книги из ГПНТБ / Алентьев А.А. Кремнийорганические гидрофобизаторы

а) для покрытия готовых деталей в целях предохране­ ния их от увлажнения при хранении на открытом завод­ ском складе, при транспортировке изделий на строительную

площадку и при укладке их в конструкцию; б) для покрытия наружных поверхностей в целях зна­

чительного уменьшения водопоглощения и на этой основе повышения морозостойкости и теплоизолирующих свойств; в) для предохранения наружной поверхности покры­

тий из ячеистых бетонов от атмосферных осадков.

Для гидрофобизации ячеистых бетонов рекомендуется 129] применять такие кремнийорганические соединения, как этил- и метилсиликонаты натрия (ЭСГ-9 и МСГ-9) и этилгидросилоксановая жидкость ГКЖ-94.

ЭСГ-9 и МСГ-9 должны удовлетворять требованиям тех­ нических условий ТУ МХП М 612—55, а жидкость ГКЖ-94—• ВТУ МХП ЕУ 124—56.

Этил- и метилсиликонаты натрия изготовляет Кусков­ ский химический завод. Они отпускаются в виде водных растворов 20—30"о-ной концентрации. По внешнему ви­ ду — это мутноватые жидкости, которые после осажде­ ния мути становятся прозрачными. Жидкость ГКЖ-94 бесцветна или светло-желтого цвета.

МСГ-9 и ЭСГ-9 применяются для гидрофобизации яче­ истых бетонов в виде водного раствора 2—5%-ной концент­ рации, а ГКЖ-94 — в виде водной эмульсии 20%-ной кон­ центрации.

Для получения эмульсии приготовляют 1%-ный вод­ ный раствор желатины. К полученному раствору желатины

нения эмульгатора и имеет весьма низкую производитель­ ность. Для приготовления эмульсий более высокой концент­ рации без эмульгатора может быть применен высокопро­ изводительный ультразвуковой непрерывный способ [10],

Жи д к о с т н ы й с в и с т о к

В качестве эмульгирующего элемента с успехом может применяться многощелевой вибратор (рис. 4). Струя жид­ кости под большим давлением (8— 12 ати) вытекает из сопла 2 и после столкновения с пластинкой 1 отклоняется в радикальном направлении. Через прорези в трубке 3 жидкость поступает в резонансную камеру, на внешней поверхности которой по окружности расположено большое число вибрирующих стержней 4. /

82

Водный раствор или водную эмульсию заданной кон­ центрации приготовляют простым разбавлением водопро­ водной водой при температуре 18—20°.

Перед испытанием водные растворы гидрофобизаторов во избежание образования осадков необходимо взбалты­ вать.

Изделия перед покрытием ЭСГ-9, МСГ-9 или ГКЖ-94 могут быть как в сухом, так и во влажном состоянии. Поверхность изделий перед гидрофобизацией очищают щеткой или кистью от пыли, грязи, смазки и т. д.

Поверхность ячеистого бетона покрывают гидрофобизаторами при температуре наружного воздуха не ниже 5°.

Гидрофобизирующий раствор или эмульсию наносят на поверхность ячеистого бетона 2—3 раза ровным слоем кис­ тью или пульверизатором.

6. ГИДРОФОБИЗАЦИ Я ПОРТЛАНД-ЦЕМЕНТА КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКОП ЖИДКОСТЬЮ ГК Ж -94

Отношение портланд-цемента к воде во многом противо­ речиво: химическое сродство цемента к воде — необходи­ мое условие, без которого он не мог бы быть вяжущим ве­ ществом, и, вместе с тем, длительное пребывание в воде затвердевшего цемента или действие на порошок цемента влажного воздуха приводит в отдельных случаях к вред­ ным последствиям.

Длительное действие воды на затвердевший цемент приводит к «вымыванию» легкорастворимых гидратов и ангидридных веществ, что приводит к снижению проч­ ности. Кроме того, неопределенность длительного воздей­ ствия воды затрудняет выбор материалов для конструк­ ций или вынуждает принимать большие запасы «химической прочности».

Однако гидрофильность нельзя рассматривать как свой­ ство, необходимое на всех этапах производства и примене­ ния цемента.

Исходя из задачи преодоления противоречий, заложен­ ных в самой природе цемента, М. И. Хигерович и Б. Г. Скрамтаев предложили гидрофобный цемент, который выпускается промышленностью СССР с 1950 г. В качестве гидрофобизаторов были применены органические вещества в следующем количестве: 0,08—0,1% олеиновой кислоты, 0,1—0,12% асидола или 0,2—0,25% мылонафта.

