Гидрофобная защита капиллярно-пористых строительных материалов с использованием электрохимических методов и модифицированных гидрофобизаторов

Дебелова, Наталья Николаевна

Строительные материалы и изделия

автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Гидрофобная защита капиллярно-пористых строительных материалов с использованием электрохимических методов и модифицированных гидрофобизаторов

кандидата технических наук: Дебелова, Наталья Николаевна
город: Томск
год: 2008
специальность ВАК РФ: 05.23.05

Диссертация по строительству на тему «Гидрофобная защита капиллярно-пористых строительных материалов с использованием электрохимических методов и модифицированных гидрофобизаторов»

Автореферат диссертации по теме "Гидрофобная защита капиллярно-пористых строительных материалов с использованием электрохимических методов и модифицированных гидрофобизаторов"

На правах рукописи

OCJ34478 12

Дебелова Наталья Николаевна

ГИДРОФОБНАЯ ЗАЩИТА КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И МОДИФИЦИРОВАННЫХ ГИДРОФОБИЗАТОРОВ

05 23.05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Томск - 2008

О 2 OKT20Q8

003447812

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Томский государственный архитектурно-строительный университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, доцент Горленко Николай Петрович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Верещагин Владимир Иванович

кандидат технических наук Майдуров Владимир Анатольевич

Ведущая организация

ГОУ ВПО «Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет» (Сибстрин)

Защита состоится 17 октября 2008 года в 1600 часов на заседании диссертационного совета Д 212 265 01 при Томском государственном архитектурно-строительном университете по адресу 634003, г. Томск, пл Соляная, 2, корп 5, ауд 307

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского государственного архитектурно-строительного университета

Автореферат разослан /6 СеМГТ'яЗря 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Копаница Н О

Актуальность работы. Защита капиллярно-пористых строительных материалов и изделий на их основе от проникновения влаги является актуальной проблемой как в теоретическом, так и практическом плане В настоящее время ее пытаются решать преимущественно путем применения различного рода синтетических гид-рофобизаторов. Несмотря на широкий выбор гидрофобных материалов, решение проблемы на качественном уровне возможно с использованием комбинированных приемов обработки пористых веществ Одним из таких эффективных способов является сочетание электрохимических и химических методов.

Однако электрохимические технологии при обработке строительных материалов и изделий на их основе не получили широкого развития вследствие протекания сложных и часто не контролируемых процессов переноса частиц в случайно организованной системе пористого материала и относительно высокими затратами электрической энергии. Развитие теоретических представлений об электрокинетических явлениях, в частности, процессов электроосмоса, электрофореза в капиллярно-пористой среде строительных материалов, разработка энергосберегающих технологий, применение модифицированных гидрофобизаторов позволит не только повысить качество защиты строительных материалов и изделий от влаги, но и найти пути снижения экономических затрат

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с планом научных работ Томского государственного архитектурно-строительного университета и межвузовской научно-технической программой «Строительство» (утвержд. ТКНВШ РСФСР, приказ № 252)

Объект исследования - строительные материалы на основе цементных систем с применением модифицированных гидрофобизаторов и электромагнитных полей.

Предмет исследования - процессы объемной и поверхностной гидрофобизации капиллярно-пористых строительных материалов.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач.

1. Выявить закономерности массопереноса влаги и заряженных частиц водных растворов метилсиликоната калия в капиллярно-пористых телах в зависимости от величины приложенного постоянного электрического тока

2 Исследовать процессы интенсификации гидрофобной защиты капиллярно-пористых строительных материалов с использованием комбинированного действия электрического и магнитного полей

3 Разработать способы модифицирования гидрофобных жидкостей на основе метилсиликоната калия и аморфного полиэтилена и исследовать гидрофобные и адгезионные свойства по отношению к цементному камню.

4 Разработать технологические приемы повышения качества гидрофобной защиты капиллярно-пористых строительных материалов с использованием электрических и магнитных полей, гид-рофобизаторов на основе модифицированных композиций метилсиликоната калия и аморфного полиэтилена

5. Обосновать экономическую целесообразность предлагаемых способов защиты от влаги строительных материалов и изделий на их основе

Научная новизна работы заключается в теоретическом и экспериментальном обосновании процесса гидрофобизации капиллярно-пористых строительных материалов на основе цементного вяжущего с использованием электрического и магнитного полей и модифицированных композиций метилсиликоната калия и аморфного полиэтилена При этом установлено следующее

1. Установлено, что процесс массопереноса влаги в капиллярно-пористом цементном камне при наложении внешнего электрического и магнитного полей удовлетворительно описывается преобразованным уравнением Гельмгольца-Смолуховского, учитывающего вклад магнитной составляющей Предложен механизм интенсификации процесса, обусловленный направленным действием силы Лоренца в области диффузионного слоя на границе раздела фаз «жидкость-твердое тело». Это приводит к уменьшению тол-

щины граничного слоя, и как следствие, к увеличению скорости массопереноса частиц.

2. Установлено, что произведение величин электрического сопротивления и динамической вязкости раствора метилсиликоната калия в интервале концентраций 0,5-5,0 % является величиной постоянной, что позволяет проводить экспрессную оценку концентрации и вязкости раствора гидрофобизатора по значению его проводимости.

3 Установлено, что модифицирование водного раствора метилсиликоната калия нитратом железа в концентрации 4-6 % приводит к снижению водопоглощения цементного камня на 6-8 % по сравнению с немодифицированным гидрофобизатором Дополнительный эффект обусловлен образованием малорастворимых гид-роксидных форм железа, что приводит к кольматации пор и капилляров дисперсной системы. Показано, что модифицирование аморфного полиэтилена путем его окисления кислородом воздуха в интервале температурах 160-180 °С позволяет увеличить адгезионную прочность к поверхности цементного камня в среднем на 18-22%

4 Показано, что для объемной защиты цементного камня от проникновения влаги эффективно применять модифицированный метилсиликонат калия с использованием электрического тока, а для поверхностной - аморфный полиэтилен. Комбинирование объемного и поверхностного способа гидрофобизации цементного камня по сравнению с контрольными образцами позволяет уменьшить водо-поглощение, повысить морозостойкость за счет адгезии на поверхности пор и капилляров функциональных групп гидрофобизаторов различной природы

Личный вклад автора состоит в теоретическом обосновании процессов массопереноса влаги в объеме капиллярно-пористых строительных материалах с использованием электромагнитных полей, выборе и модифицировании гидрофобных составов, разработке технологии комбинированной гидрофобной защиты строительных изделий, анализе и обобщении полученных экспериментальных результатов, изложенных в диссертационной работе

На защиту выносятся:

- закономерности электрокинетических явлений в капиллярно-пористых строительных материалах на основе цементных вяжущих систем, в том числе при воздействии магнитного поля

- результаты исследований физико-химических и эксплуатационных свойств модифицированных композиций на основе водорастворимого метилсиликоната калия и аморфного полиэтилена,

- технологические решения по осуществлению комбинированной гидрофобной защиты строительных материалов и изделий на их основе с использованием электрохимических методов и модифицированных гидрофобизаторов

Достоверность результатов основных положений и выводов диссертации обеспечена корректностью методик постановки экспериментов с применением современных физико-химических методов исследования (ИК-спектроскопия, ДТА, РФА, оптическая микроскопия) и статистических методов обработки. Выводы и рекомендации работы подтверждены положительным опытом испытания разработанных составов и технологии гидрофобной защиты строительных материалов.

Практическая значимость и реализация работы.

Разработаны композиции для гидрофобной защиты капиллярно-пористых строительных материалов на основе метилсиликоната калия и аморфного полиэтилена, полученные путем модифицирования их водными растворами неорганических солей и окислением при температуре 160-180 °С соответственно

Разработана технология комбинированной гидрофобной защиты капиллярно-пористых строительных материалов и изделий на их основе, включающая стадии удаления избыточной влаги, введения модифицированного метилсиликоната калия в объем материала с использованием постоянного электрического и магнитного полей, гидрофобизации поверхности модифицированным аморфным полиэтиленом. Показано, что оптимальные условия проведения процесса гидрофобизации в объеме материала соответствуют следующим параметрам напряженность постоянного электрического поля - (60-80) В/м, значение магнитной индукции постоянных магнитов 0,1 Тл, концентрация химической добавки нитрата железа - 6 %

Предложен метод экспрессной оценки динамической вязкости

и концентрации водного раствора метилсиликоната калия, как одних из основных параметров в технологии гидрофобной защиты строительных материалов

Предлагаемые методы защиты строительных изделий от влаги с применением постоянного электрического поля и модифицированных гидрофобных материалов прошли опытно-промышленные испытания с положительным эффектом на ОАО «ПК РИФ», ООО СГ «Талиман» Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе. Апробация работы

Результаты научно-экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на 11 Международном научно - техническом семинаре "Нетрадиционные технологии в строительстве", (Томск, 2001 г), 58-й научно - технической конференции "Исследования в области архитектуры, строительства и охраны окружающей среды", (Самара, 2001 г), X Международной научно - практической конференции "Качество - стратегия XXI века", (Томск, 2005 г.), IX Международная научно - практической конференции "Химия - XXI век «Новые технологии, новые продукты", (Кемерово, 2006 г), V Международном симпозиуме "Контроль и реабилитация окружающей среды", (Томск, 2006 г.); XI11 Международном семинаре «Строительные и отделочные материалы Стандарты XXI века», (Новосибирск-2006 г), XI Международной научно-практической конференции «Качество-стратегия XXI века», (Томск, 2006 г).

Публикации. Содержание диссертационной работы опубликовано в 14 работах, в том числе в 4 журналах, один из которых входит в перечень ВАК, и в одном патенте РФ

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из 6 глав, основных выводов, списка литературы из 133 наименований и приложения Диссертация изложена на 162 страницах машинописного текста, включает 31 таблицу, 33 рисунка СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В первой главе (Современные представления о процессах массопереноса в капиллярно - пористых материалах, анализ методов защиты от влаги строительных материалов) проведен анализ литературных источников, посвященных вопросам электрокинети-

ческих явлений в капиллярно-пористых телах, рассмотрены известные композиции и методы защиты от влаги строительных материалов и изделий на их основе с использованием гидрофобных материалов.

