Гидрофобная защита капиллярно-пористых строительных материалов с использованием электрохимических методов и модифицированных гидрофобизаторов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.05, кандидат технических наук Дебелова, Наталья Николаевна

• Дебелова, Наталья Николаевна
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Дебелова, Наталья Николаевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ НА ИХ ОСНОВЕ ОТ ВЛАГИ.

1.1. Физические методы восстановления эксплуатационной пригодности капиллярно - пористых строительных материалов

1.2. Электрохимические методы восстановления эксплуатационной пригодности капиллярно-пористых строительных материалов

1.2.1.Электрокинетические явления в капиллярно-пористых строительных материалах.

1.2.1.1. Электроосмос.

1.2.1.2. Электрофорез.

1.2.1.3. Потенциал течения и эффект Дорна.

1.2.2. Поверхностное натяжение жидкости.

1.2.3. Интенсификация процессов массопереноса в капиллярно-пористых материалах при комбинированном воздействии электрического и магнитного полей.

1.3. Химические методы восстановления эксплуатационной пригодности капиллярно-пористых строительных материалов.

Краткое обобщение.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Характеристика сырьевых материалов.

2.2. Методы исследования.

2.2.1. Метод определения условной вязкости.

2.2.2. Метод определения температуры каплепадения

2.2.3. Метод определения адгезионной прочности пленок

2.2.4. Метод определения влажности.

2.2.5. Метод определения водопоглощения.

2.2.5.1.Метод определения водопоглощения при капиллярном подсосе

2.2.6. Метод определения морозостойкости.

2.2.7. Метод определения краевого угла смачивания поверхности

2.2.8. Методы статистической обработки результатов исследований

2.3. Аппаратура.

ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ

ВЛАГОНАПОЛНЕННЫХ КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ

МАТЕРИАЛОВ.

3.1. Проводимость цементного камня в зависимости от условий его формирования.

3.2. Закономерности процессов перемещения влаги в цементном камне в зависимости от параметров электрического поля

3.3. Интенсификация процессов переноса влаги в цементном камне в условиях воздействия электрических и магнитных полей

Выводы.

ГЛАВА 4. ЗАЩИТА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ОТ ВЛАГИ ГИДРОФОБНЫМИ ЖИДКОСТЯМИ.

4.1. Гидрофобная защита капиллярно-пористых строительных материалов водорастворимым метилсиликонатом калия.

4.1.1. Проводимость метилсиликоната калия в зависимости от концентрации раствора.

4.1.2. Физико-химические свойства продуктов полимеризации метилсиликоната калия.

4.1.2.1. Ик-спектроскопический анализ.

4.1.1.2. Рентгенофазрвый анализ.

4.1.2.3. Дериватографический анализ.

4.1.1.4. Микроскристаллоскопический анализ.

4.1.1.5. Эмиссионный спектральный анализ.

4.1.3. Деструктивные процессы полимеризованной пленки метилсиликоната калия.

4.2. Модифицирование раствора метилсиликоната калия

4.3. Гидрофобная защита капиллярно-пористых строительных материалов аморфным полиэтиленом.

4.2.1. Физико-химические свойства модифицированного аморфного полиэтилена.

4.2.1.1. ИК-спектроскопический анализ.

4.2.1.2. Визкозиметрический анализ.

4.2.1.3. Адгезионная прочность модифицированного аморфного полиэтилена.

Выводы.

ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИЯ ГИДРОФОБНОЙ ЗАЩИТЫ КАПИЛЛЯРНО- ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ.

5.1. Технология гидрофобной защиты капиллярно-пористых строительных материалов с использованием электрохимических методов и модифицированного метилсиликоната калия.

5.2. Технология гидрофобной защиты капиллярно пористых строительных материалов с использованием модифицированного аморфного полиэтилена.

Выводы.

ГЛАВА 6. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ

МОДИФИЦИРОВАННЫХ МЕТИЛСИЛИКОНАТА

КАЛИЯ И АМОРФНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА.

6.1. Расчет показателя экономического эффекта.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Гидрофобная защита капиллярно-пористых строительных материалов с использованием электрохимических методов и модифицированных гидрофобизаторов»

Актуальность работы. Защита капиллярно-пористых строительных материалов и изделий на их основе от проникновения влаги является актуальной проблемой как в теоретическом, так и практическом плане. В настоящее время ее пытаются решать преимущественно путем применения различного рода синтетических гидрофобизаторов. Несмотря на широкий выбор гидрофобных материалов в настоящее время, решение проблемы на качественном уровне возможно с использованием комбинированных приемов обработки пористых веществ. Одним из таких эффективных способов является сочетание электрохимических и химических методов.

Электрохимические технологии при обработке строительных материалов и изделий на их основе не получили широкого развития. Это обусловлено, с одной стороны, протеканием сложных и часто не контролируемых процессов переноса частиц в случайно организованной системе пористого материала, а с другой — относительно высокими затратами электрической энергии. Развитие теоретических представлений об электрокинетических явлениях, в частности, процессов электроосмоса, электрофореза в капиллярно-пористой среде строительных материалов, разработка энергосберегающих технологий, применение модифицированных гидрофобизаторов позволит не только повысить качество защиты строительных материалов и изделий от влаги, но и найти пути снижения экономических затрат.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с планом научных работ Томского государственного архитектурно-строительного университета и межвузовской научно-технической программой «Строительство» (утвержд. ТКНВШ РСФСР, приказ № 252).

Объект исследования — строительные материалы на основе цементных систем с применением модифицированных гидрофобизаторов и электромагнитных полей для повышения качества защиты капиллярно-пористых материалов от влаги.

Предмет исследования - процессы объемной и поверхностной гидро-фобизации капиллярно-пористых строительных материалов.

