Строительные статьи

Композиционная кремнийорганическая эмаль

Одним из путей, позволявших решить данную проблему, является модификация органических алкид - ных (глифталевых и пентафталевых) смол кремнийорганическим Поли­мером. Модифицированные орга­нические смолы могут содержать от 5 до 90?с пол иорганос ил океанов. При этом материал приобретает вы­сокую атмосферо - и водостойкость. Именно поэтому было разработано защитное полимерное покрытие (эмаль) для строительных конструк­ций на основе органической смолы, модифииированной кремнийорга­ническим соединением, при необ­ходимости пигментированным ми­неральным пигментом.

В качестве органического связу­ющего был использован низкоподи - меризованный пипериленстироль - ный сополимер (олигомер ПС-70 — продукт сополимеризации стирола и пиперилена, растворенный в уайт - спирите, с добавками толуола и аце­тона), модифицированный мономе­ром тетраэтоксиспланом (этиловый Эфир ортохремнжвой хжлоть)).

Исследования условной вязкос­ти, массовой доли летучих и нелету­чих веществ, твердых и пленкообра­зующих веществ, адгезии, времени и степени высыхания, твердости, стойкости к воздействию темпера­туры, воздействию влажности и солнечного излучения, стойкости в атмосферных условиях, в районах с умеренным, тропическим или хо­лодным климатом, светостойкости, водостойкости и др гих характерис­тик разработанных защитных по­крытий проводились в соответствии с общепринятыми стандартами (ГОСТы: 8420-74, 17537-72. 15140-69. 19007-73. 5233-89, 9074-/7. 6992-68, 9.045-75, 9.401-89. 9.403-80. 9.407-84).

Образцы получали путем нанесе­ния исследуемой композиции на за­щищаемую поверхность с помощью кисти (условная вязкость по ВЗ-4 40-60 с) и с помощью воздушного распылителя. В последнем случае композицию разбавляли у? йт-спи­ритом до рабочей вязкости 20—28 с. Содержание пигмента составляло до 15 мае. С1 композиции. В качестве материала подложки использовались отвержленные образцы из цемента размером 160x40x22 мм. а также пла­стины из стали СтЗ, алюминия AM г и стекла размером 150x50x1 мм. При использовании металлических и стеклянных пластин толщина покрытия выбиралась в пределах 40-70 мкм.

Сушка покрытия осуществля­лась в режиме холодного (72 ч при 25"С) и горячего отверждения (2 ч при 150°С). Перед испытаниями образцы выдерживались в течение суток при 25°С и относительной влажности 75%.

Установлено, что новые полезные свойства, такие как повышенная вла­гостойкость. устойчивость к воздей­ствию УФ-ипучения. значительная термостойкость, обусловлены хими­ческим взаимодействием пиперилен- стирольного олигомера и тетра­этоксисилана с образованием нового соединения. Косвенным подтвержде­нием этого является изменение ха­рактеристик исходного олигомера, а также изменения спектральных ха­рактеристик исходного и конечного продукта в различных областях элект­ромагнитного излучения, особенно в инфракрасном спектре. Исследова­ния с помощью спектрофотометра И К-22 показали, что в конечном про­дукте четко прослеживается полоса в области 900—700см~1, которая отвеча­ет колебаниям связи —Si-C - и не зави­сит от природы замещающих групп.

Образование нового соединения подтверждают проведенные иссле­дования потерь массы смеси тетра- этокс! 1С плана и олигомера. Извест­но. что тетраэтоксисилан обладает сравнительно высокой летучестью. Можно предположить, что при тем­пературе. близкой к температуре ки -

Пения (166°С), он будет полиостью удаляться из композиции. Однако потери массы системы олигопипери - ленстирол — тетраэтоксисилан пока­зали, что существенного удаления летучих компонентов при температу­ре!50°С не наблюдается (рис. I). Введение тетраэтоксисилана даже приводит к частичному снижению выделения летучих компонентов по сравнению с чистым олигомером.

Следует учитывать, что часть тет­раэтоксисилана может полиостью гидролизоваться до коллоидного диоксида кремния. Об этом свиде­тельствует помутнение полимерной пленки при длительной выдержке при нормальной температуре. Отри­цательных моментов выделение ди­оксида кремния, как правило, не вы­зывает и очень часто практикуется при введении в аналогичные систе­мы. например бутадиен-стирол ьный эластомер, для повышения их физи­ко-механических характеристи к.

На рис. 2 и 3 представлена зави­симость условной вязкости компо­зиции от содержания в ней тетра­этоксисилана и уайт-спирита. С уве­личением концентрации тетраэток­сисилана вязкость системы резко снижается. Установлено, что в виде раствора исследуемая система хра­нится при нормальных условиях в течение полугода без существенных изменений реологических характе­ристик. что можно объяснить как препятствием растворителя к сближе­нию тетраэтоксисилана и олигопипе - риленстирола, так и относительно низкой реакционной способностью по сравнению с другими диенами.

Физико-механические характе­ристики покрытий изучались по стандартным методикам. На рис. 4 приведены характеристики твердо­сти покрытий в зависимости от вре­мени выдержки.

