СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ТОНКОСЛОЙНОГО ГИДРОИЗОЛЯЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРНОЙ СЕРЫ НА ПОРИСТЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
APPLICATION METHOD OF THIN-LAYER WATERPROOF COATING BASED ON POLYMER SULPHUR ONTO POROUS BUILDING MATERIALS

Изобретение относится к строительству, в частности к способам обработки строительных материалов, и может быть использовано для нанесения тонкослойного гидроизоляционного покрытия на основе полимерной серы на пористые строительные материалы.
Известен способ пропитки пористого материала (авт. свид. СССР №1463731; кл. C04B 41/62; 1985), согласно которому пропитываемый материал помещают в камеру, нижняя часть которой заполнена пропиточной жидкостью. Производят предварительное вакуумирование камеры до 0,3 атм, после чего пропаренный и высушенный материал погружают в пропиточный жидкий битум, нагретый до температуры 160°C, и выдерживают под вакуумом в течение 1 часа. После этого давление мгновенно выравнивают до атмосферного. Попеременное воздействие давления и вакуума осуществляют до достижения заданной глубины пропитки (1,45 мм).
Недостатком данного способа является низкая морозостойкость, так как в качестве пропитывающего материала используют битум, низкая прочность изделий из-за высокой температуры пропитки (до 160°C), а также из-за попеременного воздействия давления и вакуума, что вызывает напряжения в материале.
Наиболее близким заявленному по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки бетона путем пропитки расплавом серы (Патуроев В.В., Волгушев А.Н. Основные характеристики бетонов, пропитанных серой. - М.: ЦИНИС Госстрой СССР. - 1976. - 15 с.). Пропитка изделий расплавом серы включает ряд последовательных технологических процессов - разогрев серы до 150°C, сушку и прогрев изделий при температуре 130-140°C (в термокамере или автоклаве), погружение изделий в контейнер и заливку расплавом серы и пропитку, извлечение изделий из расплава серы и их охлаждение. Для осуществления эффективной пропитки расплавом серы необходимо использовать герметичную ванну, снабженную системой вакуумирования.
Данное техническое решение принято за прототип.
Недостатками прототипа являются низкая прочность изделий из-за разогрева изделий до температур 130-140°C, что вызывает напряжения в материале, неравномерное распределение гидроизоляционного покрытия на поверхности обрабатываемого материала вследствие отсутствия повторной пропитки с предварительным поворотом изделия, а также низкие значения показателей водопоглощения, морозостойкости и химической стойкости из-за неравномерного распределения гидроизоляционного покрытия на поверхности обрабатываемого материала и из-за использования в качестве пропитывающего материала расплава обычной ромбической серы.
Технический результат предлагаемого способа нанесения тонкослойного гидроизоляционного покрытия на основе полимерной серы на пористые строительные материалы - повышение прочности, морозостойкости и химической стойкости строительных материалов, снижение их водопоглощения.
Задача решается тем, что в способе нанесения тонкослойного гидроизоляционного покрытия на основе полимерной серы на пористые строительные материалы, включающем разогрев полимерной серы, сушку и прогрев изделий, размещение их в пропиточной ванне, пропитку и выгрузку изделий, сушку и прогрев изделий осуществляют при температуре 120-125°C в течение 1-5 минут в вакууме, а пропитку проводят при температуре 130-140°C в течение 0,5-10 минут, после чего пропитку повторяют, предварительно поворачивая изделие, причем количество пропитки зависит от количества граней изделия.
Полимерная сера по своим свойствам значительно отличается от обычной серы. В отличие от обычной ромбической серы, структура полимерной серы состоит из полимерных цепочек, которые образуют прочную пленку в стеклообразном виде на поверхности обрабатываемого материала, устойчивую при низких температурах и в агрессивных средах (растворимость полимерной серы в кислотах и других агрессивных средах на порядок ниже, чем у обычной серы), тем самым обеспечиваются высокие значения показателей морозостойкости и химической стойкости материалов.
Осуществление сушки и прогрева строительных материалов при температуре 120-125°C в вакууме позволяет открыть поры и не допустить напряжения в материале, что может привести к снижению прочности. Установленное время сушки и прогрева 1-5 минут достаточно для полного открытия пор и возможности проникновения полимерной серы вглубь капиллярной структуры обрабатываемого материала.
