ОЦЕНКА  ИЗМЕНЕНИЯ  СВОЙСТВ  ГИДРОФОБИЗИРОВАННЫХ  СИЛИКАТНЫХ  МАТЕРИАЛОВ  В  ХОДЕ  СТАРЕНИЯ

Варшавец  Петр  Григорьевич

директор  ООО  «Фасад»,  г.  Киев,  Украина

E-mail:  mail@fasad.ua

ASSESSMENT  OF  THE  PROPERTIES  CHANGE  OF  HYDROPHOBYSIZED  SILICATE  METERIALS  DURING  AGENING

Peter  Varshavets

head  of  “Fasad”  Ltd.  Kyiv,  Ukraine

АННОТАЦИЯ

Целью  данной  работы  является  количественная  оценка  стабильности  гидрофобизированных  стеновых  материалов  в  зависимости  от  химического  состава  пропиточных  растворов.  Исследования  проведены  с  использованием  методов  ик-спектроскопии,  сорбционного  метода  и  метода  тонкостенной  кпиллярной  пропитки.  Рассматриваются  акриловые  и  кремнийорганические  гидрофобизаторы.  Показано,  что  последние  обеспечивают  большую  долговечность  и  степень  гидрофобизации  нежели  первые.

ABSTRACT

The  goal  of  this  word  is  the  quantitive  assessment  hydrophobysized  construction  materials  stability  in  dependence  of  the  chemical  composition  of  wicking  solutions.  The  research  work  was  carried  out  with  a  use  of  IR-spectrosopy,  sorption  and  thin  layer  wicking  technique.  Acrylic  and  siloxane  materials  are  under  consideration.  It  is  shown  that  the  last  provides  better  durability  than  the  first  ones.

Ключевые  слова:  долговечность  органических  материалов;  пропиточный  раствор;  силоксан;  акрил;  стеновые  материалы

Keywords:  durability  of  organic  materials;  wicking  solution;  siloxane;  acrylic;  wall  materials

Введение

Одним  из  методов  защиты  стеновых  материалов  от  действия  атмосферных  факторов  является  обработка  гидрофобизирующими  составами  [1].  За  счёт  общего  снижения  сродства  поверхности  капиллярно-пористого  материала  к  воде,  что  количественно  определяется  как  изменение  его  истинного  угла  смачивания,  происходит  уменьшение  количества  адсорбированной  в  капиллярах  влаги  [2].  Последняя,  как  известно,  является  основной  причиной  разрушения  материалов  данного  типа  под  действием  повторяющихся  в  условиях  эксплуатации  процессов  замораживания  и  оттаивания  [3]. 

В  качестве  гидрофобных  пропиток  для  стеновых  материалов  зачастую  используют  растворы  и  эмульсии  олигомеров  и  полимеров  различной  химической  природы.  Общей  для  данных  веществ  является  способность  адсорбироваться  за  счёт  химического  или  вандерваальсовского  взаимодействия  на  поверхности  стенового  материала  при  достаточно  больших  глубинах  пропитки. 

После  удаления  дисперсионной  среды,  органический  гидрофобизатор  закрепляется  на  минеральной  поверхности,  экранируя  её  гидрофильные  группы  и  повышая  степень  гидрофобности.  Полученный  композит  оказывается  защищён  от  действия  влаги,  а  время  действия  этой  защиты  определяется  долговечностью  слоя  адсорбированного  органического  агента. 

Решение  задачи  увеличения  устойчивости  этого  слоя  позволит  соответственно  увеличить  долговечность  гидрофобизированных  стеновых  материалов,  а  также  повысить  экономическую  эффективность  их  использования. 

Цель  данной  работы  заключается  в  количественной  оценке  стабильности  гидрофобизированных  стеновых  материалов  в  зависимости  от  химического  состава  пропиточных  растворов. 

Объекты  и  методы  исследования

В  качестве  объектов  исследования  выбраны  три  образца  кирпичных  материалов  а  также  гидрофобизирующие  пропитки  —  полиакрилатного  типа  и  полисилоксанового.

В  работе  использованы  такие  методы  исследования  как  инфракрасная  спектроскопия  (спектроскоп  Specord  IR-75),  сорбционные  методы  анализа,  определение  угла  смачивания  и  т.  д.