Цель работы заключается в разработке составов и технологии гидрофобной защиты капиллярно-пористых строительных материалов путем модифицирования композиций на основе водного раствора метилсиликоната калия и аморфного полиэтилена с использованием электрохимических методов, теоретическом и экспериментальном обосновании процессов объемной и поверхностной обработки капиллярно-пористых тел.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

1. Выявить закономерности массопереноса влаги и заряженных частиц водных растворов метилсиликоната калия в капиллярно-пористых телах в зависимости от параметров приложенного постоянного электрического тока.

2. Исследовать процессы интенсификации гидрофобной защиты капиллярно-пористых строительных материалов с использованием комбинированного действия электрического и магнитного полей.

3. Разработать способы модифицирования гидрофобных жидкостей на основе метилсиликоната калия и аморфного полиэтилена и исследовать гидрофобные и адгезионные свойства по отношению к цементному камню.

4. Разработать технологические приемы повышения качества гидрофобной защиты капиллярно-пористых строительных материалов с использованием электрических и магнитных полей, гидрофобизаторов на основе модифицированных композиций метилсиликоната калия и аморфного полиэтилена.

5. Обосновать экономическую целесообразность предлагаемых способов защиты от влаги строительных материалов и изделий на их основе.

Научная новизна работы заключается в теоретическом и экспериментальном обосновании процесса гидрофобизации капиллярно-пористых строительных материалов на основе цементного вяжущего с использованием электрического и магнитного полей и модифицированных композиций метилсиликоната калия и аморфного полиэтилена. При этом установлено следующее:

1. Установлено, что процесс переноса влаги в капиллярно-пористом цементном камне при наложении внешнего электрического и магнитного полей удовлетворительно описывается преобразованным уравнением Гельм-гольца-Смолуховского, учитывающего вклад магнитной составляющей. Предложен механизм интенсификации процесса, обусловленный направленным действием силы Лоренца в области диффузионного слоя на границе раздела фаз «жидкость-твердое тело». Это приводит к уменьшению толщины граничного слоя, и как следствие, к увеличению скорости массопереноса частиц.

2. Установлено, что произведение величин электрического сопротивления и динамической вязкости раствора метилсиликоната калия в интервале концентраций 0,5-5,0 % . является величиной постоянной, что позволяет проводить экспрессную оценку вязкости раствора гидрофобизатора по значению его проводимости.

3. Установлено, что модифицирование водного раствора метилсиликоната калия нитратом железа в концентрации 4-6 % приводит к снижению водопоглощения цементного камня на 6-8 % по сравнению с ^модифицированным гидрофобизатором. Дополнительный эффект обусловлен образованием малорастворимых гидроксидных форм железа, что приводит к кольма-тации пор и капилляров дисперсной системы. Показано, что модифицирование аморфного полиэтилена путем его окисления кислородом воздуха в интервале температурах 160-180 °С позволяет увеличить адгезионную прочность к поверхности цементного камня в среднем на 18-22 %.

4. Показано, что для объемной защиты цементного камня от проникновения влаги эффективно применять модифицированный метилсиликонат калия с использованием электрического тока, а для поверхностной - аморфный полиэтилен. Комбинирование объемного и поверхностного способа гидро-фобизации цементного камня по сравнению с контрольными образцами позволяет уменьшить водопоглощение, повысить морозостойкость за счет адгезии на поверхности пор и капилляров функциональных групп гидрофоби-заторов различной природы.

Личный вклад автора состоит в теоретическом обосновании процессов массопереноса влаги в объеме капиллярно-пористых строительных материалах с использованием электромагнитных полей, выборе и модифицировании гидрофобных составов, разработке технологии комбинированной гидрофобной защиты строительных изделий, анализе и обобщении полученных экспериментальных результатов, изложенных в диссертационной работе.

На защиту выносятся:

- закономерности электрокинетических явлений в капиллярно-пористых строительных материалах на основе цементных вяжущих систем; результаты исследований физико-химических и эксплуатационных свойств модифицированных композиций на основе водорастворимого метилсиликоната калия и аморфного полиэтилена;

- технологические решения по осуществлению комбинированной гидрофобной защиты строительных материалов и изделий на их основе с использованием электрохимических методов и модифицированных гидрофобизато-ров.

Достоверность результатов основных положений и выводов диссертации обеспечена корректностью методик постановки экспериментов с применением современных физико-химических методов исследования (ИК-спектроскопия, ДТА, РФА, оптическая микроскопия) и статистических методов обработки. Выводы и рекомендации работы подтверждены положительным опытом испытания разработанных составов и технологии гидрофобной защиты строительных материалов.

Практическая значимость и реализация работы.

Разработаны композиции для гидрофобной защиты капиллярно-пористых строительных материалов на основе метилсиликоната калия и аморфного полиэтилена, полученные путем модифицирования их водными растворами неорганических солей и окислением при температуре 160-180 °С соответственно.

Предложена технология комбинированной гидрофобной защиты капиллярно-пористых строительных материалов и изделий на их основе, включающая стадии удаления избыточной влаги, введения модифицированного метилсиликоната калия в объем материала с использованием постоянного электрического и магнитного полей, гидрофобизации поверхности модифицированным аморфным полиэтиленом. Показано, что оптимальные условия проведения процесса гидрофобизации в объеме материала соответствуют следующим параметрам: напряженность постоянного электрического поля -(60-80) В/м; значение магнитной индукции постоянных магнитов 0,1 Тл; концентрация химической добавки нитрата железа - 6 % .

Предложен метод экспрессной оценки динамической вязкости и концентрации водного раствора метилсиликоната калия, как одних из основных параметров в технологии гидрофобной защиты строительных материалов.

Предлагаемые методы защиты строительных изделий от влаги с применением постоянного электрического поля и модифицированных гидрофобных материалов прошли опытно-промышленные испытания с положительным эффектом на ОАО «ПК РИФ», ООО СГ «Талиман».

