Структурные свойства цементных смесей для гидроизоляционных работ

СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫХ РАБОТ

Худойбергенов Э.Х, Талипов Н.Х. Аитова Ш.К, Бекчанов Б.У , Каримова Н
Ургенчский государственный университет, ГУП «Фан ва тараккиет
Гидроизоляционными называются строительные материалы, которые обладают водонепроницаемостью и удовлетворяют необходимым техническим требованиям по прочности, деформативности, теплостойкости и т. д. Качество гидроизоляционного материала наиболее полно выражено по свойству водонепроницаемости. Другие свойства имеют подчиненное значение при числовых показателях, соответствующих нормативным. Кроме водонепроницаемости важной характеристикой гидроизоляции становится химическая стойкость, так как не только вода может проникать и воздействовать на материал сооружений, но и водные растворы агрессивных веществ.
Только полный учет конкретных эксплуатационных условий, в которых находятся эти материалы, может гарантировать долговечность конструкционных материалов. Вода относится к одному из наиболее распространенных и агрессивных факторов, воздействующих на материалы в период эксплуатации зданий и инженерных сооружений. Она способствует снижению прочностных свойств большинства материалов, развитию коррозионных процессов в металлах и бетонах, загниванию древесины, появлению трещин и плесени, сырости, обрушению штукатурных слоев в помещениях, недостаточно защищенных от сырости. Поэтому гидроизоляция конструкций необходима особенно, если ожидается длительный или часто повторяющийся (периодический) контакт конструкций с влажной средой [1].
Защитные покрытия наиболее эффективны при использовании специальных гидроизоляционных материалов, несмотря на существование других методов предохранения от проникания воды, например, шлифование и полирование поверхности конструкций, придание изделиям определенных форм и очертаний, повышение плотности материала уплотнением и т. п. Поэтому изоляционным покрытиям в строительстве и при ремонтных работах уделяют особое внимание. Отсутствие средств защиты от неблагоприятных климатических факторов не позволит конструкциям и сооружениям в полном объеме выполнять свои функции, даже если основной материал конструкции имеет высокие технико-эксплуатационные показатели в виде прочности и долговечности [1,2].
Гидроизоляция рассматривается как один из самых распространенных способов защиты конструкций, задачи которых выходят далеко за рамки только лишь защиты от воды и влаги.
Независимо от группы классификации гидроизоляционные материалы обладают двумя взаимосвязанными характеристиками: внутренним строением (структурой) и качественными показателями (свойствами). Их структура складывается в течение производственных процессов переработки сырьевых материалов в определенной направленности и отношениях. Взаимосвязь устанавливается при оптимальных структурах, когда устойчивые связи в них обеспечивают стабильность основных свойств, при наличии различных внешних и внутренних изменений материала в конструкциях.
Внутреннее строение (структура) физических тел выражает определенный характер связей и порядок сцепления частиц, из которых образованы тела. У гидроизоляционных материалов структура характеризуется химическими и физико-химическими связями между контактируемыми частицами разной степени дисперсности [1,2.].
Структура защитного покрытия может быть однородной и смешанной. Однородные структуры бывают кристаллизационными, коагуляционными, конденсационными. Твердые вещества, не обладающие кристаллизационной структурой, относят к аморфным. Постоянное движение атомов и молекул, взаимодействие с окружающей средой способствует непрерывному изменению структуры покрытия.
Проведенные физико-химические исследование показали, что при непосредственном взаимодействии частиц или под влиянием химических соединений в соответствии с валентностью контактируемых атомов или под влиянием ионных и ковалентных связей возникают конденсационные структуры. Несмотря на разделение микроструктуры на три вышеуказанные разновидности, возможно и даже более типично образование смешанных структур как совокупностей двух или трех однородных. Такие изменения придают веществу иную прочность, деформативность, изменяют тиксотропность и пр. Многие гидроизоляционные материалы (рулонные, асфальтобетон, пластобетон, мастики и др.) имеют коагуляционную структуру или в них ярко выражены смешанные типы структур, например при низких температурах.
В эксплуатационных условиях структура гидроизоляции может претерпевать различные изменения. При пониженных температурах часть составляющих может выкристаллизовываться с образованием полидисперсных органических кристаллов, при повышенных температурах возможен переход в вязкотекучее состояние с аморфной структурой, а под влиянием факторов старения могут возникать необратимые явления в структурах и свойствах материала (утончение прослоек, нарастание хрупкости и концентрации твердой фазы и пр.).