Отмечается, что в литературе недостаточно отражены приемы гидрофобной защиты строительных изделий с применением постоянного электрического тока Это обусловлено тем, что во влажной капиллярно-пористой структуре строительного материала могут осуществляться процессы электрофореза, электроосмоса, возникновения потенциала на границе раздела фаз, потенциала течения, эффекта Дорна и др Совокупность этих явлений значительно затрудняет теоретическое обоснование и прогнозирование развития процессов массопереноса и влаги, и заряженных частиц в случайно организованной структуре изделия Это существенно тормозит практическое применение электрохимических методов Кроме того, приемы использования электрического тока достаточно энергоемки. Однако они позволяют гидрофобизировать не только поверхностный слой изделия, но и его объем, что может существенно повысить качество защиты от проникновения влаги

Наиболее эффективными в части защиты стройматериалов от агрессивного воздействия окружающей среды являются приемы по нанесению покрытия на поверхность изделия с использованием кремнийорганических соединений

По результатам литературного обзора сделаны выводы, суть которых заключается в следующем - исследование процессов и выявление закономерностей массопереноса в капиллярно-пористых строительных материалах в условиях применения электрических полей является недостаточно изученными, - наиболее эффективными гидрофобизаторами являются соединения на основе водорастворимых органосиликатных композиций, - одним из перспективных путей повышения качества защиты строительных материалов от влаги является использование модифицированных гидрофоби-заторов.

Во второй главе {Физико-химические методы исследования, материалы) приводится описание методик, применяемых в исследованиях, а также характеристики использованных материалов

В третьей главе (Электрохимическая обработка влагонапол-ненного капиллярно-пористого строительного материала) представлены теоретические и экспериментальные данные по исследованию электрокинетических явлений в капиллярно-пористых строительных материалах на основе цементных вяжущих систем.

Важной характеристикой при использовании электрического тока является проводимость влагонаполненного капиллярно-пористого тела, которая в композициях на основе цемента по существу носит электролитический характер и обусловлена присутствием преимущественно ионов К+, Ыа+, Са2+, ОН", БОД Кроме того она зависит от водно-солевого состава влаги в объеме изделия и от условий получения строительного материала При этом, следует выделять две составляющие проводимости в системе -ионная, которая зависит от концентрации и типа ионов, температуры, -электронная, обусловленная поверхностными явлениями на границе раздела фаз Попытка выделить одну из составляющих является невозможной, так как неконтролируемые во времени процессы определяют вид и концентрацию свободных ионов

Несмотря на сложность протекающих здесь процессов, их развитие с определенным уровнем приближения можно описать с позиций известных законов электрокинетических явлений. Учитывая особенности структурного и химического строения цементного камня, приняты следующие ограничения для исследуемой системы 1 Слой жидкости, непосредственно прилегающий к поверхности твердой фазы, является неподвижным, в то время как раствор, занимающий объем пор, способен к миграционному или диффузионному перемещению 2 При действии постоянного электрического поля скорость перемещения жидкой фазы не зависит от площади сечения или толщины диафрагмы в цементном камне и после стабилизационного периода является постоянной 3. Поверхность твердой фазы капилляра и диафрагма в цементном камне образуют двойной электрический слой с участием противоионов водной среды Потенциалопределяющими ионами двойного электрического слоя являются отрицательные ионы, преимущественно §\хОуг~, образующиеся при взаимодействии молекул основного по массе компонента цементного камня (оксида кремния) с дисперсионной средой 4 Внутренние диаметры среднестатических пор цементного

камня, диафрагмы капилляра в зрелом возрасте цементного камня значительно превышают размеры двойного электрического слоя и радиусы заряженных частиц

При исследовании процессов переноса влаги на поверхности цементного камня при действии постоянного электрического поля отмечается их перемещение от положительного полюса электрода к отрицательному При этом получены следующие зависимости (рис.

Время, мин

Рис 1 Перемещение границы жидкости на поверхности цементного камня в зависимости от времени обработки и напряжения постоянного электрического тока (Е, В): 1— 80; 2 — 60,3 —40

На представленных кривых условно можно выделить три основных периода1 I - индукционный, при котором визуально не определяется граница раздела влажного и сухого материала Время индукционного периода определяется степенью увлажнения образца, II - кинетический, при котором визуально определяется фронт движения жидкости, скорость которого можно измерить При данных условиях эксперимента кривая на этом участке имеет линейную зависимость; III - стабилизационный, при котором влага концентрируется вокруг катода, в то время как анодное пространство остается сухим.

Направленный перенос жидкости от положительного к отрицательному полюсу электродов можно объяснить протеканием следующих процессов: 1 Так как потенциалопределяющими ионами являются отрицательные частицы (SixOyz"), то движение положительно заряженных противоионов диффузного слоя под действием электрического поля увлекает всю массу жидкости к отрицатель-

ному полюсу 2 Под влиянием внешнего постоянного электрического поля осуществляется миграционный перенос анионов и катионов к соответствующим полюсам параллельно относительно неподвижного слоя потенциалопределяющих ионов Поскольку анионы преимущественно являются частицами с отрицательной гидратацией и, следовательно, не образуют вокруг себя стабильной гид-ратной оболочки, то массоперенос захваченных ими молекул воды в направлении к аноду намного меньше, по сравнению с катионами, имеющими положительное значение энергии гидратации. Эта разница в свойствах вызывает перемещение к катоду большей массы молекул воды, находящейся в объеме капилляра

При наложении внешнего потенциала скорость миграционного перемещения ионов в капиллярах для частиц сферической формы

££0 А<р

можно определить по уравнению электроосмоса' и - ^ ^ ч, (1)

где и - скорость движения заряженной частицы, е - диэлектрическая проницаемость среды, е0 - диэлектрическая проницаемость вакуума, 7 - динамическая вязкость, Аср/А I - напряженность электрического поля, (- электрокинетический потенциал.

Однако, для расчета скорости заряженных частиц по уравнению (1) необходимо определение точного значения С~ потенциала. Принимая во внимание, что до 60 % пор цементного камня сообщаются между собой, скорость массопереноса жидкости с определенным уровнем приближения можно оценить из равенства электрической силы (Еэ), действующей на ионы, и силы вязкого сопротивления

среды. (Етр): =геЕ,!ЕП1р - вкгр-и; где ¿е - заряд иона, г - радиус иона, Е=А(р/Л1 - напряженность электрического поля. Учитывая приведенные выше ограничения, из равенства сил, принимая по порядку величины г = 10"9 м, ц = (10'* - 10"6) м2/с, Е = (10-102) В/м находим следующее выражение для скорости переноса частиц.

Сопоставление теоретических расчетов и данных экспериментов показывает их близкое соответствие Кроме того, на кинетическом участке кривых (рис 1) соблюдается линейная зависимость V от Е Это позволяет утверждать, что развитие протекающих здесь

процессов с определенным уровнем приближения можно описать уравнением (2).

С целью снижения энергозатрат при осуществлении процесса массопереноса жидкости в капиллярно-пористом теле электрохимическим методом в работе исследована возможность интенсификации процесса путем комбинированного внешнего воздействия магнитного и электрического полей

Для этого на поверхность изделия помещали постоянные магниты таким образом, чтобы их силовые линии были направлены перпендикулярно направленному под действием электрического поля миграционного потоку частиц. Механизм интенсификации процесса массопереноса в условиях внешнего воздействия магнитным полем заключается в следующем. Как известно, толщина пленки воды на поверхности диафрагмы цементного камня имеет размеры до 1 мкм, а значение потенциала составляет около 5 мВ Тогда напряженность поля (Ек) в двойном электрическом слое имеет значение не менее 5 х 103 В/м. Заряженная частица, попадая в область ДЭС, ускоряется, приобретая за время / скорость, равную У к = аЕ* ~ / т (3)

На заряженную частицу действует сила Лоренца. Рл - ^еиВ; (4) где т - масса частицы, В - значение магнитной индукции. Как показывают расчеты, действие силы Лоренца является достаточным условием для смещения частиц в тангенциальном направлении по отношению к основному потоку ионов уже при величине магнитной индукции 0,01 Тл Это приводит к уменьшению толщины диффузного слоя и, как следствие, к более быстрому переносу частиц через мембранные перегородки цементного камня При этом скорость массопереноса заряженной частицы в условиях одновременного наложения электрического и магнитного полей может быть рассчитана с учетом уравнений (3) и (4) по формуле

(5)

где ио - скорость заряженнрй частицы в области диффузного слоя.

В четвертой главе (Способы модифицирования метилсилико-ната калия и аморфного полиэтилена) предложены композиции и

способы модифицирования гидрофобных материалов на основе ме-тилсиликоната калия и аморфного полиэтилена, исследованы их физико-химические, гидрофобные и адгезионные свойства.

Исследование физико-химических свойств метисиликоната калия показывает, что сплошность полимеризованной пленки метисиликоната калия на поверхности цементного камня сохраняется от концентраций 4,0-4,5 % и выше В области концентраций (0,5 -5,0) % наблюдается близкий к линейному ход кривых динамической вязкости (ц) и электрического сопротивления {К) раствора (рис 2)

Рис 2 Зависимость динамической вязкости и электрического сопротивления раствора от концентрации метилсиликоната калия

Анализ экспериментальных данных показывает, что произведение значений данных параметров в пределах концентраций (0,5 -5,0 %) является величиной постоянной (Rxq = const) Известно, что значения вязкости и концентрации раствора являются важными параметрами в технологии гидрофобной защиты строительных материалов и эта закономерность может быть использована для экспрессного определения и регулирования количественного состава гидрофобной жидкости.

Модифицирование раствора метилсиликоната калия проводили введением растворов солей Al, Са, Mg, Fe (III) в области концентраций 2-10 % Это повышает проводимость гидрофобной жидкости и, как следствие, приводит к интенсификации процессов переноса частиц при подведении электрического тока Оптимальные результаты получены с добавкой нитрата железа

0 2 4 6

1 2 3 4 5 6

Концентрация, % мае

Применение приема электрохимической пропитки цементного камня раствором метилсиликоната калия в сочетании с введением добавки соли железа увеличивает качество гидрофобной защиты строительного изделия по сравнению с другими исследуемыми солями. Это обусловлено несколькими причинами- 1) - введение соли существенно повышает проводимость раствора и, следовательно, интенсифицируется миграционный перенос заряженных частиц. 2) - в результате увлажнения цементного камня образуется щелочная среда, что приводит к образованию гидроксидов железа (III) Наименьшее значение произведения растворимости из числа исследуемых солей имеет гидроксид Ре+3 (ПР ~ 10"38) Это приводит к дополнительной кольматации пор и к снижению значения водопо-глощения образца Предложенный способ позволяет обеспечить объемную гидрофобизацию капиллярно-пористого материала и усилить его гидрофобную защиту на 6-8 %

Содержание добавки АПЭ, % Содержание добавки АПЭ, %

Рис 3 Условная вязкость (а) и температура каплепадания (б) модифицированного (1) и немодифицированного (2) аморфного полиэтилена, растворенного в минеральном масле, в зависимости от его концентрации

Модифицирование аморфного полиэтилена (АПЭ), являющегося отходом производства при синтезе высокомолекулярного полиэтилена высокого давления, проводили методом барботирования воздуха в реакционную смесь при температурах 120-180 °С Оптимальными являются условия при температуре 180 °С, время окисления 2,0-2,5 часа при постоянном механическом перемешивании смеси. Результаты отдельных физико-химических показателей мо-

дифицированной композиции представлены на рис 3 В качестве растворителя использованы отработанное минеральное масло марки Мг-12.

