Защита бетонной поверхности от воздействия агрессивных сред

АННОТАЦИЯ

Защита поверхности бетона с использованием фураноэпоксидных полимеров. В статье рассмотрены вопросы синтеза и защита бетонной поверхности с использованием фураноэпоксидных полимеров.

ABSTRACT

Protection of concrete surface from the attack of aggressive medium with furan-epoxy polymers. The article covers the issues of synthesis and protection of concrete surface from the attack of aggressive medium by using furan-epoxy polymers.

Ключевые слова: бетон, химическая защита, фураноэпоксидные полимеры, и их получения, агрессивная среда, стойкость к воздействию агрессивных сред.

Keywords: concrete, chemical protection, furan-epoxy polymers and their production processes, aggressive medium, persistence to the attack of aggressive medium

Свойства агрессивных сред, вызывающих коррозию бетона, весьма разнообразны. Также различны и процессы их взаимодействия с бетоном в строительных конструкциях. По мере развития химической, нефтяной, нефтехимической и других отраслей промышленности появляются различные агрессивные факторы, новые условия для развития коррозии бетона. В связи с этим возникает необходимость разработки эффективных защитных покрытий, позволяющих предупредить разрушение бетона, опасное для состояния конструкций всех очистных сооружений.

В настоящее время для защиты влажного и сухого бетона от действия агрессивных сред рекомендованы полимерные материалы. К ним относятся покрытия с высокими защитными свойствами на основе этиноло-эпоксидой смолы, оптимальные составы эпоксидных композиций, эпоксидно-фурфурольные смолы [1-5]. В состав промышленных сточных вод входят различные кислоты (серная, соляная, ортофосфорная и др.), щелочи (едкий натр, едкий калий и др.), растворители (ацетон, спирт, бензин и др.), иногда токсичные вещества (циан и др.). Поэтому железобетонные и бетонные резервуары, трубопроводы и строительные конструкции промышленных предприятий, где сточные воды вызывают коррозионные разрушения бетона, должны иметь антикоррозионную защиту, обеспечивающую надёжную их эксплуатацию. Как известно, степень агрессивности промышленных стоков, условно оценивается по величине pH, температуре жидкостей и наличию окислителей. Если агрессивные сточные воды имеют переменную среду, то наиболее перспективным для антикоррозионной защиты очистных канализационных сооружений, подвергающихся воздействию сточных вод, являются фурановые, совмещённые фурановые смолы.

Основными преимуществами покрытий на основе фурановых смол являются высокие защитные свойства и долговечность, а также чистота процесса их нанесения. Нами разработана рецептура покрытия, предназначенного для защиты железобетонной и бетонной поверхности промышленной канализации. Синтез связующего типа ФАЭД осуществляли компонентов: связующее ЭД-20: мономер ФА=8:92; 20:80 и 50:50 при температуре 100°С. Продолжительность синтеза 2 часа. Связующее ФАЭД-50 Д модифицирован 5 м.ч. дибутилфталатом. Покрытие должно обладать стойкостью к агрессивной сточной воде с температурой до 45⁰С и переменном значением pH от 2 до 12, содержащей следы нефтепродуктов. Для сравнительного исследования были взяты три марки фурано-эпоксидных смол марок ФАЭД-8, ФАЭД-20, ФАЭД-50 Д, отличающихся количественным соотношением фуранового и эпоксидного составляющих и поверхностно - активной добавки.

Проведенные экспериментальные работы по определению химической стойкости и физико-механических свойств покрытий на основе фурано- эпоксидных смол марок ФАЭД-50Д, ФАЭД-20 и ФАЭД-8 показали, что покрытие на основе ФАЭД-50Д обладает повышенной химической стойкостью в искуственно приготовленных агрессивных средах, содержащих различные соли и нефтепродукты. А также установлено, что покрытия устойчивы в промышленных сточных водах производства нефтеперерабатывающей промышленности, имеющих различные величины pH от 2 до 12 при нормальной и повышенной температуре (45°С). Химическую стойкость покрытия определяли согласно ГОСТу.

Таблица 1.

