автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.11, диссертация на тему:Облицовочные материалы на основе модифицированных силоксанами карбонатов и силикатов

РГ6 од

КИ1ВСЫШЯ ПОЛ1ТЕХШЧНИЙ 1ЙСТИТУТ

1 h шоп шзз

На правах рукапису

ФРАНКО Анатол1й Михайлович'

УДК 691.33:679.8:693.63

ОБЛИЦЮВАЛЬНГ ЖГЕРГАЖ НА ОСНОВГ МОДИФ1КОВАНИХ СИЛОКСАНАШ КАРЮНАТ1В ТА СИЛ1КАТ1В

Спец1альн1сть: 05.17.11 - Технология скл1кагяих i

тугоплавких неметал!чних матер1ал1в

Автореферат дисертацП на здобуття вченого ступеня кандидата техн!чних наук

К И I Б - 1993

ДисертаШйна робота виконана на кафедр! Х1м1чно1.технологи в'яжучих речовин Кшвського пол!техн1чного Институту 1 Льв1всько-му камнеобробному завод!.

Науковий кер!вник: Оф!ц!йн! опоненти:

доктор техШчних наук, професор Св!дерський R А.

Лауреат Державно! прем11 Укра1ни, академ!к АШ Укра!нй, доктор техн1чних наук, професор Крупа 0. А.

кандидат техн1чних наук Дегтяренко Ы. В.

Beдуча орган!зац!я: ВО "Ки!внерудпром"

Захист дисертацП в!дбудетьея

<Л

_1993 р. в

'/ У" годин на зас!дашп спец1ал1зовано! вчено! ради Д 068.14.06. при КиКвському пол!техничному iнсгитутi за адресов: 252056, м. Ки'1в-56, проспект Перемоги, 37, КП1, корпус 21-, аудитор1я 212. 3 дисертац!ею можна ознайоыитись у б!бл!отец! КШ.

Автореферат роз1оланий "/I ■

Вчекий секретар рпец!ал1зовано| вчено! ради, - кандидат техн!чних наук, професор

'/!» V

_1993 р.

В. Я Круглицька

АНОТАЩЯ

Дисертац!йна робота присвячена вйечэню питань просочення та модифжування поверхн! сил!катних 1 карбонатних облицювальних ма-тер!ал1в р1зно! структури кремн!йорган1чними сполуками. Для вир!--шення. Ше! задач1 були визначен! оптимальн! концентрат ! розчин1в кремн1йорган1чних ол1Гоыер1в та пол!мер1в (за зчпною пов!тропро-никнення, ' водопог.танания й адгезп до цементного розчину), дана к!льк!сна оцГнка зм1ни параметр!в порово! структури просочених матер!ал1в 1 встановлена залежн!сть 1х мШшстних характеристик в1д ступеня просочення.

Шказа!шй вплив х1м1чного характеру Шдкладки.та II пористост! на процеси' просочення кремн1йсрган1чними сполуками р!зних клас1в (за зм]ною швидкост 1 ф1льтрац11, в1дносних напрут адгезп' та кон-, центрацП реакц1йноздатних груп на поверхн1 м1нерально1 матриц!). Доведена мождив!сть х!м1чно1 ф!ксацП кремн1йорган!чних сполук в структур! пористих облицювальних матер! ал ¡в.

Ошнена ст!йк!сть просочених кремнИ1орган1чними сполуками облицювальних иатер1ал!в до Д11 атмосферних фактор1в, стар1ння, М1К-роскоп1чних грвб1в та кислотних дощ!в.

На виробництво просочених облицювальних матер!ал1в розро.бле- . на техн1чна документац1я (ТУ, техн!чний регламент), 1х випуск освоений на Л>в1вському камнеобробному завод!. Автор захишае:

- обгрунтуваяня виОору кремн1йорган!чних сполук та 1х концентрац1й для просочення сил1кат.них 1 карбонатних облицювальних матер1ал!в;

- законом1рност1 зм1ни структури пор 1 ф!зико-механ!чних властиво-стей просочених облицювальних матер1ал1в в задожност 1 в1д к1лько-. ст! й виду кремн1йорган1чно1 сум1ш!;

- результат« досл1джень по вивченню впливу х1м1чного характера шдкладки та II пориетост! на процеси просочення крешийорган!ч-ними сполуками р!зних клас1в;,

- законом!рност! зм!ни в час! м1цност! й експлуатац!йних характеристик в залежност1 в!д виду д!ючих агресивних фактор!в (атмосферы!, стар!ння,' м1кроскоп1чн! гриби, кислотн! дощ1).

