A szilán- és sziloxán-tömítőanyagok behatoló, hidrofób kezelések, amelyek átitatják a betonfelületeket, hogy vizet és kloridionokat taszítsanak, miközben lehetővé teszik a páraáteresztést. Védelmet nyújtanak a vasalás korróziója ellen anélkül, hogy megváltoztatnák a felület megjelenését vagy súrlódását. Kiterjed a kémiára, behatolási mélységre, víztaszításra, kloridszűrésre, felhordási módszerekre, élettartamra, a tömítőanyag állapotának ellenőrzésére és repülőtéri alkalmazásokra.
A szilán- és sziloxán-tömítőanyagok a behatoló hidrofób kezelések osztályát képviselik, amelyek megvédik a betont a vízfelvételtől és a kloridbehatolástól anélkül, hogy megváltoztatnák a felület megjelenését vagy csökkentenék a súrlódást. A filmképző bevonatokkal – mint az akrilok, epoxik vagy uretánok, amelyek látható felületi réteget hoznak létre – ellentétben a behatoló tömítőanyagok kémiailag reakcióba lépnek a cementmátrixszal a beton pórusain belül, létrehozva egy víztaszító bélést, amely teljes mértékben páraáteresztő marad. Ez a megkülönböztetés teszi őket az előnyben részesített védelmi rendszerré hídpályák, parkolóházak, repülőtéri burkolatok, tengeri szerkezetek és más vasbeton szerkezetek számára, amelyek klorid tartalmú víznek vannak kitéve, ahol mind a korrózióvédelem, mind a felületi súrlódás kritikus követelmény.
Az alapvető mechanizmus alkil-trialkoxi-szilán molekulákat foglal magában – olyan szerves szilíciumvegyületeket, amelyek általános képlete R-Si(OR’)3, ahol R egy alkilcsoportot (jellemzően izobutil, oktil vagy propil), OR’ pedig hidrolizálható alkoxicsoportokat (metoxi, etoxi vagy propoxi) jelöl. Száraz betonra felhordva az alkoxicsoportok hidrolizálnak a légköri nedvességgel és a lúgos pórusoldattal érintkezve, reaktív szilanolcsoportokat (Si-OH) képezve. Ezek a szilanolok ezután kondenzálódnak a beton pórusfelületén lévő hidroxilcsoportokkal, stabil kovalens Si-O-Si kötéseket létrehozva, amelyek véglegesen rögzítik az alkilcsoportot a pórusfalhoz. Az alkilcsoport a pórustérbe nyúlik, molekuláris méretű hidrofób gátat képezve, amely megakadályozza, hogy folyékony víz bejusson a pórusba, miközben lehetővé teszi a vízgőz áthaladását. Ez alapvetően különbözik a filmképző tömítőanyagoktól, amelyek fizikailag blokkolják a pórusokat a felületen.
A szerves szilícium beton-tömítőanyagok kémiája három rokon, de eltérő molekulaosztályt ölel fel: alkoxi-szilánokat (általánosan szilánoknak nevezik), sziloxánokat és szilikon gyantákat. Minden osztály különbözik molekulaméretben, polimerizációs állapotban, behatolási viselkedésben és teljesítményjellemzőkben.
Az alkoxi-szilánok monomer szerves szilíciumvegyületek, amelyek egyetlen szilíciumatomhoz kapcsolódó egy szerves alkilcsoportból és három hidrolizálható alkoxicsoportból állnak. A betonvédelemben használt leggyakoribb változatok az izobutil-trietoxi-szilán és az oktil-trietoxi-szilán, ahol az alkillánc hossza befolyásolja a biztosított víztaszítás mértékét. Egy tipikus alkoxi-szilán molekulatömege körülbelül 200–300 g/mol, molekulaátmérője pedig 1–2 nanométer – lényegesen kisebb, mint a tipikus beton pórusátmérő (10–1000 nanométer). Ez a méretkülönbség teszi lehetővé a mély kapilláris behatolást a beton pórusszerkezetébe.
A hidrolízis-kondenzációs reakció két lépésben zajlik. Először, nedvesség és lúgos pH jelenlétében (a beton pórusoldatának pH-ja 12,5–13,5 a kalcium-hidroxid és alkálifém-hidroxidok miatt), az alkoxicsoportok hidrolizálnak:
R-Si(OR’)3 + 3H2O -> R-Si(OH)3 + 3R’OH
A keletkező szilanolcsoportok (Si-OH) erősen reaktívak. Kondenzálódnak a beton pórusfelületén jelen lévő hidroxilcsoportokkal (Si-OH) – konkrétan a kalcium-szilikát-hidrát (C-S-H) gél szilanolcsoportjaival, amely a hidratált cement elsődleges kötőfázisát alkotja:
R-Si(OH)3 + HO-Si(beton) -> R-Si-O-Si(beton) + H2O
Ez egy állandó kovalens kötést hoz létre, amely kémiailag rögzíti az alkil-szilán molekulát a pórusfalhoz. Az alkilcsoport (R) a pórustérbe nyúlik, hidrofób felületet hozva létre, amely a lótuszhatás elve alapján taszítja a folyékony vizet – a víz felületi feszültsége az alkilrétegen meghaladja a vízcsepp kohéziós feszültségét, amitől az cseppeket képez és legördül, ahelyett hogy szétterülne és felszívódna.
A reakció lúgos pH-t igényel a gyakorlatias sebességű lefolyáshoz. Semleges vagy savas körülmények között a kondenzációs reakció lassú vagy gátolt. Ez a pH-függőség azt jelenti, hogy a karbonátosodott beton (pH < 9) – ahol a légköri CO2 semlegesítette a pórusoldatot – nem biztos, hogy megfelelő kémiai kötést ér el a szilán-tömítőanyagokkal. Ez kritikus ellenőrzési szempont: a karbonátosodott betonra felhordott szilán-tömítőanyag idő előtt meghibásodhat, mert a kovalens kötés az aljzathoz soha nem alakul ki teljesen.
Az aktív szárazanyag-tartalom a kulcsfontosságú összetételi paraméter az alkoxi-szilán tömítőanyagoknál. A kereskedelmi termékek 20% aktív szárazanyag-tartalomtól (alkoholban vagy vízben hígítva) 100% aktív szárazanyag-tartalomig (tömény termék) terjednek. Az ODOT terepi vizsgálata 40–50% aktív szárazanyag-tartalmú tömítőanyagokat használt alkoholos oldószerben, 125–250 ft2/gal felhordási arány mellett. A MoDOT előírás minimum 40% aktív szilántartalmat követel meg hídpálya-alkalmazásokhoz. A magasabb szárazanyag-tartalom általában mélyebb behatolással és hosszabb élettartammal jár, bár a kapcsolat nem szigorúan lineáris, mivel a nagyobb viszkozitás magasabb szárazanyag-tartalomnál csökkentheti a behatolást sűrű betonba.
