Направленное формирование структуры цементних композитов для гидроизоляции

Abstract

RU: Диссертация посвящена созданию гидроизоляционных цементных композитов с учетом направленного формирования их структуры, при сохранении высоких физико-механических характеристик. Анализ имеющихся литературных источников позволил дифференцировать гидроизоляционные цементные композиты по условиям их применения, разработать структурную схему дальнейших исследований, а также систематизировать основные направления повышения водонепроницаемости гидроизоляционных цементных композитов и их сцепления с изолируемыми поверхностями. В результате выполнения работы установлены и ранжированы факторы направленного регулирования структуры и свойств цементных композитов, определяющих их гидрофизические характеристики. Выполнены теоретические и экспериментальные исследования по установлению закономерностей формирования кристаллогидратов на силикатных подложках: в порах, капиллярах и на поверхностях цементного камня, вспученного перлита, стекловолокна, полиэфирного волокна с силиконовым аппретом. Получили дальнейшее развитие теоретические представления об электрогетерогенных контактах на мезо- и микроуровнях в цементных композитах и экспериментально обосновано снижение капиллярной пористости цементного камня путем введения тонкодисперсных наполнителей, состоящих из карбонатных и силикатных фаз. Установлено, что цементный камень, перлит и стекловолокно, как силикатные структуры обладают отрицательным поверхностным зарядом и являются подложкой для кристаллизации продуктов гидратации с положительным поверхностным зарядом – портландита, гидроалюминатов, гидросульфоалюмина- тов кальция, а при введении добавок кальцита и хлоридов – гидрокарбоалюми- натов, гидрохлоралюминатов кальция. Это обеспечит не только заращивание пор и капилляров цементного камня, но дополнительно позволит формировать кристаллические структуры на поверхности стеклофибры и на поверхности и в порах перлита, направленно упрочняя и армируя структуру композита в целом на микро- и субмикроуровне, повышая ее физико-механические характеристики. Комплексная химическая добавка в составе композита оказывает пассивирующее действие на процессы коррозии стали, что является важным при применении данного композита для восстановления и гидроизоляции железобеонных конструкций. Эффективная работа в агрессивных средах составов композитов на цементной основе проникающего действия должна осуществляться совместно с полимерными покрытиями. Разработан гидроизоляционный проникающий состав на цементной основе с показателями прочности на сжатие и изгиб 41,1 МПа и 12,5 МПа, соответственно, адгезией бетонному основанию более 2,36 МПа, водонепроницаемостью W12, морозостойкостью более F200, деформацией усадки через 6 месяцев 0,07 %, что в несколько раз превышает требования нормативных документов к подобным составам. Разработан методологический и программный инструментарий для обоснованного выбора состава композита с повышенными гидрофизическими характеристиками на основании качественных характеристик эксплуатируемых объектов. Выбор осуществляется, ориентируясь на основные гидрофизические и физико-механические показатели. Разработана и успешно внедрена в производство строительная смесь гидроизоляционного назначения проникающего действия, позволяющая экономить материальные ресурсы. Экономический эффект от внедрения разработанного состава для гидроизоляционного покрытия составил 19,00 грн/м2 и 958 грн/т. Гидроизоляционные составы композита были внедрены под торговой маркой «Виатрон» и могут применяться для защиты, гидроизоляции и восстановления бетона, железобетона, керамических изделий, известняка, песчаника.

EN:Theoretical and experimental studies on the establishment of the laws of the formation of crystalline silicate on the substrate: the pores, capillaries and on the surfaces of the cement stone, expanded perlite, fiberglass, polyester fibers with silicone coupling agent. Theoretical concepts of heterogeneous contacts at the meso and micro levels in cement composites and experimental substantiation reduce the capillary porosity of a cement stone by introduction of a thinly disperse filler consisting of car- bonate and silicate phases are further developed. It was found that the cement stone, perlite and fiberglass as silicate structures have a negative surface charge and are a substrate for the crystallization of hydration products with a positive surface charge – portlandite, hydroaluminate, gidrosulfoalyuminat calcium, and the introduction of additives calcite and chlorides – hydro- carboaluminates, gidrohloralyuminat calcium. This ensures not only silting pores and capillaries of the cement stone, but additionally allows to shape crystalline structures on the surface of fibreglass and into the pores of perlite and directionally solidifying reenforse composite structure in general at the micro and submicro levels, increasing its physical and mechanical characteristics. Were developed and successfully implemented in the production of construction blend waterproofing purpose penetrating action. The economic effect from the introduction of the developed structure for waterproofing coating was 19.00 UAH/m2 and 958.00 UAH/t.