- рекомендацП по створенню просочених облицювзльних матер!ал1в та результата впрсвадження наукових розробок.

Науковий консультант к. т. н., с. н. с. Утеченко О. У.

- 2 -

, ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальнють роСоти. Впровадження нових вид!е буд1вельних матер1аа1в 1 зб1льшення строк1в !х експлуатацп е одн!ею з акту-альних задач сьогодення.

' . л.

• Як би не зб!лыпувалсся . виробництво нових 0уд1вельних ма-тер!ал!в, природы 1 декоративна камен! е одним 1з основних компонент 1в, як! використовугеься для роэа-язуванння арх!тектурних композиЩйник р!шень. Для забезпечення потреби в облицювальних матер!алах на Укра'1н! 1снуе значка матзр1ально-сировюша база природного каменю. Щрр1чний випуск ка Укр&Ш облицювально! продукт! складае 50 тис. кв. м.. значне мЮце серед них займають гран!ти. ч '

Ще ширше застосування у буд1вництв! знаходягь породи серед-ньо'1 та мало 1 м!цност! (марыур. туф, вапняк, пЮковик та !н.). Проте ,ц! породи, маючицжн! декоративн1 якость недовгов!чн1 внасл1док низькоК атмосферосгIйкост 1, у т.ч. п!д вплизом про-• дукт1в згоряння (оксщцв с 1 рки та азоту), значного водопоглинан-ня, вив1трювакня, д11 засолених водних розчин1в. ^На довгов1чн!сть та декоративн! якост! каменю маюгь вплив також 1 б1олог!чн! шк1дники.

Най01льш довгов 1 чними породами е гран1ти, шр збер1гають сво! ф1зико-механ1чн1 властивост1 протягом 200-300 рок1в. В! дносно довгов1чниш е мармур, щ1льн1 вапнякй, п1еКовики, долом]ти -75-100 рок!в. Порист 1 вапнякй, траверхини, г!пс 1 туфи починають руйнуватись п!д д1ею атмос^ерних факторгв вже через 20-25 рок1в, а втрачати сво! декоративн! якост! через 3-7 рок1в з початку експлуатацП. *

В л1гератур1 осв1тлен! деяю .питания шшпшення експлуатащй-них якостей та Шдвишення довгов!чност1 буд1вельних матер!ал1в шляхом модиф1кащ! 1х поверхн! (просочення) сполуками р1зного хШчного характеру. Досягаеться де зменшенням прсникност1 й по-ристост! матер!ал!в ! зниженням поглинання води, розчин!в солей та ¡нших агресивних реагент!в. 3 велико)' р!зноман1тност1 запропо-нованих просочувальних сум!шей найб1лып ун1версальними е кремн1й-орган1чн! сполуки ?а матер!али на !х основ!.

фоте науков! основи ¡х застосування стосовно до неорган 1чних пористих матриць р1зно! х1м1чно! природа на цей час практично в!д-сутнК

Ц1ль ¡эоОоти: доел!дження ф1зико-х!м1чних особливостей про-цео1в модиф1 кування карбонатних та сшйкатних облицювальних ма-тер!ал1в кремн!йорган1чними сполуками р!зних клао!в 1 розробка ефективних метод1в ix просочення з метою Шдвищення ф!зико-ме-хан!чних та ексллуатацШих властивостей.

Мбтоди проведения досл1джень. В робот1 використаний комплекс сучасних ме-тод1в ф1зико-х!м1чного анал1зу (кошлексний терм1чний, 14-спектральний, електронном iкроскоп1чний та 1н.). Вивчення енер-гетичного стану поверхн! облицювальнюс матер!ал!в зд1йснввалоея' за методиками змочування, a ix ф!зико-механ1чн! та експлуатацШЦ • властивост! визначалкся у В1Дпов1дност1 до вимог нормативних документов.

Наукова новизна.. Встановлен! законом!рност! лрот1кання ф!зи-ко-х1м!чних процес! в .просочення карбонатних та сшИкатних облищо-вальних магер!ал1в р!зно! пористост1 кремн!йорган!чними сполуками 1 розроблен! йа ц!й ochobI ефективк! методи п1двищэння Ix ф1зи-ко-мехшпчних та експлуатаЩйних властивостей.