При модифицировании аморфного полиэтилена обнаруживается увеличение количественного содержания полярных групп: ке-тонных, альдегидных, сложноэфирных. Это подтверждают экспериментальные данные ИК-спектроскопических исследований, где наибольшие изменения пиков поглощения по сравнению с исходными образцами наблюдаются в области 600—1400 см"1 (рис. 4).

Рис. 4 ИК-спектры немодифицированного (а) и модифицированного (б) аморфного полиэтилена

Как видно из результатов экспериментальных данных, окисление исходного аморфного полиэтилена приводит к существенным изменениям физико-химических параметров композиций. Это обусловлено удалением из среды низкокипящих жидких фракций, интенсивным протеканием окислительных процессов, увеличением количества полярных групп и, как следствие, повышаются стойкость композиции к действию окружающей среды и адгезионная прочность к поверхности материала При этом, если концентрация окисленного АПЭ, растворенного в минеральном масле, составляет 8 % и выше, то гидрофобный материал имеет твердую консистенцию.

В работе по значениям силы отрыва от гидрофобизированной поверхности и краевого угла смачивания капли воды в зависимости от времени контакта аморфного полиэтилена с поверхностью

цементного камня рассчитаны некоторые адгезионные характеристики материала (табл 1, рис 5).

Таблица 1 Значения параметров адгезии модифицированного аморфного полиэтилена, растворенного в минеральном масле, к капиллярно-пористым телам в зависимости от его концентрации_

Параметры FoxpXlO' 3 Wo.pXlO"' WKor xl0"z f

Концентрация модифицированного аморфного полиэтилена - 2 % масс

Цементный камень 1,2±0,1 6,78±0,3 11,0±0,4 35,2±0,4 -24,2±0,7

Керамический кирпич 0,2±0,2 1,13±0,2 1,8±0,2 5,5±02 -3,7±0,2

Концентрация модифицированного аморфного полиэтилена - 4 % масс

Цементный камень 4,5±0,2 25,4±0,5 41,2±0,5 132,0±0,9 -90,8±0,7

Керамический кирпич 0,5±0,2 2,8±0,2 4,5±0,2 13,6±0,3 -9,1±0,4

Концентрация модифицированного аморфного полиэтилена - 8 % масс

Цементный камень 8,9±0,3 50,3±0,7 81,6±0,8 261,1±1,4 -179,5±1,1

Керамический кирпич 2,5±0,2 14,1 ±0,5 22,4±0,3 67,9±1,1 -45,5±0,9

Концентрация модифицированного аморфного полиэтилена -100 % масс

Цементный камень 7,6±0,2 42,9±0,8 69,7±0,7 222,9±1,3 -153,2±1,3

Керамический кирпич 1,5±0,2 8,5±0,5 13,4±0,5 40,8±0,4 -27,4±0,б

Примечание Fomp = та - сила отрыва, Н, Womp = Fomp hiS - адгези-

2 п/ г V1 — / 2

онная прочность, Дж/м , iVM. = готр--- - работа адгезии, Дж/м ,

Каг = /(' + cos 0), - работа когезии, Дж/м2, / = WM! - Жтг - коэффициент растекания капли, Дж/м2, h - толщина пленки, м, S - площадь поверхности пленки, м2, b - ширина пленки, м, © - угол смачивания, градус

Анализ полученных экспериментальных результатов показывает, что оптимальная концентрация окисленного аморфного полиэтилена, растворенного в минеральном масле, составляет 8 % При этой концентрации адгезионная прочность является максимальной, энергия поверхностного натяжения имеет значение около 0,0029

Дж/м2, водопоглощение - 278 г/м2хсут, коэффициент диффузии по порядку величины - (10"14-10"15) м/с2, а адгезионная прочность окисленного по сравнению с неокисленным аморфным полиэтиленом увеличивается на 25 - 30 %.

Рис. 5. Смачивание поверхности водой с нанесенной пленкой окисленного АПЭ (1) и свободной поверхности образца цементного камня (2): (а) - 0 мин, (б) - 60 минут

Отрицательное значение коэффициента растекания капли указывает на взаимодействие пленки аморфного полиэтилена с поверхностью подложки. Причем с увеличением времени контакта когезионные процессы нарастают (рис. 6).

Рис. 6. Изменение краевых углов смачивания капли воды по отношению к окисленному АПЭ (1) и по отношению к поверхности цементного камня (2) после удаления пленки в зависи-20 зо 40 50 60 мости от времени ее контак-Время, мин та с поверхностью

Как видно из рисунка 6, в результате адгезионного взаимодействия на поверхности аморфного полиэтилена наблюдается уменьшение краевого угла смачивания по отношению к капле воды, что является следствием увеличения его полярности в результате процессов адсорбции и диффузии, и свидетельствует о наличии коге-зионного отрыва.

Увеличение краевого угла смачивания на поверхности бетона в зависимости от времени контакта с поверхностью свидетельствует о росте количества оставшегося на поверхности полимера и изме-

нении соотношения между когезионным и адгезионным отрывом. Проявление когезии визуально наблюдается как частичное нахождение части аморфного полиэтилена на поверхности цементного камня, что подтверждается данными табл. 2

Таблица 2 Соотношение адгезионного и когезионного отрыва пленки модифицированного аморфного полиэтилена от субстрата (поверхность цементного камня) и от адгезива (поверхность полимерной пленки) в зависимости от времени контакта пленки с поверхностью

Время, мин 1 10 20 40 60 1440

Процент площади отрыва пленки от поверхности цементного камня

Адгезионного 92 84 72 64 52 26

Когезионного 6 10 16 23 29 44

по субстрату

Когезионного 2 6 12 13 19 30

по адгезиву

В пятой главе (Технология гидрофобной защиты капиллярно-пористых материалов с использованием электрохимических методов и модифицированных гидрофобизаторов) приведены примеры технологических решений по осуществлению комбинированной гидрофобной защиты строительных материалов Так как геометрические параметры пор и капилляров, согласно уравнению Гельм-гольца - Смолуховского, не влияют на скорость электроосмоса, то технология гидрофобной защиты с использованием электрохимических методов применима для широкого ряда строительных материалов

Метод комбинированной гидрофобной защиты ограждающих конструкций на основе капиллярно-пористых строительных материалов включает следующие стадии

1 Предварительное удаление избыточной влаги. Метод используется при содержании влаги более 30 % Для этого в теле капиллярно-пористого материала, имеющего постоянный контакт с влагой, выполняют под углом 30 - 45° отверстия диаметром 0,5 -1,0 см, отстоящие друг от друга на расстоянии 40-50 см, и располагают постоянные магниты как показано на рис 7 В отверстия помещают электроды из сетчатой упругой фольги и подают на-

пряжение 30-40 В. Избыточная влага удаляется из катодного пространства.

Рис. 7. Схема расположения электродов и постоянных магнитов в строительном изделии: 1-строительное изделие, 2 — катоды, 3 — аноды, 4—постоянные магниты

2. Объемная гидрофобизация материала раствором модифицированного метилсиликоната калия. Рекомендуется использовать для строительных материалов, находящихся в постоянном контакте с водой. Для этого полость анодного пространства заполняют раствором гидрофобной жидкости, и подается напряжение электрического тока 40-60 В.

3. Гидрофобизация поверхности модифицированным аморфным полиэтиленом. Для этого композицию с концентрацией 8 % нагревают до 80-90 °С и покрывают поверхность капиллярно-пористого материала известными методами. Так как коэффициент диффузии гидрофобизатора имеет небольшие значения, то увеличение когезионного взаимодействия с материалами на основе цементных вяжущих, по нашему мнению, обусловлено преимущественно заполнением гидрофобным материалом больших по размерам пор, каналов и микротрещин образцов. Этот процесс осуществляется достаточно интенсивно, и со временем наблюдается «оголе-

Рис. 8. Поверхность цементного камня после 10 суток нанесения окисленного аморфного полиэтилена толщиной 0,5 мм. Темные участки - покрытые гидрофобной пленкой, светлые - свободные от нее. Увеличение *150

ние» выступов поверхности (рис.8).

Поэтому целесообразно повторно наносить слой защитного материала Это приводит к повышению эффективности гидрофобной защиты на 20-30 %

Комбинирование афильных по своей природе исследуемых гид-рофобизаторов в сочетании с объемной и поверхностной обработкой строительных материалов позволяет повысить эффективность гидрофобной защиты и их эксплуатационные характеристики Так, по сравнению с обработкой объема модифицированным метилси-ликонатом калия (МСК) водопоглощение снижается на 25-30 %, адгезионная прочность и морозостойкость повышается на 8-12 % и 20-25 % соответственно Сравнительная оценка отдельных показателей гидрофобизированного цементного камня по сравнению с контрольными образцами представлена в табл 3

Таблица 3 Характеристики гидрофобизированного цементного камня в зависимости от способов обработки__

Вид обработки Время испытания образцов Относительное изменение морозостойкости при испытании образцов на прочность при сжатии

1 мин 20 мин 24 часа

Водопоглощение (г/м2>сутки)

Контрольный образец 2650 3411 3411 1

Обработка поверхности ОАПЭ 54 74 278 1,21

Обработка объема ^модифицированным МСК 41 56 186 1,26

Обработка объема модифицированным МСК 39 52 171 1,35

Комбинированный метод 21 32 121 1,46

При этом более высокая долговечность модифицированных композиций обеспечивается для метилсиликоната - объемным заполнением пор и капилляров изделия на глубину не менее 0,15 м, для аморфного полиэтилена - предварительным окислением исходного продукта, низким значением температуры стеклования (около -80 °С)

Во всех рассмотренных случаях при организации гидрофобной защиты материалов важным является степень закрепления гидро-

фобизатора на поверхности пор и капилляров Механизм закрепления функциональных групп отвечает принципам химии привитых поверхностных соединений и правилу полярности фаз П.А. Ребин-дера.