A sziloxánok oligomer vagy alacsony polimer szerves szilíciumvegyületek, amelyek 2–10 ismétlődő Si-O-Si egységből állnak. Alkoxi-szilánok ellenőrzött előpolimerizációjával jönnek létre, ami körülbelül 500–1500 g/mol molekulatömegű és 2–5 nanométer molekulaátmérőjű molekulákat eredményez. A Si-O-Si gerinc ugyanaz a szerkezet, amely akkor jön létre, amikor a szilán a betonhoz kötődik, ami azt jelenti, hogy a sziloxánok részben polimerizált állapotban érkeznek a felületre.
Mivel a sziloxán molekulák nagyobbak, mint a monomer szilánok, kevésbé hatolnak mélyen a beton pórusszerkezetébe – jellemzően 1–3 mm, szemben a szilánok 3–10 mm-ével. A nagyobb molekulaméret azonban hatékonyabb felületi víztaszítást biztosít, mert a vastagabb molekularéteg a pórusnyílásnál hatékonyabban akadályozza meg a víz bejutását. Kevert összetételekben (szilán/sziloxán keverékek) a kis szilánmolekulák mélyen behatolnak a pórusokba, míg a nagyobb sziloxánmolekulák a felület közelében koncentrálódnak, így mind mélyzónás védelmet, mind azonnali felületi vízcseppképződést biztosítanak.
A sziloxánok kevésbé érzékenyek a pH-viszonyokra, mint a monomer szilánok, mert a részleges előpolimerizáció csökkenti a helyszíni kondenzációtól való függőséget. Emellett alacsonyabb aktív szárazanyag-tartalmat igényelnek a hatékony teljesítményhez – a tipikus sziloxán-tömítőanyagok 5–20% aktív szárazanyagot tartalmaznak, szemben a szilánok 20–100%-ával. Ez a sziloxán alapú termékeket általában gazdaságosabbá teszi gallononként, bár a sekélyebb behatolást mérlegelni kell az alkalmazási követelményekkel szemben.
A szilikon gyanták (más néven szilikonátok vagy szilikon víztaszítók) erősen polimerizált szerves szilíciumvegyületek, amelyek molekulatömege meghaladja az 5000 g/mol-t. Keresztkötött szilikonhálózatot képeznek a beton felületi tartományában. A betonvédelemben használt leggyakoribb típus a metil-szilikonát (kálium-metil-szilikonát, CH3-Si(OH)2-OK), amely vízoldékony és vizes oldatként hordják fel. A légköri CO2-val való reakció során a szilikonát oldhatatlan polimetil-sziloxán hálózattá alakul a beton pórusaiban.
A szilikon gyanták biztosítják a legmélyebb behatolást a három osztály közül, mert a kezdeti vízoldékony molekula mélyen behatolhat a reakció előtt, de a keletkező szilikonhálózat korlátozott páraáteresztő képességgel rendelkezik a szilánok és sziloxánok által biztosított diszkrét molekuláris béléshez képest. A szilikon gyantás kezeléseket gyakran használják függőleges felületekre (épület homlokzatok, támfalak) és nagy porozitású betonokra, ahol mély behatolás kívánatos. Hídpályák és más vízszintes forgalmi felületek esetében azonban, amelyek koptatásnak és magas kloridterhelésnek vannak kitéve, a szilán- és sziloxán-összetételek a meghatározó előírások.
| Paraméter | Szilán (Alkoxi-szilán) | Sziloxán | Szilikon gyanta |
|---|---|---|---|
| Molekulaméret | 1–2 nm (monomer) | 2–5 nm (oligomer) | >5 nm (polimer) |
| Molekulatömeg | 200–300 g/mol | 500–1500 g/mol | >5000 g/mol |
| Tipikus aktív szárazanyag | 20–100% | 5–20% | 3–10% |
| Behatolási mélység | 3–10 mm | 1–3 mm | 2–8 mm |
| Oldószer | Alkohol vagy víz | Alkohol vagy víz | Víz |
| pH-érzékenység | Lúgos pH-t igényel | Kevésbé érzékeny | Kevésbé érzékeny |
| Páraáteresztés | Kiváló | Kiváló | Jó |
| Relatív költség | Legmagasabb | Mérsékelt | Leggazdaságosabb |
| Tipikus alkalmazás | Hídpályák, vízszintes forgalmi felületek | Parkolóházak, általános vízszintes felületek | Függőleges felületek, homlokzatok, felújítás |
A szilán- és sziloxán-tömítőanyagokat két oldószerrendszerben forgalmazzák: alkohol alapú (jellemzően izopropanol, etanol vagy glikol-éter) és víz alapú (felületaktív anyagokkal a szilán/sziloxán vízben történő emulgeálására). Az oldószer megválasztása jelentősen befolyásolja a felhordási viselkedést és a teljesítményt.
Az alkohol alapú (oldószeres) tömítőanyagok hagyományos szabványnak számítanak a hídpálya-alkalmazásokban. Az alkohol gyorsan párolog, lehetővé téve a szilán behatolását a betonba, mielőtt az oldószer elpárologna. Az ODOT terepi vizsgálata kizárólag alkohol alapú szilán-tömítőanyagokat használt 40–50% aktív szárazanyag-tartalommal. Az alkohol alapú készítmények jellemzően mélyebb behatolást érnek el, mint a megfelelő víz alapú készítmények, mivel az alkohol felületi feszültsége alacsonyabb (21,7 mN/m izopropanol esetén, szemben a víz 72,8 mN/m-ével), és hatékonyabban nedvesíti a beton pórusait.
A víz alapú készítmények piaci részesedést nyertek az alacsonyabb VOC (illékony szerves vegyület) tartalom, a csökkent szag és a könnyebb tisztíthatóság miatt. A modern víz alapú szilán/sziloxán keverékek szabadalmaztatott felületaktív anyagokat használnak a hatóanyagok vízben történő emulgeálására, elérve az alkohol alapú készítményekhez közelítő behatolási mélységeket. A Nebraska DOT terepi vizsgálata (2015) megállapította, hogy egy 40%-os szilán tartalmú víz alapú készítmény közepes teljesítményt mutatott a behatolási mélység tekintetében, míg egy lítium/szilán-sziloxán keverék az alkohol alapú termékekkel összehasonlítható teljesítményt nyújtott. A víz alapú termékek hosszabb száradási időt igényelnek a felhordás és a forgalom újranyitása között.