Степень пропитки и толщину гидроизоляционного покрытия на поверхности обрабатываемого материала можно легко регулировать, меняя длительность и кратность пропитки.
Время пропитки от 0,5 до 10 минут напрямую зависит от глубины пропитки. Если необходимо создать лишь тонкопленочное гидроизоляционное покрытие на основе полимерной серы в стеклообразном виде на поверхности обрабатываемого материала, то достаточно осуществлять пропитку 0,5-2 минуты. Для более глубокого проникновения полимерной серы в поры и упрочнения материала необходимо осуществлять пропитку 3-10 минут.
Проведение повторной пропитки ведут, предварительно поворачивая изделие, а количество пропитки зависит от количества граней изделия. Таким образом, поворачивая изделие перед повторной пропиткой, достигают равномерного распределения тонкослойного гидроизоляционного покрытия на поверхности обрабатываемого материала.
Способ осуществляют следующим образом.
Полимерную серу разогревают в емкости до температуры 130-140°C. Бетон марки М-350 (куб размером 10×10×10 см) укладывают на стеллаж и помещают в пропиточную ванну автоклавного типа, поддерживающую температуру 120-125°C. Включают вакуумный насос и создают разряжение в камере 99,9%, выдерживают бетон при этом режиме в течение 1-5 минут. За этот период воздух, находящийся в порах бетона, полностью откачивается, и одновременно происходит сушка и подогрев изделий до температуры 120-125°C. Затем просушенный и подогретый бетон погружают в емкость с предварительно разогретой до температуры 130-140°C полимерной серой и осуществляют пропитку в течение 0,5-10 минут при атмосферном давлении. После пропитки бетон извлекают из емкости с полимерной серой и дают стечь излишкам пропитывающего материала. Для равномерного нанесения гидроизоляционного покрытия на поверхности бетона после извлечения из расплава полимерной серы необходимо повернуть его относительно грани и повторить процедуру пропитки в полимерной сере. Количество циклов пропитки зависит от количества граней у обрабатываемого материала. Таким образом, для бетона марки М-350 (куб размером 10×10×10 см) процедуры пропитки в течение 0,5-10 минут, извлечения из емкости с полимерной серой и поворота образца относительно его грани, описанные ранее, повторяют еще 5 раз.
Осуществление способа проводили для разных режимов: пример 1 - сушку и прогрев изделий осуществляют при температуре 120°С в течение 1 минуты, пропитку при температуре 130°C в течение 0,5 мин; 2 пример - сушку и прогрев изделий осуществляют при температуре 123°C в течение 3 минут, пропитку при температуре 135°C в течение 5 мин; 3 пример - сушку и прогрев изделий осуществляют при температуре 125°C в течение 5 минут, пропитку при температуре 140°C в течение 10 мин; 4 пример - сушку и прогрев изделий осуществляют при температуре 125°C в течение 10 минут, пропитку при температуре 140°C в течение 15 мин. Все данные для примеров и прототипа сведены в таблицу.
№ п/п
Наименование показателя
Значения показателей качества бетона
До обработки
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пример 4
После обработки по способу, предложен-ному в прототипе
1
Прочность на сжатие, МПа
34,0
34,2
48,8
49,2
49,2
48,0
2
Водопоглощение, % по массе
12-15
0,1-0,2
0,1-0,2
0,1-0,2
0,1-0,2
0,5-1,5
3
Морозостойкость, число циклов
200
500
350
Осуществление способа по 4 примеру проводили для того, чтобы показать, что нет необходимости увеличивать время пропитки свыше 10 минут, так как прочность на сжатие остается неизменной.
Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемый способ позволяет получить изделие высокой прочности, морозостойкости и химической стойкости строительных материалов, а также снизить их водопоглощение.
Установлено, что разработанный способ нанесения тонкослойного гидроизоляционного покрытия на основе полимерной серы на пористые строительные материалы универсален и эффективен в качестве способа защиты бетонных, кирпичных и других конструкций, подверженных атмосферным воздействиям: продолжительным воздействиям влаги, знакопеременным температурам, солнечной радиации, биохимической деструкции. Следует отметить, что предлагаемый способ обеспечивает долговременную защиту строительных материалов и эффективно защищает не только бетон, но и кирпич (керамический и силикатный), газобетон, асбестоцементные изделия и другие пористые строительные материалы, в отличие от широко известных составов, таких как «Пенетрон» и «Ксайпекс», которые годятся только для пропитки бетона.