В шестой главе (Экономический эффект от применения модифицированных метилсиликоната калия и аморфного полиэтилена) приведен расчет экономического эффекта от применения комбинированного метода гидрофобной защиты модифицированными метилсиликоната калия и аморфного полиэтилена на примере бетона Показано, что на обработку 1 м3 объема капиллярно-пористого строительного материала метилсиликонатом калия с использованием электрохимических методов затраты составляют 19,5 руб , при обработке поверхности изделия модифицированным аморфным полиэтиленом - 1,2 руб Экономический эффект от использования комбинированной технологии гидрофобной защиты составил 28,52 руб. по сравнению с гидрофобизатором «Пента-820» По сравнению с другими традиционными гидрофобизаторами экономический эффект имеет сопоставимые значения Достоинством предложенного метода являются возможность его применения при любой степени влажности капиллярно-пористых строительных материалов и достижение качества защиты изделий от влаги путем объемной обработки материала

В диссертационной работе также проведена оценка экономической эффективности и обоснования выбора варианта проектных решений при гидрофобизации строительных материалов

Основные выводы

1 Разработанный метод гидрофобной защиты капиллярно-пористых строительных материалов и изделий на их основе с использованием электрического поля, введения модифицированных метилсиликоната калия позволяет обеспечить гидрофобную защиту в объеме строительного материала При этом оптимальная концентрация метилсиликоната калия составляет 4,5 - 5,0 %

2 Показано, что скорость переноса заряженных частиц в цементном камне с определенным уровнем приближения может быть рассчитана по уравнению и=геЕ/6щг Это позволяет проводить оценку скорости массопереноса частиц при заданных параметрах

напряженности электрического поля в капиллярно-пористом теле, не проводя прямого измерения и вычисления значения электрокинетического потенциала

3 Комбинированное применение постоянных электрического (с напряженностью от 10 В/м) и магнитного (с величиной магнитной индукции от 0,01 Тл) полей позволяет интенсифицировать процессы массопереноса заряженных частиц гидрофобной жидкости На основе расчетных и экспериментальных данных показано, что на границе раздела фаз «жидкость-твердое тело» действие силы Лоренца является достаточным условием для осуществления направленного тангенциального движения частиц в области диффузного слоя Это приводит к уменьшению его толщины, и как следствие, к усилению процессов массопереноса, распределению частиц гидрофобизатора в объеме капиллярно-пористого тела Интенсификация процесса может быть описана модифицированным уравнением Гельмгольца-Смолуховского

4 Регулировать процессы массопереноса в капиллярно-пористых телах можно путем изменения напряженности электрического поля, наложения силовых линий магнитного поля перпендикулярно миграционному движению заряженных частиц, При этом оптимальными параметрами являются напряженность электрического поля (60-80) В/м, величина магнитной индукции на поверхности постоянных магнитов-0,1 Тл

5 Модифицирование метилсиликоната калия раствором соли железа с концентрацией 6 % и использование постоянного электрического тока повышают гидрофобную защиту капиллярно-пористых материалов в среднем на 6-8 % Эффективность процесса обусловлена объемной пропиткой материала, дополнительной кольматацией пор в результате образования твердой фазы гидро-ксида железа (III) и увеличением проводимости гидрофобной жидкости

6. Модифицирование аморфного полиэтилена осуществляют путем температурной обработки смеси при 160-180 °С в течение 22,5 часов при постоянном перемешивании смеси, введения минерального масла Это приводит к повышению эксплуатационных свойств композиции и позволяет использовать модифицированную композицию для обеспечения гидрофобной защиты поверхности

материалов Рекомендуемая концентрация окисленного аморфного полиэтилена в минеральном масле составляет 8 % При этой концентрации получены следующие параметры гидрофобной композиции: кинематическая вязкость - 39,3 сСт, температура каплепа-дания - 110 °С, адгезионная прочность - 86х10~3 Дж/м2, работа ко-гезии - 261 х10"2 Дж/м2, энергия поверхностного натяжения - 0,0029 Дж/м2, коэффициент диффузии - 10"14-10"15 м/с2, водопоглощение цементного камня -278 1/м2хсут

7. Предложенный метод оценки значений динамической вязкости и концентрации раствора метилеиликоната калия по величине его проводимости в диапазоне концентраций 0,5-5,0 % позволяет экспрессно определять и регулировать количественной состав гидрофобной жидкости.

8 Разработанные способы комбинированной гидрофобизации объема и поверхности цементного камня по сравнению с обработкой объема метилсиликонатом калия позволяют снизить водопоглощение на 30-35 %, повысить морозостойкость на 8-15 %, увеличить долговечность изделия.

9 Показано, что на обработку 1 м3 объема изделия (на примере бетона) метилсиликонатом калия с использованием электрохимических методов затраты составляют 19,5 руб При обработке поверхности изделия модифицированным аморфным полиэтиленом - 1,2 руб Предлагаемая технология гидрофобной защиты прошла опытно-промышленную апробацию и является эффективной для зданий и сооружений с высокой степенью влажности.

Основные положения диссертации представлены в публикациях:

1 Горл си kd, Н П Активация жидюста затюрения цементных композиций магнитным и электрическим полями / Н П Горленко, Ю С Саркисов, АЛ Еремина, H.H. Дебелова //Вестник ТГУ Бюллетень оперативной научной информации «Влияние физических полей на физико-химические свойства веществ- 2006 -№6 - С 62-78

2 Дебелова, H.H. Гидрофобная защита капиллярно-пористых материалов с использованием постоянного электрического тока / H.H. Дебелова //ВестникТГАСУ,2006 -№1 -С -68-73

3 Дебелова, H.H. Оценка рисков инвестиционного проекта /H.H. Дебелова, Е Н Завьялова, А Е Щэивозубова // Вестник ТГА СУ, 2004 -№1 -С 234-237

4 Дебелова, H.H. Кинетическая зависимость проводимости цемента на ранних стадиях твердения /H.H. Дебелова, И И Подшивалов // Вестник ТГАСУ,2002 -№ 1 -С 129-131

5 Дебелова, НЛ. Применение эпейрофореза при реконструкции и восстановлении эксплуатационной пригодности строительных конструкций из капиллярно -пористого материала/H.H. Дебелова,И И. Подшивалов // Материалы Второго Международного научно - технического семинара - "Нетрадиционные технологии в строительстве" -Томск ТГАСУ,2001.-С.418 -419

6. Дебелова, Н.Н Применение элестрофореза при восстановлении эксплуатационной пригодности строительных конструкций из капиллярно - пористого материала / H.H. Дебелова //Тезисы докладов областной 58-й н^ч-но-технической конференции "Исследования в области архитеетуры, строительства и охраныокружающей среды" -Самара,2001 -С 310-311

7. Дебелова, H.H. Повышение качества гидрофобной защиты строительных зданий / Н Н. Дебелова / Материалы X Международной научно -практической конференции "Качество - стратегия XXI века" - Томск ТПУ, 2005 -С 148-149

8 Дебелова, Н. Н Модифицирование аморфного полиэтилена / Н. Н. Дебелова // Материалы IX Международной научно - практической ышфе-ренцияи "Химия - XXI век Новые технологии, новые продукты" - Кемерово КемПУ,-2006 -С 333 -335

9 Дебелова, Н. Н. Композиции на основе аморфного полиэтилена для гидрофобной защиты строительных материалов /Н. Н. Дебелова //V Мевду-народный симпозиум "Контроль и реабилитация окружающей среды" -Томск, 2006 - С 197.

10 Дебелова, Н.Н Интенсификация процессов гидрофобной защиты строительных материалов /Н. Н. Дебелова // Труды XI11 Международного семинара «Строительные и отделочные материалы Стандарты XXI века» -Новосибирск,-2006 -Т 1.-С-73-75.

11 Дебелова, Н.Н Интенсификация процессов переноса влаги в бетоне в условиях воздействия электромагнитных полей / H.H. Дебелова // Труды III Междун конференции «Перспективы развитая фундаментальных нау к» Томск, -2006 - С 92-94

12 Дебелова, H.H. Гидрофобная защита строительных материалов с использованием электрохимических методов / Н.Н Дебелова, НЛ Горлениэ //Материалы XI Международной научно-практической конференции «Качество-стратеги я XXI века» -Томск, 2006.- С 104-108

13 Патент РФ № 2231603, МП К Е 04 В 1/64 Споооб защиты строительных материалов и конструкций от воздействия влаги / H.H. Дебелова, НЛ Горденю,ИИ Подшивалов,ЮС Саркиоов -Опубл вБИЗ 18от27 06 04

14 Завьялова, Е Н Проблема ветхого аварийного жилья г Томска / ЕН Завьялова, H.H. Дебелова // Сб научных трудов «Проблемы управления рыночной экономикой», вып 8 - Томск, 2007 - С 277 - 279.

Дебелова Наталья Николаевна

АВТОРЕФЕРАТ

Изд Лиц № 1253 от 31.10 97 г

Подписано в печать 11 09 08 г. Формат 60x84 1/16

Бумага офсет Гарнитура Тайме Уел-печ л 1,1. Уч-изд л 1,0.

Тираж 100 экз. Заказ

Изд-во ГОУ ВПО «ТГАСУ», 634003, г Томск, пл Соляная,2 Отпечатано с оригинал-макета автора в ООП ГОУ ВПО «ТГАСУ» 634003, г Томск, ул Партизанская, 15

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Дебелова, Наталья Николаевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ НА ИХ ОСНОВЕ ОТ ВЛАГИ.

1.1. Физические методы восстановления эксплуатационной пригодности капиллярно - пористых строительных материалов

1.2. Электрохимические методы восстановления эксплуатационной пригодности капиллярно-пористых строительных материалов

1.2.1.Электрокинетические явления в капиллярно-пористых строительных материалах.

1.2.1.1. Электроосмос.

1.2.1.2. Электрофорез.

1.2.1.3. Потенциал течения и эффект Дорна.

1.2.2. Поверхностное натяжение жидкости.

1.2.3. Интенсификация процессов массопереноса в капиллярно-пористых материалах при комбинированном воздействии электрического и магнитного полей.

1.3. Химические методы восстановления эксплуатационной пригодности капиллярно-пористых строительных материалов.

Краткое обобщение.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Характеристика сырьевых материалов.

2.2. Методы исследования.

2.2.1. Метод определения условной вязкости.

2.2.2. Метод определения температуры каплепадения

2.2.3. Метод определения адгезионной прочности пленок

2.2.4. Метод определения влажности.

2.2.5. Метод определения водопоглощения.

2.2.5.1.Метод определения водопоглощения при капиллярном подсосе

2.2.6. Метод определения морозостойкости.

2.2.7. Метод определения краевого угла смачивания поверхности

2.2.8. Методы статистической обработки результатов исследований

2.3. Аппаратура.

ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ

ВЛАГОНАПОЛНЕННЫХ КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ

МАТЕРИАЛОВ.

3.1. Проводимость цементного камня в зависимости от условий его формирования.

3.2. Закономерности процессов перемещения влаги в цементном камне в зависимости от параметров электрического поля

3.3. Интенсификация процессов переноса влаги в цементном камне в условиях воздействия электрических и магнитных полей

Выводы.

ГЛАВА 4. ЗАЩИТА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ОТ ВЛАГИ ГИДРОФОБНЫМИ ЖИДКОСТЯМИ.

