ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2024
Просмотров: 97
Скачиваний: 1
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
добавляют жидкость ГКЖ-94 при соотношении |
по |
весу |
|
1 : |
1 . Полученную смесь помещают в бак с мешалкой, |
дела |
|
ющей 3000 об/мин, и перемешивают в течение 2,5—3 |
час. |
||
до |
получения однородной эмульсии. |
|
|
|
Такой способ приготовления эмульсии требует |
приме |
6 |
937 |
81 |
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],
|
схема которого |
приведена |
на |
Г К Ж - 9 4 |
рис. 3. |
|
|
|
|
|
|
|
Акустический метод получе |
||
|
ния эмульсий имеет ряд суще |
||
|
ственных преимуществ перед ме |
||
|
ханическим: он |
позволяет |
по- |
Жи д к о с т н ы й с в и с т о к
Рис. 3. |
Схема непрерывного Рис. 4. |
Схема многощелевого гидроди |
|
ультразвукового способа по |
намического вибратора. |
||
лучения эмульсии. |
|
|
|
лучить |
тонкие стабильные эмульсии с |
размером частиц |
|
менее |
1 мк без специальных эмульгаторов и стабилизато |
||
ров. Кроме того, ультразвуковой |
способ |
эмульгации обе |
|
спечивает высокую производительность |
установки. |
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».
6 * |
83 |
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
образцов — кубов |
размером 3 x 3 x 3 см, которые хра |
|
нились в |
воде 3, 7 |
и 28 суток. Отношение цемент : песок в |
растворе |
1 : 3 и вода : цемент 0,45. |
Результаты испытания гидрофобного цемента приведе ны в табл. 10.
Таблица 10
|
Влияние добавки |
кремнийорганической жидкости ГКЖ -94 |
|||||||
|
|
|
|
на свойства |
портланд-цемента |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Цемент |
Добавка |
Добавка |
Добавка |
|
|
|
Показатели |
|
0,04% |
0 ,08% |
0,15% |
||
|
|
|
|
без |
жидкости |
жидкости |
жидкости |
||
|
|
|
|
|
|
добавки |
ГКЖ-94 |
ГКЖ-94 |
ГКЖ-94 |
Удельная |
поверхность после |
|
|
|
|
||||
шестичасового помола, см 1/ г |
3250 |
3560 |
3600 |
3650 |
|||||
Рост потерь при |
прокалива- |
|
|
|
|
||||
шш |
цемента |
после 30 |
суток |
|
|
0,7 |
|
||
хранения во влажной среде, % |
2,3 |
1,6 |
0,6 |
||||||
Механическая прочность об- |
|
|
|
|
|||||
разцов из раствора 1 |
: 3, |
к г /с м 1 |
65 |
70 |
83,5 |
125 |
|||
а) |
через |
3 |
с у т о к ................... |
||||||
б) |
» |
7 |
» |
................... |
79 |
88 |
97 |
133 |
|
в) |
» |
28 |
» |
................... |
125 |
137 |
142 |
163 |
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
позволяет |
получить |
качественный гидрофобный цемент |
||
при введении минимальной |
добавки — |
0,04% жидкости |
||
ГКЖ-94. |
Эта добавка |
в 2,5 |
раза меньше |
минимальной до |
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
осуществлено |
при |
|
помощи |
|||
специального автоматическо- |
||||||
го |
дозатора |
конструкции |
||||
Е. В. Ткачева (рис. 5). |
|
|||||
Регулирование |
поступле |
|||||
ния |
жидкости |
в |
мельницу |
|||
осуществляется |
при |
помощи |
||||
специального электромагнит |
||||||
ного |
задатчика |
времени. |
Со |
|||
суд представляет собой ци |
||||||
линдр, |
переходящий |
в |
ко- ' |
|||
нус, |
который |
заканчивается |
||||
стальным фланцем. К этому |
||||||
фланцу привинчивается через |
||||||
резиновую прокладку |
второй |
|||||
фланец, |
соединенный |
с элек |
||||
тромагнитом. |
Цилиндриче |
|||||
ский |
электромагнит |
имеет |
в центре по всей высоте сквозное отверстие диаметром 25 мм. Плоский круглый якорь электромагнита под вешен на трех направляю щих штифтах и имеет ход 12 мм. На якоре закреплена тонкая резиновая прокладка,' которая, когда якорь при тянут, герметически закры вает отверстие в электромаг ните. В верхней части сосу да при помощи четырех пла нок на фланце укреплен верхний электромагнит, ко-
Р и с . 5. |
Сосуд автоматического |
дозатора жидкости ГКЖ -94: |
|
1 — якорь |
электромагнита; 2 — ниж |
ний электромагнит; 3 — сосуд; 4 — ко
жух, предохраняющий от брызг; 5 — обмотка электромагнита; 6 — верхний
электромагнит; 7 — переходный патру бок для подачи ГКЖ-94 в сосуд; 8 — клеммная колодка; 9 — ограничиваю щий контакт уровня.