Апробация работы

Результаты научно-экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на 11 Международном научно — техническом семинаре "Нетрадиционные технологии в строительстве", (Томск, 2001г.); 58-й научно — технической конференции "Исследования в области архитектуры, строительства и охраны окружающей среды", (Самара, 2001г.); X Международной научно практической конференции "Качество - стратегия XXI века", (Томск, 2005 г.); IX Международная научно - практической конференции "Химия — XXI век: «Новые технологии, новые продукты", (Кемерово, 2006 г.); V Международном симпозиуме "Контроль и реабилитация окружающей среды", (Томск, 2006 г.); XI11 Международном семинаре «Строительные и отделочные материалы. Стандарты XXI века», (Новосибирск - 2006 г.); XI Международной научно-практической конференции «Качество-стратегия XXI века», (Томск, 2006 г.).

Публикации. Содержание диссертационной работы опубликовано в 14 научных публикациях, в том числе в 4 журналах, входящих в перечень ВАК, 1 патенте РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из 6 глав, основных выводов, списка литературы из 133 наименований и приложения. Диссертация изложена на 162 страницах машинописного текста, включает 31 таблицу, 33 рисунка.

1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ НА ИХ ОСНОВЕ ОТ ВЛАГИ

Гидрофобная защита капиллярно-пористых строительных изделий является частью общей системы защиты строительных конструкций. Несмотря на наличие в литературных источниках большого количества сведений по вопросам защиты от влаги строительных конструкций, отсутствует ясный регулирующий механизм, который предписывает, какие методы обработки в каких случаях и при каких условиях должны быть применены, и как должна быть оценена эффективность работы применяемых методов.

Способы гидрофобной защиты должны быть принципиально ориентированы на объективную необходимость эффективности их проведения. Поэтому перед планированием строительных или реконструкционных мероприятий необходимо проведение диагностических работ системного анализа по выявлению причин, которые обусловили то или иное состояние строительного сооружения. На их основе должны быть предложены такие мероприятия, которые позволят устранить истинные причины разрушения, а не только симптомы разрушения.

Для правильного выбора метода необходимо проведение так называемых первичных и вторичных мероприятий, которые между собой сильно различаются. Под первичными мероприятиями следует понимать те, которые преследуют цель оборудовать сооружение дополнительными конструкциями, пресекающими проникновение влаги извне. К ним относятся: вертикальные и горизонтальные гидроизоляционные покрытия, пропитки и уплотнения, которые могут быть произведены различными способами на основе известных принципов [1-17].

Под вторичными мероприятиями подразумеваются те, которые связаны с использованием строительных приемов, например, различные виды штука-турок, красочные покрытия, водоотводы и т. д.

Следует отметить, что применение способов гидрофобной защиты только поверхности зданий и строительных конструкций не приводит к высокой эффективности, т. к. при этом не прекращается поступление новых порций влаги.

На данный момент существует два распространенных способа защиты сооружений от влаги: гидроизоляция и гидрофобизация. Первый осуществляется с помощью нанесения на поверхность материала водонепроницаемого слоя или пропитки строительных материалов вяжущим веществом. Путем гидроизоляции проводят герметизацию и антикоррозийную защиту сооружений. Недостатком данного способа является то, что гидроизолирующий слой перекрывает поры, то есть материал перестает дышать. К тому же рано или поздно на нем возникают трещины, приводящие к разрушению. Гидрофобизация - процесс пропитки конструкции специальными составами, в результате которого проникновение влаги внутрь материала блокируется. Такие составы образуют тончайшие пленки или мономолекулярные слои на стенках капилляров, прекращающие доступ молекул воды внутрь. Гидрофобизирую-щее вещество плотно удерживается в материале и со временем не вымывается. Толщина пропитки составляет от 1 до 5 мм. Гидрофобизатор наносят на пористые, способные впитывать влагу материалы. К ним относят бетон, цементно-известковые и цементно-песчаные изделия, керамзитобетон, кирпич, асбест, шлакоблоки, известняковые блоки, различные виды черепицы, гипсо-картон, шифер, искусственный камень, дерево и др. Существует множество технологий нанесения раствора, которые подбирают исходя из характеристик обрабатываемого материала. Среди них полив, окунание, распыление или нанесение кистью. Перед началом работы поверхность очищают от грязи и пыли и высушивают. Нанесение должно происходить при температуре не ниже 7 ОС. Композицию следует класть равномерно, сверху вниз и исключать пропуски и подтеки. После дождя гидрофобизацию проводить не рекомендуют. Недостатком такого способа является то, что изделие необходимо высушивать после обработки.

Первые гидрофобизаторы для ограждающих конструкций появились в строительстве около 40 лет назад. В основном это были кремнийорганиче-ские жидкости на основе полигидросилоксана, этилсиликоната натрия, метилсиликоната натрия. Они создают барьерный слой, который защищает конструкции от воздействия воды и агрессивных сред. В большинстве случаев гидрофобные материалы не закрывают трещин, поэтому гидрофббизация конструкций, в которых под воздействием внешних нагрузок трещины раскрываются и закрываются, может быть нецелесообразной. С течением времени вода может вымывать гидрофобные композиции, поэтому с определённым интервалом (обычно через 2-4 года) необходимо восстанавливать водоотталкивающие свойства материала. Гидрофобизацию не рекомендуют проводить на конструкциях, поверхность которых в процессе эксплуатации может истираться под действием механических сил, так как гидрофобные материалы имеют небольшую глубину проникновения. Гидрофобизация может быть либо поверхностной, либо объёмной. Поэтому выделяют гидрофобные материалы для поверхностного использования и для применения инъектиро-ванием. Поверхностную гидрофобизацию проводят на конструкции детали распылением, валиком или кистью. Объёмную гидрофобизацию - методом инъекции в шпуры: в стенах почти на всю их толщину сверлят в шахматном порядке слегка наклонные шпуры, в которые под давлением заливают гидрофобный материал. Общепризнано, что второй способ гидрофобной защиты наиболее эффективен, так как долговечность и качество водоотталкивающих покрытий в большей мере зависит от глубины впитывания гидрофобизатора. Свои свойства обработанные гидрофобизаторами материалы сохраняют в течение 10-15 лет при поверхностной обработке, а при объёмной - в течение всего срока службы здания или конструкции. Объемную гидрофобизацию можно осуществлять и путем введения гидрофобизатора на стадии изготовления строительного материала. При этом допустимая концентрация добавки не должна превышать 0,6 % масс. Однако эти условия не обеспечивают качественной гидрофобной защиты материала и нарушают его свойства.

