Комплексные гидрофобно-пластифицирующие добавки (гпд)

Большинство технических поверхностно-актив­ных веществ, вырабатываемых на современных нефтехимических комбинатах и нефтеперерабаты­вающих заводах, водонерастворимы. Поэтому для использования в цементно-бетонной технологии ПАВ необходимо превращать в водоразбавляемые составы путем омыления или эмульгирования.

Прочностные показатели мономинеральных со­ставов и цементов с ГПД выше аналогичных пока­зателей контрольных образцов на 14-23% при сжа­тии и на 8-19% при изгибе (в зависимости от вида вяжущего).

Особенности действия комплек­сной добавки (гидрофобизатор + гидрофилизатор) на цементные системы:

1. Существенным обстоятельством является возможность адсорбции добавки на различных минералогических ингредиентах цемента. Избирательное поглощение гидрофобизующей или гидрофилизующей добавки только некоторыми минерала­ми менее эффективно.

2. Так как гидрофилизующий и гидрофобизующий компоненты ГПД сами по себе участвуют в механизме пластифицирующего действия на це­ментное тесто, то, естественно, что совместное действие компонентов проявляется более значи­тельно, чем отдельно взятых.

Гидрофобно-пластифицирующая добавка вызывает явления адсорбционного модифицирования продуктов гидратации цементных систем, и новообразования приобретают кристаллографичес­кие формы, несколько отличные от обычных. В то же время ГПД не изменяет кристаллохимической природы новообразований, получающихся в про­цессе структурообразования исследуемых мате­риалов.

3. Повышенная дисперсность структуры цемен­тного камня с ГПД в большой мере обусловливает наряду с возможностью снижения водоцементного отношения повышение прочностных показателей отвердевших цементных систем и улучшение их свойств в отношении действия воды и заморажи­вания,

Влияние комплексной добавки на пластичность растворных смесей различного состава не скла­дывается аддитивно из действий входящих в нее компонентов, а является в сумме наиболее эффек­тивным. Так, использование гидрофилизующей добавки СДБ в «тощих», а добавки мылонафта в «жирных» составах позволило снизить водопотребность соответственно лишь на 3-9 и 4-6% (в зави­симости от вида цемента), но комплексная добав­ка дает возможность получать смеси с одинаковой подвижностью при снижении водоцементного от­ношения на 11-15%. Исследование свойств бето­на для конструкций, изготовляемых с предваритель­ным электроразогревом смеси, показало, что сни­жение водопотребности бетонной смеси с ГПД со­ставляет 13-15%.

Влияние гидрофобизующих добавок на свойства бетонов

Основная цель, преследуемая при введении гидрофобизующих добавок, - повысить стойкость от­вердевших бетонов к воздействию воды, агрессив­ных растворов и мороза. Вместе с тем, гидрофобизующие добавки позволяют, как правило, заметно пластифицировать бетонные смеси. По сравнению с СДБ при введении в бетонную смесь мылонафта разжижения не наблюдается. В состоянии покоя такая смесь внешне кажется очень связной и даже жесткой. Но стоит только подвергнуть ее действию внешних механических факторов (перемешиванию, перекачиванию по трубам, вибрированию), как она разжижается, становится «мягкой», подвижной, весьма удобной в работе.

Степень пластификации бетонных (растворных) смесей гидрофобизующими добавками 2-4-й групп при прочих равных условиях зависит от состава бетона.

Причем цементы с активными минеральными добавками пластифицируются в меньшей степени, чем обыкновенный цемент, од­нако и в этом случае добавка мылонафта дает воз­можность снизить водопотребность бетонной сме­си на 7-8% (в «тощих» бетонах).

Пластифицирующий эффект действия добавок 1-й и 5-й групп в меньшей степени зависит от со­става бетонной (растворной) смеси.

Снижение водопотребности дает возможность экономить вяжущие при изготовлении бетонов и растворов.

Гидрофобизующие добавки, повышая удобоукладываемость бетонных смесей, в то же время уве­личивают их связность, нераслаиваемость. Это имеет особое значение при транспортировании и хранении смесей в летнее время года.

Рассматриваемые добавки (главным образом, нефтехимические продукты) способствуют созда­нию более мелкокристаллической структуры цемен­тного камня. На формирование структуры бетонов с кремнийорганическими жидкостями в известной мере оказывает влияние химическое взаимодей­ствие добавок с гидроокисью кальция цементного клинкера. Важным следстви­ем модифицирования структуры материала с гид­рофобизующими добавками следует считать умень­шение сечения пор. Последнее обстоятельство наряду с частичной гидрофобизацией пор и капил­ляров способствует улучшению свойств отвердев­шего материала.

Исследования показывают, что объемная гидрофобизация бетонов битумными эмульсиями (БЭ) и эмульсосуспензиями способствует снижению капиллярного всасывания в 1,5-2 раза по сравнению с образцами из обычного бетона. Водопоглощение гидрофобизованных керамзитобетонов уменьшается в среднем на 30-50%, аглопоритобетонов - до 30%, а шлакопемзобетонов - на 25-30%.

Гидрофобизация бетонов содействует повыше­нию их коррозиеустойчивости.

Существенное влияние оказывают гидрофобизующие добавки на повышение морозостойкости бетонов.

Контроль качества гидрофобизации. После гидрофобизации, проводимой при положительной температуре воздуха в сухую погоду, изделия и кон­струкции в течение 2-3 сут должны быть защищены от увлажнения. За это время происходит более пол­ная конденсация полиорганосилоксановой пленки на поверхности материала. Затем изделие или конст­рукцию испытывают на гидрофобность. Поскольку поверхность наружных стен обычно увлажняется водой, действующей под некоторым гидростатичес­ким давлением, то гидрофобизация поверхности стен должна надежно защищать их от проникнове­ния воды под давлением, намного большим, чем то, которое может возникнуть в условиях эксплуатации.

Стеновые конструкции также могут увлажняться за счет капиллярного подсоса грунтовых, дожде­вых вод и др.

В связи с этим методы испытания гидрофобизованных материалов должны максимально соответствовать условиям их работы в сооружениях. Наиболее простым испытанием является дождева­ние: гидрофобизованная поверхность обрабатыва­ется водой, капли которой должны скатываться с по­верхности, не впитываясь ею. Со временем (через год и более) поверхность гидрофобизованной кон­струкции гидрофилизуется. Однако вода при дожде­вании не впитывается, а стекает по поверхности, не проникая в поры материала. Если гидрофобизации подвергались небольшие изделия или предваритель­но были заготовлены и гидрофобизованы образцы, то этот момент наступает через 7 сут. Их необходи­мо испытать на водопоглощение при дождевании или погружении в воду на глубину 1,5 см. Сравнив полу­ченные показатели с негидрофобизованными образ­цами, можно судить о качестве гидрофобизации.

В отдельных случаях допускается вырубать в конструкции небольшие участки и испытывать их на гидрофобность указанными методами. После 5-6 лет эксплуатации конструкцию необходимо гидрофобизовать повторно.