-09
Filing date: 1986-04-09
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS258386A1

Abstract

Kompozice pro ochranné úpravy silikátových povrchů jsou dodatečně nanášené hmoty sestávající z 1 dílu epoxidové pryskyřice dianového typu o molekulové hmotnosti 350 až 550, 1,5 až 4 dílů polyaminických tvrdidel na bázi polyaminakrylátového kondenzátu, 1 až 90 dílů, vše hmotnostně, vody. Tato část kompozice může být u jednotlivých vrstev dále doplňována plnivy a pigmenty, zejména elektrárenským popílkem, jemně mletým kamenivem, čedičovými vlákny, mletými skelnými lamináty, železitými pigmenty, aj. tak, že jejich úhrnný obsah nepřevýší 70 % hmotnosti celé výsledné nanášené hmoty. Kompozice jsou určeny pro preventivní ochranu a údržbu povrchů cementových betonů a jiných silikátů. Nanáší se ve formě nástřiků nebo nátěrů za účelem zvýšení odolnosti takto ošetřeného silikátu proti jednotlivému i kumulovanému působení agresivních látek ve všech skupenstvích. Kompozice jsou určeny zejména jako ochrana proti působení oxidů a vodných roztoků, obsahujících chloridy, uhličitany, dusičnany a sloučeniny síry. Nanášejí se v jedné nebo více vrstvách na připravený s výhodou suchý, ale i vlhký podklad.Compositions for protective treatment of silicate surfaces are additionally applied materials consisting of 1 part of dian type epoxy resin with a molecular weight of 350 to 550, 1.5 to 4 parts of polyamine hardeners based on polyamine acrylate condensate, 1 to 90 parts, all by weight, of water. This part of the composition can be further supplemented with fillers and pigments in individual layers, in particular power plant ash, finely ground aggregate, basalt fibers, ground glass laminates, iron pigments, etc. so that their total content does not exceed 70% of the weight of the entire resulting applied material. The compositions are intended for preventive protection and maintenance of cement concrete and other silicate surfaces. They are applied in the form of sprays or coatings in order to increase the resistance of the silicate thus treated against the individual and cumulative effects of aggressive substances in all states. The compositions are intended primarily as protection against the action of oxides and aqueous solutions containing chlorides, carbonates, nitrates and sulfur compounds. They are applied in one or more layers to a prepared, preferably dry, but also moist substrate.

Description

Vynález se týká ochranné úpravy povrchů silikátových konstrukcí, zejména cementových betonů, napadených jednotlivými nebo kombinovanými účinky mrazu, rozmrazovacích látek a atmosférické koroze, použitelné pro neporušené i v počátečních stádiích degradované silikátové struktury.The invention relates to the protective treatment of surfaces of silicate structures, in particular cement concrete, attacked by single or combined effects of frost, deicing agents and atmospheric corrosion, applicable to intact even in the early stages of degraded silicate structures.

Povrchy silikátových konstrukcí, zejména cementobetonových vozovek, mostních říms, mostů a podobně, jsou vystaveny účinkům vodorozpustných škodlivin. Tyto ve formě chloridů, uhličitanů, siřičitanů, síranů a dalších pronikají spolu s vodou kapilárním systémem do hmoty silikátu. Zde negativně ovlivňuji hydratační procesy, respektive jsou zdrojem destrukcí stávajících hydratačních novotvarů. Důsledkem těchto procesů jsou lokální destrukce struktury jež nepříznivě ovlivňují životnost silikátové, nejčastěji cementobetonové konstrukce. Před účinkem těchto látek se lze bránit různými způsoby, z nichž převažují zásady do složení silikátových směsí, kde mimo plniv se osvědčily zejména provzdušňovaci přísady a dále různé penetrační a impregnační látky nanášené na zatvrdlý povrch silikátové konstrukce.The surfaces of silicate constructions, especially cement-concrete pavements, bridge ledges, bridges and the like, are exposed to water-soluble pollutants. These, in the form of chlorides, carbonates, sulphites, sulphates and others, together with water, penetrate the silicate mass together with water through the capillary system. Here I negatively influence the hydration processes, respectively they are the source of destruction of existing hydration neoplasms. The consequence of these processes is local destruction of the structure which adversely affects the durability of the silicate, most often cement-concrete construction. The effects of these substances can be prevented in various ways, from which alkali predominates in the composition of silicate mixtures, where in addition to fillers, especially aeration additives and various penetration and impregnating substances applied to the hardened surface of the silicate construction have proved to be effective.

