Таємниці тиксотропних фарб: що це і навіщо їх використовувати? Тиксотропна рідина Що таке тиксотропні властивості

Тиксотропія (тиксотропність) (Від грец. θίξις - дотик та τροπή - Зміна) - здатність субстанції зменшувати в'язкість (розріджуватися) від механічного впливу і збільшувати в'язкість (згущуватися) у стані спокою.

Тиксотропні рідини

Тиксотропію не слід плутати із псевдопластичністю. У псевдопластичних рідин в'язкість зменшується зі збільшенням напруги зсуву, у той час як у тиксотропних рідин в'язкість зменшується з часом при постійній напрузізсуву.

Тиксотропні рідини - це рідини, в яких за постійної швидкості деформації напруга зсуву зменшується в часі.

В'язкість деяких рідин при постійних навколишніх умовах та швидкості зсуву змінюється з часом. Якщо в'язкість рідини з часом зменшується, то рідину називають тиксотропною, якщо збільшується – реопексною.

Обидві поведінки можуть зустрічатися як разом з вищеописаними типами перебігу рідин, так і лише за певних швидкостей зсуву. Тимчасовий інтервал може сильно змінюватись для різних речовин: деякі матеріали досягають постійного значенняза лічені секунди, інші – за кілька днів. Реопексні матеріали зустрічаються досить рідко, на відміну від тиксотропних, до яких відносяться мастила, в'язке друковане чорнило, фарби.

Для ремонту бетону часто використовуються будівельні розчиниспеціального призначення. Вони характеризуються високою атмосферостійкістю та здатні використовуватися на штучному камені, що працює в умовах жорсткої експлуатації (фасади, тунелі, стоянки). Одним з таких розчинів є тиксотропні суміші, характеристики та принцип використання яких будуть розглянуті далі.

на штучний каміньможуть діяти механічні навантаження (вібраційні, ударні і т.д.), фізичні (знос, усадка, заморожування та розморожування, температурні коливання, кристалізація солей).

Сильно послаблюють конструкції хімічні навантаження. Завдяки капілярно-пористій структурі, лугу та сульфати, сольові розчини здатні проникати в товщу бетону і зрештою впливати на його. несучу здатність. Якщо споруда не витримала навантажень та потребує ремонту, вибір робочого складу спирається на оцінку його стану та причин ушкоджень.

Причини руйнування бетону дуже різноманітні, але вони неминуче призводять до необхідності ремонту

Тиксотропні суміші – що це

Тиксотропний ремонтний складдля бетону – це суха суміш, заснована на високоміцному цементі, мінеральному заповнювачі, модифікуючих добавках. На відміну від інших цементних аналогів суміш містить волокно, що армує.При замішуванні з водою матеріал утворює високоміцний розчин, що не дає усадки. Він ефективний при ремонті та відновленні горизонтальних та вертикальних поверхонь пошкоджених. бетонних конструкцій.

Сфера використання

Матеріал призначений для професійного та непрофесійного застосування.

При професійному ремонтітиксотропні суміші використовуються в таких випадках:

• конструкційний ремонт та реставраціязруйнованих бетонних конструкцій, у тому числі внаслідок корозії арматури (балки, кромки, колони). Ліквідація дефектів, допущених під час будівництва або тих, що виникли під час експлуатації;
• ремонт захисного шару, заповнення жорстких швів, усунення поверхневих дефектів (нові шви заливки, гнізда гравію, відкрита арматура, сліди від зняття опалубки);
• вирівнювання стін, що захищають конструкцій;
• ремонт підстав, що знаходяться під сильними навантаженнями, що стирають, з/б конструкцій гідротехнічних споруд;
• гідроізоляційні роботина покрівлі, підвальних приміщеннях, бетонних резервуарів та лотків;
• заливання фундаментівта монолітне домобудування, замонолічування збірних бетонних конструкцій;
• ремонт підлогових покриттів промислових споруд, що знаходяться під великими механічними навантаженнями та під дією агресивних середовищ;
• ремонт котелень, ТЕЦ, димових труб, мости, віадуки.

