ОСОБЛИВОСТІ ВИКОРИСТАННЯ СИЛОКСАНІВ ДЛЯ ЗАХИСТУ БУДІВЕЛЬНИХ ПОРИСТИХ НЕРУДНИХ МАТЕРІАЛІВ

Мережко Н.В.
д.т.н., завідувач кафедри товарознавства та митної справи КНТЕУ
Золотарьова О.Г.
асистент кафедри товарознавства та митної справи КНТЕУ


ОСОБЛИВОСТІ ВИКОРИСТАННЯ СИЛОКСАНІВ ДЛЯ ЗАХИСТУ БУДІВЕЛЬНИХ ПОРИСТИХ НЕРУДНИХ МАТЕРІАЛІВ

Потреби в матеріалах облицювального призначення, що мають високі експлуатаційні властивості в поєднанні з естетичністю та архітектурною виразністю, постійно зростають у відповідності до вимог сучасного цивільного та промислового будівництва. Проблема використання нерудних будівельних матеріалів різного функціонального призначення особливо актуальна для України. Наша держава займає провідне місце по запасах кам’яних матеріалів в світі: за кількістю та якістю родовищ корисних копалин вона посідає перше місце в Європі.
Причиною руйнування більшості будівельних матеріалів, що мають високу пористість, є вода. Такі будівельні матеріали як бетон, гіпсокартон, штукатурка, цегла, черепиця, облицювальна плитка при насиченні водою можуть збільшуватися в масі до 30% і більше. Відомо, що збільшення вологості будівельних матеріалів на 10% сприяє підвищенню їх теплопровідності у 1,5 рази [1,2].
Найменш стійкими до дії атмосферних та експлуатаційних факторів серед кам’яних матеріалів, що найбільш широко застосовуються у будівництві, являються пористі камені середньої твердості, зокрема, вапняк, черепашник, пісковик і туф, які було обрано в якості об’єктів дослідження. Вони починають руйнуватися вже через 20 – 25 років, а втрачають свої декоративні властивості після 3 – 7 років експлуатації.
Одним із способів захисту будівельних матеріалів облицювального призначення є гідрофобізація їх поверхні, зокрема кремнійорганічними сполуками. Такі речовини, маючи комплекс реологічних властивостей, глибоко проникають у дрібні пори будівельних матеріалів та утворюють на стінках пор і капілярів найтонші водовідштовхувальні плівки в результаті хімічних реакцій і процесів сорбції.
Для захисту від зволоження поверхневого шару піщаника, черепашнику, туфу та пісковику запропоновано просочення їх поверхні водорозчинними сполуками (органілсиліконат та алюмоорганілсиліконат натрію і калію), а також розчинами з використанням органічних розчинників (поліетилгідридсилоксан, поліметилфенілсилоксан, поліорганосилозан). Вибір даних препаратів здійснювався з урахуванням хімічного складу і фізико – хімічних властивостей, а також ступеню екологічної безпеки.
З метою об’єктивної оцінки ефективності застосування кремнійорганічних продуктів для гідрофобізації природного пористого каменю були вибрані наступні критерії встановлення оптимальної концентрації: збільшення водовідштовхуючих властивостей поверхні (за крайовими кутами змочування) і матеріалу в цілому (водо- та вологопоглинання), повітропроникність, адгезія до муруючого розчину.
Проведені дослідження показали, що просочування поруватого природного каменю кремнійорганічними сполуками різних класів являється складним дифузійним процесом [3,4].
Встановлено, що особливості процесів просочення пористих нерудних матеріалів визначаються характером їх складу і порової структури, а також фізико – хімічними властивостями кремнійорганічних сполук.
Порівняльна адсорбційна здатність досліджуваних кремнійорганічних препаратів відносно вапняку, черепашника, туфа і піщаника може бути представлена наступним чином: поліетилгідридсилоксан < силіконати лужних металів < поліметилфенілсилоксан < поліфенілсилоксан < гідролізат етилсилікату.
Водопоглинання за 24 години зменшується від 12,9 мас.% у вихідного матеріалу до 6,2 – 7,1 мас.% у гідрофобізованих залежно від виду кремнійорганічної сполуки. Виключення складає гідролізат етилсилікату.
Встановлено, що повітропроникність просочених пористих мінеральних матриць, визначена за часом вирівнювання заданого перепаду тиску (0,2 атм), залежить від виду кремнійорганічних сполук та їх концентрації. У випадку органілсиліконатів, поліетилгідридсилоксану і гідролізату етилсилікату вона практично не змінюється.
Збільшення концентрації поліфенілсилоксану від 10 мас.% і поліметилфенілсилоксану від 20 мас.% супроводжується різким зниженням повітропроникності. Час вирівнювання перепаду тиску зростає до 100 – 110 секунд.
Таким чином, представлені результати відносної оцінки ефективності застосування кремнійорганічних сполук для просочення нерудних матеріалів, що відрізняються хімічним складом, характером і об’ємом порової структури дозволяє констатувати наступне: суттєва різниця у гідрофобності поверхні мінеральних субстратів при використанні водних розчинів, емульсій та систем на основі органічних розчинників кремнійорганічних сполук не спостерігається. Концентраційний інтервал застосування вказаних сполук визначається хімічним складом останніх, рівнем повітропроникності та адгезійною міцністю зчеплення просоченого каменю з муруючим розчином.


1. Зубов П.И., Сухарева Л.К. Структура и свойства полимерных покрытий. М., “Химия”, 1982. 255с.
2. Колесник Денис Юрійович. Підвищення корозійної стійкості бетонів поверхневою обробкою олігоорганосилоксанами : дис... канд. техн. наук: 05.23.05 / Державний дорожній НДІ ім. М.П.Шульгіна. — К., 2007. — 151арк. — Бібліогр.: арк. 134-142.
3. Золотарьова О.Г. Кремнійорганічні сполуки для гідрофобізації нерудних матеріалів.// Товари і ринки. — 2013. — № 2 (16). — С. 148-153.
4. Мережко Н.В., Золотарьова О.Г. Дослідження просочення пористих нерудних матеріалів кремнійорганічними сполуками. // Вісник ЧДТУ. -2014. -№4. – с.95-100.