Inventory number IRN Number of state registration
0323РК00716 AP19676595-KC-23 0123РК00360
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 1
International publications: 0 Publications Web of science: 1 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 27739347.4 AP19676595
Name of work
Разработка краски с высокой электропроводностью для предотвращения коррозии в бетонных конструкциях
Type of work Source of funding Report authors
Applied Негим Аттиа Эльсайд Муса Эльишмави
2
0
1
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
АО «Казахстанско-Британский технический университет»
Abbreviated name of the service recipient АО "КБТУ"
Abstract

Объектом исследования является разработка токопроводящей краски для предотвращения коррозии металлической арматуры в бетонных конструкциях. Это включает в себя всесторонний анализ и разработку материала, оценку электропроводности и проведение лабораторных и пилотных испытаний для определения эффективности краски в условиях, максимально приближенных к реальным эксплуатационным условиям бетонных конструкций.

Зерттеу нысаны бетон конструкцияларында металл арматураның коррозиясын болдырмау үшін өткізгіш бояуды әзірлеу болып табылады. Бұған материалды жан-жақты талдау және әзірлеу, электр өткізгіштігін бағалау және бетон конструкцияларының нақты пайдалану жағдайларына мүмкіндігінше жақын жағдайларда бояудың тиімділігін анықтау үшін зертханалық және пилоттық сынақтар жүргізу кіреді.

Целью данной работы является разработка инновационной краски, основанной на эпоксидной смоле, обладающей высокой электропроводностью, улучшенными механическими свойствами и повышенной устойчивостью к воздействию воды и агрессивных сред. Основная цель заключается в применении данной краски для предотвращения коррозии арматуры в железобетонных конструкциях.

Бұл жұмыстың мақсаты - жоғары электр өткізгіштігі, жақсартылған механикалық қасиеттері және су мен агрессивті орталардың әсеріне төзімділігі жоғары эпоксидті шайырға негізделген инновациялық бояуды әзірлеу. Негізгі мақсат-темірбетон конструкцияларында арматураның коррозиясын болдырмау үшін осы бояуды қолдану.

Метод исследования разработки токопроводящей краски на основе эпоксидной смолы включает подбор оптимальных компонентов (эпоксидной смолы, наполнителей, пигментов) с последующим изучением их электропроводящих и механических свойств таких как, электропроводность, время высыхания, прочность на удар, прочность на разрыв, твердость (типа Д), удлинение, эластичность, краевой угол смачивания, адгезия на металлической и бетонной поверхности. А также анализ эффективности антикоррозионной защиты на металлических поверхностях в бетонных конструкциях.

Эпоксидті шайыр негізіндегі өткізгіш бояуды әзірлеуді зерттеу әдісі оңтайлы компоненттерді (эпоксидті шайыр, толтырғыштар, пигменттер) таңдауды, содан кейін олардың электр өткізгіштігі, кептіру уақыты, соққы беріктігі, созылу беріктігі, қаттылық (Д типтес), ұзарту, серпімділік, ылғалданудың шеткі бұрышы, металл және бетон бетіндегі адгезия сияқты электр өткізгіштік және механикалық қасиеттерін зерттеуді қамтиды. Сондай-ақ бетон конструкцияларындағы металл беттердегі коррозияға қарсы қорғаныстың тиімділігін талдау.

Новизна данной разработки заключается в создании безопасной экологически чистой эпоксидной краски, обладающей выдающейся электропроводностью, высокими механическими, высокими химической и водостойкостью. В ходе исследования была подобрана эпоксидная смола с молекулярной массой (Mw) 1000 г/моль, проявившая наивысшие физические, механические и химические свойства при использовании отвердителя, основанного на модифицированном полиэфирамине 4327 в соотношении 1:0,3. Снижено рабочее соотношение эпоксидных смол с отвердителем до 70%, время отверждения (время высыхания) уменьшено от 10 до 3 часов, что является эффективным и экономически выгодным результатом. Обнаружено, что содержание 10% графена в составе эпоксидной краски обладает удельным сопротивлением 150 ОМ и стабильностью потенциала, что повышает проводимость эпоксидных смол. Сформулирован оптимальный состав электропроводящего эпоксидного покрытия, включающий 35% эпоксидной смолы с молекулярной массой (Mw) 1000 г/моль и отвердителем 4327 в соотношении 1:0,3, 20% оксида титана (TiO2), 25% карбоната кальция (CaCO3), 10% графена, 5% наночастицы оксида сурьмы олова, 3% диоктилфталата и 2% пеногасителя, обладающего улучшенными механическими, электропроводящими и антикоррозионными характеристиками. Адгезия электропроводящего покрытия к металлической поверхности составила 7 МПа, а к бетону - 9,5 МПа, превышая значения аналогичных коммерческих продуктов. Измерения электрического сопротивления составило 175 Ом.

