Носков А.В., Чухланов В.Ю.
РАЗРАБОТКА МОДИФИКАТОРА ДЛЯ ОБЪЕМНОЙ И ПОВЕРХНОСТНОЙ МОДИФИКАЦИИ БЕТОНА
Владимирский государственный университет
This work is about: the properties of the resulting modifier for concrete based on oligopiperilenstyrene and tetraethoxysilane, giving hydrophobic properties of concrete structures, as well as increases their impact resistance, frost resistance and workability.
Keywords: water-repellency treatment, plasticization, the protection of concrete.
Эта работа о: свойствах полученного модификатора для бетона на основе олигопипериленстирола и тетраэтоксисилана, придающий гидрофобные свойства бетонным конструкциям, а так же повышающий их ударную прочность, морозостойкость и удобоукладываемость.
Ключевые слова: гидрофобизация, пластификация, защита бетона.
Целью представленных исследований являлась разработка модификатора с пластифицирующими и гидрофобизирующими свойствами для бетона и железобетона. Данный модификатор предназначен для защиты бетонных конструкций, зданий и сооружений от воздействия различных неблагоприятных факторов, в том числе кислотных дождей, перепадов температур, ультрафиолетового излучения. Кроме того, пластифицирующий эффект позволяет повысить ударную прочность, морозостойкость и улучшить технологические параметры производства бетона.
В качестве исходных компонентов использовался олигопипериленстирол [ОППС] и тетраэтоксисилан [ТЭОС]. Оба продукта выпускаются в промышленном масштабе и имеют сравнительно невысокую стоимость по сравнению с существующими в настоящее время на рынке гидрофобизирующими материалами. Гидрофобизирующую композицию получали простым смешением исходных компонентов.
Вследствие наличия активного альфа-водорода и кратных связей в макромолекуле ОППС и реакционноспособных этокси-групп в молекуле ТЭОС, было сделано предположение о возможности образования химических связей между этими соединениями и образованием нового вещества с необходимыми свойствами.
Проведенные экспериментальные исследования подтвердили сделанные предположения. Так исследования на ИК–спектрофотометре отвержденных полимерных пленок показали наличие полос поглощения в области 700-900 см-1, которые соответствуют колебаниям связи Si-C и не зависят от природы замещающих групп. Кроме того, косвенным подтверждением образования нового соединения является снижение потерь массы композиции при нагревании по сравнению с исходными компонентами.
Так как ТЭОС содержит четыре реакционноспособных этокси-группы, можно предположить образование трехмерной структуры (гель-фракции) в композиции. Для определения наличия гель- фракции был использован аппарат Сокслета для экстракции растворимых линейных фракций. Исследования показали, что сшивка действительно происходит, хотя при комнатной температуре процесс протекает довольно медленно. Так через четыре месяца степень сшивки в композиции составила всего 43 %. С увеличением температуры скорость процесса сшивки резко возрастает.
Модификатор вводился как в виде добавки в количестве 2-4 % от общей массы композиции и путем пропитки готовых образцов.
Исследование адгезионных характеристик защитных покрытий на основе исследуемой композиции проводились по методу отрыва на адгезиметре Константа–А. Результаты испытаний показали, что наибольшие значения предела прочности при отрыве (4,9 МПа) наблюдаются на бетонных образцах. Для других строительных и конструкционных материалов эти значения несколько меньше.
Изучение защитных характеристик проводились на стандартных цементно-песчанных образцах путем погружения в водную эмульсию композиции и последующей их выдержки на воздухе в течение 14 суток. Обработанные таким образом материалы приобретают сильнейшие гидрофобные свойства и устойчивость к воздействию большинства коррозионно-активных веществ. Так при погружении в соляную кислоту незащищенные образцы разрушились уже через 18 часов. Образцы с защитным покрытием в этой же среде за 60 суток теряют в прочности не более 20 %.
Таким образом, результаты исследований показали принципиальную возможность использования исследуемой композиции на основе ОППС и ТЭОС в качестве гидрофобизирующего материала для зданий и сооружений из бетона, железобетона и других строительных материалов.