У приватній сфері тиксотропні суміші застосовуються для ремонту бетонних стяжок, підлог, доріжок, колодязів, сходів, сходів, підвалів, овочів. Матеріал з успіхом використовується для закладення штроб, тріщин, ремонту гаражів, бетонних плитрізного призначення.

В цілому, розчин ефективний при ремонті та відновленні будь-яких бетонних або ж/б конструкцій, схильних до статичних і динамічних навантажень. Ним працюють на об'єктах цивільного, транспортного будівництва, гідротехнічних спорудах.

Технічні характеристики

Ремонтна тиксотропна суміш – це готовий до приготування порошок із спеціально розробленою рецептурою. При замішуванні водою він перетворюється на робочий розчин з високою тиксотропністю. Це дозволяє використовувати його на вертикальних поверхнях без сповзання без опалубки. Матеріал може бути нанесений товстим шаром.

Після затвердіння склад характеризується зазначеними властивостями:

• водонепроникність;
• висока міцність при стисканні та згинанні;
• гарне зчеплення із старим бетоном, арматурою;
• теплове розширення, паропроникність, модуль пружності майже повністю відповідають аналогічним характеристикам високоякісного бетону;
• стійкість до стирання.

Тим не менш, тиксотропні суміші мають ряд обмежень до застосування. Вони не працюють на гладких поверхнях (слід забезпечити шорсткість), при необхідності вводиться арматура. Матеріал не може застосовуватися для анкерування та заливки в опалубку.

Нанесення тиксотропних сумішей реалізується лише при t понад 5 градусів.

До недоліків можна віднести таку властивість тиксотропних розчинів, як необхідність догляду. Матеріал виявляє всі заявлені характеристики тільки при застосуванні в умовах вологості або розпилення води. Це гарантує, що це властивості продукту розкриються правильно. Цього нелегко досягти в умовах будмайданчика.

Типові технічні дані

Консистенція та колір	Сірий порошок
Об'ємна вага	1250 кг/куб.
Максимальна кратність заповнювача	2.5 мм
Сухий залишок	100%
Параметри змішування	100 частин сухого порошку на 16-17 частин води
Пластична деформація	70%
густина	2150 кг/куб.м
рН	12.5
Робоча температура	+5 +35 градусів
Життєздатність	60 хвилин
Пошарова витримка	4 години
Максимальна товщина одного шару	30-35 мм
Міцність на стискання	60 Н/мм2 через 28 діб
Міцність на вигин	8.5 Н/мм2 через 28 діб
Міцність на відрив	2 Н/мм2 через 28 діб
Коефіцієнт пружності	25 000 Н/мм2

Інструменти, обладнання та оснащення для ремонту тиксотропного бетону

Для реалізації ремонтних робітзнадобиться електричне професійне обладнаннята ручний інструмент.

На майданчику повинен бути такий комплект оснастки:

• обладнання для підготовки поверхні: шліфувальні машини, болгарки, будівельні пилососи, компресори, апарати високого тиску, піскоструминні установки, перфоратори, відбійні молотки;
• інструмент: кельми, лопати, шпателі, зубила, дрилі з міксерними насадками, кисті, металеві щітки;
• вимірювальні прилади: для визначення міцності бетону, в'язкості робочих розчинів, для пошуку арматури, термометри;
• п/е плівка для захисту готового шару;
• спецодяг, засоби індивідуального захисту.

Підготовка основи

Тиксотропні суміші найчастіше застосовуються для конструкційного ремонту бетону, тобто відновлення його несучої здатності.

У зв'язку з цим до бетонних і ж/б поверхонь пред'являються особливі вимоги:

• міцність, здатність нести навантаження (несуча здатність);
• відсутність відшаровуються, зруйнованих шарів;
• відсутність забруднень, що негативно впливають на адгезію (жири, олії, бруд, пил, іржа, фарба);
• шорстка фактура.

Усі слабкі частини основи видаляються плоть до структурного твердого бетону. Будь-які склади, що залишилися від попередніх робіт, також підлягають видаленню. Армуючі стрижні і сам бетон обробляють. Роботу проводять доти, доки елементи не звільняться від цементного молока, бруду, масел, жирів, лакофарбових складів.

