Обеспечение эффективной гидрофобной защиты неорганических строительных материалов

• Автор: Ершова, Светлана Георгиевна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 174 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ГИДРОФОБНАЯ ЗАЩИТА МАТЕРИАЛОВ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

1.1. Защита ограждающих конструкций от увлажнения

1.2. Теоретические основы гидрофобной защиты

1.3. Преимущества кремнийорганических гидрофобизаторов в сравнении с органическими

1.4. Кремнийорганические гидрофобизаторы, применяемые для защиты строительных материалов
1.4.1. Механизм взаимодействия с поверхностью, структура и характер гидрофобного слоя в зависимости от вида КОС
1.4.2. Основные кремнийорганические соединения, используемые для гидрофобной защиты материалов ограждающих конструкций

1.4.3. Опыт применения водорастворимых кремнийорганических гидрофобизаторов

1.5. Факторы, влияющие на эффективность гидрофобной защиты

1.6. Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСПОЛЬЗУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ
2.1. Обоснование выбора материалов ограждающих конструкций для проведения исследования
2.2.Кремнийорганические гидрофобизаторы
2.2.1. Поверхностное натяжение водных растворов МСК
2.2.2. Вязкость и плотность водных растворов МСК
2.3. Контролируемые технологические параметры гидрофобной обработки
2.4. Анализ существующих методов оценки эффективности гидрофобной обработки
2.5.1. Оценка степени гидрофобности поверхности
2.5.2. Оценка снижения водопоглощения
Выводы
ГЛАВА 3. ГИДРОФОБНАЯ ОБРАБОТКА ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Изучение параметров поровой структуры газобетонных и пористых керамических образцов
3.2. Гидрофобная обработка и ее параметры для ячеистого бетона
3.3. Гидрофобизация пористых керамических материалов
Выводы
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ГИДРОФОБНОЙ ЗАЩИТЫ ПЛОТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
4.1. Изучение параметров поровой структуры плотных керамических и цементнопесчаных образцов
4.2. Гидрофобизация керамических стеновых материалов
4.3. Влияние способа обработки на эффективность гидрофобной защиты цементнопесчаного раствора
Выводы
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ СТОЙКОСТИ ГИДРОФОБНОЙ ЗАЩИТЫ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВНЕШНИХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ
5.1. Существующие методы оценки стойкости гидрофобной защиты

5.2. Разработка экспрессметодики оценки долговечности гидрофобной защиты
5.3. Результаты исследования долговечности гидрофобной защиты
5.4. Классификация капиллярнопористых неорганических материалов
Выводы
ГЛАВА 6. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННАЯ ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
6.1. Опытнопромышленная проверка результатов исследования
6.2.Техникоэкономическая эффективность
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
Список работ автора
Список литературы


К положительным качествам гидрофобизации относится также и то, что для обработки требуются низкие расходы активного вещества, поскольку к одному из необходимых условий, обеспечивающих эффективность этого способа защиты, относится условие образования на поверхности пор и капилляров модифицируемого материала очень тонких, как правило, мономо-лекулярных слоев гидрофобизатора. Поэтому гидрофобная обработка ниже по стоимости, чем гидроизоляция, что особенно актуально при обработке ограждающих конструкций, площадь поверхности которых значительна. Объемная гидрофобизация осуществляется только в процессе изготовления изделий. При этом введение добавок гидрофобизатора может оказывать влияние на физико-химические процессы, происходящие в процессе твердения, формировании структуры и набора прочности материала[], поэтому количество добавки, как правило, ограничивается - 0,-0,3% от массы вяжущего вещества [8,,,,,,,,,]. Это часто приводит к тому, что преимущества, которые можно получить от использования добавки, не могут быть реализованы [], то есть введенного в объем количества недостаточно для того, чтобы обеспечить требуемую степень защиты материала от увлажнения. Это явление имеет место при соприкосновении трех фаз - твердого тела, жидкости и газа (воздуха) - с образованием общей линии раздела[,]. В основе явления смачивания лежит адгезия, которая обуславливает связь между твердым телом и контактирующей с ним жидкостью, а смачивание является результатом подобной связи. Степень смачиваемости твердого тела жидкостью определяется отношением между адгезией жидкости к твердому телу и когезией жидкости. Взаимодействие жидкости с твердым телом при смачивании можно представить в виде модели «капля на поверхности твердого тела» (рис. Рис. Если адгезия между жидкостью и твердым телом больше когезии самой жидкости - капля растекается по поверхности и смачивает ее (рис. В противоположном случае капля принимает форму, близкую к сферической, и находится на поверхности, не смачивая ее (рис. Величина адгезии между жидкостью и твердым телом зависит от меж-молекулярных взаимодействий, которые имеют место на границе раздела фаз «жидкость-газ», «жидкость - твердое тело» и «твердое тело - газ». Между молекулами на границе раздела фаз в отличие от молекул внутренних слоев каждой фазы действуют неуравновешенные межмолекулярные силы притяжения, неуравновешенность которых обусловлена тем, что интенсивность сил межмолекулярного сцепления в каждой из фаз значительно отличается. Вследствие этого на каждой из трех поверхностей раздела присутствует свободная энергия, которая характеризуется величиной поверхностного натяжения <т, представляющего собой силу, действующую на единицу длины поверхности и направленную тангенциально к ней. Величина поверхностного натяжения зависит от молекулярной структуры контактирующих фаз и связана с полярностью, которая обусловлена наличием молекул с дипольными моментами, то есть их полярной структурой [,,]. Чем больше разность полярностей взаимодействующих фаз, тем больше величина поверхностного натяжения между ними, и, соответственно, тем хуже смачивание в этой системе []. Ут-г = (Ут-ж + (Гж&МО, (1. Вторая стадия взаимодействия воды с материалом - капиллярное всасывание. Капиллярно-пористую структуру строительных материалов в упрощенном виде можно рассматривать как систему открытых цилиндрических капилляров, доступных для перемещения в них воды. Если конец одного из этих капилляров со средним радиусом г привести в соприкосновение с нею, то высота поднятия воды // (рис. Рисунок 1. При ухудшении смачиваемости стенок капилляра капиллярное давление понижается пропорционально cos0, значение которого по абсолютной величине всегда меньше единицы. Чем больше угол смачивания материала, тем меньшим капиллярным подсосом он обладает. При 9 = ° (плоский мениск) капиллярного поднятия жидкости не наблюдается (h = 0 так как cos О = 0. Из уравнения (1. ОН группы и атомы кислорода, поэтому легко смачивается водой -полярной жидкостью [8,,]. Органические материалы, поверхность которых образована неполярными группами, не смачиваются водой: угол 9 для парафиновых углеводородов, насыщенных фторуглеродов составляет 6-8°[8].