Практична ц!нн!сть та реал!зад!я роботи. 0триман1 результата послужили основою для розробки технологи виробництва. просочеяих кремнiйоргая1чними сполуками сил!катних та карбонатних облицювальних матер1ал!в. На ochobI проведених досл1джею> запропонована та реал!зована у прошелових умовах така технолоПя.

Для виробництва вказаних матер!ал!в розроблена техн!чна документация (ТУ2/Усс^ЯсЯ^йтехнолог i чний' регламент), 1х випуск освоений на Льв1вському камнеобробному завод!. Реальний економ!чний ефект склав близько 37 тис. руб. за ц1нами 1091 року.

АлроСаЩя роботи. Основн! положения роботи допов!дались на'7 та 8 Веесовдних нарадах з xiMiI та практичного застосування кремн1йорган1чних сполук (Санкт-Петербург, 1988, 1992 pp.).

Публ!кацП. За результатами дисертац!йно! роботи опубл!крва-но 9 наукових статей 1 отримано,! авторське св!доцтво.

Об'ем та структура роботи. Дисертац!йна робота складаеться ¡з вступу, п'яти розд1л1в, висновк1в, списку використано! л!у®ра-тури найменувань та додатк1в. Робота викдадена на сто" piHKax машинописного тексту, м1стить 2 УГмалюнк1в, £^1аблиць 1 3 додатки.

ОСЮВНИЙ SMICT РОБОГИ Численн! досд1джэння просочення пористих неорган1чних матриць, р!зних за окладом та структурою, орган¿чними моиомеоами й пол!ме-

рами показали, що-вонс> е складним дифуз 1 йним процесом, щр включае стад 11 адсорбцП, змочування, дифузП та заповнення пор. Характер цих пронес1 в залетать в1д ф1зико-х1м1чних властивостей поверхн! та дифуидяочо1 речовини.

Тому як об'екти досл!джегня вкбран! еил!катн! (гйсковик Горо-докського- ] туф Артикського родовищ) 1 карбонатн! (вапняк Альмин-ського 1 черепашник Нетибайського родовищ) облицювальн! матер1али, що характеризуются суттевою розницею ф!зикогмехан1чних характеристик (пориспсть хстинна складае 18,8 - 48,5%, водопоглинання 3,333,6 мае. %,.м1цн!сть при вмгин! 3,3 - 10,6 МПа, а при стксканн1 10,9 - 35,4 Ша).

Модиф1кування проводилось !з використанням кремнЛ йоргаш чних сполук разного складу й будови (мономери, ол1гомери, пол!мери, шр В1др1зняються ф1зик0-х1качниш властивостями 1 видом функц1ональ-них груп та вуглеводневих радикал!в при атом! кремн!я). Це ол1го-оргаШлешпконати натр2Ю(Г№-10,ГШ-11 .ГКЖ-12), ол1гоетилг!дрид-силоксан - р!дина 136-41, псл!фен1лсилоксанов1 лаки КО85,К0-315, КО-835, а таксик г!дрол!зат етилсил!кату-32 (ГЕГС). Просоченкя зд!йснювалося шляхом занурювання. Виэначення оптимальних концент-рац!й проводилося з урахуванням таких характеристик облицювальних матер1ал!в, як гтов 1 т ропронига 1 сть, адгез!я до будувалыюго роз чину, водопоглинання, зб!льшення маси.

Всгановлено, щэ для пористих неоргак!чних иатриць пов!тропро-никяЮть не залежить В1Д концентрац!'! орган!лсил!конат!в, пол1-етилг1дридсилокану та Г1 дрол1зат!в етилсил!кату. Б раз! просоченкя шзл1органсеилоксанами.пов1тропроникн1сгь просочених магер!ал!в зншуеться при концентрацИ 01льше 10 мае.'*.-для КО-85 та 20 мае. % для КО-835, КО-815.

. Бизначальним фактором при оц!нц1 водопоглинання та адгезП буд1вельного розчину е г1дрофобн1сть поверхн1 облицювальних мате-р!ал1в, що е максимальною в раз1 викорисгання г1дрофоб!затор1в. 3! зб!льшенням !х концентрацП до 5 нас. % водопоглинання обробле-них матер1ал!в падае з 22,2 до 1,2 мае. X. Максимальне значеная цього знихення в1дм!чене в 1нтервал1 концентрац1й 1-3 мае. X. Б цьому к !нтервал! пад!ння м1цноот1 зчеплення з буд!вельтм розчи-ном доеягае 402.