A behatolási mélység a legfontosabb egyetlen paraméter, amely meghatározza a behatoló beton tömítőanyag hosszú távú hatékonyságát. Ez a betonfelülettől a legmélyebb pontig mért távolság, ahol a tömítőanyag kémiailag kötődött a pórusfalakhoz és hidrofób tulajdonságokat biztosított. Hídpálya-alkalmazásokhoz az AASHTO és az állami DOT előírások jellemzően minimum 1/8 hüvelyk (3,2 mm) behatolási mélységet írnak elő, amelyet az építés után magminták festéses vizsgálatával ellenőriznek.
A behatolási mélységet az anyagi és felhordási paraméterek összetett kölcsönhatása szabályozza:
A beton pórusszerkezete a legalapvetőbb tényező. A magasabb víz-cement tényezőjű (w/c) beton nyitottabb pórusszerkezettel rendelkezik, ami mélyebb tömítőanyag-behatolást tesz lehetővé. Az ODOT terepi hidak w/c = 0,42 aránnyal, minimum 565 lb/yd3 cementtartalommal és 20% pernye helyettesítéssel készültek – viszonylag sűrű betonkeverék. Laboratóriumi vizsgálatokban w/c = 0,45 keverékek esetén ugyanaz a szilán 5–8 mm behatolási mélységet ért el, szemben a terepi szerkezetek 3–5 mm-ével. A w/c > 0,50 arányú beton lehetővé teheti a 10 mm-t meghaladó behatolást, míg a w/c < 0,40 arányú sűrű beton vagy a lítium-szilikát tömörítőkkel kezelt beton 2 mm-nél kisebb behatolást eredményezhet.
A felületi nedvességtartalom a legkritikusabb felhordási változó. A nedvesség teljesen megállítja a szilán behatolását. Ha a betonfelület vagy a felületközeli pórusok szabad vizet tartalmaznak, a szilán azzal a vízzel reagál a felületen, ahelyett hogy mélyebbre hatolna a pórusszerkezetbe. A MoDOT mérnöki politikája kifejezetten kimondja, hogy a betonnak tisztának és SZÁRAZNAK kell lennie – a nedvesség teljesen megállítja a szilán behatolását. Nyári körülmények között 24–48 óra száradás szükséges esőzés vagy hosszabb pácolás után a tömítőanyag felhordása előtt. Egyes előírások 50%-nál alacsonyabb relatív páratartalmat írnak elő 1 hüvelyk mélységben, nedvességmérővel mérve.
A felhordási arány közvetlenül szabályozza a betonba behatoló tömítőanyag térfogatát. Az ODOT vizsgálat 125–250 ft2/gal felhordási arányt használt 40–50% aktív szilán esetén, ami körülbelül 50–100 mL/m2 aktív szilánnak felel meg. A magasabb felhordási arány általában mélyebb behatolást eredményez a beton felszívóképességének telítési pontjáig. Azon túl a felesleges tömítőanyag vagy elpárolog, vagy a felületen marad anélkül, hogy további behatolási előnyt biztosítana. A MoDOT 200 ft2/gal egységes felhordási arányt ír elő minden hídpálya szilánkezeléshez.
Az aktív szárazanyag-tartalom meghatározza, hogy mennyi szilán áll rendelkezésre a pórusokban történő kötődéshez. A magasabb szárazanyag-tartalom több molekulát jelent a pórusfalak bevonására, de növeli a viszkozitást is, ami csökkentheti a behatolási sebességet. Az ODOT vizsgálat összehasonlította az ATS-42-t (>40% szárazanyag) a DECK-SIL 1700-val (100% szárazanyag, kétkomponensű rendszer), és megállapította, hogy a 100% szárazanyag-tartalmú termék körülbelül 20%-kal nagyobb behatolási mélységet ért el ugyanazon a betonon, azonos körülmények között.
A felhordási módszer befolyásolja a behatolás egyenletességét és mélységét. Az alacsony nyomású, nagy térfogatáramú szórók a szabványos felhordási módszerek hídpályákhoz, egyenletes lefedettséget biztosítva a megadott felhordási arány mellett. A tömítőanyag felületen történő áztatása (folyamatos folyadékfilm létrehozása) meghatározott ideig javítja a behatolási mélységet. Az ODOT laboratóriumi vizsgálata 1 órán keresztül áztatta a szilánt a szükséges 1/8 hüvelykes behatolási mélység eléréséhez. Terepi alkalmazásokban a többszöri áztató rétegek (két vagy három felhordás 15–30 perces időközönként) hatékonyabbak, mint egyetlen vastag réteg, mert az első réteg nedvesíti a pórusokat, a következő rétegek pedig mélyebbre nyomják a tömítőanyagot.
A beton hőmérséklete befolyásolja a reakciósebességet és a viszkozitást. A MoDOT a beton hőmérsékletét 40°F és 90°F között írja elő a felhordáshoz. 40°F alatt a kondenzációs reakció túl lassú a gyakorlati használathoz. 90°F felett az oldószer túl gyorsan párolog, csökkentve a behatolásra rendelkezésre álló időt, mielőtt a tömítőanyag megszáradna. Éjszakai felhordás javasolt a nyári hónapokban a párolgási sebesség csökkentése érdekében.
A behatolási mélység ellenőrzése magminták kivételével (jellemzően 3/4 hüvelyk átmérő, 1 hüvelyk magasság), hosszanti kettéhasításával és olyan festék alkalmazásával történik, amely megkülönbözteti a kezelt és a kezeletlen betont. Az ODOT vizsgálat két festési módszert használt jó egyezéssel: kék festék (Powder Rit Dye) 30 perces áztatással megfesteti a kezeletlen betont, míg a kezelt beton festetlen marad, valamint ásványi alapú vágóolaj (Rockhound olaj) 60 másodperces áztatással, amely nedvesíti a kezeletlen felületeket, míg a kezelt felületeken cseppeket képez. A behatolási mélységet a felső felülettől a festett keresztmetszetben látható hidrofób kezelés maximális mélységéig mérik. Minimum 1/8 hüvelyk szükséges az elfogadáshoz.
A szilán- és sziloxán-kezelések által létrehozott hidrofób felület két elsődleges védelmi funkciót biztosít: víztaszítást (folyékony víz felszívódásának megakadályozása) és kloridion-szűrést (az oldott kloridok bejutásának csökkentése a jégmentesítő sókból és tengervízből). Ezek a funkciók összefüggnek, de eltérő teljesítménymutatókkal és következményekkel rendelkeznek a beton tartóssága szempontjából.
A víztaszítást a kezelt és kezeletlen beton vízfelvételi sebességével mérik, jellemzően a RILEM csőteszt vagy Karsten csőteszt segítségével. Egy üvegcsövet a betonfelülethez tömítenek és vízzel töltenek meg, majd mérik a vízszint csökkenését az idő függvényében. A kezelt beton jellemzően 80–95%-os vízfelvétel-csökkenést mutat az azonos keverékű kezeletlen betonhoz képest.