Следует отметить, что процессы переноса электролита в ограждающих конструкциях могут длиться десятилетиями, что приводит к существенным изменениям их структуры. Принимая во внимание многообразие условий существования строительных конструкций, проблемы движения влаги в них являются чисто эмпирическими. Известен целый ряд исследований на отдельных объектах, которые описывают состояние увлажнения соответст вующих строительных сооружений, которые имеют преимущественно статистическое описание. Лишь в настоящее время предпринимаются попытки математического моделирования движения влаги во всей ее сложности. Однако их можно считать приближенными, так как, с одной стороны, выбираются идеальные исходные условия, а с другой стороны, не учитываются некоторые важные факторы, такие, например, как присутствие в воде растворимых солей. Эта проблема является с недавнего времени одной из задач исследований строительной физики и химии строительных материалов.

Следует отметить, что теоретические представления о движении влаги в капиллярно-пористых материалах не настолько развиты, чтобы применять их в практике строительства и реставрации. Особенно тщательно должны быть изучены, на наш взгляд, проблемы перемещения растворимых ионов к границам раздела фаз строительных материалов. Корректное описание перемещения влаги и оценке ее влияния на строительно-технические сооружения из капиллярно-пористых тел рассмотрены, например в [11], где предложены следующие критерии относительно разрушенных влажностью строительных кладок.

1. В кирпичной кладке могут транспортироваться повышенные количества влаги, если в прилегающей к фундаменту области наблюдается избыточное количество влаги и при этом отсутствует необходимая гидроизоляция.

2. Влаговпитывающая способность швов кладки доминирует и определяет влаговпитывающую способность всей кладки в целом.

3. Широкие швы кладки способствуют вертикально направленному транспорту влаги.

4. Кирпичные кладки могут достигать в нижних областях 100-процентного влагонасыщения, которое с увеличением высоты может очень резко уменьшиться.

5. Поврежденные влагой кладки имеют очень высокую степень влагонасыщения (доходящую до 100 %) и до высоты 40-70 см над уровнем местности.

6. Слои внутренней и внешней штукатурок приводят, как правило, к отрицательному воздействию на процессы испарения влаги из стены.

7. Выпадение осадков (например, ливни) приводят к интенсивным повышениям влагосодержания в кладках, тогда как в обратном направлении этот процесс протекает очень медленно.

8. Концентрации солей на поверхности кладки и близко к поверхности расположенных областях увеличивают способность влагопоглощения за счет впитывания солями влаги из воздуха.

Заключение диссертации по теме «Строительные материалы и изделия», Дебелова, Наталья Николаевна

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработанный метод комбинированной гидрофобной защиты капиллярно-пористых строительных материалов и изделий на их основе с использованием электрического поля, введения модифицированных метилсиликоната калия позволяет обеспечить гидрофобную защиту в объеме строительного материала. При этом оптимальная концентрация метилсиликоната калия составляет 4,5-5,0 % масс.

2. Показано, что скорость переноса заряженных частиц в цементном камне с определенным уровнем приближения может быть рассчитана по уравнению: U=zeE/6izr\r. Это позволяет проводить оценку скорости массопе-реноса частиц при заданных параметрах напряженности электрического поля в капиллярно-пористом теле без учета величины электрокинетического потенциала.

3. Комбинированное применение постоянных электрического (с напряженностью от 10 В/м) и магнитного (с величиной магнитной индукции от 0,01 Тл) полей позволяет интенсифицировать процессы массопереноса заряженных частиц гидрофобной жидкости. На основе расчетных и экспериментальных данных показано, что на границе раздела фаз «жидкость-твердое тело» действие силы Лоренца является достаточным условием для осуществления направленного тангенциального движения частиц в области диффузного слоя. Это приводит к уменьшению его толщины, и как следствие, к усилению процессов массопереноса, распределению частиц гидрофобизатора в объеме капиллярно-пористого тела. Интенсификация процесса может быть описана модифицированным уравнением Гельмгольца-Смолуховского.

4. Регулировать процессы массопереноса в капиллярно-пористых телах можно путем изменения напряженности электрического поля, наложения силовых линий магнитного поля перпендикулярно миграционному движению заряженных частиц, При этом оптимальными параметрами являются: напряженность электрического поля (60-80) В/м, величина магнитной индукции на поверхности постоянных магнитов - 0,1 Тл.

5. Модифицирование метилсиликоната калия раствором соли железа с концентрацией 6 % и использование постоянного электрического тока повышает гидрофобную защиту капиллярно-пористых материалов в среднем на 6-8 %. Эффективность процесса обусловлена объемной пропиткой материала, дополнительной кольматацией пор в результате образования твердой фазы гидроксида железа (III) и увеличением проводимости гидрофобной жидкости.

6. Модифицирование аморфного полиэтилена осуществляют путем температурной обработки смеси при 160-180 °С в течение 2-2,5 часов при постоянном перемешивании смеси, введения минерального масла. Это приводит к повышению эксплуатационных свойств композиции и позволяет использовать модифицированную композицию для обеспечения гидрофобной защиты поверхности материалов. Рекомендуемая концентрация окисленного аморфного полиэтилена в минеральном масле составляет 8 %. При этой концентрации получены следующие параметры гидрофобной композиции: кинематическая вязкость - 39,3 сСт, температура каплепадания - 110 °С, адге

3 2 л о зионная прочность - 86x10" Дж/м , работа когезии - 261 х 10" Дж/м", энергия поверхностного натяжения - 0,0029 Дж/м2, коэффициент диффузии - 10"14iff Л

10" м/с , водопоглощение цементного камня -278 г/м~хсутки.