Жобаның жаңалығы - электр өткізгіштігі, механикалық қасиеттері, химиялық төзімділігі және суға төзімділігі жоғары қауіпсіз экологиялық таза эпоксидті бояуды жасау. Зерттеу барысында 1:0,3 қатынасында 1000 г/моль молекулалық салмағы (Mw) бар эпоксидті шайыр модификацияланған полиэфирамин 4327 негізіндегі қатайтқышты пайдаланған кезде ең жоғары физикалық, механикалық және химиялық қасиеттерді көрсеткен үлгі таңдалды. Эпоксидті шайырлардың қатайтқышпен жұмыс қатынасы 70% - ға дейін төменделді, қатаю уақыты (кептіру уақыты) 10-нан 3 сағатқа дейін қысқартылды, бұл тиімді және үнемді нәтиже болып табылады. Эпоксидті бояудың құрамындағы 10% графеннің құрамы 150 ОМ кедергісі мен потенциалдық тұрақтылыққа ие екендігі анықталды, бұл эпоксидті шайырлардың өткізгіштігін арттырады. Электр өткізгіштігі бар эпоксидті жабынның физикалық, механикалық, электр өткізгіштік және коррозияға қарсы сипаттамалары жақсартылған оңтайлы құрамы молекулалық салмағы (Mw) 1000г/моль 35% эпоксидті шайыр мен 4327 қатайтқыштың 1:0,3 қатынасында, 20% титан оксидінен, 25% кальций карбонатынан (CaCO3), 10% графеннен, 5% сурьма және қалайы оксидінен, 3% диоктилфталат және 2% көбік кетіргіштен тұраны тұжырымдалған. Электр өткізгіш жабынның металл бетіне адгезиясы 7 МПа, ал бетонға 9,5 МПа болды, бұл ұқсас коммерциялық өнімдердің мәндерінен асып түсті. Жабынның электр кедергісі 175 Ом болды.

Основные конструктивные и технико-экономические показатели для разработки краски с высокой электропроводностью для предотвращения коррозии в железобетонных конструкциях включают эффективность защиты от коррозии, долговечность, прочность адгезии к поверхности, экономическую целесообразность, а также устойчивость к воздействию влаги и агрессивных химических сред.

Темірбетон конструкцияларында коррозияны болдырмау үшін жоғары электр өткізгіш бояуды әзірлеуге арналған негізгі конструктивті және техникалық-экономикалық көрсеткіштерге коррозияға қарсы тиімділік, беріктік, бетке адгезия беріктігі, экономикалық орындылық, ылғал мен агрессивті химиялық ортаның әсеріне төзімділік жатады.

Разработка находится на исследовательском уровне, на начальной стадии внедрения, ограничиваясь проведением исследований и лабораторных испытаний краски.

Жоба зерттеу деңгейінде, енгізудің бастапқы сатысында, бояуға зерттеулер мен зертханалық зерттеулер жүргізумен шектеледі.

Токопроводящая эпоксидная краска обеспечивает более эффективную защиту металлической арматуры внутри бетонных конструкций от коррозии. Электропроводность позволяет создать эффективную катодную защиту, уменьшая вероятность образования ржавчины на металле и сохраняя целостность бетона. Увеличивает срок службы конструкции, позволяет экономить средства на ремонте и обслуживании, что в свою очередь уменьшает потребность в материалах и ресурсах, снижая негативное воздействие на окружающую среду. Таким образом, данная разработка привносит значительные преимущества, такие как увеличение долговечности бетонных конструкций и снижение затрат на их обслуживание и восстановление.

Өткізгіш эпоксидті бояу бетон конструкцияларының ішіндегі металл арматураны коррозиядан тиімді қорғауды қамтамасыз етеді. Электр өткізгіштігі металлда тот пайда болу мүмкіндігін азайтып, бетонның тұтастығын сақтай отырып, тиімді катодтық қорғаныс жасауға мүмкіндік береді. Құрылымның қызмет ету мерзімін ұзартады, жөндеу және техникалық қызмет көрсету шығындарын үнемдейді, бұл өз кезегінде қоршаған ортаға теріс әсерді азайта отырып, материалдар мен ресурстарға деген қажеттілікті азайтады. Осылайша, бұл жоба бетон конструкцияларының беріктігін арттыру және оларды күтіп ұстау мен қалпына келтіру шығындарын азайту сияқты айтарлықтай артықшылықтар береді.

Краска на основе эпоксидной смолы с высокой электропроводностью предназначена для защиты железобетонных конструкций от коррозии и может использоваться в области строительства, инфраструктуры и инженерных систем для повышения долговечности и надежности бетонных элементов.

Электр өткізгіштігі жоғары эпоксидті шайыр негізіндегі бояу темірбетон конструкцияларын коррозиядан қорғауға арналған және бетон элементтерінің беріктігі мен сенімділігін арттыру үшін құрылыс, инфрақұрылым және инженерлік жүйелерде қолданылуы мүмкін.

UDC indices
667; 699.8; 691
International classifier codes
67.09.51; 61.65.09; 81.33.31; 81.33.41;
Key words in Russian
Токопроводящие покрытия; Токопроводящая анодная краска; Защита от коррозии; Электропроводящие материалы; Материалы с низким углеродным следом; Перспективные материалы;
Key words in Kazakh
Өткізгіш жабындар; Өткізгіш анодты бояу; Коррозиядан қорғау; Электр өткізгіш материалдар; Төмен көміртекті материалдар; Перспективті материалдар;
Head of the organization Габдуллин Маратбек Тулепбергенович PhD / Профессор
Head of work Негим Аттиа Эльсайд Муса Эльишмави Phd химических наук / Профессор