Гідравлічний спосіб очищення непридатний там, де неприпустимо підвищення вологості повітря

Способи очищення основ:

• механічний– для розшивки тріщин, дефектів використовують відбійні молотки, перфоратори, кирки, пневмовідбійники. Очищення проводять піскоструминними, дробоструминними установками, шліфувальними машинамита апаратами високого тиску. Це універсальний методпідготовки, який доцільно застосовувати у всіх випадках, незалежно від того, наскільки і як пошкоджено бетон. Однак методика не застосовується там, де неприпустима запиленість;
• термічний– реалізується за допомогою спеціальних пальників. По бетону допустимо нагрівання не вище 90 градусів. Термічний спосіб ефективний за незначної глибини пошкоджень – до 5 мм. Висока температурадозволяє прибрати сліди від олій, гуми, органічних сполук. Після такої обробки завжди слідує механічна або гідравлічна;
• гідравлічний– застосовують гідроустановки та апарати високого тиску. Це універсальне рішення для ефективного та швидкого очищення бетону;
• хімічний– для підготовки бетону використовують спеціальні хімічні склади. Спосіб може виручити там, де неможливо здійснити механічне очищення. Після протруювання основи завжди промивають водою.

Якщо на ділянці проведення робіт виявлено дефектний бетон, його потрібно вирубати бетоноломами, відбійниками чи перфораторами. Видалення підлягають всі нещільні шари з недостатньою товщиною, структурні пошкодження, покриття, що відшаровуються.

До нанесення тиксотропного розчину основа насичується водою. Поверхня має бути вологою, але без калюж. Якщо виявлено скупчення рідини, їх видаляють губкою чи стисненим повітрям. У ряді випадків робочий розчин наноситься на висохлий шар грунтовки.

Нанесення адгезійного ґрунту

Матеріал також наноситься на зволожену основу. Якщо бетон добре вбирає вологу, зволоження реалізується неодноразово. Грамотно підготовлена ​​поверхня має бути вологою, але без блиску.

Принцип нанесення:

• ґрунт розноситься методом мокрого торкетування або щітками середньої жорсткості;
• під час роботи контролюють заповнення пір і нерівностей основи;
• тиксотропний ремонтний склад наносять на непросохлу ґрунтовку. Але, якщо поверхня встигла висохнути, реалізують ще один свіжий шар ґрунту.

Якщо потрібний захист арматури від корозії

Відповідно до ГОСТ 31384-2008, ГОСТ 32016-2012 необхідно забезпечити тривалу антикорозійну та пасивацію (неактивність) сталевої арматури. На першому етапі захисту проводиться очищення арматурних стрижнів. Згідно з ГОСТ РІСО 8501-1-2014, знову встановлена ​​або стара арматура має бути очищена до ступеня Sa 2 ½. Роботи проводяться вручну чи металевими щітками. Може бути використаний механізований спосібза допомогою піскоструминних машин.

В ідеалі, глибина розшивки має перевищувати ширину шва в 3-4 рази

Якщо на робочій ділянці є пошкоджений бетон, він видаляється разом із арматурним стрижнем.. Застосування перфораторів та відбійних молотків неприпустимо, оскільки це може спричинити зменшення адгезії бетону та арматури. Розкриті арматурні стрижні повністю оголюються. Зазор між сталлю та бетоном повинен становити не менше 20 мм. Якщо діаметр стрижнів невеликий (до 5 мм), допустимо менший зазор на 10 мм.

Нанесення захисту:

• на очищену арматуру у два підходи наноситься антикорозійний склад. При роботі використовують кисть середньої жорсткості або методику торкетування (мокрого). Товщина першого шару має становити 1 мм. Коли перший шар почне схоплюватись, одразу реалізують другий ідентичної товщини;
• кромки, зони переходу арматура-бетон, кріплення дротом проходять ретельну обробку;
• якщо перший шар встиг повністю схопитися до другого, влаштовують ще один свіжий шар.

Ліквідація активних протікань

На даному етапі стоїть завдання з гідроізоляції конструкції та усунення активних протікань. Якщо на поверхні виявлені напірні течі, вони усуваються гідропломбами, що швидко схоплюються. гідроізоляційними складами). Такі матеріали здатні твердіти під тиском рідини протягом 1 хв.

