CC BY
1
№ 1(130)
январь, 2025 г.
РАЗРАБОТКА УСТОЙЧИВЫХ К АГРЕССИВНЫМ СРЕДАМ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ЗАЩИТЫ СТАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ
Хасилов Илхам Нарматович
тарший преподаватель, Джизакский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Джизак E-mail: mamatkulovm 704@gmail. com
Нуриллаева Хадичабону Алишер кизи
бакалавр,
Джизакский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Джизак
DEVELOPMENT OF AGGRESSIVE ENVIRONMENT-RESISTANT COATINGS FOR PROTECTION OF STEEL ELEMENTS IN REINFORCED CONCRETE STRUCTURES
Ilkham Khasilov
Senior Lecturer, Jizzakh Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Jizzakh
Khadichabonu Alisher kizi Nurillaeva
Bachelor's degree, Jizzakh Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Jizzakh
АННОТАЦИЯ
В данной работе рассматриваются аспекты разработки и применения защитных покрытий для стальных элементов в железобетонных конструкциях, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах. Анализируются основные проблемы, связанные с коррозией стали, и недостатки традиционных методов защиты. Особое внимание уделяется инновационным покрытиям на основе полимерных матриц с добавлением нанокомпонентов, таких как оксид графена и диоксид титана. Предоставляется описание методики многоэтапного тестирования, включающей лабораторные испытания на устойчивость к коррозии, механическим повреждениям и воздействию экстремальных условий. Результаты проведенного исследования демонстрируют значительное снижение скорости коррозии, повышение адгезии и устойчивости покрытий к разрушению.
ABSTRACT
This paper examines aspects of the development and application of protective coatings for steel elements in reinforced concrete structures intended for use in aggressive environments. The main problems associated with steel corrosion and the shortcomings of traditional protection methods are analyzed. Particular attention is paid to innovative coatings based on polymer matrices with the addition of nanocomponents such as graphene oxide and titanium dioxide. A description of a multi-stage testing methodology is provided, including laboratory tests for resistance to corrosion, mechanical damage and exposure to extreme conditions. The results of the study demonstrate a significant decrease in the corrosion rate, an increase in adhesion and resistance of coatings to destruction.
Ключевые слова: коррозия, покрытия, сталь, агрессивные, среды, адгезия, долговечность, устойчивость, защита, конструкция
Keywords: corrosion, coatings, steel, aggressive, environments, adhesion, durability, stability, protection, design
Введение: Стальные элементы, используемые в железобетонных конструкциях, играют ключевую роль в обеспечении их долговечности и несущей способности. Однако воздействие агрессивных сред, таких как повышенная влажность, химические реагенты и перепады температур, приводит к коррозии
стали, что может существенно сократить срок службы конструкций[1]. В условиях современных требований к экологичности и экономической эффективности строительства разработка покрытий, устойчивых к таким воздействиям, становится одной из приоритетных задач в строительной отрасли.
Библиографическое описание: Хасилов И.Н., Нуриллаева Х.А. РАЗРАБОТКА УСТОЙЧИВЫХ К АГРЕССИВНЫМ СРЕДАМ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ЗАЩИТЫ СТАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2025. 1(130). URL:
https://7universum.com/ru/tech/archive/item/19167
№ 1 (130)
ЛД1 i лл
7universum.com
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
январь, 2025 г.
Эти покрытия должны обладать высокими антикоррозийными свойствами, долговечностью и способностью противостоять механическим нагрузкам.
