CC BY
104Материалы и конструкции
ц м .1
Научно-технический и производственный журнал
УДК 62-761:022.2
Н.Е. КОКОДЕЕВА, канд. техн. наук, Саратовский государственный технический университет
Инновационные решения окраски бетонных поверхностей
Для защиты бетона от коррозии и придания бетонным сооружениям повышенной декоративности используются лакокрасочные покрытия в виде покрывных эмалей или антикоррозионных систем на основе полиуретанов - антикоррозионные полиуретановые материалы Уретан-Антикор, обладающие высокой атмосферо-стойкостью и химической стойкостью, пригодные для долговременной антикоррозионной защиты бетонных сооружений в открытой промышленной атмосфере. Дан пример использования материалов Уретан-Антикор.
Ключевые слова: бетонное сооружение, коррозия, лакокрасочное покрытие, производство работ, стойкость покрытия.
Одной из наибольших проблем, с которой сталкиваются потребители при нанесении лакокрасочных покрытий является сохранение остатков влаги в порах бетона, наличие конденсата, который накапливается под старым лакокрасочным покрытием.
При применении традиционных лакокрасочных покрытий образующаяся сверху пленка изолирует и удерживает воду. В результате замерзания воды происходит ее расширение в объеме, что ведет к нарушению лакокрасочного покрытия и сильному сокращению сроков антикоррозионной защиты бетона.
Эту проблему решают однокомпонентные полиуретаны, которые отверждаются влагой воздуха и впитывают влагу из пор бетона, из остатков старого лакокрасочного покрытия.
Именно такими особенностями обладает однокомпо-нентная полиуретановая грунтовка Уретан-Антикор, используемая в качестве первого слоя 3- и 2-слойного антикоррозионного комплекса защиты металла Уретан-Антикор.
Особенность этого материала в том, что в начале нанесения он представляет собой смесь низкомолекулярных по-лиуретановых мономеров. После нанесения в результате реакции с влагой воздуха состав полимеризуется, отверждает-ся, быстро структурирует, увеличивая молекулярную массу.
Материал реагирует с влагой, содержащейся в атмосфере и на окрашиваемой поверхности, в ее порах, и за счет капиллярного эффекта всю ее покрывает.
В результате связывания свободной влаги формируется монолитная интегральная пленка, прочно соединенная с поверхностью и проникающая в поры металла.
Поскольку материалы Уретан-Антикор реагируют с влагой воздуха и с влагой в порах бетона, внутренние напряжения у покрытия Уретан-Антикор не возникают и во вре-
Рис. 1. Особенности взаимодействия воды с бетоном при применении традиционных лакокрасочных покрытий
мя циклов замерзания-оттаивания, набухания слоя покрытия не наблюдается.
На приведенных рис. 1, 2 хорошо видно преимущество полиуретановых материалов Уретан-Антикор по сравнению с традиционными лакокрасочными покрытиями, где остатки влаги при переходе через 0оС превращаются в лед, который разрывает пленку покрытия (рис. 1).
В промежуточном слое наполнителем служит алюминиевая паста и железная слюдка, элементы плоской чешуйчатой структуры которой плотно перекрывают друг друга и тем самым предотвращают проникновение внутрь любых внешних загрязнений. Эмаль содержит железную слюдку, цветовые пигменты и спецдобавки для защиты от УФ-облучения.
Подготовка бетонных поверхностей к окраске имеет свои особенности. Она проводится в зависимости от состояния поверхности (степень разрушения основного конструкционного материала и старой краски по отношению к общей площади, наличие загрязнений, высолов и т. д.).
При 90% разрушении покрытий (наличие частиц бетона, потерявших сцепление и вяжущие свойства, присутствие продуктов разрушения кирпича, сетки трещин, отслоения лакокрасочных материалов, пыли, грязи и т. д.) следует счистить все отделочные слои, слои потерявшего сцепление бетона, продукты разрушения кирпича механическим способом. Выбор способа зависит от размера площади поверхности, подлежащей обработке.
