Химические свойства веществ, из которых состоят гидрофобные пленки на цементных зернах
Состав веществ, из которых можно сформировать гидрофобные пленки на цементных зернах, экспериментальному исследованию не подвергался, но о характере и химических свойствах этих новообразований можно судить на основании имеющихся сведений об общих свойствах ряда химических веществ, применяющихся для целей гидрофобизации - нафтеновых, смоляных и жирных кислот.
Нафтеновые, а также жидкие жирные кислоты и водорастворимые их соли реагируют главным образом с окисью кальция, содержащейся в цементе. Для нейтрализации этих кислот или для обменных реакции с их солями требуются всего лишь сотые доли процента окиси кальция, считая от веса цемента, то есть гидрофобизирующие добавки способны взаимодействовать с клинкерной частью практически любого цемента, независимо от его химико-минералогического состава.
Свойства металлических и в том числе кальциевых мыл, при обычных методах исследования получаемых в водном растворе путем двойного обмена щелочных мыл и окислов металлов и их солей, хорошо изучены - вся индустрия мыловарения зиждется на этих исследованиях.
Но металлические мыла, образующиеся при недостаточном количестве воды или в почти безводной среде, как это происходит при получении гидрофобного цемента, могут иметь несколько иной характер, чем полученные обычным путем в присутствии воды. Но с известной степенью приближения можно считать, что описываемые ниже свойства индивидуальных металлических мыл характерны и для соответствующих солей, образующихся в цементных системах.
Кальциевые мыла высших жирных кислот жирны на ощупь, не смачиваются водой, имеют белый цвет. Чистый олеат кальция плавится при температуре +83-84 °С, а линолеат кальция - при +71 °С. Мыла ненасыщенных жирных кислот пасто - или мазеобразны.
Кальциевые соли низших жирных кислот, кончая капринатом и лауратом кальция, еще немного растворимы в большом количестве горячей воды, а высшие мыла вообще лишены этой способности.
Магниевые мыла высших жирных кислот тоже практически нерастворимы.
Кальциевые и другие металлические мыла высших жирных кислот в воде не набухают и, следовательно, из-за отсутствия способности давать соединения с водой не могут образовывать гидрогелей. Лишь при очень сильном разбавлении, например в 2-4-процентном водном растворе, значительная часть кальциевого мыла является коллоидно-растворенной. В присутствии защитных коллоидов, подобных желатине, стабильность коллоидного раствора кальциевого мыла жирной кислоты повышается - такой раствор не осаждается.
Кальциевые мыла в коллоидном состоянии понижают поверхностное натяжение приблизительно вдвое слабее, чем соответствующие натровые мыла. Стеарат кальция почти совсем не изменяет поверхностное натяжение воды, поэтому его и нельзя отнести к поверхностно-активным добавкам.
При двойном обмене натровых нафтеновых мыл с растворами солей получаются полутвердые массы (в случае кальция, магния, бария и алюминия) или мягкие липкие массы (соли железа, меди, цинка, свинца) всегда с довольно большим содержанием воды. Для нафтенатов алюминия характерны пластично-эластичные свойства. Нафтенаты хрома считаются хорошими адгезивами.
Кальциевые мыла нафтеновых кислот дают весьма однородную и вязкую консистентную смазку, которая в смеси с минеральными маслами иногда применялась для защиты частей машин, а также оружейных стволов от ржавления. Нафтенаты вообще применяют в качестве ингибиторов (веществ, замедляющих химические реакции) в составах, предохраняющих железо от коррозии. Следует отметить, что указанная выше консистентность кальциевых нафтена - тов сохраняется только при наличии воды, а после высыхания кальциевые соли нафтеновых кислот становятся твердыми.
Таким образом, в общих случаях изготовления гидрофобного цемента защитные пленки на его зернах состоят из водонерастворимых и обладающих водоотталкивающими свойствами кальциевых солей нефтяных или жирных кислот.
