Состав ингибитора коррозии для пропитки железобетонных конструкций

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СОСТАВ ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ ДЛЯ ПРОПИТКИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Авторы Щукин Георгий Лукич Радюкевич Павел Иванович Беланович Анатолий Леонидович Карпушенков Сергей Александрович Савенко Виктор Петрович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Состав ингибитора коррозии для пропитки железобетонных конструкций, включающий диэтаноламин, циклогексиламин, дигидрофосфат калия, поверхностно-активное вещество и воду, отличающийся тем, что содержит в качестве поверхностно-активного вещества смачивательи дополнительно - бензоат натрия и нитрит натрия при следующем соотношении компонентов, мас.диэтаноламин 12,0-14,0 циклогексиламин 1,8-2,2 дигидрофосфат калия 7,0-8,0 смачиватель 0,4-0,5 бензоат натрия 7,0-8,0 нитрит натрия 0,4-0,5 вода остальное. 11511 1 2009.02.28 Изобретение относится к композициям, предназначенным для поверхностной обработки железобетонных изделий и конструкций с целью ингибирования коррозии арматурной стали, находящейся в толще затвердевшего железобетона. Известны 1,2,3 ингибиторы коррозии арматурной стали, состоящие из нитритов кальция и натрия, которые добавляются в бетонную смесь при изготовлении железобетонных структур. Известен состав ингибитора коррозии 4, который содержит один или более аминов или аминогликолей, которые нейтрализуют одной или более неорганическими кислотами. Данный состав также добавляется в бетонную смесь перед укладкой. Наиболее близкими к предлагаемому изобретению являются составы на основе аминоспиртов с добавлением неорганических солей, которые наносятся на поверхность железобетонных конструкций для защиты арматуры в бетоне 5. Водные коррозионноингибирующие составы готовятся из одного или более амино- или гидроксиаминосоединений, частично или полностью нейтрализованных неорганическими кислотами или их производными или алифатическими карбоксилированными кислотами и их производными, а также одного или более поверхностно-активных веществ (ПАВ), которые обеспечивают улучшенное смачивание бетона. Коммерческий состав 903 фирмы(Швейцария) производится в соответствии с вышеприведенным изобретением и использовался в качестве прототипа при проведении экспериментальных исследований. Задачей изобретения является получение водного состава ингибитора коррозии, нанесение которого на поверхность железобетона обеспечивает миграцию его компонентов по порам бетона к поверхности арматурной стали с формированием на ее поверхности мономолекулярного защитного слоя, препятствующего развитию коррозионных процессов. Техническим результатом при использовании предлагаемого антикоррозионного состава является увеличение защитной способности арматурной стали от коррозии и увеличение срока службы железобетонных изделий и конструкций. Поставленная задача решается тем, что состав ингибитора коррозии для пропитки железобетонных конструкций, включающий диэтаноламин, циклогексиламин, дигидрофосфат калия, поверхностно-активное вещество и воду, отличается тем, что содержит в качестве поверхностно-активного вещества смачивательи дополнительно бензоат натрия и нитрит натрия. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что получение состава ингибитора коррозии осуществляют путем растворения в воде диэтаноламина (ТУ 6-092652-91), циклогексиламина (ТУ 2416-010-057661637-2000), бензоата натрия (ТУ 6-092785-78), дигидрофосфата калия (ГОСТ 4198-75), нитрита натрия (ГОСТ 19906-74) и смачивателя(.. . ., Турция) при следующем соотношении компонентов, мас.диэтаноламин 12,0-14,0 циклогексиламин 1,8-2,2 бензоат натрия 7,0-8,0 дигидрофосфат калия 7,0-8,0 нитрит натрия 0,4-0,5 смачиватель 0,4-0,5 вода остальное. Действие предлагаемого состава ингибитора коррозии основано на миграции его компонентов через поровую структуру бетона к поверхности арматурной стали с последующим образованием на ее поверхности мономолекулярного защитного слоя, особенностью которого является, с одной стороны, гидрофильность в направлении к арматуре, а с другой стороны - гидрофобность к окружающему ее бетону, что и создает определенные затруднения для взаимодействия стали с агрессивной средой. Аминоспирты не реагируют с компонентами цемента, но в то же время растворяются в поровой жидкости, что способ 2 11511 1 2009.02.28 ствует их миграции по порам к поверхности арматуры. Фосфаты, наоборот, формируют с кальцием, входящим в состав цемента, нерастворимые соли которые закупоривают поры бетона 6. Для усиления анодной защиты арматурной стали в антикоррозионный состав вводится незначительное количество нитрита натрия, который, как и аминоспирты, не образует труднорастворимых соединений с компонентами цемента и, достигая поверхности арматуры, пассивирует ее. Бензоат-ионы сами по себе являются ингибиторами коррозии,особенно в щелочной среде, к тому же они способствуют сведению к минимуму неприятного