Роэчини тако! конце нтрацП твн!стю просочуюггь матер1али завтовшки до 40 мм. Зб!льшення маси матер1алу у визначальн1й м1р! залелить в!д його структури, а також виду ироссчення 1 складае

в1д 0,15 - 0,691 у п1сиовика до,1,38 -11,11 у туфа.

фосоченшГ порист их неорган 1чних ыатрэдь кремн 1 йорган 1 чними сполуками суттево зменгауе 1х водопоглинання (до 1,6 - 4,4 мае.? у найб!льш пористих матер1ал1в - вапняка й туфа) 1 сприяе зб1льшен-ню закрито! пористосИ до 23 36Х залежно в1д вид ¡в матриц1 й сполуки. Шказано, щэ И зб!льшення обушвлене в значному стурен! Шдвищенням г'1дрофоСност! поверхн! матриц!,особливо для туфа (мал. 1). Обробка кремн!йорган1чними сполуками супроводяуеться зычною струк-тури пор облицювальних матер1ал!в за рахунок Шдвищення показника однородност! пор за розм1ром та зниження коеф! тенту м1кропо-ристост!,а також п1двгаценням г!дрофобност1 1х поверхн!. Максималь-н! значения краевих кут1в змочування незалежно в!д виду п!дкладки заф1ксован1 при просоченн1 пол!органосилоксаиами (79 - 101е) 1 по-л1 етилг 1дридеилокеаном '(68" - 96°).

!-?ал. 1. Значения закрито! пористост1,вим!рян! за водою та геисаном

ПЗГХ

запняк чЕрспашник П ¡СКОВИК туф

i'//Л водя f^yjl гексйн

А - зразки, просочен! лаком К008; Б - зразки, просочен1 plдиною 136-41; В - непросочен! зразки

Показано, вд направлении добором просочуючо! кремн 1йорган!ч-Ho'i cyMlmi можна п1двищувати границю м1цнрст! при вигшп та стис-канн! вапняка на 12,8 - 68,1; черепавника 0,8 - 61,3; туфу 2,6 -48,4 та nicKODHKa 2,8 - 72,92. При пьому в!дм1чено. т механ!чна

- б -

miuhictb у значнсЛу ступен! залежить в1д eîakpijtoï пориотосп ма-тер!алу й KtjibKocTl всочено! кремнiйорганiчноï.речовини.

Тому наш вперше запропоновано оЩнювати ф13ико-механ1чн1 властивост1 прооочених матерi алi в в1д ступеню проссчення, тобто сп1вв1дношення к1лькост1 поглинуто'1 речовини ( Д m) до в1дкрито'1 пористост1 (Wo). Встановлено,-щр мЩнЮть при вигшп для bcíx дос-Мал.2. Залежн i сть. механ i чно ï míuhoctí прооочених waTepiaiiB В1д ступеню просочення

* der., МП а

i - вапняк; 2 - черепашник-, S - пЮковик-, 4 - туф

л1джуваних матер!ал!в з1 збШшенням сп1вв!дношення зростае

ступ1нчасто. Причому для черепашника й п!сковика при ступен1 про-сочення, р!вному 0,25 та 0,18 в1дбуваеться стаб1л1зац1Р границ! м!цност! при вигин!. Аналог 1 чно зм!нюеться ! м1цн1еть' при стискан-н! у черепашника. У 01льш пористих вапн'яка й туфа залезяпсть бет - Г (■ Чу!?1'' ) мае яскраво виявлений екстремальний характер з

V/о д т

максимумом при р!вному 0,3 та 0,25 в)дпов!Дно. У п!ековика

з1 зб!льшенням ступеню просочення мЩшсть при стисканн! зменшу-еться, а пот^м п1сля - 0,28 зростае (мал. 2).

Такий в!дчутний вплив просочень на ф1зико-механ1Чн1 властиво-ст! матер!ал1в та ¡снування 1х взаемозв/язку 31 ступеней заповнен-ня пор визкачив необх1дн1сть оцшити к1льк1сно процеси просочення по швидкост! ф1льтрацП й налруз 1 адгезП. Урахування структурних фактор!в зд1йснювалося .шляхом визначення вказаних параметр!в для порошк!в та масивних зразк!в нерудних матер!ал1ъ.

Показано, щр максимальна в!дносна напруга адгезП. просочую-чих розчин!в до порошк!в природного каменю в!дм!чена у п1сковика (1,40 - 8,45), а м1н!мальна у черепашника й вапняка (0,33 - 1,93). Аналог!чна законом!рн1сть встановлена 1 при визначенн1 швидкост! просочення. Найб1лыпа в!дноэна напруга адгезП (0,68 - 2,19) в1д-м1чена у масивних зразк!в туфу, а найменша (С,07 - 0,14) у п1ско-вика (табл. 1). ШвидкЛсть просочення масивних зразк!в каменю зм1-нюеться таксж, проте у к1льк1еному в1дношенн! значения р1зняться б1льш суттево.

