Влияние импрегнирования путем поверхностной гидрофобизации на водостойкость гипсовых композитов
Сейчас растет популярность отделочных материалов, в том числе и сухих строительных смесей на основе гипсовых вяжущих и в особенности с пигментами. Однако такие смеси имеют ряд недостатков, самый существенный из которых, это малая водостойкость затвердевшего изделия, которая приводит к ограничению использования изделий на основе гипсовых вяжущих во влажной среде. Среди импрегнирующих составов… Читать ещё >
Влияние импрегнирования путем поверхностной гидрофобизации на водостойкость гипсовых композитов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Среди многообразия современных минеральных вяжущих особое место занимают гипсовые вяжущие, обладающие множеством положительных свойств: экономичностью производства по сравнению с цементом, быстротой твердения, архитектурной выразительностью в особенности с применением пигментов, распространенностью сырья и высокой технологичностью. Однако его применение ограничено низкой водостойкостью материала. В работе дан краткий анализ основных методов повышения водостойкости, разработанных на данный момент в строительстве: повышение плотности изделий, повышение водостойкости путем импрегнирования поверхности различными материалами, применения различных химических добавок, уменьшение растворимости в воде сульфата кальция, применение комбинированных способов повышения водостойкости, создания композиционных материалов.
Ключевые слова: гипсовое вяжущие, повышение водостойкости, импрегнирование, химические добавки, композиционные материалы.
Перспективность исследования и применения гипсовых вяжущих обусловлено богатыми месторождениями гипса за рубежом и в нашей стране [1−2] (см. рис. 1).
Рис. 1 Производство гипсовых вяжущих
Государственным балансом запасов полезных ископаемых России по состоянию на 01.01.2003 г. гипсосодержащих пород составляет 3275,9 млн. тонн. [3].
Среди множества производителей гипса следует выделить следующие (см табл.1).
Таблица 1.
Известные производители гипсовых вяжущих.
№п/п. | Страна производитель. | Фирма производитель. | |
США. | «Юнайтед Стейс Джисум». | ||
ФРГ. | «Кнауф», «Матис», «Астана». | ||
Франция. | «Лафараж», «Эр Индустрия». | ||
Австрия. | «Про-Монта». | ||
Япония. | «Цукисима Кикаи». | ||
Турция. | АБС, ЛафаржДалсан. | ||
Белоруссия. | Белгипс. | ||
Россия. | Адиюх-1, Малотегинский завод, Юнис, Ишимбайский гипсовый завод, Ангарский гипсовый завод, Алфа-гипс, Самарский гипсовый завод и др. | ||
Сейчас растет популярность отделочных материалов, в том числе и сухих строительных смесей на основе гипсовых вяжущих и в особенности с пигментами. Однако такие смеси имеют ряд недостатков, самый существенный из которых, это малая водостойкость затвердевшего изделия, которая приводит к ограничению использования изделий на основе гипсовых вяжущих во влажной среде [1−4].
Не высокая водостойкость гипса объясняется его растворимостью в воде и высокой капиллярной пористостью получаемого материала.
К настоящему времени разработано несколько методов повышения водостойкости изделий на основе гипсового вяжущего, некоторые из которых приведены в таблице 2.
Таблица 2.
Методы повышения водостойкости изделий на основе гипсовых вяжущих.
№п/п. | Способ повышения водостойкости. | Вид воздействия. | Обоснование. | Литерату; ра. | |
Физико-механический. | Прессование Трамбование Вибропрессование Виброваакумирование Механоактивация. | Повышение плотности, снижение В/Ц и пористости, изменение структурообразования. | [2,5,8]. | ||
Химический. | Введениепластификаторов, химических добавок, внутри объёмная гидрофобизация и другие направления. | Повышение плотности, снижение В/Ц и пористости, изменение структурообразования, создание водоотталкивающих пленок в порах. | [7,8,16]. | ||
Импрегнирование. | Применение Полимерных и лакокрасочных покрытий, поверхностная гидрофобизация и нанесение глазури. | Создание барьера между изделием и окружающей средой. | [6,9,15]. | ||
Применение композиционных материалов. | Гипсоцементно-пуццолановые композиции, гипсово-известковые композиции, гипсо-цементные композиции и другие направления. | Изменение структурообразования. | [1,2,8,11−17]. | ||
Для проведения испытаний применялись следующие материалы: гипс Г-5-Б-ЙЙ ГОСТ 125–79 с Н.Г.=51%; гидрофобные покрытия — «Неогард», 136−41 ГОСТ 10 834–64, ГКЖ-11 МРТУ 6−02−271−63, «Аквасил» ТУ 2229−003−60 543 126−2014, Силикор В ТУ2229−006−96 657 532−2013 и влагоизолятор Оптимист ТУ23−16−001−183 411 150−01 с изм.1.