Если площадь, подлежащая обработке, составляет не более 15% от общей, то используют щетки, скребки и другой инструмент, а при площади 50% и более процесс подготовки осуществляется с помощью пескоструйной установ-
Рис. 2. Особенности взаимодействия воды с бетоном при применении полиуретановых лакокрасочных покрытий
Научно-технический и производственный журнал
-------ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
Материалы и конструкции
Наименование смывки Время действия, мин Расход, г/м2 Характеристика удаляемых лакокрасочных покрытий
СП-6 30 150 Покрытия на основе глифталевых, масляных, пентафталевых, акриловых, перхлорвиниловых пленкообразователей
СПС-1,СПС-2 30 150-200 СПС-1 для удаления алкидных, виниловых, эпоксидных покрытий; СПС-2 для удаления виниловых, алкидных, масляных покрытий
АФТ 20 160 Покрытия на основе масляных и нитроцеллюлозных пленкообразователей
ки, состоящей из компрессора, соединенного с камерой, в которую помещен песок. Песок смешивается в камере с воздухом, транспортируется в сопло и наносится под давлением на очищаемую поверхность.
На толстые слои старого лакокрасочного покрытия, которое не удалось удалить пескоструйным методом, допускается нанесение одной из смывок: СПС-1, СПС-2ТУ6-10-1088-76, АФТ-1ТУ6-10-1202-76, СП-6ТУ6-10-641 -79.
Старое покрытие удаляют, затем поверхность промывают теплой водой (35-40о), высушивают и протирают легколетучим растворителем. В таблице приведен расход и время действия смывок.
Если бетонная (или кирпичная) поверхность ранее подвергалась действию кислых агрессивных сред, она должна быть промыта чистой водой, нейтрализована щелочным раствором или 4-5% раствором кальцинированной соды, вновь промыта и высушена. Влажность бетона в поверхностном слое толщиной 20 мм должна быть не более 4%.
Для удаления отслоившихся и потерявших сцепление частиц бетона (кирпича) поверхность необходимо промыть чистой водой под давлением 50-60 МПа.
При 10% разрушении покрытий (фрагментарное наличие трещин, отслоений) трещины следует расшить шпателем и промыть поверхность, при необходимости зашпаклевать и высушить.
Контроль качества подготовки поверхности проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 9.402-80 и СНиП 03.-4.03-85.
Имеющиеся раковины и неровности, сколы затереть цементно-песчаным раствором 1:2 с добавлением 50% ПВАД (8% от массы вяжущего).
Слой нанесенного цементно-песчаного раствора необходимо сушить не менее 3-4 сут в зависимости от толщины слоя.
При появлении высолов на поверхности необходимо их удалить, промыть и обработать гидрофобизируюшей жидкостью ГКЖ-136-41.
Для защиты бетона от коррозии и придания бетонным сооружениям повышенной декоративности используют лакокрасочные покрытия в виде покрывных эмалей или антикоррозионных систем на основе полиуретанов.
К ним относятся разработанные НПТО антикоррозионные полиуретановые материалы Уретан-Антикор, обладающие высокой атмосферостойкостью и химстойкостью, а также акрилуретановая система Разноцвет-Антикор Б. Все перечисленные материалы пригодны для долговременной антикоррозионной защиты бетонных сооружений в открытой промышленной атомосфере.
Для достижения эффекта керамической плитки с матовой или глянцевой поверхностью используют систему Разноцвет-Антикор Б, состоящую из водно-акриловой основы (фунта-шпаклевки) и покрывной акрилуретановой эмали Разноцвет с декоративными возможностями лакокрасочного материала II класса.
Систему Разноцвет-Антикор Б отличает высокая декоративность (II класс) и степень твердости, похожая на кера-
мическую плитку любых расцветок. Ее наносят после стандартной подготовки поверхности и обрабатывают дополнительно, добиваясь гладкости. Внешний вид и расход покрывной акрилуретановой эмали Разноцвет напрямую зависит от качества подготовки поверхности, для чего на сухую чистую поверхность бетона наносят уменьшающую пористость специальную пропитку из расчета 100 г/м2 и сушат в течение часа при 20±2оС и влажности 65%.