4.1. Гидрофобная защита капиллярно-пористых строительных материалов водорастворимым метилсиликонатом калия.

4.1.1. Проводимость метилсиликоната калия в зависимости от концентрации раствора.

4.1.2. Физико-химические свойства продуктов полимеризации метилсиликоната калия.

4.1.2.1. Ик-спектроскопический анализ.

4.1.1.2. Рентгенофазрвый анализ.

4.1.2.3. Дериватографический анализ.

4.1.1.4. Микроскристаллоскопический анализ.

4.1.1.5. Эмиссионный спектральный анализ.

4.1.3. Деструктивные процессы полимеризованной пленки метилсиликоната калия.

4.2. Модифицирование раствора метилсиликоната калия

4.3. Гидрофобная защита капиллярно-пористых строительных материалов аморфным полиэтиленом.

4.2.1. Физико-химические свойства модифицированного аморфного полиэтилена.

4.2.1.1. ИК-спектроскопический анализ.

4.2.1.2. Визкозиметрический анализ.

4.2.1.3. Адгезионная прочность модифицированного аморфного полиэтилена.

Выводы.

ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИЯ ГИДРОФОБНОЙ ЗАЩИТЫ КАПИЛЛЯРНО- ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ.

5.1. Технология гидрофобной защиты капиллярно-пористых строительных материалов с использованием электрохимических методов и модифицированного метилсиликоната калия.

5.2. Технология гидрофобной защиты капиллярно пористых строительных материалов с использованием модифицированного аморфного полиэтилена.

Выводы.

ГЛАВА 6. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ

МОДИФИЦИРОВАННЫХ МЕТИЛСИЛИКОНАТА

КАЛИЯ И АМОРФНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА.

6.1. Расчет показателя экономического эффекта.

Введение 2008 год, диссертация по строительству, Дебелова, Наталья Николаевна

Актуальность работы. Защита капиллярно-пористых строительных материалов и изделий на их основе от проникновения влаги является актуальной проблемой как в теоретическом, так и практическом плане. В настоящее время ее пытаются решать преимущественно путем применения различного рода синтетических гидрофобизаторов. Несмотря на широкий выбор гидрофобных материалов в настоящее время, решение проблемы на качественном уровне возможно с использованием комбинированных приемов обработки пористых веществ. Одним из таких эффективных способов является сочетание электрохимических и химических методов.

Электрохимические технологии при обработке строительных материалов и изделий на их основе не получили широкого развития. Это обусловлено, с одной стороны, протеканием сложных и часто не контролируемых процессов переноса частиц в случайно организованной системе пористого материала, а с другой — относительно высокими затратами электрической энергии. Развитие теоретических представлений об электрокинетических явлениях, в частности, процессов электроосмоса, электрофореза в капиллярно-пористой среде строительных материалов, разработка энергосберегающих технологий, применение модифицированных гидрофобизаторов позволит не только повысить качество защиты строительных материалов и изделий от влаги, но и найти пути снижения экономических затрат.

Объект исследования — строительные материалы на основе цементных систем с применением модифицированных гидрофобизаторов и электромагнитных полей для повышения качества защиты капиллярно-пористых материалов от влаги.

Предмет исследования - процессы объемной и поверхностной гидро-фобизации капиллярно-пористых строительных материалов.

Цель работы заключается в разработке составов и технологии гидрофобной защиты капиллярно-пористых строительных материалов путем модифицирования композиций на основе водного раствора метилсиликоната калия и аморфного полиэтилена с использованием электрохимических методов, теоретическом и экспериментальном обосновании процессов объемной и поверхностной обработки капиллярно-пористых тел.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

1. Выявить закономерности массопереноса влаги и заряженных частиц водных растворов метилсиликоната калия в капиллярно-пористых телах в зависимости от параметров приложенного постоянного электрического тока.

2. Исследовать процессы интенсификации гидрофобной защиты капиллярно-пористых строительных материалов с использованием комбинированного действия электрического и магнитного полей.

3. Разработать способы модифицирования гидрофобных жидкостей на основе метилсиликоната калия и аморфного полиэтилена и исследовать гидрофобные и адгезионные свойства по отношению к цементному камню.

4. Разработать технологические приемы повышения качества гидрофобной защиты капиллярно-пористых строительных материалов с использованием электрических и магнитных полей, гидрофобизаторов на основе модифицированных композиций метилсиликоната калия и аморфного полиэтилена.

5. Обосновать экономическую целесообразность предлагаемых способов защиты от влаги строительных материалов и изделий на их основе.

Научная новизна работы заключается в теоретическом и экспериментальном обосновании процесса гидрофобизации капиллярно-пористых строительных материалов на основе цементного вяжущего с использованием электрического и магнитного полей и модифицированных композиций метилсиликоната калия и аморфного полиэтилена. При этом установлено следующее:

1. Установлено, что процесс переноса влаги в капиллярно-пористом цементном камне при наложении внешнего электрического и магнитного полей удовлетворительно описывается преобразованным уравнением Гельм-гольца-Смолуховского, учитывающего вклад магнитной составляющей. Предложен механизм интенсификации процесса, обусловленный направленным действием силы Лоренца в области диффузионного слоя на границе раздела фаз «жидкость-твердое тело». Это приводит к уменьшению толщины граничного слоя, и как следствие, к увеличению скорости массопереноса частиц.

2. Установлено, что произведение величин электрического сопротивления и динамической вязкости раствора метилсиликоната калия в интервале концентраций 0,5-5,0 % . является величиной постоянной, что позволяет проводить экспрессную оценку вязкости раствора гидрофобизатора по значению его проводимости.

3. Установлено, что модифицирование водного раствора метилсиликоната калия нитратом железа в концентрации 4-6 % приводит к снижению водопоглощения цементного камня на 6-8 % по сравнению с ^модифицированным гидрофобизатором. Дополнительный эффект обусловлен образованием малорастворимых гидроксидных форм железа, что приводит к кольма-тации пор и капилляров дисперсной системы. Показано, что модифицирование аморфного полиэтилена путем его окисления кислородом воздуха в интервале температурах 160-180 °С позволяет увеличить адгезионную прочность к поверхности цементного камня в среднем на 18-22 %.

4. Показано, что для объемной защиты цементного камня от проникновения влаги эффективно применять модифицированный метилсиликонат калия с использованием электрического тока, а для поверхностной - аморфный полиэтилен. Комбинирование объемного и поверхностного способа гидро-фобизации цементного камня по сравнению с контрольными образцами позволяет уменьшить водопоглощение, повысить морозостойкость за счет адгезии на поверхности пор и капилляров функциональных групп гидрофоби-заторов различной природы.

На защиту выносятся:

- закономерности электрокинетических явлений в капиллярно-пористых строительных материалах на основе цементных вяжущих систем; результаты исследований физико-химических и эксплуатационных свойств модифицированных композиций на основе водорастворимого метилсиликоната калия и аморфного полиэтилена;

Практическая значимость и реализация работы.

Предложена технология комбинированной гидрофобной защиты капиллярно-пористых строительных материалов и изделий на их основе, включающая стадии удаления избыточной влаги, введения модифицированного метилсиликоната калия в объем материала с использованием постоянного электрического и магнитного полей, гидрофобизации поверхности модифицированным аморфным полиэтиленом. Показано, что оптимальные условия проведения процесса гидрофобизации в объеме материала соответствуют следующим параметрам: напряженность постоянного электрического поля -(60-80) В/м; значение магнитной индукции постоянных магнитов 0,1 Тл; концентрация химической добавки нитрата железа - 6 % .

Предложен метод экспрессной оценки динамической вязкости и концентрации водного раствора метилсиликоната калия, как одних из основных параметров в технологии гидрофобной защиты строительных материалов.

Апробация работы

Результаты научно-экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на 11 Международном научно — техническом семинаре "Нетрадиционные технологии в строительстве", (Томск, 2001г.); 58-й научно — технической конференции "Исследования в области архитектуры, строительства и охраны окружающей среды", (Самара, 2001г.); X Международной научно практической конференции "Качество - стратегия XXI века", (Томск, 2005 г.); IX Международная научно - практической конференции "Химия — XXI век: «Новые технологии, новые продукты", (Кемерово, 2006 г.); V Международном симпозиуме "Контроль и реабилитация окружающей среды", (Томск, 2006 г.); XI11 Международном семинаре «Строительные и отделочные материалы. Стандарты XXI века», (Новосибирск - 2006 г.); XI Международной научно-практической конференции «Качество-стратегия XXI века», (Томск, 2006 г.).

Публикации. Содержание диссертационной работы опубликовано в 14 научных публикациях, в том числе в 4 журналах, входящих в перечень ВАК, 1 патенте РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из 6 глав, основных выводов, списка литературы из 133 наименований и приложения. Диссертация изложена на 162 страницах машинописного текста, включает 31 таблицу, 33 рисунка.

1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ НА ИХ ОСНОВЕ ОТ ВЛАГИ

Гидрофобная защита капиллярно-пористых строительных изделий является частью общей системы защиты строительных конструкций. Несмотря на наличие в литературных источниках большого количества сведений по вопросам защиты от влаги строительных конструкций, отсутствует ясный регулирующий механизм, который предписывает, какие методы обработки в каких случаях и при каких условиях должны быть применены, и как должна быть оценена эффективность работы применяемых методов.

Способы гидрофобной защиты должны быть принципиально ориентированы на объективную необходимость эффективности их проведения. Поэтому перед планированием строительных или реконструкционных мероприятий необходимо проведение диагностических работ системного анализа по выявлению причин, которые обусловили то или иное состояние строительного сооружения. На их основе должны быть предложены такие мероприятия, которые позволят устранить истинные причины разрушения, а не только симптомы разрушения.

Для правильного выбора метода необходимо проведение так называемых первичных и вторичных мероприятий, которые между собой сильно различаются. Под первичными мероприятиями следует понимать те, которые преследуют цель оборудовать сооружение дополнительными конструкциями, пресекающими проникновение влаги извне. К ним относятся: вертикальные и горизонтальные гидроизоляционные покрытия, пропитки и уплотнения, которые могут быть произведены различными способами на основе известных принципов [1-17].

Под вторичными мероприятиями подразумеваются те, которые связаны с использованием строительных приемов, например, различные виды штука-турок, красочные покрытия, водоотводы и т. д.

Следует отметить, что применение способов гидрофобной защиты только поверхности зданий и строительных конструкций не приводит к высокой эффективности, т. к. при этом не прекращается поступление новых порций влаги.