Тут потрібно додаткова підготовкаповерхні:

• ділянки активних протікань розшиваються. Працюючи забезпечується розширення зазору всередину конструкції на глибину щонайменше 3 див, шириною 2 див. Порожнину промивається водою;
• основа проходить очищення за допомогою піскоструминної обробки або апаратів високого тиску.

При ліквідації течі на основі швидкотвердіючої суміші формується гідропломба. Матеріал повинен прийняти форму зрізаного конуса або кулі. Після цього він із силою вдавлюється в зону активної протікання протягом 3-5 хвилин. Якщо ділянка гідроізоляції велика, з нею працюють у кілька прийомів.

Якщо текти характеризується великою інтенсивністю, в ділянку, що ремонтується, вставляють дренажну поліетиленову трубку, що дозволить локалізувати відведення води. Зона навколо труби обробляється гідропломбою. Коли матеріал затвердів, трубку видаляють, зачеканюючи отвір складом, що швидко схоплюється.

Нанесення тиксотропного розчину

Якщо поверхня добре підготовлена, характеризується шорсткою фактурою і не вимагає ґрунтовки, її попередньо зволожують. В інших випадках проводять спектр операцій, розглянутих вище. У будь-якому разі перед нанесенням основного розчину бетон має бути вологим, але без блиску.

Товщина розчину, що наноситься, може варіюватися від 6 до 35 мм.

Правильне приготування розчину:

• потрібна кількість мішків розкривається безпосередньо перед змішуванням;
• у змішувач наливається невелика кількість води. На 25 кг сухої суміші потрібно 3,9-4,0 л води;
• обладнання включається, після чого змішувач безперервно засипається сухий порошок;
• склад перемішується 1-2 хвилини доти, доки він не стане однорідним;
• якщо потрібно, додається невелика кількість води, розчин перемішують повторно 2-3 хв;
• щоб скоротити ризик усадкових деформацій, при замішуванні рекомендовано застосувати вологоутримуючу добавку;
• для замішування невеликої кількості розчину допустимо застосовувати не бетонозмішувач, а чисту ємність та дриль з лопатевою насадкою. За такого методу перемішування реалізується 5-6 хв;
• життєздатність розчину незалежно від методики приготування становить 60 хвилин. Для приготування 1 м3 робочої суміші потрібно 1800 кг сухого тиксотропного порошку.

Потреба розчину у воді вказана у таблиці.

Виробництво робіт

Розчин розноситься на горизонтальних і вертикальних поверхнях вручну за допомогою шпателя, кельми або кельми або за методикою мокрого торкетування. При цьому шар загладжують.

Якщо умови робіт такі, що потрібно реалізувати шар понад 35 мм за товщиною, тиксотропний розчин наноситься у два підходи. Другий і всі наступні прошарки реалізуються, коли попередній схопився, але не затвердів до кінця.

При нанесенні шару, товщиною понад 50 мм, потрібне армування.

Сітка встановлюється так:

• зазор між арматурою та основою повинен становити 10 мм;
• товщина захисного шару над сіткою не може бути нижчою за 10 мм.

Якщо застосовується механізований спосіб (набризок), використовують спеціальне обладнання. Після завершення робіт і обладнання та інструмент промиваються водою.

Догляд за поверхнею

Коли роботи з тиксотропного ремонту завершено, поверхні повинні бути захищені від передчасної втрати вологи на 24 години. Якщо погода суха та вітряна, термін захисту продовжується до двох діб.

Догляд реалізується кількома способами:

• на відремонтовану основу розпорошується вода;
• поверхня вкривається вологою мішковиною або поліетиленовою плівкою;
• на бетон наноситься плівкоутворюючий склад.

Контроль якості

Контроль реалізується зовнішнім оглядом

Через три доби після ремонту перевіряється якість виконаних робіт. На поверхні не повинно бути видимих ​​лущень та тріщин. Якщо подібні дефекти виявлені, це свідчить про помилки застосування матеріалу. Потрібно провести повторні ремонтні роботи.

Якщо потрібна глибша перевірка, застосовують метод оцінки міцності адгезії, міцності на стиск, також визначається марки водонепроникності бетону.