В сравнении с обычным портланд-цементом гидрофоб­ ный имеет те преимущества, что не теряет своей активности при длительном хранении. Искусственный камень из этого цемента после отвердевания также имеет гидрофобные свойства. Кроме того, гидрофобизирующие добавки явля­ ются хорошими интенсификаторами помола.

Авторами была изучена гидрофобизация портланд-це­ мента 127] кремнийорганической жидкостью ГКЖ-94. До­ бавку кремнийорганической жидкости вводили при помоле. При этом пленка кремнийорганического соединения хими­ чески фиксировалась на поверхности частиц клинкера. Водяной пар, который выделяется при частичной дегид­ ратации гипса, вводимого в состав цемента при помоле, активизирует поверхность клинкера в отношении к жид­ кости ГКЖ-94. Активизация заключается в гидратации поверхности клинкера и выделении при этом небольших количеств Са(ОН)2, который взаимодействует с кремнийор­ ганической жидкостью.

—Si—Н

—Si-O v

+ Ca(OH)j -> | >Са + 2Н3.

—Si—о/

i—н

84

Эта реакция и обеспечивает возможность химического закрепления полимера на поверхности размолотого цемен- *► та. При исследовании определялась удельная поверхность 1 цемента без добавки жидкости ГКЖ-94, а также цементов с добавкой кремнийорганической жидкости, вводившейся в количестве 0,04; 0,08 и 0,15% . Потеря активности це­ мента характеризовалась изменением потери при прока­ ливании после 30 суток сохранения в среде с влажностью

70 %.

Влияние жидкости ГКЖ-94 на механическую прочность раствора, полученного из цементов с добавкой ГКЖ-94, исследовалось путем определения прочности на сжатие

Результаты испытания гидрофобного цемента приведе­ ны в табл. 10.

Таблица 10

85

При введении добавки жидкости ГКЖ-94 в количестве 0,04—0,15% удельная поверхность цемента при одинаковых условиях помола увеличивается на 300—400 сл2/г, что объясняется образованием на поверхности клинкера тон­ ких адсорбционных слоев, которые облегчают разрушение кристаллического каркаса при помоле.

. Рост удельной поверхности в свою очередь вызывает увеличение механической прочности образцов, изготовлен­ ных из цемента с добавкой жидкости ГКЖ-94. Кремнийорганическая пленка на поверхности частиц гидрофобизированного цемента защищает его от действия влаги и угле­ кислого газа, что обеспечивает снижение потери активности цемента при длительном хранении.

Сравнение свойств гидрофобного цемента, полученного при введении добавки жидкости ГКЖ-94, с обычным гид­ рофобным цементом с добавкой органических гидрофобизаторов показывает, что цемент, гидрофобизированный кремнийорганической жидкостью, по качеству не уступает лучшим образцам М. И. Хигеровича и Б. Г. Скрамтаева. Высокая гидрофобизирующая способность жидкости ГКЖ-94

зировки органических гидрофобизаторов, необходимой для получения гидрофобного цемента.

Кроме того, высокая стойкость и водоотталкивающая способность кремнийорганических покрытий делает цемент, гидрофобизированный жидкостью ГКЖ-94, пригодным для длительной службы в агрессивных средах.

Кремнийорганическую жидкость ГКЖ-94 для гидрофобизации портланд-цемента вводят в мельницу при помоле клинкера. При этом важнейшую роль играет точность до­ зировки гидрофобизирующей жидкости, что может быть

86

87

температуры 300—350°.

Б. Н. Долгов и М. Г-. Воронков отмечают устойчивость пленок кремнийорганических полимеров на материалах до температуры 300°.

К- А. Андрианов и О. И. Грибанова установили, что при нагреве материалов (керамики) с кремнийорганическим покрытием в течение 20 часов при температуре 150

и200° защитные свойства этого покрытия не изменяются.

Овозможности нагревания изделий с кремнийорганическими покрытиями до температуры свыше 200° указы­ вает также А. П. Крешков [25].

Механизм термической деструкции полимоноорганосилоксанов, к каковым и относятся высокополимерные плен­ ки на основе силанхлоридов, разработан К. А. Андриа­ новым. Он состоит в следующем:

90