87
торый перекрывает трубопровод, подводящий гидрофобизирующую жидкость. Конструкция верхнего и нижнего электромагнитов однотипна. К верхнему фланцу привин чивается патрубок, через который гидрофобизирующая жидкость поступает в сосуд. Якори электромагнитов за крыты предохранительными кожухами с целью предохра нения от разбрызгивания жидкости.
Внутри сосуда на заданной высоте устанавливается электрический контакт, определяющий уровень наполне ния сосуда. Путем передвижения контакта можно регу лировать уровень наполнения сосуда, полный объем ко торого 4,5 л.
При помощи автоматического дозатора достигается точ ность дозировки до 0,01 %.
ТЕРМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ ВОДООТТАЛКИВАЮЩИХ. КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ
К важнейшим свойствам кремнииорганических покры тий относится их устойчивость к действию повышенных тем
ператур. Известно, что терме |
|
|
органических по- |
|||||||||
крытий |
не |
превышает |
150°. |
|
|
|
|
|
||||
Кремнийорганические |
|
пок |
|
|
|
|
|
|||||
рытия |
выдерживают |
нагрев |
|
|
|
|
|
|||||
до |
температуры |
250—300°, |
|
|
|
|
|
|||||
а |
кратковременный ■— и до |
|
|
|
|
|
||||||
более |
высоких температур. |
|
|
|
|
|
||||||
|
С. А. Яманов |
[33] |
указы |
|
|
|
|
|
||||
вает, что при температуре |
|
|
|
|
|
|||||||
термообработки |
250—300° |
|
|
|
|
|
||||||
контактный угол практически |
|
|
|
|
|
|||||||
остается |
неизменным и лишь |
|
|
|
|
|
||||||
при температурах свыше 300° |
|
|
|
|
|
|||||||
наблюдается его резкое умень- ■ |
Рис. |
6. |
График |
зависимости |
||||||||
шение. |
графика |
зависимости |
угла |
смачивания |
стекол, обра |
|||||||
|
Из |
ботанных |
парами |
силанхлори- |
||||||||
угла |
смачивания |
стекол, |
дов, от температуры прокалива |
|||||||||
обработанных |
силанхлори- |
|
|
ния: |
|
2 — обра |
||||||
дами, |
от |
температуры |
про |
/ “ Обработка CH sSiH C I2; |
||||||||
ботка |
(CHs)jSiCl; |
3 — обработка |
||||||||||
каливания |
(рис. |
6) |
видно, |
C,H5S iC l,- f (CH,)2SiC l2; |
<— обра |
|||||||
что |
контактный |
угол |
смачи |
ботка |
(CHaJjSIClj; |
5 — обработка |
||||||
C,HBS iC Ia; |
6 — обработка |
CHaSiCla. |