A vízcseppképződés hatása a legláthatóbb terepi indikátora az aktív víztaszításnak. Amikor vizet permeteznek egy megfelelően kezelt betonfelületre, az különálló gömb alakú cseppeket képez, amelyek felgömbölyödnek és legördülnek a felületről, ahelyett hogy szétterülnének és felszívódnának. Ha a víz felszívódik a betonba és elsötétíti a felületet, a tömítőanyag leromlott vagy soha nem lett megfelelően felhordva. A vízcseppteszt egy egyszerű, roncsolásmentes terepi módszer a tömítőanyag állapotának szűrésére – minden rutinszerű ellenőrzés során el kell végezni a kezelt betonfelületeken.
A víztaszítás az idő múlásával romlik a lúgos pórusoldat általi támadás mechanizmusa révén, amelyet az ODOT vizsgálat is leírt. Az alkil-szilán molekula és a beton pórusfala közötti Si-O-Si kötés érzékeny a hidrolízisre magas pH-körülmények között. A beton pórusoldata – amely Ca(OH)2-ban, NaOH-ban és KOH-ban gazdag, pH 12,5–13,5 – fokozatosan bontja ezeket a kötéseket, felszabadítva az alkil-szilán molekulákat a pórusfalakból. Ez a károsodás a beton belsejétől a felület felé halad, ami megmagyarázza, hogy az ODOT vizsgálatban a forgalmi sáv/padka összehasonlítás miért nem mutatott szignifikáns különbséget – a koptatás nem távolította el a tömítőanyagot; a tömítőanyag belülről kémiailag semmisült meg.
A kloridszűrés a kritikusabb funkció a vasbeton tartóssága szempontjából. A betonacél korrózióját a betonban a kloridionoknak a betontakarón keresztül a vasalás mélységéig történő behatolása okozza. Amint a kloridkoncentráció a betonacél felületén meghaladja a kloridküszöbértéket (jellemzően 0,05–0,15 tömeg% a betonban bevonat nélküli fekete acél esetén), a passzív oxidfilm az acélfelületen megsemmisül, és aktív korrózió indul meg. A korróziós termékek az eredeti acél térfogatának körülbelül 2–6-szorosát foglalják el, húzófeszültségeket generálva, amelyek megrepesztik és lepattogtatják a betontakarót.
Az ODOT laboratóriumi vizsgálata a kloridszűrési hatékonyságot 45 napos nátrium-klorid áztatással értékelte (a jégmentesítő sóknak való kitettség szimulálása). A betonmintákat két szilánkészítménnyel kezelték, és összehasonlították a kezeletlen kontrollmintákkal. Az eredmények számszerűsítették a drámai védőhatást:
| Kezelés | Kloridbehatolási mélység | Teljes kloridfelvétel csökkenése |
|---|---|---|
| Kontroll (nincs tömítőanyag) | Teljes mélységű behatolás | - |
| ATS-42 (szabványos szilán, >40% szárazanyag) | 5x csökkenés a kontrollhoz képest | ~85% csökkenés |
| DECK-SIL 1700 (kétkomponensű szilán-epoxi, 100% szárazanyag) | Elhanyagolható behatolás 45 nap után | ~99% csökkenés |
A kétkomponensű rendszer (DECK-SIL 1700) kiváló teljesítményt mutatott, mivel 100%-os szárazanyag-tartalma és epoxi-erősítésű összetétele mélyebb behatolást és teljesebb pórusbélést eredményezett. 45 nap folyamatos áztatás után 15%-os nátrium-klorid oldattal a kloridbehatolás gyakorlatilag kimutathatatlan volt a kezelt zónában.
Az ODOT vizsgálatban használt fejlett értékelési módszerek közé tartozott a mikro-XRF (mikro röntgenfluoreszcencia) a kloridprofilok roncsolásmentes kémiai képalkotásához betonmagmintákban. Ez a technika térbeli térképeket biztosít a klorid eloszlásáról 50 µm felbontással, megkülönböztetve az adalékanyagokat és a cementpépet a kloridtartalom elemzéséhez konkrétan a pépfázisban. A mikro-XRF térképezés kloridkoncentrációt mutatott a betonfelületen (0–1 mm mélység) a kezelt mintákban, de 5 mm-en túl nem mutatott jelentős behatolást, míg a kezeletlen kontrollminták a teljes magmélységen keresztül mutattak kloridbehatolást.
Röntgen-radiográfiát is használtak gyors szűrőmódszerként a szilán hatékonyságának értékelésére. Kontrasztnövelő sót (KI, 10%-os oldat) kevertek az áztatóvízbe, hogy a behatoló oldat láthatóvá váljon a röntgenképeken. A röntgenfelvételek azt mutatták, hogy szilánnal kezelt habarcsban a sóoldat csak 1 mm-re hatolt be a felülettől 40 napos kitettség után, míg a kezeletlen kontrollmintákban az oldat 5 órán belül áthatolt a teljes mintamélységen. A röntgen módszer lehetővé teszi a kloridszűrés értékelését napokban, nem hónapokban, így ígéretes eszköz a tömítőanyag-felhordások minőségbiztosítási vizsgálatához.
A szilán- és sziloxán-tömítőanyagok megfelelő felhordása megköveteli a felület-előkészítés, a környezeti feltételek és a felhordási eljárások szigorú betartását. A gyártó által kiadott felhordási utasítások a mérvadó referenciák, de számos általános elv vonatkozik minden termékre és előírásra.
A betonfelületnek tisztának, száraznak és szilárdnak kell lennie a tömítőanyag felhordása előtt. A pórusbejáratokat elzáró szennyeződéseket – sár, olaj, zsír, pácoló vegyületek, zsaluzati elválasztók, kivirágzás, habarcsréteg és korábbi bevonatok – el kell távolítani. Nagynyomású mosás 3000–5000 psi nyomáson megfelelő tisztítószerekkel a szabványos módszer a felületi szennyeződések eltávolítására. A felületet ezután teljesen meg kell szárítani – jellemzően 24–48 óra, a környezeti hőmérséklettől, páratartalomtól és a beton nedvességtartalmától függően.
A felület-előkészítés különösen kritikus a meglévő szerkezeteknél, amelyek évek során szennyeződést, járművekből származó olajcseppeket, gumilerakódásokat (futópályákon) és környezeti szennyeződést halmozhattak fel. A CP Tech Center irodalmi áttekintése hangsúlyozta, hogy a behatoló beton tömítőanyagok hatékonyságához elegendő mélységben kell behatolniuk a beton aljzatba – és ezt a behatolást minden olyan felületi szennyeződés akadályozza, amely kitölti vagy lezárja a pórusnyílásokat.
