SlideShare a Scribd company logo
1 of 6
Download to read offline
57
Технологии органических и неорганических веществ
 Е. К. Пушкарева, М. В. Суханевич, Е. В. Бондарь, 2014
17.	 Хоммер, Х. Применение поликарбоксилатных эфиров в качестве дефлокулянтов в огнеупорных бетонах [Текст] / Х. Хом-
мер, К. Вутц, Й. Зайерль // Огнеупоры и техническая керамика. – 2007. – № 12. – С. 43–47.
18.	 Кащеев, И. Д. Регуляторы реологических свойств неформованных огнеупоров [Текст] / И. Д. Кащеев, К. Г. Земляной //
Новые огнеупоры. – 2005. – №9. – С. 44–48.
19.	 Пивинский, Ю. Е. Диспергирующие (дефлокулирующие) глиноземы. [Текст] / Ю. Е. Пивинский, П. В. Дякин,
П. В. Дякин // Новые огнеупоры. – 2004. – №3. – С. 29–38.
20.	 Myhre, B. Substitution of reactive alumina with microsilica in low cement and ultra low cement castables [Text] / B. Myhre, Aase
M. Hundere // Part I: Properties Related to Installation and Demoulding. – 1997. – № 4/7. – Р. 91–100.
21.	 Песчанская, В. В. Низкоцементный корундовый бетон с модифицированным матричным компонентом [Текст] / В. В. Пе-
счанская, А. С. Макарова, Я.Н.Питак// Огнеупоры и техническая керамика. – 2013. – № 3/4.– С. 16–21.
22.	 Report on Advanced civil engineering materials based on inorganic polymers [Електронний ресурс] / P. W. Brown, D. Shi, W. Ma,
J. Bothe, E. Gruczcinski, J. Dumm, J. Gulick, R. Dudenhoefer // Washington. – 1993. Режим доступа: URL: http://www.dtic.mil/
dtic/tr/fulltext/u2/a270837.pdf.
23.	 Пісчанська, В. В. Вплив поверхнево-активних речовин на дефлокуляцію алюмінаткальцієвого цементу [Текст] / В. В. Пес-
чанская, О. С. Наумов, І. В. Голуб, Г. С. Макарова, Я. М. Пітак // Вісник НТУ „ХПІ”. – 2011. – №48. – С. 72–77.
24.	 Кузнецова, Т. В. Глиноземистый цемент [Текст] / Т. В. Кузнецова, Й. Талабер. – М.: Стройиздат, 1988. – 272 с.
УДК 691.175:666.96+541.1
ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ
ПОКРЫТИЯ
ПРОНИКАЮЩЕГО
ДЕЙСТВИЯ НА ОСНОВЕ
ШЛАКОСОДЕРЖАЩИХ
ЦЕМЕНТОВ,
МОДИФИЦИРОВАННЫХ
ПРИРОДНЫМИ
ЦЕОЛИТАМИ
Е . К . П у ш к а р е в а
Доктор технических наук,
профессор, заведующий кафедрой*
E-mail: sribm_pushkarova@mail.ru
М . В . С у х а н е в и ч
Кандидат технических наук, доцент*
E-mail: m.suhanevich@mail.ru
Е . В . Б о н д а р ь
Ассистент*
E-mail: bkv_katrine@ukr.net
*Кафедра строительных материалов
Киевский национальный университет
строительства и архитектуры
пр. Воздухофлотский, 31, г. Киев, Украина, 03680
Досліджуються фізико-механічні вла-
стивості гідроізоляційних покриттів про-
никної дії на основі шлакомісткого цемен-
ту, модифікованого добавкою природного
цеоліту і комплексом солей-електролітів,
які наносять на вологий бетон, проника-
ють у поровий простір та підвищують
його міцність, морозостійкість та водо-
непроникність у декілька разів. Розроблені
матеріали відрізняються підвищеною дов-
говічністю, зберігаючи експлуатаційні вла-
стивості протягом довгого часу
Ключові слова: гідроізоляційні покриття
проникної дії, шлакомісткий цемент, при-
родний цеоліт, солі електролітів
Исследуются физико-механические
свойства гидроизоляционных покрытий
проникающего действия на основе шлако-
содержащего цемента, модифицированного
добавкой природного цеолита и комплексом
солей-электролитов, которые наносятся
на влажный бетон, проникают в поровое
пространство и повышают его прочность,
морозостойкость и водонепроницаемость в
несколько раз. Разработанные материалы
отличаются повышенной долговечностью,
сохраняя эксплуатационные свойства на
протяжении долгого времени