Z penetrací dominují roztoky syntetických pryskyřic, zejména epoxidových s tvrdidly na bázi polyamidů, hmoty na bázi nenasycených polyesterů a polyakrylátové vodné disperze s velikostí částic pod 10 pití. U syntetických pryskyřic je nevýhodná nutnost aplikací na suchý podklad a negativní citlivost na přirozenou vlhkost silikátu. Nepříznivý je i značný obsah aromatických uhlovodíků spojený se sníženou odolností vůči povětrnosti u kompozic vytvrzovaných polyaminy. Nenasycené polyestery jsou citlivé na alkalitu a je-li zvýšený podíl styrenu ve směsi rozpouštědel, je nebezpečí vzniku napěněných polymerů, označovaných jako struktura pražené kukuřice. U akrylátových polymerů je nevýhodná malá životnost způsobená rozpadem uhlíkových řetězců na odkrytých plochách a dále tyto hmoty nechávají otevřené ty prostupy, do nichž monomer nevniká. Další obtíže nastávají při nanášeni nebot zbytky disperzí nasychají na vnitřních rozvodech postřikovačů, které se takto ucpávají. Penetrace samy o sobě nebývají příliš účinné, proto bývají doplňovány dalšími vrstvami, z nichž tenkovrstvé jsou jen plastbetony, resp, maltoviny s polyestery nebo akryláty. Jejich nevýhodou je krátká funkční způsobilost z titulu zamezeni přirozeného pohybu vlhkostí mezi silikátem a prostředím a vznikem značných pnutí a poruch nanesených vrstev z titulu nestejné délkové roztažnosti vůči silikátu. Nevýhodou impregnací založených na hydrofobizaci povrchu je skutečnost, že povrch opatřený těmito médii je nepřilnavý k dalším silikátovým kompozicím, např. u vícevrstvých konstrukcí nebo i při prováděných vysprávkách.The penetration is dominated by solutions of synthetic resins, especially epoxy with hardeners based on polyamides, masses based on unsaturated polyesters and polyacrylate aqueous dispersions with particle size below 10 drinking. In the case of synthetic resins, the need for application to a dry substrate and the negative sensitivity to the natural moisture of the silicate are disadvantageous. Also, a considerable aromatic hydrocarbon content associated with reduced weather resistance of polyamine cured compositions is unfavorable. Unsaturated polyesters are sensitive to alkalinity and if there is an increased proportion of styrene in the solvent mixture, there is a risk of foamed polymers, referred to as the roasted corn structure. The disadvantage of acrylic polymers is the low lifetime caused by the disintegration of the carbon chains on the exposed surfaces, and furthermore these materials leave openings where the monomer does not penetrate. Further difficulty arises during application, since residual dispersions are paused on the internal sprinkler manifolds, which are thus clogged. Penetrations themselves are not very effective, therefore they are supplemented by other layers, of which thin-layered are only plastic concrete or mortar with polyesters or acrylates. Their disadvantage is the short functional capability due to the prevention of the natural movement of moisture between the silicate and the environment and the occurrence of considerable stresses and failures of the deposited layers due to the unequal linear expansion to the silicate. A disadvantage of impregnations based on surface hydrophobization is that the surface provided with these media is non-adherent to other silicate compositions, for example in multilayer constructions or even during repair work.