A betonnak minimum 28 naposnak kell lennie a tömítőanyag felhordása előtt a teljes hidratáció és a szilán kötési reakciójához szükséges lúgos pórusoldat kialakulásának biztosításához. Friss betont (7 napnál fiatalabb) soha nem szabad kezelni, mert a pórusszerkezet még kialakulóban van, és a magas nedvességtartalom megakadályozza a behatolást.
Az alacsony nyomású, nagy térfogatáramú szórók a szabványos berendezések vízszintes felületű alkalmazásokhoz, mint a hídpályák, parkolófelületek és burkolatok. A szórónak egyenletes, legyező alakú permetezési képet kell biztosítania 20–40 psi nyomáson. A kézi szivattyús szórókat a DOT előírások kifejezetten nem javasolják, mert egyenetlen lefedettséget és felhordási arányt biztosítanak.
A hídpálya tömítőanyagok felhordási eljárása a MoDOT EPG 771.16 szerint:
Az éjszakai felhordás a nyári hónapokban javasolt az oldószer párolgási sebességének csökkentése és a behatolási mélység maximalizálása érdekében. Meleg időben (85°F felett) a hatékony behatolási ablak az oldószer párolgása előtt akár 10–15 perc is lehet, ami gyors felhordást és potenciálisan a felület vízzel történő permetezését igényli a hűtéshez a felhordás előtt.
A lefedettségi arányok termékösszetételtől, betonporozitástól és előírási követelményektől függően változnak:
| Forrás | Terméktípus | Felhordási arány | Megjegyzések |
|---|---|---|---|
| MoDOT | Szilán (általános) | 200 ft2/gal | Szabványos hídpálya arány |
| ODOT vizsgálat | ATS-42 (szabványos szilán) | 125–250 ft2/gal | 40%+ szárazanyag, 6,76 lb/gal |
| ODOT vizsgálat | DECK-SIL 1700 (kétkomponensű) | 100 ft2/gal | 100% szárazanyag, 7,68 lb/gal |
A felhordási arányt jellemzően négyzetláb per gallonban (vagy négyzetméter per literben) fejezik ki. Alacsonyabb számérték több tömítőanyagot jelent egységnyi területre. A 100 ft2/gal arány a 100%-os szárazanyag-tartalmú termék esetén körülbelül kétszeres aktív szilán tömeget biztosít egységnyi területre a 125–250 ft2/gal arányhoz képest a 40%-os szárazanyag-tartalmú terméknél, összhangban a kiváló behatolási és kloridszűrési teljesítményével.
A leggyakoribb felhordási hibák, amelyek veszélyeztetik a tömítőanyag teljesítményét: felhordás nedves betonra (a nedvesség blokkolja a behatolást), elégtelen felhordási arány (nem elegendő térfogat a minimális behatolási mélység eléréséhez), egyenlőtlen lefedettség (csíkok vagy kihagyott területek lokális kloridbehatoláshoz vezetnek), felhordás nem megfelelő hőmérsékleten (túl hideg a reakcióhoz vagy túl meleg a megfelelő behatoláshoz), és a forgalom túl korai megnyitása (a gumiabroncsok felemelik a meg nem kötött tömítőanyagot).
Az ACI 345.1R-06 Útmutató a Beton Hídszerkezetek Karbantartásához hangsúlyozza, hogy a behatoló beton tömítőanyagok hatékonyságához elegendő mélységben kell behatolniuk a beton aljzatba – és a gyártó utasításai szerint kell felhordani őket, amelyek elsőbbséget élveznek az általános előírásokkal szemben, ha azok eltérnek.
A szilán-tömítőanyagok élettartamát beton hídpályákon a mérföldkőnek számító ODOT 12 éves terepi vizsgálat (FHWA-OK-15-05) számszerűsítette, amely 60 hídpályát (összesen 360 magmintát) értékelt 6 és 20 év közötti élettartammal. A vizsgálat a legátfogóbb terepi teljesítményadatokat szolgáltatja a szilán-tömítőanyagokról hídpálya-szolgálatban.
A vizsgálat magmintákat vett a forgalmi sávokból és padkákból minden hídon, kék festéses vizsgálattal mérve a szilán behatolási mélységét. A hidakat hatékonynak (>=1/8 hüvelyk behatolási mélység maradt) vagy hatástalannak (<1/8 hüvelyk) minősítették. Eredmények korcsoportonként:
| Korcsoport | Vizsgált hidak | % Hatékony (Forgalmi sáv) | % Hatékony (Padka) |
|---|---|---|---|
| 6–12 év | 29 | 100% | 100% |
| 15 év | 12 | 66,7% | 66,7% |
| 17–20 év | 19 | 21% | 16% |
Az átlagos szilánréteg-vastagság 25%-kal csökkent 15 év után és 75%-kal 17–20 év után a 6–12 éves alapvonalhoz képest:
| Korcsoport | Forgalmi sáv (hüvelyk) | Padka (hüvelyk) |
|---|---|---|
| 6–12 év | 0,24 ± 0,06 | 0,25 ± 0,06 |
| 15 év | 0,19 ± 0,13 | 0,19 ± 0,13 |
| 17–20 év | 0,07 ± 0,11 | 0,06 ± 0,10 |
Az ODOT vizsgálat legfontosabb megállapítása az volt, hogy a forgalom okozta koptatás NEM az elsődleges károsodási mechanizmus. A szilánmélység különbsége a forgalmi sávok (amelyeket több millió járműáthaladás ért) és a padkák (minimális forgalom) között kicsi és statisztikailag elhanyagolható volt minden korcsoportban. A kéttényezős ANOVA elemzés kevesebb mint 10% valószínűséget mutatott arra, hogy a forgalmi sáv és a padka mélysége valóban különbözött – statisztikailag megkülönböztethetetlenek voltak.
A felületi károsodást (időjárás hatásai, UV-degradáció) szintén kizárták – a terepi minták kevesebb mint 5%-a mutatott bármilyen bizonyítékot felületi károsodásra.
A vizsgálat megállapította, hogy az elsődleges károsodási mechanizmus a lúgos pórusoldat kémiai támadása. A beton belsejében uralkodó magas pH-környezet (12,5–13,5) fokozatosan bontja a Si-O-Si kötéseket, amelyek a szilán molekulákat a pórusfalakhoz rögzítik. Ezt FT-IR elemzéssel erősítették meg, amely az elöregedett mintákban a Si-O-Si abszorpciós csúcsok elvesztését mutatta, összhangban Tosun és munkatársai publikált irodalmával a szilán stabilitásáról lúgos környezetben.