Значна неоднозначна р1знвдя в значениях в1дносно1 напруги адгезП просочуючих розчин1в до порошк!в га масивних зразк!в природного каменю обумовлена, на наш погляд, впливом природ" кремн1йорган1чно1 сполуки, розчинника та ф1зико-х!м1чних власти-востей поверхн! матер!алу. Використання водних розчин1в ГКЖ-11 характеризуеться мснотоннкм зб1лыпенням вЦносно! напруги адгезП в ряду, вапняк < черепашник < Шсковик < туф. Зам!на водних роз-чин! в ГКЖ на водно-ацетонов! розчини ГЕТС характеризуеться в1дносно високими значениями виносно! напруги адгезП для вапняка й п!сковика (для черепашника й туфу значения в 3 - 5 раз1в менш!). Максимальн 1 значения в1дносно! напруги адгезП отриман1 в раз! використання розчин!в р1дини 136-41 в орган1чних розчинниках 1 зб1льиуються в ряду: вапняк, черепашник < туф << п!сковик. -

Таблица 1.

Ыдносна напрут а адгезП просочуючих розчин1в до природного каменю (R/k2 )- <о ■ Cos0

RaMiHi

РОЗЧИН : - Вапкяк . : 'Черепатник : Шсковик : Туф

ГКЯ-11 0,87/0,58(* .1,26/0,42 1,53/0,14 2,19/2,19

136-41 1,-93/0,57 1.93/0.33 8,45/0,07 3,35/0,98

КО-815 .0,52/0,83 1,18/0,48 2,78/0,10 0,86/1,51

ГЕТС 1,51/0,28 0,32/0,57 . 1,40/0,14 0,42/0,68

С* Прим1тка; Б чиселышку приведена вЦщосна напруга адгезП до порошк!в, а в знаменнику до масивних зразк!в.

0ц1нка взаемодп кремн1йорган!чних сполук з неорган1чтми матрицами в процес! просочення, виконана за зм!ною 1нтенсивност1 смут ноглинання,' харакгерних для зв' язк^в 31 - О - 31, с - Н, Э1 - Н. ' 0 - Н на 1Ч-спектрах поропк!в у початков¡й та к!нцев!й зонах просочення показала, шр найб1дъш активно в цих процесах бе-руть участь ОН - групи субстрат1в.та кремн1йорганIчких сполук, а такок групи - Н (табл. 2).

ЗцксаЩя кремн!йорган!чних сполук в структур! природних ка-мешв у к!нцевому результат! завершуеться 1х х1м1Чною взаемод!ею з поверхнею неорган1чго1 матриц! при участ1 П реа;?Ш йноздатних груя. Глибина прот1канда цього процесу складае до 30 - 35 мкм. Оц!нюючи ступ1нь ф!ксацП кремн!йоргашчних модиф!катор!в на по-верхн! доел!длуваних субстрат!в за максимальною температурою процесу термоаоклювально'! деструкцП орган!чних радикал!в, пов'яза-них з атомом кремн!ю, необх1дно в1дм!тити, що вона найб!льша у, туфу та п1сковика. К1льк!сть сорбованих силоксшпв в перераху-вашп на 310гскладае 0,3 - 3,0 мае. X..

Х!м1чна ф!ксац1я кремнШоргашчних сполук в структур1 по-ристих облицювальних матер!ал!в суттево п^вишур !х ет1йк!еть при д1X атмоеферних факторов. Зб1льшення границ! м1цност1 при вигкк! п!сля 60 цикл1в випробувань складае 7,3 - 22,7% проти п зменшвк-ня на 2 - 29,8% у матер!ал1в без просочення. Найб1льш ефективку Д1Ю виявляюгь г1дрол1эати етилеилжату, КО-815 1 р1дина 136-41.

ТчбЛИйМ Г.

Зшна в1дносно! 1нтенсивност1 характеристичном чмуги ¡юг.таання зв* лзку О - Н по фронту просочення,природного камчню.

Розчин

ГКК-11 136-41 КО-815 ГЕТС

: Камень

: Вапняк : Черепашник : п1ск0вик : Туф

173,1 /257,7(* 108,8/97.1 69,5/80.0 55.8/55.8.