Судят о качестве гидроизоляционных материалов по основным специфическим свойствам с учетом того, что применяемый для гидроизоляции материал плохо смачивается водой. При этом полностью исключается возможность свободного движения воды по капиллярам и порам изоляционного слоя, желательно полностью предотвратить диффузию или затормозить диффузное проникновение воды. Необходимо обеспечить требуемую прочность и деформативность гидроизоляционного материала для сохранения долговечности его в конструкции, обеспечив при этом адекватную относительную стабильность его структуры. Надежность изоляции конструкции от внешних дестабилизирующих факторов зависит, в какой мере эти необходимые показатели качества гидроизоляционного материала обеспечиваются в эксплуатационный период [1,2].
Изучение процесса твердение разработанных гидроизоляционных растворных смесей показало, что изменение морфологии образующихся кристаллов эттрингита в сторону формирования более дисперсных кристаллогидратов может быть достигнуто введением в состав сухих строительных смесей гидроизоляционного назначения добавок поверхностно-активных веществ для адсорбционного модифицирования'процесса кристаллизации. С другой стороны, подобные добавки способны стабилизировать образовавшиеся кристаллы эттрингита в условиях интенсивного удаления воды из структуры затвердевшего цементного камня, что приводит к повышению долговечности и постоянству гидроизоляционных свойств материала.
Для получения, максимально плотной, водонепроницаемой и долговечной структуры гидроизоляционного материала в работе использовали модифицирующие добавки для формирования большого количество мелкодисперсных и стабильно существующих в гидратированном цементе кристаллов эттрингита. В качестве наполнителя использован тонкодисперсперсный карбонат кальций.
Установлено, что возможность растекания определенной жидкости по определенной подложке зависит от природы как жидкости, так и твердого тела. При изучении смачивания важно знать соответствующие характеристики подложки. Однако определить поверхностное натяжение или свободную поверхностную энергию твердого тела прямыми методами достаточно сложно. Критическое поверхностное натяжение жидкости от поверхностного натяжения жидкостей, пересекает линию нулевого краевого угла, т. е. линию, соответствующую полному смачиванию. Теоретически все жидкости, поверхностное натяжение которых равно или ниже σопределяется как точка, в которой прямая, выражающая зависимость должны растекаться по этой поверхности. Однако на практике не является постоянной величиной для данного твердого тела, а несколько меняется в зависимости от природы жидкости.
Наличие большого количества полимера позволяет гидроизоляции очень хорошо сцепляться с основанием и выдерживать отрицательное («на отрыв») давление воды, проникающей через бетон. Но это не единственный плюс «эластички». Благодаря своей подвижной структуре она отлично выдерживает деформации, которые возникают во время усадки конструкции.
Установлено, что гидроизоляционный материал должен плохо смачиваться водой, чтобы быть гидрофобным, и тогда водопоглощаемость, гигроскопичность и другие свойства, непосредственно влияющие на сохранность и долговечность материала в конструкции, будут иметь наименьшие значения.
Изучение структурные свойства цементных смесей для гидроизоляционных работ, показали, что добавки предназначены для поднятия гидроизоляционных свойств во время эксплуатации в динамическом режиме уменьшает структурную пористость камня, заполняя трещины, пустоты, капилляры кристаллами (нерастворимыми в воде), которые разрастаются тем больше, чем дольше и сильнее действует влага. При этом тело конструкций уплотняется, упрочняется, а поры запираются, уменьшаются в габаритах (радиус до 10 мкм) и распределяются в объеме более равномерно. Макропоры приобретают сферическую форму размерами до 0,1 мм, их количество уменьшается. Таким образом, модифицирующие гидроизоляционные цементные смеси создают условия, чтобы камень не пропускал влагу внутрь. Они прерывают вымывание свободной извести образующейся в процессе гидратации цемента.
Литература
1.. Дорошенко, Ю.М. Процессы структурообразования и свойства цементного камня с полимерными модификаторами / Ю.М. Дорошенко, Ж.И. Шанаев // Тезисы докладов научной конференции 12-16 июня 1989. - 1989. - С. 273-276
2. Рубцова, В.Н. Оптимизация минеральной части сухих строительных смесей / В.Н. Рубцова, С.А. Дергунов // Сборник тезисов докладов 3 Международной конференции BаltiMix. - 2003. - С. 41-46.