резкого запаха, характерного для всех аминосоединений. Предлагаемый состав ингибитора коррозии получают путем растворения в воде диэтаноламина, циклогексиламина, бензоата натрия, дигидрофосфата калия, нитрита натрия и поверхностно-активного веществапри постоянном перемешивании до полного растворения компонентов. Для экспериментальной проверки были изготовлены два состава по изобретению по нижнему ( 1) и верхнему ( 2) пределам концентраций компонентов. В качестве прототипа использовали состав 903 фирмы(Швейцария). Защитный эффект составов 1 и 2 ингибитора коррозии по изобретению и прототипа 903 определяли гравиметрическим методом по ГОСТ 9.502-82 в модульном коррозионном растворе, содержащем (мг/л)- 30, 24 - 70, путем выдержки образцов стали Ст.3 в течение 10 суток при температуре (202) С и электрохимическим методом по СТБ 1168-99. Сущность электрохимического метода состоит в определении защитных свойств пропитанного антикоррозионным составом бетона в сравнении с непропитанным бетоном по отношению к стальной арматуре путем наложения электрического потенциала на стальную арматуру и измерения соответствующей величины плотности тока с последующим построением поляризационной кривой и ее анализом. Сущность изобретения поясняется фиг. 1 и фиг. 2, где на фиг. 1 приведена схема образца для изучения защитных свойств состава в структуре бетона, а на фиг. 2 представлены анодные поляризационные кривые, полученные на образцах бетона с арматурной сталью в 3 растворе . Для изготовления образцов использовали стержни из арматурной стали диаметром 12 мм и длиной рабочей поверхности 80 мм, концы которых были изолированы химически стойким лаком. Расстояние от рабочей поверхности стержня до внешней поверхности образца должно быть не менее 20 мм. Образцы, как показано на фиг. 1, имели вид цилиндрической формы высотой 12 см и диаметром около 7 см (поз. 1). При заливке образцов использовали бетонную смесь с соотношением песок/цемент 3/1 и с отношением вода/цемент 0,5 (поз. 2). После укладки и уплотнения цементно-песчаной смеси образцы, для их ускоренного твердения, подвергали тепловой обработке посредством пропаривания по режиму 3 ч предварительная выдержка 3 ч - подъем температуры до 80 С 6 ч - изотермическая выдержка при 80 С не менее 6 ч - остывание в камере. После этого образцы выдерживали в течение 3 суток при комнатной температуре и наносили на их поверхность антикоррозионные составы с помощью кисти. Составы наносили на поверхность образцов 5 раз, причем следующий слой наносили после полного высыхания предыдущего. Затем образцы снова выдерживали при комнатной температуре в течение 2 суток и по окончании этого периода обильно смочили чистой водопроводной водой, после чего они были оставлены на 15 дней для миграции компонентов антикоррозионных составов в структуру бетона. После окончания срока выдержки образцы насыщали 3 раствором хлорида натрия в течение 9 дней согласно методике, приведенной в СТБ 1168-99, а затем проводили электрохимические измерения. Значения степени защитыарматурной стали в модульном коррозионном растворе с добавкой 2 мас.предлагаемых составов 1 и 2 ингибитора коррозии по изобретению и прототипа 903 приведены в таблице. 3 11511 1 2009.02.28 Степень защитысостава по изобретению и по прототипу Степень защиты ,Состав 1 2 3 Ср. значение По изобретению Состав 1 98,3 98,7 98,5 98,5 Состав 2 98,4 98,6 98,5 98,5903 97,8 97,4 97,4 97,5 На фиг. 2 представлены анодные поляризационные кривые ингибирующего действия составов 1 и 2 ингибитора коррозии по изобретению в сравнении с составом 903 по прототипу образцов арматурной стали, находящейся в затвердевшем бетоне, обработанном данными составами. Из приведенных кривых на фиг. 2 видно, что в случае образцов, которые были обработаны антикоррозионными составами по прототипу (кривая 2) и по изобретению 1 и 2(кривые 3 и 4), в сравнении с необработанным образцом (кривая 1) наблюдается значительное смещение кривых в область положительных потенциалов и резко уменьшается плотность анодного тока. Т.е. антикоррозионные составы промигрировали в течение 15 дней через плотный слой бетона толщиной около 3 см и запассивировали поверхность стали. Причем наиболее эффективно действуют разработанные составы ингибитора по изобретению (кривые 3 и 4) по сравнению с составом по прототипу (кривая 2). Приведенные результаты испытаний показывают, что предлагаемый состав ингибитора коррозии для пропитки железобетона является эффективным для предотвращения и подавления коррозии прокорродированной стальной арматуры, находящейся в затвердевшем бетоне, и превосходит известный ингибирующий состав 903. Источники информации 1. Патент США 3976494, МПК 04 7/35, 1976. 2. Патент США 4092109, МПК 23 11/04,23 11/08,23 9/02,09 3/18, 1978. 3. Патент США 4365999, МПК 04 7/35, 1982. 4. Патент Швейцарии 686368, МПК 04 24/12 Н, 1996. 5. Патент США 6712995, МПК 04 41/46,04 41/62, 2004. 6..-., 2003. . 33. - . 829-834. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4