Ennek a megállapításnak jelentős gyakorlati következménye van: a szilán-tömítőanyag károsodása a beton belsejétől a felület felé halad, nem a felülettől befelé. A tömítőanyag először a legmélyebb behatolási mélységnél hibásodik meg, és fokozatosan visszahúzódik a felület felé. Ez magyarázza, hogy a forgalmi sáv és a padka miért mutat azonos károsodási sebességet – a mechanizmus kémiai, nem mechanikai.
További következmény, hogy a magasabb kiegészítő cementáló anyag (SCM) tartalmú betonkeverékek – pernye, salak, szilikapor – meghosszabbíthatják a szilán élettartamát. Az SCM-ek elfogyasztják a Ca(OH)2-t a pozzolános reakción keresztül, csökkentve a pórusoldat lúgosságát és lassítva a Si-O-Si kötés hidrolízisének sebességét.
A terepi teljesítményadatok alapján a közlekedési ügynökségek az alábbi újrafelvételi ütemezéseket írják elő:
| Ügynökség/Forrás | Ajánlott újrafelvételi időköz | Alap |
|---|---|---|
| MoDOT | 7–10 év | Mérnöki Politika 771.16 |
| CF Silicones (gyártó) | 3–5 év | Általános ajánlás |
| ODOT vizsgálat | ~12 év a jelentős károsodás előtt | Terepi teljesítményadatok |
| ASCE Journal (betonburkolati hézagok) | 3–6 év az optimális teljesítményhez | Hézagok terepi vizsgálata |
A MoDOT 7–10 éves időköze a leggyakoribb DOT előírás hídpályákra, és jól összhangban van az ODOT adataival, amelyek 12 évnél 100%-os hatékonyságot, de 15 évre csökkenést mutatnak. A gyártó 3–5 éves ajánlása konzervatívabb, és agresszív kitettségi környezetben (tengeri, erős jégmentesítő só használat, gyakori fagyás-olvadás ciklusok) lehet megfelelő. Az ASCE Journal (2021) tanulmánya a szilánnal védett betonburkolati hézagokról 3–5 éves ideális újrafelvételi időközt talált, 5–6 éves reális becsléssel.
Repülőterek esetében az ajánlott újrafelvételi időköz a forgalom nagyságától, a jégtelenítő folyadék expozíciótól és az éghajlattól függ. A nagy nemzetközi repülőterek gyakori jégtelenítési műveletekkel jellemzően 5–7 éves újrafelvételi időközt írnak elő a burkolatkezelésekhez.
A behatoló szilán- és sziloxán-tömítőanyagokat úgy tervezték, hogy láthatatlanok legyenek – nem változtatják meg a kezelt beton felületi megjelenését, textúráját, színét, fényét vagy csúszásállóságát. Ez alapvetően különbözteti meg őket a filmképző tömítőanyagoktól (akrilok, epoxik, uretánok, poliaszpartikumok), amelyek látható felületi bevonatot hoznak létre, amely hámlhat, sárgulhat, fényesedhet és nedvesen csúszóssá válhat.
A szilán- és sziloxán-tömítőanyagok nem változtatják meg a beton színét vagy textúráját. A tömítőanyag behatol a pórusszerkezetbe és kötődik a pórusfalakhoz, így maga a felület teljesen változatlan marad. A beton megtartja természetes megjelenését a kezelés után – nincs látható film, nincs fényesség vagy csillogás, nincs színeltolódás, és nincs változás a felületi textúrában. Ez kritikus építészeti beton, történelmi szerkezetek és minden olyan alkalmazás esetében, ahol az esztétikai megjelenést meg kell őrizni.
Az aktív tömítőanyag egyetlen látható hatása a vízcseppképződés viselkedése, amikor vizet alkalmaznak. A víz különálló gömb alakú cseppeket képez a felületen ahelyett, hogy szétterülne és elsötétítené a betont. Ez valójában hasznos vizuális indikátor az ellenőrök számára – a vízcseppteszt azonnali megerősítést nyújt arról, hogy a tömítőanyag jelen van és működik.
Mivel a behatoló tömítőanyagok nem képeznek felületi filmet, nem csökkentik a csúszásállóságot vagy a súrlódási együtthatót. A betonfelület makrotextúrája és mikrotextúrája teljesen változatlan marad, ami azt jelenti, hogy a gumiabroncs-burkolat súrlódási jellemzői azonosak a kezeletlen betonéval.
Ez kritikus biztonsági követelmény a hídpályák, parkolóházak és repülőtéri burkolatok esetében, ahol a felületi súrlódás elsődleges biztonsági paraméter. A filmképző tömítőanyagok – különösen az epoxi és poliuretán bevonatok – 30–60%-kal csökkenthetik a súrlódási együtthatókat nedves állapotban, aquaplaning veszélyt teremtve. A behatoló tömítőanyagok ezt a kockázatot teljesen kiküszöbölik.
A szabványosított súrlódási vizsgálatok megerősítik, hogy a behatoló tömítőanyagok nem befolyásolják érzékelhetően a csúszásállóságot:
A Nebraska Közlekedési Minisztériumának és több állami DOT-nak a tanulmányai megerősítették, hogy a behatoló szilán- és sziloxán-kezelések statisztikailag szignifikáns különbséget nem mutatnak a súrlódási együtthatóban a kezeletlen betonhoz képest.
A karbantartási tervezés szempontjából fontos szempont a behatoló tömítőanyagok hatása a későbbi rábetonozások, bevonatok vagy javítóanyagok tapadására. Mivel a tömítőanyag hidrofóbbá teszi a pórusfalakat, csökkentheti a cementkötésű rábetonozások, epoxi bevonatok vagy más anyagok tapadási szilárdságát, amelyek a betonfelülettel való mechanikai összekapcsolódásra támaszkodnak.
Emiatt a szilán-tömítőanyagokat nem szabad olyan betonra felhordani, amely később kötött rábetonozást kap, kivéve, ha a rábetonozó anyag kifejezetten tartalmaz a hidrofób felületekre kifejlesztett tapadást elősegítő anyagot. Ha a jövőbeni rehabilitáció részeként kötött rábetonozást terveznek, a tömítőanyagot csak azokra a területekre szabad felhordani, amelyek nem kapnak rábetonozást, vagy felület-előkészítési lépést (csiszolás, szórócsiszolás vagy savas maratás) kell tervezni a felületi tapadóképesség helyreállítására.
A MoDOT előírás megjegyzi, hogy a szilán-tömítőanyagot a repedéskitöltők előtt kell felhordani, mert a tömítőanyag javítja a kitöltő tapadását. Ha azonban későbbi felületkezelések vagy rábetonozások várhatók, a tömítőanyag felhordását gondosan össze kell hangolni a tapadási problémák elkerülése érdekében.