7. Предложенный метод оценки значений динамической вязкости и концентрации раствора метилсиликоната калия по величине его проводимости в диапазоне концентраций 0,5-5,0 % позволяет экспрессно определять и регулировать количественной состав гидрофобной жидкости.

8. Разработанные способы комбинированной гидрофобизации объема и поверхности цементного камня по сравнению с обработкой объема метилсиликоната калия позволяют снизить водопоглощение на 30-35 %, повысить морозостойкость на 8-15 %, увеличить долговечность изделия.

9. Показано, что на обработку 1 м объема изделия (на примере бетона) метилсиликонатом калия с использованием электрохимических методов затраты составляют 19,5 руб. При обработке поверхности изделия модифицированным аморфным полиэтиленом - 1,2 руб. Предлагаемая технология гидрофобной защиты является эффективной для зданий и сооружений с высокой степенью влажности.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Дебелова, Наталья Николаевна, 2008 год

1. Гальперина М.К. Изменение пористой структуры фасадных плиток при их испытании на морозостойкость //Тр. Ин-та НИИ стройкерамики.-1985.-Вып. 56.-С. 71-82.

2. Лыков А.В. Явление переноса в капиллярно- пористых телах. М: Гостеориздат, 1954. - 214 с.

3. Беркман А.С., Мельникова И.Т. Структура и морозостойкость стеновых материалов. Л.: Госстройиздат, 1962. - 248 с.

4. Ребиндер П.А., Фукс Г.И. Успехи коллоидной химии. М.: Наука. -1973.-267 с.

5. Чернышов Е.М., Акулова И.И., Жерелина Е.А. Фактор потенциала региональной сырьевой базы в проблеме оптимизации производства строительных материалов // Проблемы и перспективы архитектуры и строительства. Томск: ТГАСУ, 2003. - С. 17-20.

6. Крыленко В.А., Власов Д.Ю., Дашко Р.Э., Старцев С.А. Проблемы сохранения жилой и производственной инфраструктуры городов от биоразрушения // Инфрострой, 2003. № 5. - С. 3-13.

7. Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы. М.: Строй-издат, 1986.-688 с.

8. Амелина Е.А., Щукин Е.Д. Изучение некоторых закономерностей формирования контактов в пористых дисперсных структурах // Коллоидный журнал, 1970. Т.32. - №6. - С. 795 - 799.

9. Экспресс-информация // Строительство и архитектура. Сводный том. Вып. 3. М.: 2001. - С. 22 - 23.

10. Ратинов В.Б. Добавки в бетон /В.Б. Ратинов, Е.И. Розенберг. М.: Стройиздат, 1989. - 186 с.

11. Рамачадран B.C. Добавки к бетонам: Справочное пособие /B.C. Ра-мачадран, Р.Ф. Фельдман, М. Коллепарди и др. / /Под ред. B.C. Рамачадрана.-М.: Стройиздат, 1988 575 с.

12. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны / В.Г. Батраков. М.: Стройиздат, 1990. - 400 с.

13. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны, Теория и практика. 2-е изд. -М.: Стройиздат, 1998. 768 с.

14. Технологический регламент на применение гидроизоляционных материалов проникающего действия системы ПЕНЕТРОН. М. СРО «РСПППГ», 2006. 40 с.

15. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. М.: Химия, 1988. - 464 с.

16. Григоров О.Н. Электрокинетические явления. Изд-во ЛГУ, 1973. — 168 с.

17. Григоров О.Н., Фридрихсберг Д.А. Электроповерхностные явления в дисперсных системах. М: Наука, 1972. 192 с.

18. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Л.: Химия, 1974. -352 с.

19. Карбаинов С.Н., Пикула Н.П., Анисимова А.С. и др. Поверхностные явления и дисперсные системы. Уч. пособие. Томск, 2005. — 126 с.

20. Debye P., Huckel E. //Phys. Z. 1923. - V. 24. - P. 305э

21. Debye P., Huckel E. //Phys. Z. 1924. - V. 25. - P. 204.

22. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. M., 1959. 699 с.

23. Михайлов Ю.А. Тепло-и массоперенос в магнитном поле //Магнитная гидродинамика, 1969. -№ 1. С. 3 - 10.

24. Блум Э.Я., Лисовская С.И., Кулис Б.П. Влияние магнитного поля на интенсивность массообмена в системах с электрохимическими реакциями //Изв. АН Латв. ССР. Сер. физ. и техн. наук, 1967 № 6. - С. 54 - 62.

25. Левин Б.В. О стабилизирующем влиянии продолбного магнитного поляна неоднородные турбулентные иечения в электропроводящей жидкости // Магнитная гидродинамика, 1965. № 2. - С. 3-10.

26. Блум Э.Я., Михайлов Ю.А., Озолс Р.Я. Тепло- и массообмен в магнитном поле. — Рига: Зинатне, 1980. — 355 с.

27. Блум Э.Я., Озолс Р.Я., Федин Ф.Г. Влияние неоднородного магнитного поля на тепло- и массообмен в паромагнитных растворах // Магнитная гидродинамика, 1972. № 4. - С. 7-18.

28. Бондаренко Н.Ф., Гак Е.З., Комаров Г.П. Кинетические явления в электролитах в капиллярно-пористых системах под действием магнитогид-родинамического давления // Журнал технической физики, 1972. — Т.42. — № 2. С.442 - 446.

29. Брук О.Б. Исследование возможности интенсификации гетерогенных внешнедиффузионных процессов с помощью магнитного поля // Труды НИИ горно-хим. Сырья, 1982. № 57. - С. 63 - 67.