При определении водостойкости материалов определялось водопоглощение материала и коэффициент его размягчения. Для этого изготавливались образцы 4×4×16 см, которые после изготовления и созревании в течение 24 часов подвергались гидрофобизации. Режимы гидрофобизации представлены в табл. 3. После гидрофобизации образцы испытывались на изменение их водопоглощения в течение 144 часов с определением их коэффициента размягчения Кр в эти же сроки.
Водопоглощение по массе определялось по формуле:
Wм= *100, (1).
где mв — масса образца в воде, г.
mс — масса сухого образца, г Коэффициент размягчения определялся по нижеследующей формуле:
Кр =, (2).
где Rв — предел прочности при сжатии образца в воде, МПа.
Rс — предел прочности при сжатии сухого образца, МПа Результаты испытаний представлены в табл.4.
Таблица3.
Параметры импрегнирования.
Nп/п. | Наименование импрегнирующего состава. | Расход материалов, л/м2 | Количество наносимых слоев. | Режим пропитки. | Краевой угол смачивания O, град. | |
«Неогард». | 0,5. | Погружение -15 мин, сушка — 4 часа, повторное погружение — 15 мин, сушка — 24 часа. | ||||
5% р-р 136−41 в толуоле ГОСТ 10 834–64. | 0,5. | Тоже. | ||||
5% р-р ГКЖ-11 МРТУ 6−02−271−63. | 0,5. | Тоже. | ||||
Гидрофобизатор «Аквасил» ТУ2229−003−60 543 126−2014. | 0,5. | Тоже. | ||||
Гидрофобизатор Силикор В ТУ 2229−006−96 657 532−2013. | 0,5. | Тоже. | ||||
Типром К Люкс ТУ222−113−32 478 306−2004. | 0,5. | Тоже. | ||||
Влагоизолятор проникающий Оптимист ТУ23−16−001−18 341 150−01 с изм.1. | 0,5. | Тоже. | ; | |||
Таблица 4.
Водостойкость гипса после поверхностной гидрофобизации.
№п/п. | Наименование импрегнирующего состава. | Номер состава. | Водостойкость. | ||||||
W, % через время, час. | Кр через время, час. | ||||||||
Гипсовый камень с Н.Г.=51%. | 36,5. | 0,35. | 0,3. | 0,25. | |||||
«Неогард». | 0,57. | 0,45. | 0,43. | ||||||
5% р-р 136−41 в толуоле. | 0,5. | 0,41. | 0,28. | ||||||
5% р-р ГКЖ-11. | 0,45. | 0,37. | 0,25. | ||||||
Гидрофобизатор «Аквасил». | 0,55. | 0,41. | 0,37. | ||||||
Гидрофобизатор Силикор В. | 0,54. | 0,44. | 0,41. | ||||||
Типром К Люкс. | 0,57. | 0,44. | 0,39. | ||||||
Влагоизолятор проникающий Оптимист. | 0,38. | 0,33. | 0,26. | ||||||
импрегнирование гипсовый вяжущий гидрофобизация Анализируя результаты проведенных испытаний, следует сделать следующие выводы:
- 1. Импрегнирование гипсовых композитов путем поверхностной гидрофобизации обеспечивают их только кратковременную водонепроницаемость.
- 2. Среди импрегнирующих составов наилучшие результаты показали следующие материалы (в порядке их перечисления) — поверхностная гидрофобизация «Неогард», Силикор В ТУ 2229−006−96 657 532−2013, Типром К Люкс ТУ222−113−32 478 306−2004, гидрофобизатор «Аквасил» ТУ2229−003−60 543 126−2014, 5% р-р в толуоле 136−41 ГОСТ 10 834–64, 5% водный р-р ГКЖ-11 МРТУ 6−02−271−63.