На данный момент существует два распространенных способа защиты сооружений от влаги: гидроизоляция и гидрофобизация. Первый осуществляется с помощью нанесения на поверхность материала водонепроницаемого слоя или пропитки строительных материалов вяжущим веществом. Путем гидроизоляции проводят герметизацию и антикоррозийную защиту сооружений. Недостатком данного способа является то, что гидроизолирующий слой перекрывает поры, то есть материал перестает дышать. К тому же рано или поздно на нем возникают трещины, приводящие к разрушению. Гидрофобизация - процесс пропитки конструкции специальными составами, в результате которого проникновение влаги внутрь материала блокируется. Такие составы образуют тончайшие пленки или мономолекулярные слои на стенках капилляров, прекращающие доступ молекул воды внутрь. Гидрофобизирую-щее вещество плотно удерживается в материале и со временем не вымывается. Толщина пропитки составляет от 1 до 5 мм. Гидрофобизатор наносят на пористые, способные впитывать влагу материалы. К ним относят бетон, цементно-известковые и цементно-песчаные изделия, керамзитобетон, кирпич, асбест, шлакоблоки, известняковые блоки, различные виды черепицы, гипсо-картон, шифер, искусственный камень, дерево и др. Существует множество технологий нанесения раствора, которые подбирают исходя из характеристик обрабатываемого материала. Среди них полив, окунание, распыление или нанесение кистью. Перед началом работы поверхность очищают от грязи и пыли и высушивают. Нанесение должно происходить при температуре не ниже 7 ОС. Композицию следует класть равномерно, сверху вниз и исключать пропуски и подтеки. После дождя гидрофобизацию проводить не рекомендуют. Недостатком такого способа является то, что изделие необходимо высушивать после обработки.

Первые гидрофобизаторы для ограждающих конструкций появились в строительстве около 40 лет назад. В основном это были кремнийорганиче-ские жидкости на основе полигидросилоксана, этилсиликоната натрия, метилсиликоната натрия. Они создают барьерный слой, который защищает конструкции от воздействия воды и агрессивных сред. В большинстве случаев гидрофобные материалы не закрывают трещин, поэтому гидрофббизация конструкций, в которых под воздействием внешних нагрузок трещины раскрываются и закрываются, может быть нецелесообразной. С течением времени вода может вымывать гидрофобные композиции, поэтому с определённым интервалом (обычно через 2-4 года) необходимо восстанавливать водоотталкивающие свойства материала. Гидрофобизацию не рекомендуют проводить на конструкциях, поверхность которых в процессе эксплуатации может истираться под действием механических сил, так как гидрофобные материалы имеют небольшую глубину проникновения. Гидрофобизация может быть либо поверхностной, либо объёмной. Поэтому выделяют гидрофобные материалы для поверхностного использования и для применения инъектиро-ванием. Поверхностную гидрофобизацию проводят на конструкции детали распылением, валиком или кистью. Объёмную гидрофобизацию - методом инъекции в шпуры: в стенах почти на всю их толщину сверлят в шахматном порядке слегка наклонные шпуры, в которые под давлением заливают гидрофобный материал. Общепризнано, что второй способ гидрофобной защиты наиболее эффективен, так как долговечность и качество водоотталкивающих покрытий в большей мере зависит от глубины впитывания гидрофобизатора. Свои свойства обработанные гидрофобизаторами материалы сохраняют в течение 10-15 лет при поверхностной обработке, а при объёмной - в течение всего срока службы здания или конструкции. Объемную гидрофобизацию можно осуществлять и путем введения гидрофобизатора на стадии изготовления строительного материала. При этом допустимая концентрация добавки не должна превышать 0,6 % масс. Однако эти условия не обеспечивают качественной гидрофобной защиты материала и нарушают его свойства.

Следует отметить, что процессы переноса электролита в ограждающих конструкциях могут длиться десятилетиями, что приводит к существенным изменениям их структуры. Принимая во внимание многообразие условий существования строительных конструкций, проблемы движения влаги в них являются чисто эмпирическими. Известен целый ряд исследований на отдельных объектах, которые описывают состояние увлажнения соответст вующих строительных сооружений, которые имеют преимущественно статистическое описание. Лишь в настоящее время предпринимаются попытки математического моделирования движения влаги во всей ее сложности. Однако их можно считать приближенными, так как, с одной стороны, выбираются идеальные исходные условия, а с другой стороны, не учитываются некоторые важные факторы, такие, например, как присутствие в воде растворимых солей. Эта проблема является с недавнего времени одной из задач исследований строительной физики и химии строительных материалов.

Следует отметить, что теоретические представления о движении влаги в капиллярно-пористых материалах не настолько развиты, чтобы применять их в практике строительства и реставрации. Особенно тщательно должны быть изучены, на наш взгляд, проблемы перемещения растворимых ионов к границам раздела фаз строительных материалов. Корректное описание перемещения влаги и оценке ее влияния на строительно-технические сооружения из капиллярно-пористых тел рассмотрены, например в [11], где предложены следующие критерии относительно разрушенных влажностью строительных кладок.

1. В кирпичной кладке могут транспортироваться повышенные количества влаги, если в прилегающей к фундаменту области наблюдается избыточное количество влаги и при этом отсутствует необходимая гидроизоляция.

2. Влаговпитывающая способность швов кладки доминирует и определяет влаговпитывающую способность всей кладки в целом.

3. Широкие швы кладки способствуют вертикально направленному транспорту влаги.

4. Кирпичные кладки могут достигать в нижних областях 100-процентного влагонасыщения, которое с увеличением высоты может очень резко уменьшиться.

5. Поврежденные влагой кладки имеют очень высокую степень влагонасыщения (доходящую до 100 %) и до высоты 40-70 см над уровнем местности.

6. Слои внутренней и внешней штукатурок приводят, как правило, к отрицательному воздействию на процессы испарения влаги из стены.

7. Выпадение осадков (например, ливни) приводят к интенсивным повышениям влагосодержания в кладках, тогда как в обратном направлении этот процесс протекает очень медленно.

8. Концентрации солей на поверхности кладки и близко к поверхности расположенных областях увеличивают способность влагопоглощения за счет впитывания солями влаги из воздуха.

Заключение диссертация на тему "Гидрофобная защита капиллярно-пористых строительных материалов с использованием электрохимических методов и модифицированных гидрофобизаторов"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработанный метод комбинированной гидрофобной защиты капиллярно-пористых строительных материалов и изделий на их основе с использованием электрического поля, введения модифицированных метилсиликоната калия позволяет обеспечить гидрофобную защиту в объеме строительного материала. При этом оптимальная концентрация метилсиликоната калия составляет 4,5-5,0 % масс.

2. Показано, что скорость переноса заряженных частиц в цементном камне с определенным уровнем приближения может быть рассчитана по уравнению: U=zeE/6izr\r. Это позволяет проводить оценку скорости массопе-реноса частиц при заданных параметрах напряженности электрического поля в капиллярно-пористом теле без учета величины электрокинетического потенциала.

3. Комбинированное применение постоянных электрического (с напряженностью от 10 В/м) и магнитного (с величиной магнитной индукции от 0,01 Тл) полей позволяет интенсифицировать процессы массопереноса заряженных частиц гидрофобной жидкости. На основе расчетных и экспериментальных данных показано, что на границе раздела фаз «жидкость-твердое тело» действие силы Лоренца является достаточным условием для осуществления направленного тангенциального движения частиц в области диффузного слоя. Это приводит к уменьшению его толщины, и как следствие, к усилению процессов массопереноса, распределению частиц гидрофобизатора в объеме капиллярно-пористого тела. Интенсификация процесса может быть описана модифицированным уравнением Гельмгольца-Смолуховского.

4. Регулировать процессы массопереноса в капиллярно-пористых телах можно путем изменения напряженности электрического поля, наложения силовых линий магнитного поля перпендикулярно миграционному движению заряженных частиц, При этом оптимальными параметрами являются: напряженность электрического поля (60-80) В/м, величина магнитной индукции на поверхности постоянных магнитов - 0,1 Тл.

5. Модифицирование метилсиликоната калия раствором соли железа с концентрацией 6 % и использование постоянного электрического тока повышает гидрофобную защиту капиллярно-пористых материалов в среднем на 6-8 %. Эффективность процесса обусловлена объемной пропиткой материала, дополнительной кольматацией пор в результате образования твердой фазы гидроксида железа (III) и увеличением проводимости гидрофобной жидкости.

6. Модифицирование аморфного полиэтилена осуществляют путем температурной обработки смеси при 160-180 °С в течение 2-2,5 часов при постоянном перемешивании смеси, введения минерального масла. Это приводит к повышению эксплуатационных свойств композиции и позволяет использовать модифицированную композицию для обеспечения гидрофобной защиты поверхности материалов. Рекомендуемая концентрация окисленного аморфного полиэтилена в минеральном масле составляет 8 %. При этой концентрации получены следующие параметры гидрофобной композиции: кинематическая вязкость - 39,3 сСт, температура каплепадания - 110 °С, адге

3 2 л о зионная прочность - 86x10" Дж/м , работа когезии - 261 х 10" Дж/м", энергия поверхностного натяжения - 0,0029 Дж/м2, коэффициент диффузии - 10"14iff Л

10" м/с , водопоглощение цементного камня -278 г/м~хсутки.

7. Предложенный метод оценки значений динамической вязкости и концентрации раствора метилсиликоната калия по величине его проводимости в диапазоне концентраций 0,5-5,0 % позволяет экспрессно определять и регулировать количественной состав гидрофобной жидкости.

8. Разработанные способы комбинированной гидрофобизации объема и поверхности цементного камня по сравнению с обработкой объема метилсиликоната калия позволяют снизить водопоглощение на 30-35 %, повысить морозостойкость на 8-15 %, увеличить долговечность изделия.

9. Показано, что на обработку 1 м объема изделия (на примере бетона) метилсиликонатом калия с использованием электрохимических методов затраты составляют 19,5 руб. При обработке поверхности изделия модифицированным аморфным полиэтиленом - 1,2 руб. Предлагаемая технология гидрофобной защиты является эффективной для зданий и сооружений с высокой степенью влажности.

Библиография Дебелова, Наталья Николаевна, диссертация по теме Строительные материалы и изделия

1. Гальперина М.К. Изменение пористой структуры фасадных плиток при их испытании на морозостойкость //Тр. Ин-та НИИ стройкерамики.-1985.-Вып. 56.-С. 71-82.

2. Лыков А.В. Явление переноса в капиллярно- пористых телах. М: Гостеориздат, 1954. - 214 с.

3. Беркман А.С., Мельникова И.Т. Структура и морозостойкость стеновых материалов. Л.: Госстройиздат, 1962. - 248 с.

4. Ребиндер П.А., Фукс Г.И. Успехи коллоидной химии. М.: Наука. -1973.-267 с.