30. Гак Е.З. Гидродинамические эффекты в водных средах в электрических и магнитных полях // Инженерно-физический журнал, 1982. Т.43. -№1. - С. 140-143.

31. Гак Е.З. К вопросу о магнитогидродинамическом эффекте в сильных электролитах//Электрохимия, 1967. — Т. 3. — № 1. —С. 89-91.

32. Гак Е.З. Магнитокинетические явления в водных растворах электролитов (обзор). Л., 1976.-12 с. //Деп. В ВИНИТИ 10 дек. 1975. -№ 3511- 75.

33. Гак Е.З. О магнитокинетических эффектах в жидкости в неоднородных магнитных полях // Журнал технической физики, 1971. Т. 41. - № 8. С.1758-1761.

34. Гак Е.З., Комаров Г.П. Стационарные течения в электролитах в низкочастотных магнитных полях // Журнал технической физики, 1971. № 9. — С. 1996-1998.

35. Гак Е.З., Крылов B.C. Особенности массо- и электро- переноса в тонких слоях электролита в магнитных полях // Журнал технической физики, 1985. Т. 21. - Вып. 4. - С. 563-567.

36. Гак Е.З., Рик Г.Р. О влиянии постоянных магнитных полей на кинетическое движение ионов в водных растворах сильных электролитов // ДАН СССР, 1967. Т. 175. - № 4. - С. 856-858.

37. Гак Е.З., Рохинсон Э.Х. Применение магнитного поля для управления скоростью электродных процессов // Электронная обработка материалов, 1973. № 4. - С.75 - 77.

38. Гак Е.З., Рохинсон Э.Х., Бондаренко Н.Ф. Особенности изменения кинетики электродных процессов в электролитах в постоянных магнитных полях // Электрохимия, 1975. Т.П. - Вып. 4. - С. 528-534.

39. Мицюк Б.М. Влияние магнитного поля на кинетику растворения гидрогелей поликремневой кислоты в воде //Журнал коллоидной химии, 1974. Т. 36. - Вып. 5. - С. 984-986.

40. Мямлин В.А. Движение жидкости в электрическом и магнитном полях//Электрохимия, 1973.-Т. 9. Вып. 12. — С. 1812-1814.

41. Ньюмен Дж. Электрохимические системы. М.: Мир, 1977. 463 с.

42. Озолс Р.Я. Феноменологические законы тепло- массопереноса в растворе электролита во внешнем магнитном поле // Магнитная гидродинамика, 1972. № 4. - С. 3-13.

43. Пехтелева Н.И.,Смирнов А.Г. Гидродинамика электролита при электрохимических процессах в прямоугольной ванне с плоскими электродами в постоянном магнитном поле // Магнитная гидродинамика, 1965. — №2.-С. 79-91.

44. Рохинсон Э.Х., Гак Е.З., Бондаренко Н.Ф. Изменение кинетики гетерогенных процессов в магнитных полях (на примере электродных процессов) // Сб. трудов по агрономической физике, 1973. № 2. — С. 59-62.

45. Скрипачев В.В., Михалев Ю.Г., Исаева J1.A., Поляков П.В. О массо-переносе в магнитном поле у вертикального электрода // Электрохимия, 1983 -Т. 19.-№ 1.-С. 30-35.

46. Штерн А.Г. Возможности воздействия на пограничный слой скрещенными электрическим и магнитным полями // Магнитная гидродинамика, 1970.-№3.-С. 124- 128.

47. O'Brien K.N., Santhanam K.S.V. Magnetic field on the growth of the diffusion layer at vertical electrodes during electrodeposition // J. Electrochem. Soc, 1982.-V. 129.-№6.-P. 1266-1268.

48. Dumarque P., Humean P., Penot F. Les equation de la diffusion en presence d'une induction magnetique application a la mesure de vitesse local dans un electrolyte // Electrohim. Acta, 1973. V. 18. - P. 447-458.

49. Fahidy T.Z. Hydrodynamic models in magnetoelectrolyss // Electrochem. Acta, 1973.-V. 18.-№8.-P. 607-611.

50. Fahidy T.Z. Magnetoelectrolysis / /J. Appl. Electrochemistry, 1983 V. 13.-№5.-P. 552-563.

51. Kulkaruni B.B., Santhanam K.S.V. Magnetic fiels effect on the electrochemical reduction of metal ions // J. trans. Saest, 1976. — V. 11. — № 1. P. 89-98.

52. Olivier Alain, Tronel-Peyros Emmanuel, Laforgue Kantzer Denise. Etud magnetothermoelectrique des solutios aquenses d'electrolytes // C.r. Academ. Sci., 1972.-V. 274.-№ 19.-P. 1609-1612.

53. Petin N., Higerotisch E. A study of the setting process of cement paste by an electrical conductivity method // Journal of General of the USSR, 1932. V. 2. -P. 614-629.

54. Кремнийорганические продукты, выпускаемые в СССР. Каталог / Составители: О.А. Музовская, С.Р. Нанушьян, E.JI. Минскер, Г.С. Попелева, Е.К. Федорова. Черкассы: НИИТЭХИМ. - 1983. - 71 с.

55. Харитонов Н.П. и др. Кремнийорганические соединения и материалы для повышения долговечности бетона. Л.: Наука, 1982. — 189 с.

56. Органосиликатные и кремнеорганические материалы в практике строительных, противокоррозионных, защитно-декоративных, ремонтных и реставрационных работ: Материалы научно-практической конференции /Под ред. Кротикова. — Л., 1991. 76 с.

57. Гидрофобизирующие кремнийорганические жидкости. М.: Химия, 1967.-7 с.

58. Борисов С,Н., Воронков М.Г., Лукевиц ЭЛ. Кремнийэлементо-органические соединения. Производные неорганогенов. Л.: Химия, 1966. - 544 с.

59. Воронков М.Г, Милешкевич В.Т., Южелевский Ю.А. Силиконовая связь. Новосибирск: Наука, 1976- 413 с.