- 3. Следует отметить, что коэффициент размягчения Кр, определяемый за промежуток 24 часа не является достаточно объективным показателем определения водостойкости материала. За 144 часа нахождения гипса с нанесенными гидрофобизационными слоями в воде Кр снизился почти в 2 раза.
- 4. Перспективным направлением в области поверхностной гидрофобизации является создание более эффективных гидрофобизаторов комплексного воздействия на импрегнируемый материал и создание новых технологий по пропитке материала этими материалами.
- 5. При разработке новых гидрофобизирующих материалов необходимо также разработать новый параметр оценивающий степень эффективности импрегнирующих составов.
- 1. Волженский А. В., Стамбулко В. И., Ферронская А. В. Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие, бетоны и изделия. М.: Стройиздат, 1971. 318 с.
- 2. Гипсовые материалы и изделия (производство и применение). Справочник. Под общ. ред. А. Ф. Ферронской. М.: Издательство АСВ, 2004. 488 с.
- 3. Рахимов Р. З., Халиуллин М. И. Состояние и тенденции развития промышленности гипсовых материалов//Строительные материалы, 2010. № 12. С. 44−46.
- 4. Ферронская А. В. Долговечность гипсовых материалов, изделий и конструкций. М.: Стройиздат, 1984. 156 с.
- 5. Михеенков М. А. Прессование как способ повышения водостойкости гипсового вяжущего// Вестник МГСУ, 2009. № 4. С. 158—162.
- 6. Авторские свидетельство SU № 1 636 410 Сысоев А. К., Сысоева Н. А., Минас А. И., Сидина Л. Г., Смелик Г. Г. Композиция для пропитки бетона Заявлено 04.01.88 Опубл. 23.03.91. Бюл. № 11.
- 7. Поторочина С. А., Новикова В. А., Гордина А. Ф. Влияние поликарбоксилилатного пластификатора на технические параметры гипса Вестник науки и образования Северо-Запада России, 2015. т.1, № 3. С.1−6.
- 8. Коровяков В. Ф. Перспективы применения водостойких гипсовых вяжущих в современном строительстве // Материалы Всероссийского семинара «Повышение эффективности производства и применения гипсовых материалов и изделий» М.: РААСН, 2002. С. 51- 56.
- 9. The influences of gypsum water-proofing additive on gypsum crystal growth / J. Li, G. Li, Y. Yu // Materials Letters, 2007. № 61. pp. 872−876.
- 10. Гипсовые материалы и изделия (производство и применение). Справочник. Под общ. ред. А. Ф. Ферронской. М.: Издательство АСВ, 2004, 488 с.
- 11. Гордина А. Ф. Полянских И.С., Токарев Ю. В., Бурьянов А. Ф., Сеньков С. А. Водостойкие гипсовые материалы, модифицированные цементом, микрокремнеземом и наноструктурами // Строительные материалы. 2014, № 6. С. 35−37.
- 12. Patent № 7 473 713. United States. Additives for water-resistant gypsum products. Publication date: 1/6/2009.
- 13. Патент RU 2 408 551 C04B 24/24, C04B 11/00, C04B 18/24 Долгорев В. А. Добавка для гипсовых вяжущих, строительных смесей, растворов и бетонов на их основе. Заявлено 0.6.10. 2009. Опубл. 10.01.2011. Бюл. № 1.
- 14. Шемшура Е. А. К вопросу о применении строительных материалов в дорожно-транспортном комплексе // Инженерный вестник Дона № 4 (часть1), 2012 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4ply2012/1326.
- 15. И. В. Розенкова, А. В. Румянцев Гидрофобизаторы «Неогард» для строительных материалов и конструкций// Строительные материалы 2009. № 6. C. 20−22.
- 16. Садуакасов М. С., Акмалаев К. А. Активация гипсовых вяжущих добавкой суперпластификатора//Известия вузов. Строительство и архитектура, 1990.№ 10. С. 14−16.
- 17. Кондратенко Т. О. Сайбель А.В. Оценка воздействия строительного производства на окружающую среду // Инженерный вестник Дона, 2012, № 4. ч.2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4p2y2012/1298.