A hídpályák megőrzése az elsődleges alkalmazás, amely a szilán beton tömítőanyagok fejlesztését és előírását vezérli. A hídpályák a hídszerkezet leginkább kitett és legsérülékenyebb elemei – közvetlenül éri őket a forgalmi terhelés, a jégmentesítő sók alkalmazása, a fagyás-olvadás ciklusok és az UV-sugárzás. A korrózió éves költsége az amerikai autópálya-hidakon az FHWA becslése szerint 8,3 milliárd dollár, ahol a klorid okozta betonacél-korrózió a hídpályákban a domináns károsodási mechanizmus.
A szilán-tömítőanyagok megelőző karbantartási kezelések, amelyeket még jó állapotú hídpályákra (jellemzően 6 vagy magasabb besorolás az FHWA 0–9 NBI skáláján) alkalmaznak élettartamuk meghosszabbítása és a korrózióval kapcsolatos károsodás kialakulásának késleltetése érdekében. Nem helyreállító kezelések olyan hídpályákhoz, amelyek már jelentős kloridszennyezettséggel, aktív korrózióval vagy rétegleválással rendelkeznek – ha a korrózió megindult, a kloridos beton eltávolítása és katódos védelem, vagy eltávolítás és csere szükséges.
Az ACI 345.1R-06 Útmutató a Beton Hídszerkezetek Karbantartásához a behatoló tömítőanyagokat (szilán és sziloxán) megelőző karbantartási tevékenységként sorolja be, amely az alábbi feltételekkel rendelkező betonhídpályákra alkalmas:
A Missouri Közlekedési Minisztérium (MoDOT) előírása a 771.16 szakaszban modell keretrendszert biztosít a hídpálya szilán-tömítőanyag felhordásához. Főbb követelmények:
Az FHWA Nemzeti Hídleltár Előírásai (SNBI), amelyek 2025 januárjától hatályosak az adatgyűjtésre, tartalmazzák a védőkezelések jelenlétét és állapotát tükröző betonállapot-besorolásokat. Bár az SNBI nem rendelkezik dedikált tömítőanyag-állapot mezővel, amely összehasonlítható lenne a B.C.07-tel a csapágyaknál, a hídpálya állapot besorolása (D.C.12) és a védőbevonat mező mechanizmusokat biztosít a szilán-tömítőanyag kezelések jelenlétének és hatékonyságának dokumentálására.
A Nemzeti Autópálya Rendszer (NHS) hídjai esetében az elem szintű adatgyűjtés az AASHTO Híd-elem Ellenőrzési Kézikönyve (MBEI) szerint lehetővé teszi a hídkezelési rendszerek számára a tömítőanyag állapotának nyomon követését a hídpálya megőrzési előzményeinek részeként. A beton hídpálya elem állapot szerinti megoszlása tükrözi az aktív tömítőanyag védőelőnyét, és a károsodási sebesség modellezése tartalmazhatja a tömítőanyag-kezelés által biztosított várható élettartam-hosszabbítást.
Egy meglévő szilán-tömítőanyag kezelés állapotának ellenőrzése kihívást jelent, mert a tömítőanyag láthatatlan – nincs megfigyelhető felületi film, nincs hámlás vagy felhólyagosodás. Számos módszer áll azonban rendelkezésre annak értékelésére, hogy a tömítőanyag továbbra is hatékony-e, vagy már annyira leromlott, hogy újrafelvételre van szükség.
A vízcseppteszt a legegyszerűbb, leggyorsabb terepi módszer a tömítőanyag állapotának szűrésére. Vizet permeteznek a betonfelületre egy permetezőpalackból, és az ellenőr megfigyeli a víz viselkedését:
A vízcseppteszt kvalitatív, és csak felületi szintű jelzést ad a tömítőanyag jelenlétéről. A pozitív cseppteszt azt jelzi, hogy a beton felületi rétege (felső 1–2 mm) még mindig hidrofób tulajdonságokkal rendelkezik, de nem erősíti meg, hogy a tömítőanyag a megadott behatolási mélységben jelen van mélyebben a betonban. A negatív teszt (a víz felszívódik) megbízható indikátora annak, hogy újrafelvételre van szükség.
A festéses vizsgálat a szabványos kvantitatív módszer a fennmaradó tömítőanyag behatolási mélységének mérésére. Az ODOT vizsgálatban használt eljárás:
Mindkét festési módszer jó egyezést mutatott az ODOT vizsgálatban. A festék módszer élesebb vizuális kontrasztot biztosít, és általában előnyben részesítik dokumentációs célokra.
A kloridprofilozás a leginkább műszakilag igényes módszer a tömítőanyag állapotának értékelésére, de egyben a legdrágább és legidőigényesebb is. Az eljárás az AASHTO T 259 (Beton ellenállása kloridion-behatolással szemben) és az AASHTO T 260 (Kloridion mintavétele és vizsgálata betonban) szerint történik:
Megfelelően tömített hídpálya esetén a kloridkoncentrációnak 1/2 hüvelyk mélységben közel nullának kell lennie. Romlott tömítőanyaggal rendelkező hídpálya esetén a kloridok 1–2 hüvelyk vagy annál mélyebbre hatolhattak, ami aktív korróziós kockázatot jelez a betonacél szintjén.
A kloridprofil módszer biztosítja a legközvetlenebb bizonyítékot a tömítőanyag teljesítményére, mert a tényleges védőfunkciót méri, nem pedig a festékmintákból következtet rá. Laboratóriumi elemzést és speciális mintaelőkészítést igényel, ami rutinszerű szűrésre alkalmatlanná teszi. Jellemzően az új tömítőanyag-felhordások átvételi vizsgálatára, kritikus hídpályák 5 éves vagy 10 éves állapotfelmérésére, hídpálya-károsodás forenzikus vizsgálatára, valamint a vízcseppteszt és festéses vizsgálat eredményeinek validálására használják.
A félcella-potenciál térképezés az ASTM C876 szerint kiegészítő információkat nyújthat a tömítőanyag állapotáról. Ha egy hídpályát az építéskor szilán-tömítőanyaggal kezeltek, és később lokális területeken –350 mV-nál negatívabb korróziós potenciálokat mutat (Cu/CuSO4 vs.), ez azt jelzi, hogy a tömítőanyag ezeken a területeken meghibásodott, és a kloridbehatolás korróziót indított el. A félcella-potenciál térkép a betontakarás mélység térképével (fedőréteg-mérő műszeres felmérésből) együtt hatékony diagnosztikai betekintést nyújt: az alacsony betontakarású és tömítőanyag-meghibásodású területek a legmagasabb prioritásúak a javítás vagy újrafelvétel szempontjából.