Методология: Многоэтапное тестирование защитных покрытий для стальных элементов в агрессивных средах. Данная методика включает комплексный подход к исследованию и разработке антикоррозионных покрытий для стальных элементов железобетонных конструкций[2]. Первоначально осуществляется подготовка стальных поверхностей, включая механическую очистку (пескоструйная или дробеструйная обработка) и химическую обработку с применением ингибиторов коррозии. После этого на обработанную поверхность наносятся экспериментальные защитные покрытия, включающие полимерные композиции с наноматериалами (например, оксид графена, диоксид титана) и органические соединения с высокой адгезией. Разные составы покрытий проходят предварительные испытания на равномерность нанесения, твердость и адгезионные свойства. Второй этап методики заключается в моделировании воздействия агрессивных сред[3]. Для этого образцы с нанесенными покрытиями помещаются в условия, имитирующие эксплуатационные нагрузки, такие как воздействие солевых растворов, щелочей, кислот, а также многократные циклы замораживания и оттаивания. В ходе тестирования применяются электрохимические методы для измерения скорости коррозии, а также механические испытания на устойчивость покрытий к истиранию и ударным нагрузкам. Завершающим этапом является анализ
полученных данных, позволяющий определить наиболее эффективные составы покрытий по их коррозийной стойкости и долговечности.
Результат: В результате проведенного исследования было выявлено, что использование наноком-позитных покрытий на основе полимерных матриц с добавлением оксида графена и диоксида титана обеспечивает значительное повышение антикоррозийной устойчивости стальных элементов. По итогам электрохимических испытаний скорость коррозии образцов с традиционными покрытиями составила 0,15 мм/год, тогда как для образцов с инновационными покрытиями она снизилась до 0,03 мм/год, что демонстрирует уменьшение коррозийных процессов на 80%. Кроме того, добавление на-ночастиц улучшило адгезию покрытий к стальной поверхности, увеличив её на 25% по сравнению с контрольной группой. Моделирование воздействия агрессивных сред показало, что покрытия нового типа сохраняют свои защитные свойства после 50 циклов замораживания и оттаивания, тогда как стандартные покрытия начинали разрушаться уже после 20 циклов. Также устойчивость к истиранию возросла на 30%, что было подтверждено механическими испытаниями. Полученные данные позволяют сделать вывод о высокой эффективности разработанных покрытий для защиты стальных элементов в условиях агрессивных сред, а также о целесообразности их внедрения в строительные и эксплуатационные процессы.
Таблица 1.
Анализ результатов исследования защитных покрытий для стальных элементов
Параметр Традиционные покрытия Инновационные покрытия Изменение (%) Преимущества Недостатки
Скорость коррозии (мм/год) 0,15 0,03 -80% Значительное снижение коррозии Более сложная разработка
Адгезия Базовая +25% +25% Улучшенная устойчивость к отслоению Возможность удорожания
Циклы замораживания/оттаивания до разрушения 20 50 +150% Повышенная долговечность в экстремальных условиях Требуется проверка в полевых условиях
Устойчивость к истиранию Базовая +30% +30% Повышенная механическая прочность Необходимость тестов на больших конструкциях
Заключение: Разработка устойчивых к агрессивным средам покрытий для защиты стальных элементов железобетонных конструкций является важным шагом к повышению их долговечности и надежности. Применение инновационных материалов, таких как нанокомпозитные покрытия, позволяет минимизировать разрушение конструкций под
Список литературы:
1. Железобетон в XXI веке: Состояние и перспект 2001. 684 с.
воздействием неблагоприятных факторов. Это способствует снижению затрат на эксплуатацию и ремонт, увеличению срока службы объектов и повышению безопасности. Дальнейшие исследования в этом направлении должны быть направлены на совершенствование состава покрытий и их адаптацию к различным условиям эксплуатации.
развития бетона и железобетона в России. М.: Готика,
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_январь. 2025 г.
2. Хасилов И.Н., Маматова Ф.К. ИССЛЕДОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫХ И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ МЕТОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2024. 3(120).
3. Хасилов И.Н., Маматова Ф.К. исследование современных методов утилизации и переработки отходов химических продуктов // Universum:технические науки : электрон. научн. журн. 2024. 3(120).
4. Брок Т., Гротэклаус М., Мишке П. Европейское руководство по лакокрасочным покрытиям / Под ред. У. Цорлля. М.: Пэйнт-Медиа, 2015. 548 с.
№ 1 (130)