Техніка безпеки

Сухі тиксотропні склади містять цемент. Матеріал може викликати подразнення слизових оболонок та шкіри. Необхідно уникати потрапляння суміші в очі та контакту зі шкірою. Якщо це сталося, уражені ділянки ретельно промивають водою, далі звертаються до лікаря.

До роботи допускаються особи не молодші 18 років. Весь персонал має пройти медичний огляд, навчання, інструктаж з ТВ. Якщо передбачається ведення робіт на висоті, застосовують сходи та риштовання.

Вартість тиксотропного ремонту бетону

Тиксотропні суміші пропонують такі виробники, як BASF, MAPEI. Середня вартість мішка масою 30 кг починається від 1.9 тисяч рублів. Вартість робіт із ремонту бетону починається від 2.5 тисяч рублів за м3.

Висновки

Сучасні тиксотропні суміші можна впевнено використовувати для ремонту та вирівнювання бетонних конструкцій. Матеріал зручний у роботі, представлений за доступною вартістю, легко наноситься навіть на вертикальні поверхні. Єдине обмеження, з яким можна зіткнутися, виконання робіт можливе при температурі понад +5 градусів. Якщо потрібно ліквідувати дефект у зимовий часкраще звернутися до полімерних складів.

Деталі ремонту бетону тиксотропним складом Профскрин показані у відео:

(від грец. thixis - дотик і trope - поворот, зміна * а. thixotropy of rocks; н. Thixotropie der Gesteine; ф. thixotropie des roches; і. capacidad tixotropica de rocas, tixtropia de rocas) - фізико-хімічне явище, протека у деяких колоїдних дисперсних системах, наприклад у зв'язкових гірських порідах, що полягає в їх мимовільному розрідженні під впливом механічного впливу (струшування, розмішування, вібрації, впливу ультразвуком і т.д.) і подальшому відновленні структури при усуненні цих впливів. Тиксотропність пояснюється оборотним зміцненням структурних зв'язків між мінеральними частинками зв'язкової породи. При певному механічному впливівідбувається перехід пов'язаної та іммобілізованої води у вільну, що призводить до зниження міцності структурних зв'язків та розрідження породи. Припинення впливу призводить до зворотного переходу води з вільного у зв'язаний стан та зміцнення породи (тиксотропне зміцнення).

Показником, що характеризує схильність гірських порід до тиксотропного розміцнення, є хиткість. Її прийнято вимірювати середнім радіусом основи циліндричного зразка (мм) після його вібрації при частоті коливань 67 Гц та амплітуді 1 мм. Початковий радіус зразка дорівнює 8 мм, а висота циліндра 20 мм. Величина показника хисткості змінюється від 8-9 для нетиксотропних порід до 15 і більше високотиксотропних порід. Більше загальний показник- межа структурної міцностіпри динамічному впливі, що визначається як граничне знакозмінне прискорення, при якому міцність породи не знижується. Він вимірюється м/с 2 . Тиксотропний зміцнення характеризується часом відновлення (с), протягом якого при відновленні досягається максимальна міцність породи.

Тиксотропність визначається якісним і кількісним складом їх дисперсної фази, формою частинок та їх гідрофільністю, складом та концентрацією порової вологи та ін. Основний вплив має гранулометричний склад породи. Тиксотропні явища притаманні порід із вмістом глинистих частинок щонайменше 1,5-2%.

Тиксотропність широко поширена в природі і надає як негативне, так і позитивний впливна технологічні процесирозробки вологих зв'язкових порід. Наприклад, при транспортуванні таких порід тиксотропне розрідження викликає інтенсивне їхнє прилипання до робочих поверхонь транспортного обладнання, знижуючи його продуктивність в 1,5 рази. З іншого боку, тиксотропність використовують при веденні бурових робіт, забиванні паль. Тиксотропність - причина зсувних явищ.

Тиксотропія (тиксотропність, тиксотропна властивість) - це різке підвищення плинності речовини при механічному впливі. Яскравий прикладіз життя - цементний розчин.

Якщо ви коли-небудь замішували відро розчину, то, напевно, помічали, що поки його заважаєш, він рідкий і плинний. Але варто лише дати йому спокій на деякий час, як він стає дуже густим. Навіть міксер у нього вже не так просто занурити. Якщо вивалити відро розчину на підлогу, він так і залишиться лежати гіркою. Але якщо створити деякий вплив на цю купку за допомогою шпателя, то розчин охоче розтікається і затікає навіть у маленькі щілини.