Uvedené nevýhody odstraňuje vynález, jehož podstata spočívá v aplikaci tenkovrstvých nátěrových a nástřikových kompozic obsahujících epoxidovou pryskyřici nebo vodnou epoxidovou disperzi s polyaminickým tvrdidlem, u závěrečných vrstev systému i plnivo. Kompozice obsahuje 1 hmotnostní díl epoxidové pryskyřice dlaňového typu o molekulové hmotnosti 350 až 550 případně obsahující až 30 % zvláčňovadel, zejména dibutylftalát, dibutylmaleát, dioktylftalát,These disadvantages are overcome by the invention, which consists in the application of thin-layer coating and spraying compositions comprising an epoxy resin or an aqueous epoxy dispersion with a polyamine hardener, and also a filler in the final layers of the system. The composition comprises 1 part by weight of a palm-type epoxy resin having a molecular weight of 350 to 550, optionally containing up to 30% of plasticizers, in particular dibutyl phthalate, dibutyl maleate, dioctyl phthalate,

1,5 až 4 hmotnostní díly polyaminických tvrdidel na bázi polyaminakrylátových kondenzátů připravených z 5 až 80 hmotnostních dílů polyaminů se dvěma primárními aminoskupinami a jejich reakčních produktů a fenolem a/nebo krezolem a formaldehydem v ekvimolárních poměrech - 20 %, 50 až 400 hmotnostních dílů 20 až 30% vodné disperze akrylátového kopolymeru tvořeného 10 až 15 % hmotnostními kyseliny akrylové a/nebo metakrylové, 30 až 60 % hmotnostními alkylakrylátů s počtem uhlíkových atomů v molekule 2 až 8 a 20 až 55 % hmotnostními styrenu, a 1 až 90 hmotnostních dílů vody, případně obsahující až 5 hmotnostních dílů styrenakrylátových filmotvorných disperzí s obsahem až 5 % volných COOH skupin kyseliny akrylové a/nebo metakrylové, až 3 hmotnostní díly polyvinylacetátakrylátových disperzí, až 70 hmotnostních dílů pigmentů a plniv, zejména železitých pigmentů, elektrárenského popílku, jemně mletého kameniva, čedičových vláken, mletých skelných laminátů. Plastbetony podle vynálezu jsou aplikovány pro závěrečné^vrstvy kompozice. Epoxidové disperze stejného složení mají doporučený obsah vody 5 až 50 % hmotnostních, obsah plniva nemá překročit 50 až 75 % celkové hmotnosti s tím, že jednotlivá plniva lze i kombinovat s tím, že celkový součet dodatkových plniv k elektrárenskému popílku nemá překročit 30 hmotnostních dílů.1.5 to 4 parts by weight of polyaminacrylate condensate polyamine hardeners prepared from 5 to 80 parts by weight of polyamines having two primary amino groups and their reaction products and phenol and / or cresol and formaldehyde in equimolar proportions - 20%, 50 to 400 parts by weight 20 up to 30% of an aqueous dispersion of an acrylate copolymer of 10 to 15% by weight of acrylic and / or methacrylic acid, 30 to 60% by weight of alkyl acrylates having a carbon number of 2 to 8 and 20 to 55% by weight of styrene, and 1 to 90 parts by weight of water , optionally containing up to 5 parts by weight of styrene-acrylate film-forming dispersions containing up to 5% of free COOH groups of acrylic and / or methacrylic acid, up to 3 parts by weight of polyvinyl acetate acrylate dispersions, up to 70 parts by weight of pigments and fillers, in particular iron pigments; ameniva, basalt fibers, ground glass laminates. The plastics according to the invention are applied to the final layers of the composition. Epoxy dispersions of the same composition have a recommended water content of 5 to 50% by weight, the filler content should not exceed 50 to 75% of the total weight, while the individual fillers can be combined with the total sum of additional fillers to the fly ash not exceeding 30 parts by weight.

Kompozice podle vynálezu vytváří koloidni roztok v němž popsané tvrdidlo současně přebírá vlastnost tenzidů. Proto penetrace proniká snáze a hlouběji do struktury silikátu než při použití latexů. Při vytvrzování kompozice se část vody odpaří a část je odvedena kapilárním systémem do silikátu. Tím se vytvoří dostatečné prostupy, které při zabezpečení vodotěsnosti jsou paropropustné, čímž je eliminována dominantní nevýhoda jiných epoxidových systémů.The composition according to the invention forms a colloidal solution in which the hardener described at the same time assumes the property of surfactants. Therefore, penetration penetrates more easily and deeper into the silicate structure than when using latexes. When curing the composition, some of the water evaporates and a part is discharged through the capillary system to the silicate. This creates sufficient penetrations which are vapor permeable while ensuring waterproofness, eliminating the dominant disadvantage of other epoxy systems.