Ключевые слова: гидроизоляционное
покрытие проникающего действия, шлако-
содержащий цемент, природный цеолит,
соли электролитов
1. Введение
Известно, что проблема защиты массивных кон-
струкций решается с использованием тонкослойных
покрытий, которые наносятся на доступные места кон-
струкции и создают прочный слой, непроницаемый
для воды и агрессивных сред. Широко используют
цементосодержащие материалы, которые наносятся на
поверхность разными способами: штукатурным, об-
мазочным, инъекционным. К обмазочным покрытиям,
58
Восточно-Европейский журнал передовых технологий ISSN 1729-3774	 3/6 ( 69 ) 2014
получившим в последнее время широкое распростра-
нение в строительстве, относится нанесение покрытий
проникающего действия. Принцип работы состоит в
способности активных химических компонентов по-
крытия проникать в поры и пустоты бетона, вступать
во взаимодействие со свободным гидроксидом каль-
ция и формировать иглоподобные водонерастворимые
новообразования, которые заполняют свободное про-
странство внутри искусственного камня и уплотняют
структуру, не позволяя воде проходить через бетон.
Поскольку покрытия проникающего действия ста-
новятся одним целым с существующим бетоном, а их
нанесение способствует уплотнению структуры ис-
кусственного камня, то применение таких материалов
для гидроизоляции является актуальным вопросом
восстановления массивных бетонных и железобетон-
ных конструкций.
2. Литературный обзор
Материалы проникающего действия независимо
от фирмы-производителя имеют схожий состав: без-
добавочный портландцемент, кварцевый песок опре-
деленных фракций и активные химические вещества.
Именно эти активные добавки, являющиеся know-how
компании, и определяют основное отличие между со-
ставами гидроизоляционных материалов [1, 2]. Однако
долговечность и надежность покрытий проникающего
действия вызывает определенные вопросы и не всегда
удовлетворяет потребителя [3].
Кроме того, содержание большого количества пе-
нетрирующих химических добавок сопровождается
образованием высолов, трещин [4], отслаиванием по-
крытий [5], что приводит к повторному разрушению
конструкции и требует все больших затрат на ее вос-
становление [6].
Известно, что замена части портландцемента до-
менным гранулированным шлаком способствует
полному связыванию свободного Са(ОН)2 в низко-
основные гидросиликаты кальция, что обеспечива-
ет высокую стойкость шлакосодержащих цементов в
пресных и минерализованных водах [7]. Кроме того,
искусcтвенный камень на основе такого цемента ха-
рактеризуется высокой водонепроницаемостью, моро-
зостойкостью, сульфатостойкостью [8].
Применение в качестве модифицирующих добавок
в цементах природных цеолитов оправдало себя с точ-
ки зрения возможности изменения состава новообра-
зований в сторону создания цеолитоподобных соеди-
нений повышенной прочности и водонепроницаемости
и способности окклюдировать анионы, присутствую-
щие в агрессивных средах, в сложные неорганические
комплексы [9].
3. Цель и задачи исследований
Целью данной работы является разработка дол-
говечных гидроизоляционных покрытий проникаю-
щего действия с повышенными эксплуатационными
свойствами на основе шлакосодержащих цементов,
модифицированных добавками природных цеолитов
и комплексной добавкой солей-электролитов. Послед-
няя позволит синтезировать в составе порового про-
странства бетона этрингитоподобные соединения, ко-
торые будут служить центрами кристаллизации для
низкоосновных гидросиликатов кальция.