5. Чернышов Е.М., Акулова И.И., Жерелина Е.А. Фактор потенциала региональной сырьевой базы в проблеме оптимизации производства строительных материалов // Проблемы и перспективы архитектуры и строительства. Томск: ТГАСУ, 2003. - С. 17-20.

6. Крыленко В.А., Власов Д.Ю., Дашко Р.Э., Старцев С.А. Проблемы сохранения жилой и производственной инфраструктуры городов от биоразрушения // Инфрострой, 2003. № 5. - С. 3-13.

7. Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы. М.: Строй-издат, 1986.-688 с.

8. Амелина Е.А., Щукин Е.Д. Изучение некоторых закономерностей формирования контактов в пористых дисперсных структурах // Коллоидный журнал, 1970. Т.32. - №6. - С. 795 - 799.

9. Экспресс-информация // Строительство и архитектура. Сводный том. Вып. 3. М.: 2001. - С. 22 - 23.

10. Ратинов В.Б. Добавки в бетон /В.Б. Ратинов, Е.И. Розенберг. М.: Стройиздат, 1989. - 186 с.

11. Рамачадран B.C. Добавки к бетонам: Справочное пособие /B.C. Ра-мачадран, Р.Ф. Фельдман, М. Коллепарди и др. / /Под ред. B.C. Рамачадрана.-М.: Стройиздат, 1988 575 с.

12. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны / В.Г. Батраков. М.: Стройиздат, 1990. - 400 с.

13. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны, Теория и практика. 2-е изд. -М.: Стройиздат, 1998. 768 с.

14. Технологический регламент на применение гидроизоляционных материалов проникающего действия системы ПЕНЕТРОН. М. СРО «РСПППГ», 2006. 40 с.

15. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. М.: Химия, 1988. - 464 с.

16. Григоров О.Н. Электрокинетические явления. Изд-во ЛГУ, 1973. — 168 с.

17. Григоров О.Н., Фридрихсберг Д.А. Электроповерхностные явления в дисперсных системах. М: Наука, 1972. 192 с.

18. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Л.: Химия, 1974. -352 с.

19. Карбаинов С.Н., Пикула Н.П., Анисимова А.С. и др. Поверхностные явления и дисперсные системы. Уч. пособие. Томск, 2005. — 126 с.

20. Debye P., Huckel E. //Phys. Z. 1923. - V. 24. - P. 305э

21. Debye P., Huckel E. //Phys. Z. 1924. - V. 25. - P. 204.

22. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. M., 1959. 699 с.

23. Михайлов Ю.А. Тепло-и массоперенос в магнитном поле //Магнитная гидродинамика, 1969. -№ 1. С. 3 - 10.

24. Блум Э.Я., Лисовская С.И., Кулис Б.П. Влияние магнитного поля на интенсивность массообмена в системах с электрохимическими реакциями //Изв. АН Латв. ССР. Сер. физ. и техн. наук, 1967 № 6. - С. 54 - 62.

25. Левин Б.В. О стабилизирующем влиянии продолбного магнитного поляна неоднородные турбулентные иечения в электропроводящей жидкости // Магнитная гидродинамика, 1965. № 2. - С. 3-10.

26. Блум Э.Я., Михайлов Ю.А., Озолс Р.Я. Тепло- и массообмен в магнитном поле. — Рига: Зинатне, 1980. — 355 с.

27. Блум Э.Я., Озолс Р.Я., Федин Ф.Г. Влияние неоднородного магнитного поля на тепло- и массообмен в паромагнитных растворах // Магнитная гидродинамика, 1972. № 4. - С. 7-18.

28. Бондаренко Н.Ф., Гак Е.З., Комаров Г.П. Кинетические явления в электролитах в капиллярно-пористых системах под действием магнитогид-родинамического давления // Журнал технической физики, 1972. — Т.42. — № 2. С.442 - 446.

29. Брук О.Б. Исследование возможности интенсификации гетерогенных внешнедиффузионных процессов с помощью магнитного поля // Труды НИИ горно-хим. Сырья, 1982. № 57. - С. 63 - 67.

30. Гак Е.З. Гидродинамические эффекты в водных средах в электрических и магнитных полях // Инженерно-физический журнал, 1982. Т.43. -№1. - С. 140-143.

31. Гак Е.З. К вопросу о магнитогидродинамическом эффекте в сильных электролитах//Электрохимия, 1967. — Т. 3. — № 1. —С. 89-91.

32. Гак Е.З. Магнитокинетические явления в водных растворах электролитов (обзор). Л., 1976.-12 с. //Деп. В ВИНИТИ 10 дек. 1975. -№ 3511- 75.

33. Гак Е.З. О магнитокинетических эффектах в жидкости в неоднородных магнитных полях // Журнал технической физики, 1971. Т. 41. - № 8. С.1758-1761.

34. Гак Е.З., Комаров Г.П. Стационарные течения в электролитах в низкочастотных магнитных полях // Журнал технической физики, 1971. № 9. — С. 1996-1998.

35. Гак Е.З., Крылов B.C. Особенности массо- и электро- переноса в тонких слоях электролита в магнитных полях // Журнал технической физики, 1985. Т. 21. - Вып. 4. - С. 563-567.

36. Гак Е.З., Рик Г.Р. О влиянии постоянных магнитных полей на кинетическое движение ионов в водных растворах сильных электролитов // ДАН СССР, 1967. Т. 175. - № 4. - С. 856-858.

37. Гак Е.З., Рохинсон Э.Х. Применение магнитного поля для управления скоростью электродных процессов // Электронная обработка материалов, 1973. № 4. - С.75 - 77.

38. Гак Е.З., Рохинсон Э.Х., Бондаренко Н.Ф. Особенности изменения кинетики электродных процессов в электролитах в постоянных магнитных полях // Электрохимия, 1975. Т.П. - Вып. 4. - С. 528-534.

39. Мицюк Б.М. Влияние магнитного поля на кинетику растворения гидрогелей поликремневой кислоты в воде //Журнал коллоидной химии, 1974. Т. 36. - Вып. 5. - С. 984-986.

40. Мямлин В.А. Движение жидкости в электрическом и магнитном полях//Электрохимия, 1973.-Т. 9. Вып. 12. — С. 1812-1814.

41. Ньюмен Дж. Электрохимические системы. М.: Мир, 1977. 463 с.

42. Озолс Р.Я. Феноменологические законы тепло- массопереноса в растворе электролита во внешнем магнитном поле // Магнитная гидродинамика, 1972. № 4. - С. 3-13.

43. Пехтелева Н.И.,Смирнов А.Г. Гидродинамика электролита при электрохимических процессах в прямоугольной ванне с плоскими электродами в постоянном магнитном поле // Магнитная гидродинамика, 1965. — №2.-С. 79-91.

44. Рохинсон Э.Х., Гак Е.З., Бондаренко Н.Ф. Изменение кинетики гетерогенных процессов в магнитных полях (на примере электродных процессов) // Сб. трудов по агрономической физике, 1973. № 2. — С. 59-62.

45. Скрипачев В.В., Михалев Ю.Г., Исаева J1.A., Поляков П.В. О массо-переносе в магнитном поле у вертикального электрода // Электрохимия, 1983 -Т. 19.-№ 1.-С. 30-35.

46. Штерн А.Г. Возможности воздействия на пограничный слой скрещенными электрическим и магнитным полями // Магнитная гидродинамика, 1970.-№3.-С. 124- 128.

47. O'Brien K.N., Santhanam K.S.V. Magnetic field on the growth of the diffusion layer at vertical electrodes during electrodeposition // J. Electrochem. Soc, 1982.-V. 129.-№6.-P. 1266-1268.

48. Dumarque P., Humean P., Penot F. Les equation de la diffusion en presence d'une induction magnetique application a la mesure de vitesse local dans un electrolyte // Electrohim. Acta, 1973. V. 18. - P. 447-458.

49. Fahidy T.Z. Hydrodynamic models in magnetoelectrolyss // Electrochem. Acta, 1973.-V. 18.-№8.-P. 607-611.

50. Fahidy T.Z. Magnetoelectrolysis / /J. Appl. Electrochemistry, 1983 V. 13.-№5.-P. 552-563.

51. Kulkaruni B.B., Santhanam K.S.V. Magnetic fiels effect on the electrochemical reduction of metal ions // J. trans. Saest, 1976. — V. 11. — № 1. P. 89-98.

52. Olivier Alain, Tronel-Peyros Emmanuel, Laforgue Kantzer Denise. Etud magnetothermoelectrique des solutios aquenses d'electrolytes // C.r. Academ. Sci., 1972.-V. 274.-№ 19.-P. 1609-1612.

53. Petin N., Higerotisch E. A study of the setting process of cement paste by an electrical conductivity method // Journal of General of the USSR, 1932. V. 2. -P. 614-629.

54. Кремнийорганические продукты, выпускаемые в СССР. Каталог / Составители: О.А. Музовская, С.Р. Нанушьян, E.JI. Минскер, Г.С. Попелева, Е.К. Федорова. Черкассы: НИИТЭХИМ. - 1983. - 71 с.

55. Харитонов Н.П. и др. Кремнийорганические соединения и материалы для повышения долговечности бетона. Л.: Наука, 1982. — 189 с.

56. Органосиликатные и кремнеорганические материалы в практике строительных, противокоррозионных, защитно-декоративных, ремонтных и реставрационных работ: Материалы научно-практической конференции /Под ред. Кротикова. — Л., 1991. 76 с.

57. Гидрофобизирующие кремнийорганические жидкости. М.: Химия, 1967.-7 с.

58. Борисов С,Н., Воронков М.Г., Лукевиц ЭЛ. Кремнийэлементо-органические соединения. Производные неорганогенов. Л.: Химия, 1966. - 544 с.

59. Воронков М.Г, Милешкевич В.Т., Южелевский Ю.А. Силиконовая связь. Новосибирск: Наука, 1976- 413 с.

60. Рекомендации по гидрофобной защите внутренних поверхностей ограждающих конструкций сельскохозяйственных зданий с повышенной влажностью внутреннего воздуха кремний органическими соединениями. -Новосибирск: «Сибгипросельхозстрой», 1972. — 22 с.

61. Технические рекомендации по применению гидрофобизи-руюших составов. / Тр. 107-00 Правительство Москвы. Комплекс архитектуры строительства, развития и реконструкции города Москвы 2001. - 34 с

62. Кремнийорганические продукты, выпускаемые в СССР / Каталог -справочник. М.: Химия, 1975. - 89 с.

63. Lenti D., ViscaM. EP 337313. C1C04 В 41/48. 1989.

64. Strepparola E., Caporiccio G. EP 215,492 C1C04 В 41/48. 1991.

65. Takaai Т., Sato Sh., Kinami H. JP 05,320,178/93,320,178 C1C07 F 7/18 -1993.

66. Kawarada Ya, ShimadaK. JP 05,117,283/93,117,283. 1993.

67. Kind V.A. and Zhuraler V. F. Electrical conductivity of hardened Portland cement // Tsement. V. 5. - № 9. - 1937. - P. 21 - 26.