Současně nový epoxiakrylátový povlak je velmi plastický, takže s přihlédnutím k malé tlouštce kompozice veškerá pnutí způsobená rozdílnou délkovou roztažnosti silikátu a ochranného povlaku se eliminují plastickou deformací vrstvy aniž by docházelo k jejímu trhání. Při zachování všech těchto výhod je pro praktické použití rozhodující mimořádně široký výběr epoxidů, kdy díky vlastnostem tvrdidel lze použít několik desítek různých epoxidů at ve formě pryskyřic, či vodných disperzí. Přínosem je i variabilnost pořadí dávkování vody, která ve funkci ztekucovadla (ředidla) může být dodána v epoxidové vodné disperzi, v tvrdidle, či homogenizované směsi tvrdidla a epoxidu. Při zachování složení výsledné kompozioe rovněž lze uvedené alternativy dle potřeby kombinovat, tj. např. část vody dodat do tvrdidla a zbytek do výsledné směsi po smíchání s epoxidem, u plastbetonů navíc i po vmíšení plniva.At the same time, the new epoxy acrylate coating is very plastic, so that, taking into account the low thickness of the composition, all the stresses caused by the different linear expansion of the silicate and the protective coating are eliminated by plastic deformation of the layer without tearing. While maintaining all these advantages, an extremely wide choice of epoxides is crucial for practical use, where, due to the properties of hardeners, several tens of different epoxides can be used, whether in the form of resins or aqueous dispersions. The benefit is also the variability of the order of water dosing, which in the function of a plasticizer (diluent) can be supplied in an epoxy aqueous dispersion, in a hardener, or in a homogenized mixture of hardener and epoxide. While maintaining the composition of the resulting composition, these alternatives may also be combined as needed, i.e., for example, some of the water may be added to the hardener and the remainder to the resulting mixture after mixing with epoxide;

Tato univerzálnost dovoluje rovnocenně používat i epoxidy s předem vmíšeným plnivem. Vyšší technický účinek byl dokladován ve srovnávacím testu zmrazovacích zkoušek ve 3% roztoku 2This versatility allows equally the use of epoxides with premixed filler. The higher technical effect was demonstrated in the comparative freeze test in 3% solution 2

NaCl. Pokud po 100 cyklech činil odpad neošetřeného povrchu 3 960 g/m , tj. 100 %, potom při použití akrylátových disperzi byl snížen na 50 až 60 %, u PVA disperzí 40 až 80 í, u tradičních epoxidů na 30 až 50 % a u kompozice podle vynálezu na 0 %. Dokonalé spolupůsobení kompozice se silikátovým podkladem umožňuje použit hmoty podle vynálezu nejen na neporušený, ale i částečně erodovaný povrch silikátů, zejména cementových betonů.NaCl. If, after 100 cycles, the untreated surface waste was 3,960 g / m @ 2, i.e. 100%, then reduced to 50 to 60% for acrylate dispersions, 40 to 80% for PVA dispersions, 30 to 50% for traditional epoxides and according to the invention to 0%. The perfect interaction of the composition with the silicate substrate makes it possible to use the compositions according to the invention not only on the intact but also partially eroded surface of silicates, in particular cement concrete.

Vynález je určen pro údržbu a sanaci povrchů silikátových povrchů ve stavebnictví, občanské i průmyslové vybavenosti, jakož i v zemědělství.The invention is intended for the maintenance and rehabilitation of surfaces of silicate surfaces in construction, civil and industrial facilities, as well as in agriculture.