Для достижения поставленной цели необходимо
решить следующие задачи:
- разработать гидроизоляционные покрытия про�-
никающего действия на основе шлакосодержащих
цементных композиций, модифицированных при-
родными цеолитами и комплексом солей, которые
характеризуются высокими эксплуатационными ха-
рактеристиками и стабильностью свойств во времени;
- изучить механизм действия цеолитовой добавки
в составе шлакосодержащего цемента в направлении
связывания избытка щелочных веществ в нераствори-
мые соединения;
- изучить физико-механические характеристики
разработанных покрытий во времени и сравнить с су-
ществующими аналогами отечественного и зарубеж-
ного производства;
- определить свойства бетонов, защищенных раз-
работанными покрытиями проникающего действия, в
наиболее распространенных условиях эксплуатации,
и установить эффективность их действия.
4. Оптимизация состава и исследование
физико-механических характеристик
шлакосодержащих цементов с добавкой природного
цеолита, солей электролитов и покрытий на их основе
Экспериментальные исследования были проведе-
ны на основе вяжущей композиции, которая состояла
из портландцемента ПЦ-І М 500, доменного гранули-
рованного шлака Криворожского металлургического
комбината (Украина) и природного цеолита (клиноп-
тилолита) Сокирницкого месторождения (Украина).
В качестве составляющих химически активного
комплекса покрытий проникающего действия были
приняты соли щелочных металлов: нитраты, карбона-
ты и сульфаты натрия.
Смесь для получения гидроизоляционного покры-
тия состояла из минерального вяжущего и кварце�-
вого песка крупностью менее 0,63 мм. Соотношение
вяжущее : заполнитель составляло 1:1,5. Количество
воды подбирали исходя из необходимости обеспече-
ния достаточной подвижности и растекаемости смеси.
С учетом этих требований водоцементнное отношение
было в пределах В/Ц=0,45–0,5, а расплыв кольца Вика
достигал 200–210 мм.
Как составы сравнения были выбраны широко
известные гидроизоляционные материалы прони-
кающего действия Пенетрон и Кальматрон (Рос-
сия). Физико-механические исследования прово-
дили в соответствии со стандартами на сухие
строительные смеси ДСТУ Б.В.126:2011. Проч-
ность покрытий, нанесенных на бетонную основу,
определяли с помощью склерометра ОМШ-1, а
водонепроницаемость – с помощью трубки Кар-
стенса. Состав продуктов гидратации идентифи-
цировали, используя физико-химические методы
исследований: рентгенофазовый, дифференциаль-
но-термический методы анализа и электронную
микроскопию.
59
Технологии органических и неорганических веществ
Исследования по оптимизации состава шлако-
цементной композиции с добавкой природного цео-
лита проводили с использованием математического
метода планирования эксперимента. В качестве ва-
рьируемых факторов были приняты Х1 – количество
шлака: 20; 30; 40 % от массы вяжущего и Х2 – коли-
чество природного цеолита 5; 10; 15 %. Как функ-
ции отклика выбрали прочность при сжатии (Rсж)
образцов через 28 суток твердения и капиллярное
водопоглощение покрытия W, нанесенного на сте-
клянную пластину и выдержанное в воде 24 часа.
Результаты исследований представлены на рис. 1, 2
соответственно.
Рис. 1. Изопараметрическая диаграмма изменения
прочности шлакосодержащей вяжущей композиции с
добавкой природного цеолита через 28 суток твердения
Рис. 2. Изопараметрическая диаграмма измениния
водопоглощения шлакосодержащей вяжущей композиции
с добавкой природного цеолита через 24 часа испытания
Анализ полученных изопараметрических диа-
грамм изменения функций отклика от факторов ва-
рьирования позволил установить оптимальное со-
держание шлака и природного цеолита в вяжущей
системе, которая обеспечивает одновременно высокую
прочность и низкое водопоглощение гидроизоляцион-
ных покрытий.
Полученные данные показывают, что оптимальная
область содержания природного цеолита находится в
пределах 5,5–7,5 % при содержании шлака в составе
портландцемента около 22–25 % для обеспечения мак-
симальной прочности образцов (на 3 сутки – 7,5 МПа, на
7 сутки – 17,0 МПа; на 28 сутки – 34,8 МПа). Водопогло-
щение оптимального состава составляет 0,11–0,12 кг/м2
.
