Спосіб радіаційно-хімічної гідрофобізації цементного каменю

1. Спосіб гідрофобізації цементного каменю, 3 мих поверхневих шарах. Внаслідок чого, ефективність їх дії не довговічна. Атмосферостійкими та водонепроникними є захисні гідрофобні покриття на бетоні на основі органічних розчинів олігогідридметилсилоксану продукту 136-157М (ГКЖ-94М). Однак являючись олігомером, він сорбує в поверхневих шарах бетону [3], не забезпечуючи модифікації бетону в його об'ємі. Найбільш близьким за суттю до запропонованого, і вибраний за прототип, є спосіб гідрофобізації будівельних матеріалів органічним розчином олігометилфенілсилоксанової смоли [4]. Однак дана композиція забезпечує бетону помірну гідрофобність (крайовий кут змочування) і неглибоко проникає в бетон (1...3 мм). Завданням запропонованого винаходу є розробка нового способу гідрофобізації, що забезпечує одночасне підвищення гідрофобних та міцностних властивостей цементним матеріалам. Поставлене завдання вирішується шляхом поверхневого просочення цементного каменю сумішшю кремнійорганічних мономерів з наступною їх сополімеризацією в об'ємі бетону під дією прискорених електронів. Низька в'язкість мономерів сприяє їх глибокому проникненню в бетон, а наступна радіаційна полімеризація забезпечує бетону гідрофобність та міцність. Радіаційно-хімічні технології привертають увагу завдяки мінімальним енерговитратам, високій швидкості процесів, можливістю проведення реакцій при кімнатній температурі, вилученням з кінцевих продуктів сторонніх домішок (каталізаторів, ініціаторів, продуктів їх розпаду), відсутністю залишкової радіоактивності. Шляхом радіаційної полімеризації мономерів і олігомерів в масі бетону вдається отримати унікальні матеріали [5]. В основу радіаційної технології виготовлення бетоннополімерних матеріалів закладені переважно, акрил-стирольні похідні [6]. В літературі практично відсутні відомості про радіаційну полімеризацію силіконів в бетоні, при їх широкій відомості в якості модифікаторів та гідрофобізаторів цементних матеріалів [2, 3]. Згідно заявленого способу, в якості просочувальних засобів (табл. 1) для цементного каменю використовують суміші мономерів: октаметилциклотетрасилоксан і вінілгептаметилциклотетрасилоксан за ТУ 6-02-1-027-90, відомі в промисловому синтезі силоксанових каучуків. Просочуючу здатність дослідних сумішей оцінюють за величиною їх поглинання цементним каменем. Для цього з цементного тіста нормальної густини В/Ц 0,27 з портландцементу марки 500 тип І (без добавок) виготовляють циліндри висотою та діаметром рівними 22 мм. Твердіння проводять в умовах лабораторії. У віці трьох місяців цементні зразки висушують при температурі 105 °С до постійної маси протягом 24-ох годин. Їх водопоглинання за ДСТУ Б В.2.7-170 складало 17,09% що відповідає їх відкритій поровості. Висушені цемен 93328 4 тні зразки помішують на 24 години в дослідні склади (див. табл. 1). Твердіння мономерів в масі цементного каменю проводять опроміненням на прискорювачі електронів [7] при наступних параметрах: енергія прискорених електронів - 4...5 Мев, щільність струму електронів 200...400 мА/см2, діапазон доз 25...300 кГр. Гідрофобність опромінених зразків оцінюють за крайовим кутом змочування. Для цього на основу цементного циліндру за допомогою мікрошприца наносять краплю води (0,05 см3). Після встановлення рівноваги поверхню з краплею фотографують. За допомогою програмного комплексу AutoCAD на отриманому зображенні краплі будують дотичні та вимірюють крайовий кут. Визначення міцності зразків проводять за ГОСТ 10180-90. Встановлено оптимальний вміст компонентів в гідрофобізуючій суміші (приклади 2-4, табл. 2). В індивідуальному вигляді октаметилциклотетросилоксан (приклад 1) при вивчених умовах утворює олігомерні продукти з низькими фізико-хімічними властивостями. Плівки індивідуального вінілгептаметилциклотетрасилоксану мають невеликий кут змочування (приклад 5, табл. 2). Суміші мономерів (приклади 2-4) мають синергічний характер. Як видно з таблиці 2, запропонований спосіб гідрофобізації цементного каменю значно підвищує крайовий кут змочування матеріалу та зміцнює його. Джерела інформації: 1. Лучко Й.Й., Глагола I.I., Назаревич Б.Л. Методи підвищення корозійної стійкості та довговічності бетонних та залізобетонних конструкцій і споруд. - К.: Каменяр, 1999. - 229 с. 2. Гидрофобизация / А.А. Пащенко, М.Г. Воронков, Л.А. Михайленко и др.. - К.: Наукова думка, 1974. - 240 с. 3. Соболевский М.В., Музовская О.А., Попелева Г.С. Свойства и область применения кремнийорганических продуктов. - М.: Химия, 1975. - 296 с. 4. Патент 75000 Укр., МПК C09D143/04. Склад для захисту будівельного штучного каменю від водопоглинання / Д.Ю. Колесник, С.Д. Прусенко, П.М. Коваль, B.C. Зема, В.В. Кожушко; Заявл.27.12.04; Опубл. 15.02.06. - 3с. 5. Cleland M.R., Parks L.A., Cheng S. Applications for radiation processing of materials // Nuclear instruments and methods in physics research. - 2003. - V. 208. - P. 66-73. 6. Radiation chemistry aspects of polymerization and crosslinking. A review and future environmental trends in 'non-acrylate' chemistry / S. Jonsson, P.E. Sundell, J. Hultgren, D. Sheng, C.E. Hoyle // Progression organic coatings. - 1996. - № 27. - P. 107-122. 7. Радиационная установка с ускорителем электронов ИЯИ НАН Украины / В.И. Сахно, И.В. Вишневский, А.Г. Зелинский и др. // Атомная энергетика. - 2003 - Т. 94. - № 2. - С. 163-166. 5 93328 6 Таблиця 1 Склади просочуючих засобів Компоненти Склад за винаходом / Вміст, мас. % 2 3 4 75 50 25 25 50 75 1 100 октаметилциклотетрасилоксан вінілгептаметилциклотетрасилоксан 5 100 Таблиця 2 Властивості цементних зразків Показник Поглинання цементним каменем просочуючого засобу, % Кут змочування , градус Межа міцності при стисканні Рст, МПа Комп’ютерна верстка А. Крулевський Контрольний зразок (без просочення) Прототип 53 23 Склад за винаходом 1 2 3 4 5 2,61 12,03 10,65 10,25 9,32 7,46 96 25 92 23 118 26 124 31 125 40 94 25 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601