Příklad 1Example 1

Cementobetonový kryt vozovky z provzdušněného betonu B 33 vykazuje dle metodiky ČSN 2The cement-concrete pavement cover of aerated concrete B 33 shows according to the methodology ČSN 2

1326 v KD-20 po 100 cyklech v 3% roztoku NaCl odpad 2 000 g/m . Na očištěný a mechanických nečistot zbavený povrch byla nanesena penetrace vodné epoxidové disperze s polyaminakrylátovým tvrdidlem. Penetračni kompozice sestávala z 1 hmotnostního dílu epoxidové pryskyřice dianového typu s molekulovou hmotou 390 obsahující 20 % hmotnostních dibutylftalátu a 2 hmotnostních dílů tvrdidla na bázi polyakrylátového kopolymerů s obsahem 15 % hmotnostních kyseliny akrylové, 20 % hmotnostních styrenu a 65 % hmotnostních etyl a butylakrylátů a metakrylátů neutralizovaných dietylentriaminem a jeho kondenzátem s fenolem o sušině 30 % hmotnostních a formaldehydem. Po homogenizaci byla hmota ředěna 4 hmotnostními díly vody a znovu dokona2 le promísena. Povrch betonu byl penetrován množstvím 190 g/m . Odolnost po 100 cyklech v KD-20 2 se zvýšila na odpad 650 g/m .1326 in KD-20 after 100 cycles in 3% NaCl solution 2000 g / m. Penetration of the aqueous epoxy dispersion with the polyaminacrylate hardener was applied to the cleaned and debris-free surface. The penetration composition consisted of 1 part by weight of a diene type epoxy resin having a molecular weight of 390 containing 20% by weight of dibutyl phthalate and 2 parts by weight of a polyacrylate copolymer hardener containing 15% by weight of acrylic acid, 20% by weight of styrene and 65% by weight of ethyl and butyl acrylates and methacrylates. neutralized with diethylenetriamine and its condensate with 30% dry matter phenol and formaldehyde. After homogenization, the mass was diluted with 4 parts by weight of water and mixed again. The concrete surface was penetrated with 190 g / m 2. The resistance after 100 cycles in KD-20 2 increased to a waste of 650 g / m 2.

Příklad 2Example 2

Cementobetonový kryt vozovky dle příkladu 1 byl opatřen penetrací dle příkladu 1 a vrstvou plastbetonů, který při použití stejných složek obsahoval 1 díl epoxidové pryskyřice,.The cement-concrete pavement of Example 1 was primed with Example 1 and a layer of plastics containing 1 part of epoxy resin using the same components.

díly tvrdidla, 1 díl vody a 3 díly, vše hmotnostně, elektrárenského popílku. Plastbeton byl nanesen vmnožství 310 g/m na napenetrovaný povrch. Odolnost systému po 100 cyklech 2 v KD-20 se zvýšila na odpad 0 g/m .parts hardener, 1 part water and 3 parts, all by weight, fly ash. Plaster concrete was applied at 310 g / m < 2 > on the penetrated surface. The system resistance after 100 cycles 2 in KD-20 increased to 0 g / m waste.