53,9/157,7 67,6/41 .2 80,0/25,5 44,2/44,2

92,3/192,3 73,5/41,2 47,3/47,3 37,2/102,3

223,1/188,5 135,3/223,1 98,2/92,7 102,3/102,3

(* Прим1тка: 1нтенсивн1сть характеристично К смути зв'язку ОН у необробленого каменя прийнята за 100%. В чисельнику приведена в1дносна 1нтенсивн1С1ь у початков!й зон! просочення, а в зна-меннику в к1нцев1й зон к

М\цн!сть при стиеканн! мат^глали, просочених "цими сполуками, зменшуеться на 7.5 - 23,ЭХ пороняно з 23,6 - 37, Б% у матер]ал1в без просочення. ОброОка карбонат 1 в та сил1каг1в зокрема продуктом 136-41 суттево тдвищуе етасл льн:еть 1х експлуатац1йних власти-всетей (втрата мае и. -пдрсфобнкггь погерхя!, водопоглинання).

- Найбиып помпна зм1н* аих в^астивостей в1дм1чена у матер^а-Л1 я з 01лыюю порист ют») - вапнлга й туфа. Про це св!дчйть змен-шення сПвр1ДН(5Шб'11Ня закритгл пористост! до 1йгинно'1 (Пз/Ш) з 0.6 - О,У до 0,1 - 0,3 шсля 60 циклов випробуванння. Причому найбыьш пом1Тне його знидення спосгер!гаетъся П1сля 10-20 цикл 1 в. 1Ърист1сть просочених шсковика й черепашника п1д д1ею атмосфер-них факторов зм1нюеться нееутгево (мал. 3). "Вс! досл!дгкуван! кремн1йорган]чн1 речовини збер1гають чаетку закрито! та умовно закрито'1 пористост)' в пронес о випробувань (у пор1вняннГ" з неп-росоченим каменем), та найб^льш ефективними просоченнями для за-хисту модиф1Ковано1 порово! структури В1Д дП атмосферних фактор! в для вс1х Д0сл1Джуваних неорган1чних матркць е розчини Р1ДИ-ни 136-41 та лолюрганоеило-ксвнового лаку КО-81Г».

Виршальний вплив на еийклеть просочених матер1ал1В до ди м!кроскоп!чних гриб 1 в як 1 в лолередньому виладку мая ¡х пористость. Встановлено, до незалежно в1д х1м1чн01 природи доортсшч-НИХ матриць У ВИПс:ДКу ПШИПРВО! псрястосг; ! ЕЭПНЯК, туф) В1ДМ]-

Мал. 2. Змша частки закритих пор у загальному поровому об'ем! просоченого каменю при дп атмосферких фактор!в

со до цикли

Пз/ГИ

в

л . : ^^___^ ' , -- -х- - •• ; 6

------ 1 - ... ■

а - вапняк; б - черепашник; в - Шсковик; г - туф 1 - непросочений; 2 - ГКЖ-11; 3 - 136-41; 4 - ГЕТС; 5 - КО-815

цикли

Пз/т

50 ВО

цикли

бо ео цикли

- - 11 -

'}аеться на 10,2 - 27,4% зниження мЩносП при вигинк У цьому к гипадку б1лып псмИна 1 стабШзуюча д!я просочуючих сполук.

Кремн1йорган!чн1 просочуюч1 матер1али суттево шдъищують кис-лотост!йк!сть карбонатних пород (до 88%) 1, в]дпов1дно, строки !х експлуатацП .при д 11 кислотнкх допив (табл. 3).

Таблиця 3

■ Кислотост1йк!сть просочених карбонатних пород (д1я НС1).

Розчин Вапняк : Черепашник

Втрата маси,%: ,В1дносна : Втрата масиД: В!дносьа

: кислотост Ц- кислотост1Й"

: к!стьД к!сть,%

непросоч. 14,24 0 19,43 0

ГКЖ-10 2,54 22,2 5,11 73,3

ГКК-11 1,86 86,9 4,49 76,9

ГКН-12 1,91 86,6 5,80 70,2

136-41 1,93 86,5 4,10 78,9

К0-815 1,52 89,3 2,20 88,7

ГЕТС 2,39 83,2 2,60 86,6

Обробка пористих неорган1чних речовин кремн1йоргат чними сполуками дозволяе сутгевим. чином прискорити (до 260% вапняк 1 550% черепашник при тиску 0,1 МПа), сповиьнити (до 16 - 79% п!с-ковик) чи спрямовано регулювати (17 - 149% туф) швидкЮть ф!ль-трацП.' 31 зб1льшенням -тиску до 0,4 МПа коеф!ц!ейт ф1льтрацП зменшуеться.