Інший приклад – трясовина. У дитинстві я мав сумний досвід спілкування з грязьовим болотом. Виразно пам'ятаю дивне відчуття: доки ти не рухаєшся, болото тебе не всмоктує, ти йому не потрібний. Але варто лише почати активні дії(я намагався вхопитися за якийсь кущик неподалік), як відразу опора під ногами зникає і ти починаєш занурюватися в бруд все глибше і глибше. Ех, якби товариші, які не прийшли на допомогу, не писати б мені ці рядки...

Загалом сенс зрозумілий. У стані спокою тиксотропна речовина дуже в'язка (іноді майже тверда), але в процесі струшування, розбовтування, розмішування, перетікання тощо, речовина різко розріджується і зберігає свій рідкий та плинний стан доти, доки його знову не дадуть спокою на певний час. На молекулярному рівні це пояснюється неміцними міжмолекулярними зв'язками, які легко руйнуються під впливом зовнішньої сили. Але як тільки ця сила зникає, зв'язки знову починають відновлюватися та речовина дубіє.

Найпопулярнішою тиксотропною добавкою є пирогенний двоокис кремнію. Вона має бути у вигляді дуже дрібної фракції - колоїдної (тобто. річковий пісокне підійде). Такий дрібнодисперсний порошок можна отримати лише в результаті. хімічної реакції. Наприклад, взаємодією чотирихлористого кремнію з водяною парою.

Для отримання діоксиду кремнію в домашніх умовах можна взяти розведений водою канцелярський силікатний клей (який являє собою не що інше, як розчин силікату натрію у воді) і пліснути туди трохи оцтової або лимонної кислоти. В результаті реакції виходить кремнієва кислота, що тут же розпадається на воду і діоксид кремнію, який і випадає в осад.

Саме двоокис кремнію є стабілізуючим компонентом звичайних малярських і друкарських фарб, який надає їм властивість міцно триматися навіть на вертикальних поверхнях.

Промисловість випускає цю добавку під торговою назвою "Аеросил".

У цьому відео продемонстровані властивості тиксотропної рідини ( водний розчин, а точніше - суспензія діоксиду кремнію):

Інші відомі речовини, що мають тиксотропні властивості: мед, майонез, желатинові розчини, кетчуп (чи пробували ви коли-небудь вилити кетчуп з пляшечки? Ось-ось!), деякі креми для гоління, гірчиця і... все. Я більше не знаю, а ви?

До речі, тиксотропність кетчупу, соусам і майонезам надає добавка спеціальних загусників - розчину гуарової (E412) або ксантанової (E415) камеді. Зміст цих харчових добавокзазвичай не перевищує 1%.

Тиксотропна рідина

Тиксотропні рідини(Від грец. θίξισ - дотик та τροπέ - Зміна) - рідини, в яких при постійній швидкості деформації напруга зсуву зменшується в часі.

В'язкість деяких рідин при постійних навколишніх умовах та швидкості зсуву змінюється з часом. Якщо в'язкість рідини з часом зменшується, то рідину називають тиксотропною, а якщо, навпаки, збільшується, то - реопексної.

Обидві поведінки можуть зустрічатися як разом з вищеописаними типами перебігу рідин, так і лише за певних швидкостей зсуву. Тимчасовий інтервал може сильно змінюватись для різних речовин: деякі матеріали досягають постійного значення за лічені секунди, інші - за кілька днів. Реопексні матеріали зустрічаються досить рідко, на відміну від тиксотропних, до яких відносяться мастила, в'язке друковане чорнило, фарби.

При вивченні впливу двох параметрів (часу та швидкості зсуву) на в'язкість матеріалів для тиксотропних рідин будуть виходити наступні криві. [ уточнити]

Східна та висхідна криві не збігаються і утворюють «петлю гістерезису», яка викликана зменшенням в'язкості рідини при тривалих деформаціях. Це явище може бути оборотним чи ні: деякі системи можуть набути початкової в'язкості після періоду спокою, інші системи - ніколи.

Див. також