60. Рекомендации по гидрофобной защите внутренних поверхностей ограждающих конструкций сельскохозяйственных зданий с повышенной влажностью внутреннего воздуха кремний органическими соединениями. -Новосибирск: «Сибгипросельхозстрой», 1972. — 22 с.

61. Технические рекомендации по применению гидрофобизи-руюших составов. / Тр. 107-00 Правительство Москвы. Комплекс архитектуры строительства, развития и реконструкции города Москвы 2001. - 34 с

62. Кремнийорганические продукты, выпускаемые в СССР / Каталог -справочник. М.: Химия, 1975. - 89 с.

63. Lenti D., ViscaM. EP 337313. C1C04 В 41/48. 1989.

64. Strepparola E., Caporiccio G. EP 215,492 C1C04 В 41/48. 1991.

65. Takaai Т., Sato Sh., Kinami H. JP 05,320,178/93,320,178 C1C07 F 7/18 -1993.

66. Kawarada Ya, ShimadaK. JP 05,117,283/93,117,283. 1993.

67. Kind V.A. and Zhuraler V. F. Electrical conductivity of hardened Portland cement // Tsement. V. 5. - № 9. - 1937. - P. 21 - 26.

68. Dorsch К. E. The hardening and corrosion of cement IV // Cement and cement manufacture, 1933. - V. 6. - № 4. - P. 131 - 142.

69. Mishelsen S. Beitrag zur Bindezeitbestimmung // Zement, 1933. Vol. 22.- №3.- P. 457 - 461.

70. Вершинина С.С. Применение кремний органических соединений в строительстве. М.: 1989. - 62 с.

71. Гидрофобизирующие кремнийорганические жидкости. М.: Химия, 1967.-7 с.

72. Органосиликатные материалы, их свойства и опыт применения: / Материалы краткосрочного семинара. JL: 1977. 113 с.

73. Химия и практическое применение кремнийорганических соединений: Тезисы докл. 7-го Совещания / под. ред. В.О. Рейхсфельл. Л.: Наука, 1988.-181 с.

74. Орентлихер JLIL, Логанина В.И. Расчет надежности защитно-декоративных покрытий наружных ограждений // Строительные материалы, 1986-№10. 1986. -С. ЗО.

75. Иоости Х.Ф., Карасев К.И., Крейс У.И., Сивитски И.Б. Эффективность влагозащитных покрытий на конструкциях из ячеистых бетонов // Строительные материалы, 1969. -№ 10. С. 28-29.

76. Михалко Е.С. Методы испытаний защитно-декоративных покрытий фасадной поверхности панелей из ячеистого бетона // Строительные материалы, 1969. № 3. - С. 35-37.

77. Синявский В.В. Материалы для гидроизоляции и гидрофобизации сооружений // Строительные материалы, оборудование, технологии 21 века, 2003.-№6.-С. 22-23.

78. Мисников О.С., Пухова О.В., Белугин Д.Ю., Ашеульников П.Ф. Гид-рофобизация сухих строительных смесей добавками из органических биогенных материалов // Строительные материалы, 2004. — № 10. С. 2-4.

79. Савилова Г.Л. Гидроизоляция зданий и сооружений материалами «БИРСС» // Строительные материалы, 2003. № 7. - С. 32-34.

80. Покровская Е.Н., Котенева И.В. Гидрофобизация древесных материалов фосфор- и кремнийорганическими соединениями // Строительные материалы, 2003. -№ 5. С. 40-41.

81. Демидов И.В. Использование водоотталкивающих пропиток при производстве и применении керамического кирпича // Строительные материалы, -2007.-№2.-С. 69-70.

82. ГОСТ 10178-85 (СТ СЭВ 5683-86). Портландцемент и шлакопорт-ландцемент. Технические условия. — М.: Изд-во стандартов, 1985 — 7 с.

83. ГОСТ 7025-91. Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости / Госстрой России. М.: 1991. - 17 с.

84. ГОСТ 6258-85*. Нефтепродукты. Метод определения условной вязкости. — М: Изд-во Стандартов, 1985. 6 с.

85. ГОСТ 6793-74*. Нефтепродукты. Метод определения температуры каплепадения -М.: Изд-во стандартов, 1974. 5 с.

86. ГОСТ 28574-90 (СТ СВ 6319-88). Защита от коррозии в строительстве конструкции бетонные и железобетонные. Методы испытаний адгезии защитных покрытий. М.: Изд-во стандартов, 1980. - 8 с.

87. ГОСТ 12730.0-78 ГОСТ 12730.5-78. Бетоны Методы определения плотности, влажности, водопоглощения пористости и водонепроницаемости.

88. ГОСТ 10060.4-95. Структурно-механический метод ускоренного определения морозостойкости. М.: Минстрой России, ГУП ЦПП, 1997. - 19 с.

89. Гранковский И.Г. Структурообразование в минеральных вяжущих системах. Киев: Наукова думка, 1984. - 300 с.

90. Ахвердов И.Н. Основы физики бетона. М.: Стройиздат, 1981. — 464 с.

91. Капранов В.В. Твердение вяжущих веществ и изделий на их основе. — Челябинск, Южно-Уральское кн. изд-во, 1976. — 189 с.

92. Petin N., Higerovitsch Е. A study of the setting process of cement paste by an electrical conductivity method // Journal of General of the USSR, 1932. V. 2. -P. 614-629.

93. Дебелова H. H., Подшивалов И. И. Кинетическая зависимость проводимости цемента на ранних стадиях твердения / Вестник ТГАСУ, 2002. № 1. -С. 129-131.

94. Новожилов Ю. Н. Осушение стен с помощью электроосмоса // Промышленная энергетика, 2003. N 6. - С. 23-26.

95. Романовский С.Г., Волосян Л.Я. Тепло- и массообмен в процессе термической обработки высокопрочного бетона в электромагнитном поле тока промышленной частоты. В кн. Строительная теплофизика. М.: Энергия, 1966.-С. 6-20.