A szilán- és sziloxán-behatoló tömítőanyagokat széles körben használják a repülőtéri betonburkolatok megőrzésében, ahol a magas fagyás-olvadás kitettség, a jégtelenítő folyadékok kémiai támadása és a szigorú biztonsági követelmények kombinációja különösen értékessé teszi őket.
Az ICAO Annex 14, I. kötet, Repülőterek Tervezése és Üzemeltetése, 2.9 szakasza követelményeket állapít meg a futópálya felületi súrlódási jellemzőire. Biztonsági szempontból kritikus felületek esetén egyetlen felületkezelés sem csökkentheti a súrlódási együtthatót a meghatározott minimum szintek alá. A behatoló szilán- és sziloxán-tömítőanyagok teljesítik ezt a követelményt, mert nem változtatják meg a burkolat makrotextúráját (a nagy léptékű felületi textúrát, amelyet hornyolás, fogazás vagy fedett adalékanyag biztosít) vagy mikrotextúráját (a cementpép és adalékanyag részecskék finom léptékű felületi érdességét).
Az FAA AC 150/5320-6F (Repülőtéri Burkolat Tervezése és Értékelése) és AC 150/5380-6B (Repülőtéri Burkolatkezelés) tanácsadó körlevelek hivatkoznak a behatoló tömítőanyagok használatára, mint megelőző karbantartási eszközre a burkolat élettartamának meghosszabbítására. A tömítőanyagok különösen hatékonyak az új betonburkolatok védelmére az építéskor, megakadályozva a klorid- és nedvességbehatolást az élettartam kezdetétől.
A repülőtéri betonburkolatok hideg éghajlaton intenzív repülőgép-jégtelenítő és -gátló folyadék alkalmazásnak vannak kitéve. Ezek a folyadékok – elsősorban etilén-glikol és propilén-glikol alapúak – agresszív kémiai szerek, amelyek kémiailag megtámadhatják a cementpép mátrixot és felgyorsíthatják a károsodást. A jégtelenítő folyadékok magas nedvességtartalmú, magas kémiai környezetet is teremtenek, amely elősegíti a vízfelvételt és a fagyás-olvadás károsodást.
A behatoló szilán- és sziloxán-tömítőanyagok 70–90%-kal csökkentik a jégtelenítő folyadékok felszívódását a beton pórusszerkezetébe, jelentősen mérsékelve a kémiai támadást és a fagyás-olvadás károsodást. Ez különösen fontos az előterekben, ahol a repülőgépeket jégtelenítik felszállás előtt, mivel ezek a területek kapják a legmagasabb koncentrációjú jégtelenítő folyadék alkalmazást.
A szilán-tömítőanyag állapotának ellenőrzése repülőtéri burkolatokon ugyanazokat a módszereket követi, mint a hídpályák esetében (vízcseppteszt, festéses vizsgálat, kloridprofilozás), kiegészítve súrlódásvizsgálattal annak igazolására, hogy a tömítőanyag nem csökkentette a csúszásállóságot. A folyamatos súrlódásmérő berendezés (CFME) az ASTM E274 szerint vagy az FAA Futópálya Súrlódásmérője (RFT) kvantitatív súrlódási adatokat biztosít annak ellenőrzésére, hogy a burkolat felületi jellemzői az elfogadható határokon belül maradnak a tömítőanyag felhordása után.
A repülőtéri burkolatkezelés megelőző karbantartásra (beleértve a tömítőanyag felhordását) és javító karbantartásra történő felosztása az FAA iránymutatását követi. A tömítőanyagok jellemzően a megelőző karbantartási program részét képezik, 7–10 éves időközönként vagy a gyártó ajánlása szerint felhordva, állapotfigyeléssel minden burkolatértékelési ciklus alkalmával.
Az alkohol alapú szilán-tömítőanyagok jelentős mennyiségű illékony szerves vegyületet (VOC) tartalmaznak az alkoholos oldószerből – jellemzően izopropanol, etanol vagy glikol-éter a készítmény tömegének 50–80%-ában. A VOC-tartalomnak meg kell felelnie a vonatkozó levegőminőségi előírásoknak, amelyeket az Egyesült Államokban állami szinten hajtanak végre a Clean Air Act alapján.
Kalifornia South Coast Levegőminőség-menedzsment Körzetének (SCAQMD) 1113. szabálya és más államok hasonló előírásai korlátozzák az építészeti bevonatok és ipari karbantartó bevonatok VOC-tartalmát. Egyes alkohol alapú szilán-tömítőanyagok meghaladhatják a helyi VOC-határértékeket a szigorú levegőminőségi előírásokkal rendelkező területeken. A víz alapú szilán/sziloxán készítmények jelentősen alacsonyabb VOC-tartalommal rendelkeznek (jellemzően <100 g/L, szemben az alkohol alapú termékek 400–700 g/L-ével), és előnyben részesítik őket a VOC-szabályozott területeken.
A víz alapú készítmények felé történő elmozdulást mind a szabályozási megfelelés, mind a munkahelyi biztonsági aggályok vezérlik. A specifikálóknak azonban ellenőrizniük kell, hogy a víz alapú készítmények megfelelnek-e az általuk felváltott alkohol alapú termékekkel azonos behatolási mélység- és teljesítménykövetelményeknek. A Nebraska DOT tanulmánya megjegyezte, hogy egyes víz alapú szilán/sziloxán keverékek közepes teljesítményt mutattak a behatolási mélység tekintetében, jelezve, hogy a termékválasztást validált teljesítményadatokra kell alapozni, nem egyszerű VOC-megfelelésre.
A szilán- és sziloxán-tömítőanyagok megfelelő egyéni védőeszközök (PPE) használatát igénylik a felhordás során, a gyártó Biztonsági Adatlapján (SDS) meghatározottak szerint. A tipikus követelmények a következők:
A szilán- és sziloxán-behatoló tömítőanyagok láthatatlan, hosszan tartó védelmet nyújtanak hidaknak, parkolóházaknak, repülőtéri burkolatoknak és tengeri betonszerkezeteknek. A TarmacView szakértői tanácsadást kínál a tömítőanyag kiválasztásához, a felhordási előírásokhoz és a helyszíni ellenőrzéshez a tömítőanyag állapotának és teljesítményének igazolására.
A szilikon tömítőanyagok kis modulusú, elasztomer hézagkitöltő anyagok betonburkolatokhoz, amelyek jelentős hézagmozgást tesznek lehetővé a vízzáróság fenntartá...
A tapadásjavítók olyan kémiai adalékanyagok – oltott mész vagy folyékony aminok –, amelyek javítják az aszfaltkötőanyag és a kőanyag közötti kötést víz jelenlét...
A vasbeton korrózióvédelme számos stratégiát foglal magában: megfelelő betontakarás, alacsony áteresztőképességű beton kiegészítő kötőanyagokkal, epoxibevonatos...