Далее на поверхность бетона наносят водно-акриловую грунтовку из расчета 750 г/м2. Сушку производят в течение 16 ч при 20±2оС.
Допускается проведение работ при температуре до 0оС. При этом время высыхания грунтовочного слоя увеличивается. Подготовленную поверхность шлифуют абразивным материалом марки П308.
Производство работ по окраске поверхности полиуре-тановой эмалью Разноцвет осуществляют при температуре не ниже +5оС и не выше +50оС при отсутствии осадков, тумана, росы и т. д.
На обеспыленную и подготовленную таким образом поверхность бетона наносят эмаль Разноцвет, которую перед работой смешивают: на 100 мас. ч. эмали (компонент А) добавляют 13 мас. ч. отвердителя (компонент Б), тщательно перемешивают, разбавляют растворителем до рабочей вязкости. Перед нанесением эмаль выдерживают в течение 20-30 мин. Жизнеспособность состава не менее 8 ч.
Нанесение эмали производят краскораспылителем. Толщина сухой пленки 50 мкм. Время высыхания 1 ч до отли-па, 3 ч полностью. Окончательное доведение твердости до заданной величины по ТУ производят в течение 7-10 дней.
При необходимости допускается добавление растворителей Р-5А, 646 и Уретана-Антикор в количестве до 10% от общего объема.
Окраска бетона однокомпонентными полиуретановыми материалами серии Уретан-Антикор осуществляется следующим образом. По окончании обычной подготовки бетонной поверхности к окраске тонким слоем наносят грунт Уретан-Антикор с вязкостью межоперационной грунтовки (20-22 с).
После сушки в течение 1-2 ч в зависимости от температуры и влажности наносят серо-серебристую или цветную грунт-эмаль Уретан-Антикор. Расход эмали определяют опытным путем в каждом конкретном случае, так как он зависит от качества подготовки поверхности, прежде всего от степени ее шероховатости, и цвета эмали.
При производстве окрасочных работ используют лакокрасочные материалы пневматического и безвоздушного методов нанесения. Причем каждый из методов имеет свои преимущества и недостатки.
Пневматический метод окраски используют при необходимости нанесения лакокрасочных материалов на относительно небольшие по объему поверхности преимущественно несложной формы. Образуемый при пневматическом распылении объемный, широкий факел при небольшом давлении позволяет наносить лакокрасочные материалы равномерно, без подтеков.
5'2011
37
Материалы и конструкции
------ЖИЛИЩНОЕ ---
строительство
Научно-технический и производственный журнал
К преимуществам пневматического метода следует отнести: возможность окраски поверхностей по I и II классам; возможность регулирования факела и равномерного тумано-образования; небольшие расходы на промывку оборудования; быструю смену лакокрасочных материалов разных цветов. К недостаткам относятся: низкая производительность; непригодность для окраски поверхностей сложной конфигурации; использование большого количества растворителя для получения рабочего состава с низкой вязкостью (20-30 с).
Безвоздушный метод применяется при окраске поверхностей, не требующих получения высокодекоративного качества I и II классов. Широкий и мощный факел под высоким давлением позволяет окрашивать одновременно большие объемы поверхностей.
Поскольку смешивания лакокрасочных материалов в окрасочном агрегате не происходит и встречный поток воздуха отсутствует, окраска сложных угловых и подобных им конструкций облегчена.
По опыту нанесения однокомпонентных полиуретанов Уретан-Антикор толщина покрытия может достигать 80-100 мкм в одном слое за один проход без промежуточной сушки. При этом стекания с вертикальных поверхностей не происходит.
Преимущества метода безвоздушного распыления: большая производительность; возможность окраски поверхностей со сложной конфигурацией и применения лакокрасочного покрытия с большой вязкостью (от 60 с); позволяет добиваться утолщенной пленки за один проход; меньший расход растворителей; более узкий факел без большого окрасочного туманообразующего облака. К недостаткам следует отнести: большие расходы при окраске малых поверхностей; невозможность получения поверхностей I и II классов.
