Комплексная добавка для гидрофобизации гипса
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при производстве гипса и гипсовых изделий для придания водоотталкивающих свойств. Комплексная добавка для гидрофобизации гипса содержит, мас.%: метилсиликонат натрия 29-32, гексафторсиликат натрия 0,5-1,5, хлорид алюминия 4-6, вода остальное. Технический результат - повышение влагозащитных и механических свойств, т.е. долговечности строительных материалов, изготовленных из гипса. 2 табл.
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при производстве гипса и гипсовых изделий для придания им водоотталкивающих свойств.
При различных применениях гипса существенно иметь материал, обладающий стойкими механическими свойствами. Существенно также, чтобы материал сохранял после контакта с влажностью свои исходные свойства (внешний вид, механические свойства). С этой целью гипс следует гидрофобизировать, т.е. сделать его малочувствительным к воде. Именно с целью улучшения стойкости гипса к воде возникла необходимость обрабатывать гипс в массе. В случае гидрофобизации в массе обработку производят в процессе изготовления гипса обычно путем добавления к затворяющей воде гидрофобизующего соединения.
Широко известны гидрофобизирующие кремнийорганические жидкости в виде водных растворов алкилсиликонатов щелочных металлов (Воронков М.Г. и др. Гидрофобизация, Киев, 1973, с.239; Соболевский М.В. и др. Свойства и области применения кремнийорганических продуктов, М., 1975, с.296).
Известна порошкообразная композиция для гидрофобизации штукатурки, образующаяся при прокаливании природного или синтетического гипса, содержащая алкилгидридполисилоксан (А), гидроколлоид (В) и полисахарид, включающий по меньшей мере одну камедь (RU 2199500 С2, 27.08.2002). Недостатком данной композиции является сложная технология приготовления, экологически небезопасна и не обладает антисептическим действием.
Ближайшим из аналогов является комплексная добавка для гидрофобизации гипса, включающая кремнийорганическую жидкость и воду (NZ 508508A, 28.06.2002).
Целью данного изобретения является создание комплексной добавки, которая обладала бы более высокими влагозащитными и механическими свойствами (уменьшение влагопоглощения и повышение долговечности) за счет упрочнения гипса в массе, невысокой стоимостью, была проста в изготовлении, экологически и пожаробезопасна.
Поставленная цель достигается за счет того, что комплексная добавка для гидрофобизации гипса, включающая кремнийорганическую жидкость и воду, дополнительно содержит гексафторсиликат натрия, хлорид алюминия, а в качестве кремнийорганической жидкости - метилсиликонат натрия, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
| Метилсиликонат натрия | 29-32 |
| Гексафторсиликат натрия | 0,5-1,5 |
| Хлорид алюминия | 4-6 |
| Вода | Остальное |
Эффективность применения данной комплексной добавки обусловлена образованием гидрофобных алюмометилсиликонатных сеток в массе гипса. В качестве комплексообразователя, содержащего кремний в шестерной координации, используется гексафторсиликат натрия, который позволяет контролировать процессы структурообразования в гипсе. Одновременно в результате гидролиза гексафторсиликата натрия образуется кремниевая кислота, способная к взаимодействию с алюмометилсиликонатом натрия.
Таким образом, указанные процессы приводят к упрочнению гидрофобных алюмометилсиликонатных сеток внутри гипса. Такая структура обладает более высокими влагозащитными свойствами и предотвращает проникновение влаги в массу гипса.
Пример конкретного выполнения.
1. Приготовление комплексной добавки.
Приготовление комплексной добавки осуществляют в два этапа:
1 этап. К водному раствору метилсиликоната натрия (ГКЖ 11) при непрерывном помешивании со скоростью 100-150 об/мин постепенно в течение 30 мин добавляют хлорид алюминия марки "ч" или "чда". Процесс перемешивания занимает 2-2,5 ч. Не прекращая перемешивания, в приготовленную смесь добавляют гексафторсиликат натрия "ч" или "чда" и снова перемешивают в течение 2-3 ч.
2 этап. Смесь оставляют на следующие сутки и разливают по емкостям. Полученную смесь используют как гидрофобизирующую добавку в гипс. В зависимости от сорта гипса и процента водоотношения при замесе гипса добавление порядка 1,0-1,4% к массе гипса предложенной комплексной добавки позволяет получать устойчивое значение водопоглощения 10%.
2. Испытание образцов гипса на водопоглощение.
Полученную добавку вносят в воду затворения гипса. Водогипсовый фактор (В/г) 0,6. Полученные образцы высушивают до постоянного веса. Взвешивают и далее погружают в воду на 2 ч. Снова взвешивают. Водопоглощение (А, %) рассчитывают по формуле
где m - масса образца после погружения в воду; mсух - масса высушенного образца. Для получения предложенной добавки были приготовлены три состава ингредиентов. Количественный состав добавки от массы гипса и результаты испытаний образцов представлены в табл. 1 и 2.
На основании результатов испытаний, представленных в табл. 1 и 2, можно сделать вывод, что предлагаемая добавка обладает высокими влагозащитными и механическими свойствами (влагопоглощение гипса не более 10%), что свидетельствует о ее высоких гидрофобизирующих свойствах. Кроме того, добавка проста в приготовлении и применении, на водной основе, экологически и пожаробезопасна, обладает антисептическим действием, не меняет внешнего вида изделия и его механических свойств, дешевые исходные компоненты, следовательно, доступна широкомасштабному использованию в строительстве.
| Таблица 1 | |||||
| Водопоглощение образцов гипса, изготовленных с предложенной комплексной добавкой | |||||
| Состав комплексной добавки | Метилсиликонат натрия, мас.% | Хлорид алюминия, мас.% | Натрий кремнефтористый, мас.% | Вода, мас.% | |
| Количество добавки, % | А, % | 29 | 4 | 0,5 | 66,5 |
| 0 | 30-40 | ||||
| 1,2 | 16 | ||||
| 1,4 | 11 | ||||
| 1,6 | 7 | ||||
| 1,8 | 5 | ||||
| 2,8 | 4 | ||||
| 0 | 30-40 | 30 | 5 | 1,0 | |
| 1,2 | 15 | 64 | |||
| 1,4 | 10 | ||||
| 1,6 | 7 | ||||
| 1,8 | 5 | ||||
| 2,0 | 3 | ||||
| 0 | 30-40 | 32 | 6 | 1,5 | 60,5 |
| 1,2 | 14 | ||||
| 1,4 | 10 | ||||
| 1,6 | 7 | ||||
| 1,8 | 5 | ||||
| 2,0 | 3 | ||||
| Таблица 2 | |||||
| Механические свойства образцов гипса, изготовленных с предложенной добавкой | |||||
| Кол-во добавки в % от массы сухого гипса | Водогипсовое отношение | Водопоглощение, % | Прочность на изгиб, МПа | Прочность на сжатие, МПА | |
| 0 | 0,7 | 38,5 | 5,3 | 6,9 | |
| 1,5 | 0,7 | 3,7 | 4,0 | 6,0 | |
| 1,25 | 0,7 | 8,1 | 4,2 | 7,0 |
Комплексная добавка для гидрофобизации гипса, включающая кремнийорганическую жидкость и воду, отличающаяся тем, что дополнительно содержит гексафторсиликат натрия, хлорид алюминия, а в качестве кремнийорганической жидкости - метилсиликонат натрия при следующих соотношениях ингредиентов, мас.%:
| Метилсиликонат натрия | 29-32 |
| Гексафторсиликат натрия | 0,5-1,5 |
| Хлорид алюминия | 4-6 |
| Вода | Остальное |