96. Романовский С.Г. Тепло- и массоперенос в капиллярно-пористых материалах при сушке в электромагнитном поле / Инженерно-физический журнал, 1965. Т. IX. -№ 4. - 496 с.

97. Самойлов О.Я. Структура водных растворов электролитов и гидратация ионов. М.: АН СССР, 1987. 182 с.

98. Дебелова Н.Н. Гидрофобная защита капиллярно-пористых материалов с использованием постоянного электрического тока // Вестник ТГАСУ, 2006.-№ 1.-С-68-73.

99. Дебелова Н.Н. Интенсификация процессов гидрофобной защиты строительных материалов / Н. Н. Дебелова // Труды XI11 Международного семинара «Строительные и отделочные материалы. Стандарты XXI века». -Новосибирск, 2006. Т. 1. - С - 73-75.

100. Дебелова Н.Н. Интенсификация процессов переноса влаги в бетоне в условиях воздействия электромагнитных полей / Н. Н. Дебелова // Труды 111 Междун. конференции «Перспективы развития фундаментальных наук. Томск, 2006. С. 92-94.

101. Дебелова Н.Н. Гидрофобная защита строительных материалов с использованием электрохимических методов / Н.Н Дебелова, Н.П. Горленко //Материалы XI Международной научно-практической конференции «Качество-стратегия XXI века». Томск, 2006. - С. 104—108.

102. Патент РФ № 2231603, МПК Е 04В 1/64. Способ защиты строительных материалов и конструкций от воздействия влаги / Н. Н. Дебелова, Н. П. Горленко, И. И. Подшивалов, Ю. С. Саркисов. Опубл. в БИ № 18 от 27.06.04.

103. Патент № 2117434, МКИ A 23L 1/025. Устройство для обработки веществ в магнитном поле /Б.И. Лаптев, В.Х. Даммер, Н.П. Горленко, В.Ф. Хританков, Ю.И. Цыганок. Опубл. в БИ № 23, от 21.12.98.

104. Ершова С.Г. Обеспечение эффективной гидрофобной защиты неорганических строительных материалов. Автореферат дисс. канд. техн. наук, Новосибирск, 2006. 20 с.

105. Пентин Ю.А. Физические методы исследования в химии. М., 1987. 246 с.

106. Казицина Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ- ИК- и ЯМР -спектроскопии в органической химии. М.: Высшая школа. 1971. 252 с.

107. Эляшберг М.Е., Серов В.В. Молекулярный спектральный анализ и ЭВМ. М., 1980.-343 с.

108. Кросс А. Введение в практическую инфракрасную спектроскопию / Пер. с англ. канд. хим. наук. Ю. А. Пентина. М., 1961. - 110 с.

109. Дебелова Н.Н. Повышение качества гидрофобной защиты строительных зданий / Н.Н. Дебелова // Материалы X Международной научно -практической конференции "Качество стратегия XXI века". - Томск: ТПУ. -2005.-С. 148-149.

110. Дебелова Н. Н. Модифицирование аморфного полиэтилена / Н. Н Дебелова // Материалы IX Международная научно практическая конференция "Химия - XXI век: Новые технологии, новые продукты". — Кемерово: КемПУ, 2006. - С. 333-335.

111. Дебелова Н. Н. Композиции на основе аморфного полиэтилена для гидрофобной защиты строительных материалов / Н. Н. Дебелова // V Международный симпозиум "Контроль и реабилитация окружающей среды". -Томск, 2006.-С. 197.

112. Пащенко А.А., Воронков М.Г., Михайленко Л.А. Гидрофобизация. Киев: Наукова думка. - 1973. - 238 с.

113. Сумм Б.Д., Горюнов Ю.В. Физико-химические основы смачивания и растекания. М.: Химия, 1976. - 232 с.

114. Хигерович М.И, Байер В.Е, Гидрофобно-пластифицирующие добавки для цементов, растворов и бетонов. М.: Стройиздат, 1979. - 125 с.

115. А.С. № 815193. МКИ 5Е04В1/64. Способ изоляции строительных сооружений от воздействия влаги / Э. Б. Мисюлис, Э.Ф. Суроткявичюс. Опубл. 23.03.1981.

116. Винарский В.Л. Защитные покрытия и футеровка в строительстве. -Киев: Будевельник, 1976. 172 с.

117. Локуциевский В.А. В сб.: «Новое в технике и технологии лакокрасочных покрытий» / Изд. НИИТЭХИМ, 1971.- Вып. 4. С. 91.

118. Коренюк А.Г. Защита строительных конструкций от агрессивной среды. Киев: Будевелышк, 1979. - 97 с,

119. Пролацкий В.Ф. Пропитка цементного камня органическими веществами. М., 1986. - 287 с.

120. Руководство по защите бетона и других строительных материалов методом гидрофобизации. М. -НИИЖБ, 1978. - 54 с.

121. Грег С., СингК. Адсорбция, удельная поверхность, пористость /Пер. с англ. М. Мир, 1994. - 226 с.

122. Дебелова Н.Н. Оценка рисков инвестиционного проекта /Н.Н. Дебелова, Е. Н. Завьялова, А. Е. Кривозубова // Вестник ТГАСУ, 2004. № 1. -С. 234-237.

123. Нужина И.П. Оценка экономической эффективности инвестиционного проекта. Томск: Изд-во ТГАСУ, 1997. - 58 с.

124. Овсянникова Т.Ю. Оценка эффективности инвестиционного проекта: Методические указания к курсовой работе. Томск: Изд-во ТГАСУ, 1999. -60 с.

125. Овсянников С.Н. Фасадные системы для сибирского климата.-Томск: Изд-во ТГАСУ, 2006.-217 с.

126. Овсянникова Т.Ю. Экономика строительного комплекса. Томск: Изд-во ТГАСУ, 2004. - 237 с.1. УТВЕРЖДАЮ