При окраске валиком лучше всего использовать валик на плоских поверхностях при нанесении второго и третьего слоев. Огрунтовка валиком осложнена в тех случаях, когда на ремонтируемой металлической поверхности есть выбоины, углубления и т. п.
Опыт работы с однокомпонентными полиуретановы-ми материалами Уретан-Антикор показывает, что при использовании валика покрывной слой получается достаточно равномерным и гладким. Натяжение пленки поверхности такого слоя быстро достигается за счет особенностей поли-уретанового пленкообразующего.
Окраска кистью применяется, когда требуется проникновение лакокрасочного материала в неровности поверхности. Как правило, это места болтовых соединений, труднодоступные участки металлоконструкций, требующие тщательной прокраски огрунтовочным слоем.
Отбор проб производят по ГОСТ 9980.2-86, подготовку образцов к испытанию по ГОСТ 8832-76, раздел 3. Время высыхания пленки определяют по ГОСТ 16523-97.
Эластичность при изгибе определяют на пластинках из черной жести размером 20x150 мм и толщиной 0,25-0,32 мм. Твердость пленки и блеск определяют по ТУ 5929-001-10490666-95. Остальные показатели определяют по ГОСТ 16523-97. Условную вязкость, массовую долю нелетучих веществ и степень перетира определяют в неразбавленном материале.
При определении цвета, внешнего вида, блеска, времени высыхания, эластичности при изгибе, прочности пленки при ударе, твердости, адгезии, стойкости к статическому действию воды, трансформаторного масла, раствора моющего средства материал готовят по ГОСТ 6613 и наносят на подготовленные пластинки в один слой краскораспылите-
Рис. 3. Применение лакокрасочных материалов на Краснохолмском мосту
лем. При определении цвета материал наносят на пластинки до полного укрытия поверхности.
Массовую долю нелетучих веществ определяют по ГОСТ 17537-72.
Для определения степени разбавления 120-130 г испытуемого материала взвешивают с точностью до второго десятичного знака, разбавляют соответствующим растворителем до рабочей вязкости 28-30 с по вискозиметру ВЗ-246.
Степень разбавления (Х) в процентах вычисляют по формуле:
X = (т х 100)/т1,
где т — масса растворителя, израсходованного для разбавления эмали, г; т1 — масса эмали, г.
Укрывистость определяют по ГОСТ 8784-75, разд. 1.
Перед определением адгезии образцы выдерживают при 20±2оС и относительной влажности воздуха 65±5% в течение 3 ч (в случае с Уретан-Антикор - 10 сут до полного отверждения).
Определение твердости покрытия проводят по маятниковому прибору типа М-З (для определения твердости при 20±2оС) или МЭ-3 (при 20-200оС).
Общие требования к маятниковому прибору: масса маятника 120±1 г; длина маятника, считая от точки опоры до конца стрелки, 500±1 мм; диаметр стального шарика (точки опоры) 7,938 мм в соответствии с ГОСТ 3722.
Пластинки подготавливают по ГОСТ 8832. На пластинку наносят испытуемый лакокрасочный материал. Перед началом работы производят проверку маятникового прибора по «стеклянному числу» - времени затухания колебаний маятника.
Величина «стеклянного числа» должна быть 440±6 с. «Стеклянное число» и время затухания колебаний маятника от 5 до 2о на испытуемом лакокрасочном покрытии определяют на маятниковом приборе в соответствии с инструкцией.
Величину твердости Н (в условных единицах) вычисляют по формуле:
Н =
где t - время затухания колебаний маятника от 5 до 2о на испытуемом лакокрасочном покрытии, с; t1 - время затухания колебаний маятника от 5 до 2о на стеклянной пластинке «стеклянное число», с.
На рис. 3 представлен пример применения материалов Уретан-Антикор, примененных ООО «Разноцвет» на Краснохолмском мосту в Москве.