Таким-чином, в результат! виконання ц!е'1 дисертац!йно! робо-ти показана принципова можливЮть Л]двищення ф!зико-мехгшчних та експлуатац1йних властивостей сил1катних та карбонатних облицю-вальних матер1ал!в шляхом IX просочення кремн1йорган1чними сполу-ками. II результат« впроваджвн! в камнеобробн!й промиоловост! (Льв!вський камнеобробний завод), розроблена техн!"на нормативна документац!я (ТУ, технолог1чний регламент) на виробництво просочених облицювадьних матер! ал 1 в.

- 12 -ЗАГАЛБШ БИСЮВКИ

1. Одним !з ефективних способ! в пол!пшення ф!зико-механ1чних та експлуагац1йних властивостей облицювальних матер!ал!в з природного каменю е просочення !х орган !чниш й особливо кремнШор-ган1чними монодарами й полшерами. Це складний дифузШний процес, щэ включае стад!'! адсорбцП, змочування. дифуШ та заповнення пор. Швидк1сть його проИкання- й стуШнь завершеност! визнача-. гоься структурними'особливостями минерально! матрищ та власти-востями просочуючо! сум!ш1.

2.' 3 урахуванням експлуатаЩйних оообливостей застосування облицювальних материал!в з природного каменю (пов!тропроникн!сть, адгез!я до буд!вельного розчину, водогоглинання та !н.) оптималь-н! концентрат! просочувальних розчин1в складають 1-3 мае.% для кремн!йорган!чних г!дрофоб!затор!в та до 10 - 15 мае. X для пол1-органосилоксашв. Глибина просочення досягае 20-40 мм. При цьому водопоглинання просочених неорган1чних матриць суттево зменшуеть-ся С до 1,6-4,4 мае. X у найб!льш пористих матер!ал1в вапняка й туфа) та збиынуеться закрита порист !сть до 23 - 36% залежно в1д вид1в'матер1алу та просочень. Це зб!лыяення обумовлене в значному етупеш Шдвищенням Пдрофобност! поверхн! матриц!, особливо для туфу. Спостер1гаеться зм1на структури пор за рахунок п!двищення показника однор1дност! пор за розм1рами та зниження коефЩ1енту м!кропористосг!.

3. Показано, щр спрямованим шдбором просочуючо'! кремшйорга-н!чно! сум!ш1 можна Шдвищувати границ! м1цноет1 при вигин! й стисканн! вапняка на 12,8 - 68,1, черепашника на 0,8 - 61,3, туфу на 2,6 - 48,4-й п1сковика на 2,8 - 72,9% е!дпов1дно. Вперше зап-ропоновано оц!нювати ф1зико-механ1чн1 властивост1 просочених ма-тер1ал1в в!д сп1вв!дношення к1лькост! поглинуто! речовини ( Д т) до в1дкрито! пористосП («о"). Встановлено, що м!цн1еть при виги-Н1 для вс!х досл!джуваних матер1ал!в з1 зб!льшенням сп!вв1дношен-ня зростае ступ!нчасто.

4. Запропонована к1льк1сна оц1нка процес!в просочення облицювальних матер!ал1в кремн!йорган!чними сполуками за шввдюстю Ф1льтрац11 та напруз! адгезП з урахуванням структурних фактор1в для порошк1в 1 масивних зразк!в природного каменю. Показано, що максимальна швидюсть просочення в1дм1чена у порошк!в Шсковика (0,79 - 7,28) та масивних зразк1в туфу (0,38- 1,26)? а мШмаль-на В1ДПОВ1 дно у черепашника, вапняка' ( 0,19 - 1,66) й п!сковика

(0,04 - 0,08). Аналог1чна законом1рн1сть встановлена й при зизна-ченн1 в1 дносно! напруги адгезП просочувальних розчин1в до по-верхН1 природного каменя. В1дносна напруга адгезП просочень до масивних зразк!в каменя зм1нюеться також, проте у к1льк1оному в!дношенн1 значения В1др1зняються несуттево.

