Способ обработки пористых строительных изделий и конструкций
Владельцы патента RU 2289558:
Казанский государственный энергетический университет (RU)
Изобретение относится к технологии обработки керамического, силикатного кирпича, бетонных изделий и конструкций, других пористых материалов с целью улучшения их технологических параметров и свойств. Техническим результатом изобретения является повышение поверхностной износостойкости и прочности строительных изделий и конструкций. В способе обработки пористых строительных изделий и конструкций, включающем пропитку основы кислым соединением с последующей обработкой кислотоотверждаемым пленкообразующим, для пропитки в качестве кислого соединения используют водный раствор соли гексафторкремниевой кислоты, а в качестве кислотоотверждаемого пленкообразующего - резольную фенолформальдегидную смолу, взятые в эквимолекулярных соотношениях. 1 табл.
Изобретение относится к технологии обработки керамического, силикатного кирпича, бетонных изделий и конструкций, других пористых материалов с целью улучшения их технологических параметров и свойств.
Известен способ пропитки поверхности строительных изделий флюатами - водными растворами соли гексафторкремниевой кислоты, например ZnSiF6, MgSiF6, Al2(SiF6)3, (Инструкция по флюатированию каменных и бетонных поверхностей, ВНИИСМ - М.: ЦБТИ, 1959 г.).
Недостатком способа является водопроницаемость строительных изделий и низкая эффективность.
Известен также способ обработки пористых строительных конструкций по авт. св. СССР №279404, С 04 В 41/68 - прототип, включающий пропитку кислым соединением (раствор щавелевой кислоты) с последующей обработкой кислотоотверждаемым пленкообразующим (карбамидная смола в смеси со щавелевой кислотой).
Недостатком второго способа является низкая износостойкость, прочность строительных конструкций, а также дороговизна и дефицитность щавелевой кислоты и карбамидной смолы.
Кроме того, щавелевая кислота не обеспечивает полного отверждения смолы в трещинах и капиллярах строительных конструкций.
Задачей изобретения является повышение поверхностной износостойкости и прочности строительных изделий и конструкций. Для достижения технического результата в способе обработки пористых строительных изделий и конструкций, включающем пропитку основы кислым соединением с последующей обработкой кислотоотверждаемым пленкообразующим, для пропитки в качестве кислого соединения используют водный раствор соли гексафторкремниевой кислоты (рН ˜3-4), а в качестве кислотоотверждаемого пленкообразующего - резольную фенолформальдегидную смолу, взятых в эквимолекулярных соотношениях.
Пропитка компонентами осуществляется однократно - кистевым способом, пульверизацией или окунанием при комнатной температуре. Время готовности обработанного слоя 1-3 суток.
Механизм действия соли гексафторкремниевой кислоты, в частности магниевой, как наиболее дешевой и недефицитной, заключается в следующем.
С одной стороны, соль, как соединение, образованное слабым основанием и сильной кислотой, подвергается двухступенчатому гидролизу и образует в водном растворе протон-ионы, обеспечивающие требуемое значение рН среды и оказывая катализирующее действие на отверждение пленкообразующего.
С другой стороны, соль, диффундируя в поры изделия и взаимодействуя с составляющими стенки капилляров, в частности, с соединениями кальция, формируют нерастворимые в воде фториды кальция, магния и гель кремниевой кислоты.
Резольное фенолформальдегидное пленкообразующее, заполняя поры изделия, отверждаясь, формируя резитную структуру, создает совместно с новообразованными неорганическими соединениями органоминеральный скелет, уплотняющий и упрочняющий структуру материала.
Испытания на прочность при сжатии (σсж.) и изгибе (σизг.) керамического и силикатного кирпича осуществлялись в соответствии с ГОСТ 8462-85.
Испытания на прочность при сжатии бетона осуществлялись на образцах-кубиках (100×100×100 мм) в соответствии с ГОСТ 10180-90.
Испытания на истираемость бетона осуществлялись на образцах-кубиках на круге истирания ЛКИ-3 в соответствии с ГОСТ 13087-81.
Сопоставительные экспериментальные данные по водопроницаемости, прочностным характеристикам, истираемости пористых строительных материалов: керамического кирпича, силикатного кирпича, бетона приведены в таблице.
Предлагаемый способ обработки имеет преимущества как по стоимости кислого компонента, так и стоимости пленкообразующего.
В способе чаще всего исопльзуют в качестве кислого соединения 10-40%-ный водный раствор соли гексафторкремниевой кислоты - креинефторид магния, цинка или алюминия.
| Таблица | ||||||||||||
| Строительный материал | Сопоставительные свойства | |||||||||||
| без обработки | с обработкой по а.с. 279404 (прототип) | по предлагаемому способу | ||||||||||
| Водопроницаемость | σсж., кг/см (10 МПа) | σизг., кг/см2 (10 МПа) | Истираемость, г/см2 | Водопроницаемость | σсж., кг/см 2 (10 МПа) | σизг., кг/см2 (10 МПа) | Истираемость, г/см2 | Водопроницаемость | σсж., кг/см2 (10 МПа) | σизг., кг/см2 (10 МПа) | Истираемость, г/см2 | |
| Керамический кирпич, М"100" | Высокая | 107 | 12.1 | Отсутствие | 120 | 15 | отсутствие | 145 | 24,2 | |||
| Силикатный кирпич, М "250" | Увлажняется | 262 | 69,4 | Отсутствие | отсутствие | 280 | 82 | |||||
| Бетон, М "300" | Капиллярная | 325,9 | Отсутствие | 330 | отсутствие | 366,7 | ||||||
| Бетон, М "300" (лестничный марш) | <0.9 (ГОСТ13015/83) | 0.4 | 0,19 |
Способ обработки пористых строительных изделий и конструкций, включающий пропитку кислым соединением с последующей обработкой кислотоотверждаемым пленкообразующим, отличающийся тем, что для пропитки в качестве кислого соединения используют водный раствор соли гексафторкремниевой кислоты, а в качестве пленкообразующего - фенолформальдегидную смолу, взятые в эквимолярных соотношениях.