Příklad 3Example 3

Cementobetonový kryt dle příkladu 1 byl penetrován vodným koloidním roztokem polyakrylátové disperze obsahující v sušině 10 % kyseliny akrylové, 8 % kyseliny metakrylové, 30 % styrenu, 2 % etylhexylakrylátu a 50 % etylakrylátu, vše hmotnostně. Disperze byla vodou ředěna na 2,5% obsah sušiny a nanesena v množství 50 g/m na oschlý povrch betonu. Po zaschnutí byla nanesena druhá penetrace obsahující 1 díl epoxidové pryskyřice o molekulové hmotě 370 obsahující 16 % hmotnostních dioktylftalátu, 2 díly polyaminakrylátového tvrdidla připraveného z polyakrylátového kopolymerů obsahujícího 10 % kyseliny akrylové, 30 % styrenu a 60 % směsi etyl a butylakrylátů, vše hmotnostně, v neutralizované směsi dietylentriaminu a trietylpentaminu a jejich reakčním produktem s kresolem a formaldehydem a 4 díly vody, vše 2 hmotnostně. Druhá penetrace byla nanesena v množství 55 g/m . Na druhou penetraci byl nanesen plastbeton z téhož epoxidu a tvrdidla jako druhá penetrace s elektrárenským popílkem s hmot2 nostním složením dle příkladu 2 v množství 350 g/m s tím rozdílem, že epoxidová disperze obsahuje 3 díly hmotnostní styrenakrylátové disperze (Sokrat 2 804). Při teplotě vytvrzování 20 °C činil odpad v KD-20 po 100 cyklech 290 g/m^ po 48 hodinách a 0 g/m^ po 28 dnech.The cementitious concrete cover of Example 1 was penetrated with an aqueous colloidal solution of a polyacrylate dispersion containing 10% acrylic acid, 8% methacrylic acid, 30% styrene, 2% ethylhexyl acrylate and 50% ethyl acrylate, all by weight. The dispersion was diluted with water to 2.5% dry matter content and applied at 50 g / m 2 on the dried concrete surface. After drying, a second primer was applied containing 1 part of an epoxy resin having a molecular weight of 370 containing 16% by weight of dioctyl phthalate, 2 parts of a polyaminacrylate hardener prepared from polyacrylate copolymers containing 10% acrylic acid, 30% styrene and 60% ethyl and butyl acrylate. neutralized mixtures of diethylenetriamine and triethylpentamine and their reaction product with cresol and formaldehyde and 4 parts of water, all 2 by weight. The second penetration was applied at 55 g / m 2. The second penetration was coated with a plastic concrete of the same epoxide and hardener as the second penetration with a power fly ash with a weight composition of Example 2 in an amount of 350 g / m 2 except that the epoxy dispersion contains 3 parts by weight of styrene acrylate dispersion (Socrates 2 804). At a curing temperature of 20 ° C the waste in KD-20 after 100 cycles was 290 g / m 2 after 48 hours and 0 g / m 3 after 28 days.

Příklad 4Example 4

Cementobetonový kryt dle příkladu 1 s tím rozdílem, že obě penetrace byly provedeny vodnou disperzí obsahující 1 díl epoxidové pryskyřice o molekulové hmotnosti 400 s tvrdidlem, 0,4 dílu aduktů maleinizovaných mastných kyselin a tetraetylpentaminu, 1 dil polyvinylaoetát2 akrylátové disperze (Disapol) a 10 dílů vody. Odolnost v KD-20 se zvýšila na odpad 255 g/m .The cementitious concrete cover of Example 1, except that both penetrations were made with an aqueous dispersion containing 1 part of epoxy resin of molecular weight 400 with hardener, 0.4 parts of maleicized fatty acid and tetraethylpentamine adducts, 1 part of polyvinyl acetate 2 acrylate dispersion (Disapol) and 10 parts. water. The resistance in the KD-20 increased to 255 g / m waste.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Composition for protective treatment of silicate surfaces against the effects of outdoor environment and aqueous solutions, in particular chlorides, carbonates, nitrates and sulfur compounds, at least monolayer, containing epoxy resin and polyamine hardeners or pigments and fillers, characterized in that they consist of 1 part by weight of dian-type epoxy resin. having a molecular weight of 350 to 550, optionally containing up to 30% of plasticizers, in particular dibutyl phthalate, dibutyl maleate, dioctyl phthalate, 1.5 to 4 parts by weight of polyaminacrylate condensates based on 5 to 80 parts by weight of polyamines having two primary amino groups and their reaction products with phenol and / or cresol and formaldehyde in equimolar ratios, 50 to 400 parts by weight of a 20 to 30% aqueous dispersion of an acrylate copolymer of 10 to 15% by weight acrylic acid and / or methacrylate yl,

30 to 60% by weight of alkyl acrylates having a carbon number of 2 to 8 and 20 to 55% by weight of styrene, and 1 to 90 parts by weight of water; optionally containing up to 5 parts by weight of styrene acrylate film-forming dispersions containing up to 5% free acrylic and / or methacrylic acid carboxyl groups, up to 3 parts by weight of polyvinyl acetate acrylate dispersions, up to 70 parts by weight of pigments and fillers, in particular iron pigments; basalt fibers, ground glass laminates.