Образцы  материалов  для  дальнейших  исследований  пропитывались  до  равновесного  состояния  на  протяжении  24  часов,  после  чего  они  были  высушены  при  температуре  60  ˚С  до  воздушно-сухого  состояния. 

Искусственное  состаривание  образцов  производилось  согласно  методике  изложенной  в  [4]. 

Результаты  и  обсуждение

Минимальные  значения  угла  смачивания  (на  уровне  (55—62  градуса)  зафиксированы  при  использовании  пропитки  на  акрилатной  основе  (Табл.  1).  При  этом,  особенных  изменений  этих  значений  в  ходе  теплового  старения  не  наблюдается.  В  некоторых  случаях  эффективность  пропитки  остается  под  вопросом,  так  как  она  увеличивает  гидрофильность. 

Силоксановый  материал  оказывается  более  эффективным,  но  более  подверженным  тепловому  старению.

Таблица  1.

Изменение  смачиваемости  поверхности  силикатных  материалов  под  действием  теплового  старения

*  А  —  пропитка  полиакрилатного  типа;  Б  —  пропитка  силоксанового  типа

Снижение  гидрофобности  капиллярно-пористого  силикатного  материала  приводит  к  увеличению  его  водопоглощения  в  процессе  старения  (Табл.  2).  Следует  обратить  внимание  на  повышение  водопоглощения  необработанных  силикатных  материалов  в  ходе  теплового  старения  —  для  образца  1  после  10  лет  экспозиции  прирост  составляет  2,1  %,  для  образца  2  и  3  —  1,0  и  1,4  %  соответственно.  Наибольшее  возрастание  гидрофильности  материала  после  экспозиции  характерно  для  акрилового  композита. 

Таблица  2. 

Изменение  водопоглощения  силикатных  материалов  под  действием  теплового  старения

Поскольку  предполагалось  что  гидрофобизирующая  способность  пропиток  реализуется  за  счёт  адсорбции  макромолекул  на  активных  центрах  силикатной  поверхности  и  экранирования  последних,  было  предложено  оценивать  степень  протекания  этого  процесса  по  изменению  интенсивности  полосы  поглощения  ОН-групп  адсорбционно  связанной  воды  на  инфракрасных  спектрах  композиций  (Табл.  3). 

Таблица  3. 

Ик-спектроскопия  силикатно-органических  композитов

Использование  пропиток  обоих  типов  приводит  ко  снижению  интенсивности  указанной  полосы,  а  следовательно  и  уменьшению  количества  активных  адсорбционных  центров  на  поверхности  с  высоким  сродством  к  воде. 

В  ходе  теплового  старения  происходит  разрушение  органической  составляющей  всех  композитов,  что  выражается  в  росте  интенсивности  указанной  полосы.  По  сравнению  с  акриловым  модификатором,  кремнийорганический  оказывается  более  стабильным,  хотя,  после  10  лет  состаривания  оба  типа  модификаторов  значительно  теряют  свою  эффективность.  Следует  обратить  внимание  на  достаточно  чётко  прослеживаемую  зависимость  эффективности  модификаторов  от  типа  силикатного  материала.  Например,  наибольшей  эффективности  акриловая  и  кремнийорганические  пропитки  достигают  на  образце  №  2,  а  наименьшей  —  на  образце  №  1. 

Выводы

Таким  образом,  показано  что  кремнийорганические  пропиточные  материалы  обеспечивают  более  полную  гидрофобизацию  силикатных  субстратов  и  обладают  большей  стабильностью  нежели  акриловые.  Тем  не  менее,  оба  типа  пропиток  оказываются  эффективными  и  имеют  приблизительно  одинаковую  долговечность  по  результатам  симуляции  процесса  теплового  старения. 

Список  литературы:

1.Грег  С.,  Синг  К.  Адсорбция,  удельная  поверхность,  пористость.  М.:  Мир,  1984.  —  310  с.

2.Ружинский  С.,  А.  Портик,  А.  Савиных  Всё  о  пенобетоне  //  ООО  Стройбетон,  СПб.  —  2006.  —  630  с.

3.Теория  цемента  /  Под  ред.  А.А.  Пащенко.  К.:  Будівельник,  1991,  —  168  с.

4.Хигерович  М.И.  Гидрофобный  цемент  и  гидрофобнопластифицирующие  добавки.  Промстройиздат,  М.,  1957.