Физико-механические свойства лаковых покрытий на основе фурано-эпоксидных смол

В результате проводных исследований установлена также, что покрытия на основе смолы ФАЭД-50Д обладают повышенными адгезионными свойствами к бетону, достигающими 40 кг/см² и выше.

Исходя и поставленной задачи были проведены исследования химической стойкости покрытий на основе оптимально выбранной смолы ФАЭД-50Д к действию агрессивных сред промышленных стоков. Для этого были изготовлены цементно-песчанные плиты размером 250x150x30 мм, на которые было нанесено полимерное покрытие на основе смолы ФАЭД-50Д. Образцы бетонных плиток, защищенные лаком и отвержденные при нормальной температуре, были помешены в ёмкости и испытаны в течение 500 ч в сточной воде производства по Ферганского нефтеперерабатывающего завода. Сточные воды ФНПЗ имеют следующую характеристику:

Плотный остаток, г/л.............................. 1,086

БПКГ O₂, мг/л........................................... 173,7

Механические примеси , мг/л................... 253,0

Нефтепродукты, мг/л............................... 120,5

pH среды .............................................. 7,5

Осмотр состояния образцов после указанного периода испытаний показал, что лаковые покрытия не имеют следов коррозионного разрушения.

При изготовлении опытных партий образцов лаковых покрытий из бетонных полувосьмерок процесс нанесения лака состоял из следующих операций:

1. Нанесение  грунтовочного слоя и выдерживание при температуре окружающей среды до «отлипа» (30-40мин). При этом рецептура грунтового слоя состоит из смолы-100; отвердителя -10-12 растворителя-10- 20% (масс.)
2. После выдержки был нанесён основной слой лака по рецептуре: смола-100 и отвердитель 10-20% (масс.)

Бетонную поверхность, подлежащую защите в производственных условиях, перед нанесением грунтового слоя подвергали нейтрализации от щелочных плёнок растворов цемента.

В промышленных условиях нейтрализацию поверхности бетона можно произвести методом пескоструйной очистки, металлическими щётками и промывкой растворителем.

Результаты исследований свойств фураноэпоксидных защитных покрытий, а также имеющийся опыт их применения в различных эксплуатационных условиях показали, что они обладают хорошей адгезией к бетону, высокой механической прочностью и химической стойкостью к различным агрессивным средам.

Таким образом, проведенные испытания в реальных условиях нефтеперерабатывающего завода позволяют рекомендовать полимерные покрытия на основе фурано-эпоксидной смолы ФАЭД-50Д в качестве защитного покрытия от воздействия сточных вод для железобетонных канализационных сооружений нефтеперерабатывающего производства.

Список литературы:
1. Коршак В.В., и др. Технология пластических масс. М; Химия, 1972. 616 с.
2. Оробченко Е.В., Прянишникова Н.Ю. Фурановые полимеры. Киев: Госиздат научн. техн. лит-ры, 1963. 232с.
3. Пономарев А.А Синтезы и реакции фурановых веществ. Саратов: Сар.Г.У. 1960. 224 с.
4. Лосев И.П; Тростянская Е.Б. Химия синтетических полимеров. М: Химия. 1971. 473 с.
5. Матякубов Р., Мадалиев Э.У. Фурфуриловый спирт. Получение, свойства и реакции. Фергана, Издательство «Техника» 2006. 68 с.
6. Дадаходжаев А.Т., Маматалиев Н. Н. СПОСОБЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ ИЗ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ //Universum: технические науки. – 2019. – №. 4 (61).
7. Хамракулова М.Х., Кадиров Ю. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА АДСОРБЦИОННОЙ РАФИНАЦИИ ХЛОПКОВОГО МАСЛА СОРБЕНТАМИ МЕСТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ //INTERNATIONAL SCIENTIFIC REVIEW OF THE PROBLEMS AND PROSPECTS OF MODERN SCIENCE AND EDUCATION. – 2018. – С. 13-16.
8. Нарзиев М.С., Абдуллаева М.А., Шарипов Н.З. Определение оптимальной начальной концентрации этилового спирта для проведения процесса дезодорации хлопкового масла //ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ И ЭКСПЕРТИЗА ТОВАРОВ. – 2015. – С. 138-140.