Исследования показали, что полный набор твердости происхо­дит через 200 ч. Адгезионные ха -

Рактеристики, определенные по методу решетчатого надреза, со­ставляют I балл и практически не зависят от содержания ТЭОС в ком­позиции, а также от введения пиг­мента. Ударная прочность возраста­ет с введением в композицию 5% ТЭОС и времени выдержки 72 ч, достигая 11 кг/см2 по прибору У2. Влагопоглошение (рис 5) исследо­вали на бетонных образцах из стан­дартного бетона.

Исследования показали, что введение ТЭОС в композицию при­водит к снижению влагопоглоше - ния образцов. Это связано с тем. что ТЭОС сам по себе является хоро­шим гидрофобизируюшим агентом. Однако после введения в компози­цию более 5°Ь ТЭОС дальнейшее повышение концентраций не при­водит к значительному возрастанию данного параметра. Концентрацию ТЭОС порядка 5—10% следует счи­тать оптимальной

Испытания на устойчивость к действию атмосферных воздейст­вий (влаги, УФ-излучения) прово­дились по ускоренным методикам в климатической камере ИП-1-3.

Установлено, что защитные свой­ства покрытий не меняются или из - 4 меняются в незначительных преде­лах — порядка нескольких процентов после воздействия неблагоприятных факторов на исследуемые образцы. Это свидетельствует о хороших за­щитных свойствах разработанного композиционного материала.

Результаты проведенной научно - исследовательской работы позволи­ли создать новые антикоррозионные полимерные покрытия — компо­зиционную кремнийорганическую эмаль одиннадцати цветов, марок ЭК-( 10-20) для защиты железо­бетонных конструкций искусствен­ных сооружений. Для производства и применения в народном хозяйстве на эмаль впервые разработаны ТУ 3122-001-05132433-00, а также имеются положительные заключе­ния гигиенической и санитарно - токсикологической экспертиз.

Список литературы

1. Чуэианов В. Ю. и др. Термическая деструкция синтактных пено - пластов с полиорганосилоксано - вым связующим // Пластические массы. 1999. № 12. С. 26-27.

2. Олигоорганосилокеаны. Свой­ства, получение, применение / Под ред. М. В. Соболевского. М.: Химия, 1985. 264 с.

3. Соболевский М. В., Музовская О. А., Попе лево Г. С. Свойства и области применения кремний - органических продуктов / Под ред. М. В. Соболевского. М.: Хи­мия, 1975. 286 с.

Еше в недалеком прошлом в бывшем СССР производилось око­ло 28 млрд шт. усл. кирпича в год, в том числе в России около 14 млрд шт., в Белоруссии — 1,35 млрд шт. Этого количества кирпича не хвата­ло для строительства, поэтому раз­рабатывались программы по рас­ширению производства, строились новые заводы, совершенствовалось действующее производство.

В 2000 г. в Белоруссии произве­дено около 0,41 млрд шт. усл. кир­пича предприятиями всех видов собственности. Сколько потребле­но для собственных нужд респуб­лики. неизвестно из-за отсутствия учета. Можно предположить, осно­вываясь на некоторых данных пред­приятий, что из республики экспор­тировано около 0.25 млрд шт. За по­следние 12 лет объемы производст­ва сократились в 3—3.5 раза. Такая же ситуация и в России. Непро­думанный раздел собственности привел к кризисной ситуации и ка­тастрофическому спаду производ­ства и, как следствие, к остановке технического прогресса в данной отрасли производства.

Возникает вопрос — нужен ли этот вид стенового материала стро­ителям и если нужен, то в каких объемах? Нет сомнения в том, что рынок должен определять спрос на тот или другой вид стройматериала, но сам по себе он это сделать не мо­жет. Необходим в первую очередь экономически обоснованный под­ход к решению данной проблемы. Для этого потребитель должен знать преимущество одного материала перед другим.

Из практики зарубежных стран, находящихся примерно в одинако­вых климатических условиях со зна­чительной частью России и Белорус­сии, известно, что удельный вес ке­рамических материалов в строитель­стве достигает 60*^, что значительно выше, чем в наших странах. Почему же там этот вид строительного мате­риала находит более широкое при­менение в строительстве?

Многовековой опыт примене­ния керамических стеновых ма­териалов показал, что кирпичи и камни обладают неограничен­ными архитектурными возможно­стями, позволяющими строить здания и сооружения с неповтори­мым внешним обликом. Здания долговечны, огнестойки, а по пока­зателю комфортности сопоставимы с деревянными. Затраты на содер­жание фасадов из керамического кирпича самые низкие. Так, если лучшая фасадная краска при стро­гом соблюдении требований нане­сения служит не более 10—15 лет, то за сто лет эксплуатации фасада необходимо сделать шесть ремон­тов. Если учесть, что затраты на ре­монт I м- фасада при самых скром­ных подсчетах составляют не менее 4 USD, то на шесть ремонтов потре­буется 24 USD. Это означает, что на 1 м2 ограждающей поверхности можно дополнительно уложить 300 шт. усл. пустотелого кирпича с Х=0,24 Вт/(м"С) и получить I м2 поверхности толщиной 720 мм с вы­сокими теплозащитными свойст­вами (R=2,5—3 м2оС/Вт), а если применить колодцевую кладку, уменьшив вдвое расход кирпича за счет эффективных засыпок, то та­кое решение становится экономи­чески выгодным на первом этапе. Кирпичная кладка, если она выпол­нена по всем правилам, не требует ремонта вообще. Здания из керами­ческого кирпича стоят веками.