Экономическое обоснование эффективности использования для поверхностной гидрофобизации растворов метилсиликоната калия. Исследование гидрофобизации керамического кирпича и цементно-песчаного раствора. Технология гидрофобной защиты плотных материалов.
Аннотация к работе
Разработать экспресс-методики оценки материалов для назначения технологических параметров поверхностной гидрофобизации и оценки долговечности гидрофобной защиты; Предложена классификация капиллярно-пористых неорганических материалов по содержанию в их структуре пор диапазона радиусов 0,1-50 мкм: материалы ячеистой структуры с преимущественным содержанием пор межячейковых перегородок в диапазоне 0,1-1 мкм (I группа) и материалы капиллярно-пористой структуры с преимущественным содержанием пор в диапазоне 0,1-1 мкм (II группа), 1-10 (III группа) и 10-50 мкм (IV группа). Установлено, что при двухстадийной обработке цементных материалов плотной структуры растворами метилсиликоната калия разных концентраций обеспечивается 3-4 кратное увеличение глубины гидрофобизации по сравнению с обработкой раствором одной концентрации, что позволило предложить эффективную технологию гидрофобизации цементных материалов - обработка вначале раствором с меньшей концентрацией (2%), а затем раствором повышенной концентрации (4,5-5%). Теоретические исследования известных физических зависимостей, описывающих процесс проникновения жидкости в поры материала, позволили систематизировать физические характеристики материала и контактирующей с ним жидкости и параметры поровой структуры материала, влияющие на процесс поглощения им жидкости, а также факторы, снижающие водопоглощение при модификации поверхности материала (рис. Изучением кинетики поглощения воды и растворов МСК материалами с преобладающими в микроструктуре порами с размером 0,1-1 мкм при малом объеме капиллярных пор большего радиуса (газобетон и пенокерамика с ?m=800 кг/м3) установлено, что поры этого размера имеют ограниченную способность к капиллярному всасыванию, поэтому скорость проникновения в материал рабочих растворов низкая и не зависит от концентрации МСК (рис.2,а; 3,а).Систематизированы структурные и технологические факторы, влияющие на эффективность гидрофобной защиты неорганических строительных материалов растворами водорастворимых кремнийорганических соединений. Установлено, что из параметров структуры материала наибольшее влияние на глубину гидрофобизации при поверхностной обработке оказывает не только количество, но и распределение по размерам пор в диапазоне радиусов 0,1-50 мкм. Для материалов ячеистой структуры (группа I) и капиллярно-пористых материалов (группа II), характеризующихся высокой долей пор с размером 0,1-1 мкм, эффективная гидрофобная защита обеспечивается в основном за счет создания высокой степени гидрофобности внешней поверхности и крупных поверхностных ячеек и пор при незначительной глубине гидрофобизации. Материалы с преобладающими в структуре порами в диапазоне радиусов 1-10 мкм (группа III) характеризуются более высокой проницаемостью для растворов, поэтому эффективность гидрофобной защиты для них обеспечивается расходом раствора, создающим необходимую глубину гидрофобизации в поверхностных слоях материала, а концентрация раствора определяет степень гидрофобности пор и назначается в зависимости от адсорбционной активности поверхности пор и капилляров. Материалы с преимущественным содержанием пор диапазона 10-50 мкм (группа IV) характеризуются высокой проницаемостью по отношению к растворам гидрофобизатора, поэтому для них эффективность гидрофобной защиты обеспечивается повышенными концентрацией и расходом раствора гидрофобизатора, за счет чего достигается необходимая степень снижения смачиваемости пор на большую глубину слоя.