5. ОЩнка вземодП кремн1йорган1чних сполук з неорган¡чнимя матрицями в процес1 просочення, виконана за зм1ною 1нтенсивност1 с муз1 поглинання, характерних для зз'язк1в 51-0-31, С - Н, Э1 - Н, 0 - Н в початков1й та к1нцев1й зонах просочення показала, що найактивШше у цих процесах беруть участь ОН групи субстрат1в 1 кремн!йорган1чних сполук, а також групи 21 - Н. Фжсац!я 1х в структур! природних камен!в у кищевому результат! завершуеться х1м1чною.взаемод1ею зповерхнею неорган1чно! матриц! при участ1 1! реакц1йноздагних груп. Глкбина прот!кання цього процесу скла-дае до 30 - 35 мкм, а ступ1нь його завериеност1 найб!льш повний для туфу й п1сковика.

6. Просочення лористих облицщаяьних катер 1ал1в кремн!йор-ган!чними сполуками суттево п1дзишуе IX ст1йк!ств при д11 атмос-фэряих фактор1в, сгар!ння, м1кроскрп1чних гриб]в. та кислотних дощ!в. При цьому' спостер1гаеться стаб!л1зац1я ф1зико-механ!чних та експлуатац!йних власгивостей. Вир1шальну роль у цьому процес! в1д1грае порист!сть матрищ.

7. ООробка пористих неорган1чних речовин кремн1йорган1чними сполуками дозволяв суттевим чином прискорити (до 260% -вапняк 1 550% черепашник при тиску 0,1 ЫПа), спов1льнити (до 16 - 79% п!с-ковик) чи спрямовано регулювати (17 - 149 X туф) швидк!сть ф1ль-трацП води. 31 зб!льшенням тиску коеф1ц!ент ф1льтрацн змен-шуеться.

8. Огриман! результати послужили основою технолог 11 вироб-ництва просочених облицювальних матер!ал1в з природного каменю. Для виробництва згаданих матер1ал1в розробдена техн1чна нормативна документац1 я (ТУ2/УсеР^5Э1&2,1 -9/, технолог 1 чний регламент), 1х випуск освоений на Льв!вському камнеобробному заводи Фактичний економ1чний ефект склав близько 37 тис. руб. у Щнах 1991 року.

Основний зм1ст дисертацИ опубл1кований у настулних роботах: 1. Грацианский а И., Франко А. М. Искусственный-мрамор из природного гипсового камня //Сб. ВНИИ ЭСМ. -М.: 1981, серия 7, вып. II. -С. 14.

2. Грацианский В. И. , Франко А". М. Облицовочные плиты иэ природного гипсового камня //Сб. ВНИИ ЭСМ. -М.: 1981, серия 8, вып. II.

-С. 17.

3. Грацианский Е. И. , Франко А. М. Физико-химические и технологические осйозы. производства облицовочных плит из гипсового камня //Строительные материалы. -1983. -До 12. -С. 26-27.

4. А. с. N0 1351631 (СССР) Фильтрующий материал. А.А.Пащенко, В. А. Свидерс-кий,' И. И. Чирикалов, А. У. Утеченко, А. М. Франко. БИ N0 42, 1987.5. В. А.' Свидерский, А. У. Утеченко, А. М. Франко, Е.А.Пащенко. Направленное регулирование фильтрационных свойств пористой керамики //Химическая технология. -1988. -N0 3. -С. 22-23.

6. В. А. Свидерский, А. У. Утеченко, А. № Франко. Применение кремний-органических соединений для регулирования фильтрационных сеойств пористой керамики //Сб. "Химия и практическое применение кремнийорганкческих соединений" -Л. -1989. -С. 53.

7. А. У. Утеченко, А. М. Франко, Л. II Свидерская. Объемная гидрофоби-зация каменных материалов. //Строительные материалы и конструкции. -1992. -N©2. -С. 17-18.

8. А. У. УТ'-.-ченко., А. М. Франко, Л. Е СЕИдерская, Д. П. Крвавич. Укрепление известняка кремнийорганическями составами. //Стрситель-

■ ные материалы и конструкции. -1992.. -N0 3-4. -С. 25.

9. И.О.Пашков, А. М. Франко,' Л. П. Свидерская, А. У..Утеченко. Улучшение качества пористых строительных материалов пропиткой крем-нийоргаяичеекими соединениями.//Химическая технология. -1992. -N0 6. -С. 72-76.

10. А. У. Утеченко, А. М. Франко, Л. П. Свидерская. Кремнийорганические пропиточные составы для укрепления и гидрофобизации пористых строительных материалов. //Сб. "Химия к практическое применение крбмнийорганических соединений". -С-ПО.: -1992. -С. 54.

Автор