Защитное покрытие для дорожных сооружений

   Гидрофобный эффект при обработке строительных материалов рассчитывался по следующей формуле [2]:
   Э=(В0-В)/В0Ч100% ,
   где В0,В – водопоглощение образцов соответственно без покрытия и с покрытием.
   Изучение эффекта гидрофобизации проводилось на стандартных бетонных и асбоцементных образцах. Гидрофобизацию осуществляли путем погружения образцов на две минуты в 5% раствор исследуемой полимерной композиции и последующей их выдержки на воздухе в течение 14 дней. На рис.1 приведены изменения гидрофобного эффекта покрытия в зависимости от содержания ТЭОС в полимерной композиции. Как и предполагалось, увеличение содержания ТЭОС приводит к возрастанию эффекта гидрофобизации. Однако после увеличения его концентрации более чем на 20%, значения эффекта гидрофобизации изменяются незначительно, в пределах нескольких процентов.
   Одним из условий длительного сохранения полезных свойств гидрофобизирующих покрытий является наличие достаточной адгезии между защитной полимерной пленкой и строительным материалом. Однако определить адгезионные характеристики непосредственно на гидрофобизированном образце чрезвычайно сложно в связи с тем, что строительный материал имеет пористую структуру и кроме того отсутствует сплошная полимерная пленка. Поэтому было решено дополнительно смоделировать исследование адгезионных характеристик на материалах с минимальной пористостью – кварцевым стеклом и полированным мрамором. Для образования сплошной пленки достаточной толщины использовался раствор гидрофобизатора с повышенной концентрацией.
   Адгезионные характеристики определяли на адгезиметре «Константа». Гидрофобизирующая композиция в виде 15% раствора в уайт-спирите наносилась на подложку с помощью пневматического распылителя. В качестве подложки использовались пластины из шлифованного бетона, асбоцемента, кварцевого стекла и полированного мрамора. После сушки материала в течение 72 часов на покрытие цианакрилатным клеем наклеивались стальные грибки и проводились испытания по определению предела прочности при отрыве. На рис.2 представлена графическая зависимость адгезионных характеристик от содержания ТЭОС в композиции. Наилучшая адгезия наблюдается на подложках из бетона и асбоцемента. Это обстоятельство по-видимому связано с пористостью структуры данных материалов, что вероятно и привело к завышенным результатам при определении предела прочности при отрыве. Но несмотря на это предел прочности при отрыве для сплошной кварцевой подложки достигает значительной величины – 3,8 МПа. Для мраморной подложки эта величина меньше – 2,9 МПа, но в целом находится на достаточно высоком уровне. Эти результаты позволяют сделать предположение о приемлемости использования системы ТЭОС – ППСО для гидрофобизации зданий и сооружений, так как диоксид кремния и карбонат кальция являются основой очень многих строительных материалов. Зависимость предела прочности при отрыве независимо от материала подложки носит экстремальный характер. Максимальные значения предела прочности при отрыве достигаются при концентрации ТЭОС 20–25%.
   Для исследования атмосферостойкости гидрофобизирующего покрытия были проведены ускоренные испытания в климатической камере ИП-3 в течение 30 дней как гидрофобизированных асбоцементных образцов, так и покрытий в виде пленки, полученных аналогично как в случае определения адгезионных характеристик. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

   Обычно принимают, что испытание образцов в течение 360 часов в климатической камере соответствует одному году их пребывания в реальных атмосферных условиях. Добавление в композицию уже 10% ТЭОС повышает устойчивость материала к неблагоприятным факторам и модифицированные покрытия выдерживают испытания без разрушений. Что касается помутнения покрытий с содержанием ТЭОС 50% , то это можно объяснить полным гидролизом избытка кремнийорганического соединения до коллоидного диоксида кремния, который в целом не оказывает существенного воздействия на свойства композиции.
   Потери гидрофобизирующего эффекта для композиций, содержащих ТЭОС, крайне незначительны и по результатам испытаний можно предположить, что срок сохранения удовлетворительных гидрофобных свойств при эксплуатации конструкций, обработанных данными составами, в реальных условиях будет составлять не менее пяти лет. Это сопоставимо с такими серийно используемыми гидрофобизаторами как алкилсиликонаты натрия. По предварительным расчетам стоимость разработанных материалов будет на 10 – 15 % ниже по сравнению с алкилсиликонатами, что в условиях их массового применения может привести к существенному экономическому эффекту.
   Таким образом в результате проведенных исследований была показана принципиальная возможность использования исследуемой композиции в качестве гидрофобизирующего материала для поверхностной обработки строительных конструкций и выявлена тенденция разработки новых гидрофобизаторов с нетрадиционной химической структурой.

   Библиографический список:
   1. Соболевский М.В., Музовская О.А., Попелева Г.С. Свойства и области применения кремнийорганических продуктов. Под общей ред. проф. М.В. Соболевского. М.: Химия, 1975.
   2. Цыпкина О.Я. Гидроизоляция и антикоррозионная защита железобетонных конструкций и сооружений. Киев: удiвельник, 1977.