68. Dorsch К. E. The hardening and corrosion of cement IV // Cement and cement manufacture, 1933. - V. 6. - № 4. - P. 131 - 142.

69. Mishelsen S. Beitrag zur Bindezeitbestimmung // Zement, 1933. Vol. 22.- №3.- P. 457 - 461.

70. Вершинина С.С. Применение кремний органических соединений в строительстве. М.: 1989. - 62 с.

71. Гидрофобизирующие кремнийорганические жидкости. М.: Химия, 1967.-7 с.

72. Органосиликатные материалы, их свойства и опыт применения: / Материалы краткосрочного семинара. JL: 1977. 113 с.

73. Химия и практическое применение кремнийорганических соединений: Тезисы докл. 7-го Совещания / под. ред. В.О. Рейхсфельл. Л.: Наука, 1988.-181 с.

74. Орентлихер JLIL, Логанина В.И. Расчет надежности защитно-декоративных покрытий наружных ограждений // Строительные материалы, 1986-№10. 1986. -С. ЗО.

75. Иоости Х.Ф., Карасев К.И., Крейс У.И., Сивитски И.Б. Эффективность влагозащитных покрытий на конструкциях из ячеистых бетонов // Строительные материалы, 1969. -№ 10. С. 28-29.

76. Михалко Е.С. Методы испытаний защитно-декоративных покрытий фасадной поверхности панелей из ячеистого бетона // Строительные материалы, 1969. № 3. - С. 35-37.

77. Синявский В.В. Материалы для гидроизоляции и гидрофобизации сооружений // Строительные материалы, оборудование, технологии 21 века, 2003.-№6.-С. 22-23.

78. Мисников О.С., Пухова О.В., Белугин Д.Ю., Ашеульников П.Ф. Гид-рофобизация сухих строительных смесей добавками из органических биогенных материалов // Строительные материалы, 2004. — № 10. С. 2-4.

79. Савилова Г.Л. Гидроизоляция зданий и сооружений материалами «БИРСС» // Строительные материалы, 2003. № 7. - С. 32-34.

80. Покровская Е.Н., Котенева И.В. Гидрофобизация древесных материалов фосфор- и кремнийорганическими соединениями // Строительные материалы, 2003. -№ 5. С. 40-41.

81. Демидов И.В. Использование водоотталкивающих пропиток при производстве и применении керамического кирпича // Строительные материалы, -2007.-№2.-С. 69-70.

82. ГОСТ 10178-85 (СТ СЭВ 5683-86). Портландцемент и шлакопорт-ландцемент. Технические условия. — М.: Изд-во стандартов, 1985 — 7 с.

83. ГОСТ 7025-91. Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости / Госстрой России. М.: 1991. - 17 с.

84. ГОСТ 6258-85*. Нефтепродукты. Метод определения условной вязкости. — М: Изд-во Стандартов, 1985. 6 с.

85. ГОСТ 6793-74*. Нефтепродукты. Метод определения температуры каплепадения -М.: Изд-во стандартов, 1974. 5 с.

86. ГОСТ 28574-90 (СТ СВ 6319-88). Защита от коррозии в строительстве конструкции бетонные и железобетонные. Методы испытаний адгезии защитных покрытий. М.: Изд-во стандартов, 1980. - 8 с.

87. ГОСТ 12730.0-78 ГОСТ 12730.5-78. Бетоны Методы определения плотности, влажности, водопоглощения пористости и водонепроницаемости.

88. ГОСТ 10060.4-95. Структурно-механический метод ускоренного определения морозостойкости. М.: Минстрой России, ГУП ЦПП, 1997. - 19 с.

89. Гранковский И.Г. Структурообразование в минеральных вяжущих системах. Киев: Наукова думка, 1984. - 300 с.

90. Ахвердов И.Н. Основы физики бетона. М.: Стройиздат, 1981. — 464 с.

91. Капранов В.В. Твердение вяжущих веществ и изделий на их основе. — Челябинск, Южно-Уральское кн. изд-во, 1976. — 189 с.

92. Petin N., Higerovitsch Е. A study of the setting process of cement paste by an electrical conductivity method // Journal of General of the USSR, 1932. V. 2. -P. 614-629.

93. Дебелова H. H., Подшивалов И. И. Кинетическая зависимость проводимости цемента на ранних стадиях твердения / Вестник ТГАСУ, 2002. № 1. -С. 129-131.

94. Новожилов Ю. Н. Осушение стен с помощью электроосмоса // Промышленная энергетика, 2003. N 6. - С. 23-26.

95. Романовский С.Г., Волосян Л.Я. Тепло- и массообмен в процессе термической обработки высокопрочного бетона в электромагнитном поле тока промышленной частоты. В кн. Строительная теплофизика. М.: Энергия, 1966.-С. 6-20.

96. Романовский С.Г. Тепло- и массоперенос в капиллярно-пористых материалах при сушке в электромагнитном поле / Инженерно-физический журнал, 1965. Т. IX. -№ 4. - 496 с.

97. Самойлов О.Я. Структура водных растворов электролитов и гидратация ионов. М.: АН СССР, 1987. 182 с.

98. Дебелова Н.Н. Гидрофобная защита капиллярно-пористых материалов с использованием постоянного электрического тока // Вестник ТГАСУ, 2006.-№ 1.-С-68-73.

99. Дебелова Н.Н. Интенсификация процессов гидрофобной защиты строительных материалов / Н. Н. Дебелова // Труды XI11 Международного семинара «Строительные и отделочные материалы. Стандарты XXI века». -Новосибирск, 2006. Т. 1. - С - 73-75.

100. Дебелова Н.Н. Интенсификация процессов переноса влаги в бетоне в условиях воздействия электромагнитных полей / Н. Н. Дебелова // Труды 111 Междун. конференции «Перспективы развития фундаментальных наук. Томск, 2006. С. 92-94.

101. Дебелова Н.Н. Гидрофобная защита строительных материалов с использованием электрохимических методов / Н.Н Дебелова, Н.П. Горленко //Материалы XI Международной научно-практической конференции «Качество-стратегия XXI века». Томск, 2006. - С. 104—108.

102. Патент РФ № 2231603, МПК Е 04В 1/64. Способ защиты строительных материалов и конструкций от воздействия влаги / Н. Н. Дебелова, Н. П. Горленко, И. И. Подшивалов, Ю. С. Саркисов. Опубл. в БИ № 18 от 27.06.04.

103. Патент № 2117434, МКИ A 23L 1/025. Устройство для обработки веществ в магнитном поле /Б.И. Лаптев, В.Х. Даммер, Н.П. Горленко, В.Ф. Хританков, Ю.И. Цыганок. Опубл. в БИ № 23, от 21.12.98.

104. Ершова С.Г. Обеспечение эффективной гидрофобной защиты неорганических строительных материалов. Автореферат дисс. канд. техн. наук, Новосибирск, 2006. 20 с.

105. Пентин Ю.А. Физические методы исследования в химии. М., 1987. 246 с.

106. Казицина Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ- ИК- и ЯМР -спектроскопии в органической химии. М.: Высшая школа. 1971. 252 с.

107. Эляшберг М.Е., Серов В.В. Молекулярный спектральный анализ и ЭВМ. М., 1980.-343 с.

108. Кросс А. Введение в практическую инфракрасную спектроскопию / Пер. с англ. канд. хим. наук. Ю. А. Пентина. М., 1961. - 110 с.

109. Дебелова Н.Н. Повышение качества гидрофобной защиты строительных зданий / Н.Н. Дебелова // Материалы X Международной научно -практической конференции "Качество стратегия XXI века". - Томск: ТПУ. -2005.-С. 148-149.

110. Дебелова Н. Н. Модифицирование аморфного полиэтилена / Н. Н Дебелова // Материалы IX Международная научно практическая конференция "Химия - XXI век: Новые технологии, новые продукты". — Кемерово: КемПУ, 2006. - С. 333-335.

111. Дебелова Н. Н. Композиции на основе аморфного полиэтилена для гидрофобной защиты строительных материалов / Н. Н. Дебелова // V Международный симпозиум "Контроль и реабилитация окружающей среды". -Томск, 2006.-С. 197.

112. Пащенко А.А., Воронков М.Г., Михайленко Л.А. Гидрофобизация. Киев: Наукова думка. - 1973. - 238 с.

113. Сумм Б.Д., Горюнов Ю.В. Физико-химические основы смачивания и растекания. М.: Химия, 1976. - 232 с.

114. Хигерович М.И, Байер В.Е, Гидрофобно-пластифицирующие добавки для цементов, растворов и бетонов. М.: Стройиздат, 1979. - 125 с.

115. А.С. № 815193. МКИ 5Е04В1/64. Способ изоляции строительных сооружений от воздействия влаги / Э. Б. Мисюлис, Э.Ф. Суроткявичюс. Опубл. 23.03.1981.

116. Винарский В.Л. Защитные покрытия и футеровка в строительстве. -Киев: Будевельник, 1976. 172 с.

117. Локуциевский В.А. В сб.: «Новое в технике и технологии лакокрасочных покрытий» / Изд. НИИТЭХИМ, 1971.- Вып. 4. С. 91.

118. Коренюк А.Г. Защита строительных конструкций от агрессивной среды. Киев: Будевелышк, 1979. - 97 с,

119. Пролацкий В.Ф. Пропитка цементного камня органическими веществами. М., 1986. - 287 с.

120. Руководство по защите бетона и других строительных материалов методом гидрофобизации. М. -НИИЖБ, 1978. - 54 с.

121. Грег С., СингК. Адсорбция, удельная поверхность, пористость /Пер. с англ. М. Мир, 1994. - 226 с.

122. Дебелова Н.Н. Оценка рисков инвестиционного проекта /Н.Н. Дебелова, Е. Н. Завьялова, А. Е. Кривозубова // Вестник ТГАСУ, 2004. № 1. -С. 234-237.

123. Нужина И.П. Оценка экономической эффективности инвестиционного проекта. Томск: Изд-во ТГАСУ, 1997. - 58 с.

124. Овсянникова Т.Ю. Оценка эффективности инвестиционного проекта: Методические указания к курсовой работе. Томск: Изд-во ТГАСУ, 1999. -60 с.

125. Овсянников С.Н. Фасадные системы для сибирского климата.-Томск: Изд-во ТГАСУ, 2006.-217 с.

126. Овсянникова Т.Ю. Экономика строительного комплекса. Томск: Изд-во ТГАСУ, 2004. - 237 с.1. УТВЕРЖДАЮ

Похожие работы

Строительство
05.23.00