Таким образом, установлено, что оптимальное со-
отношение шлака в составе вяжущей композиции со-
ставляет 22–25 %, а природного цеолита 5–7,5 %.
Полученная вяжущая композиция принята как
базовая для дальнейшей ее модификации комплекс-
ной добавкой солей щелочных металлов [9, 10]. По-
следняя повышает водонепоницаемость бетона за счет
создания дополнительного количества кристаллоги-
дратов-новообразований игольчастого типа, заполня-
ющих поры, капилляры и трещины бетонного камня,
и создающих плотную, недоступную для фильтрации
воды структуру.
Содержание комплексной пенетрирующей добавки
составляет 10 % от массы вяжущего. Выбранные соли
натрия (Na2CO3, Na2SO4, NaNO3) использовали в раз-
личных соотношениях, а их необходимое содержание
определяли по критерию наименьшего капиллярного
водопоглощения покрытия (с применением трубки
Карстенса) и по наибольшей прочности (с применение
склерометра ОМШ-1). Соотношение солей натрия из-
меняли в пределах 2, 4, 6, 8, 10 частей от общего коли-
чества вводимых солей-электролитов.
Испытания по определению прочности (рис. 3) и
водонепроницаемости покрытий (рис. 4) проводили
через 7 суток после нанесения. Покрытия выдержива-
ли сначала 3 суток в воде, а затем 3 суток в сухих усло-
виях. Водопоглощение определяли через 24 часа после
заполнения трубки Карстена путем фиксации коли-
чества воды (в мл), которая поглотилась покрытием за
определенное время. Также с целью проверки способ-
ности материалов выполнять функции гидрозащиты
на протяжении длительного времени были изучены
прочность и водопоглощение исследуемых покрытий и
составов сравнения через 365 дней.
Рис. 3. Прочность при сжатии покрытий на основе
шлакосодержащего цемента с добавкой природного
цеолита (состав 4) и с добавками солей натрия
(карбонаты, сульфаты, нитраты), взятых в различных
соотношениях (составы 1, 2, 3); составы сравнения
Пенетрон и Кальматрон (составы 5, 6 соответственно)
60
Восточно-Европейский журнал передовых технологий ISSN 1729-3774	 3/6 ( 69 ) 2014
Рис. 4. Водопоглощение покрытий на основе
шлакосодержащего цемента с добавкой природного
цеолита (состав 4) и с добавками солей натрия
(карбонаты, сульфаты, нитраты), взятых в различных
соотношениях (составы 1, 2, 3); составы сравнения
Пенетрон и Кальматрон (составы 5, 6 соответственно)
Сравнение вышеприведенных данных показыва-
ет, что введение солей электролитов существенно не
влияет на прочность вяжущих систем (при твердении
в течение 7 суток), которая составляет 8,17 МПа и не-
сколько уступает составам сравнения – Кальматрону,
Пенетрону и разработанному составу без солей.
Анализ результатов исследования прочности при
сжатии покрытий на 365 сутки показывает, что при
использовании всех составов, кроме состава 3, на-
блюдается некоторый спад прочности во времени.
Наибольшей потерей прочности после 1 года тверде-
ния отличаются составы сравнения (Кальматрон и
Пенетрон), прочность которых уменьшилась примерно
в 1,3–1,6 раза.
Таким образом, пропитка цементно-песчаных об-
разцов гидроизоляционными растворами на основе
шлакосодержащего цементного вяжущего с добавкой
природного цеолита и оптимальной комплексной хи-
мической добавкой, позволяет уменьшить значение
водопоглощения в 17,7–21,4 раза (после 7 суток твер-
дения) и в 2,5–4,4 раза (после 365 суток твердения).
Обобщение полученных зависимостей показывает,
что наименьшей величиной водопоглощения как на
7 сутки (0,5 мл), так и на 365 сутки (2,9 мл), при со-
хранении прочности, характеризуются покрытия со-
става 3, в составе которых соотношение солей натрия
NaNO3:Na2CO3:Na2SO4 составляет 2:8:10. Причем вид�-
но, что низкое водопоглощение сохраняется для этого
состава и через 365 дней, в то время как другие соста-
вы показывают большее водопоглощение, не говоря
о составах сравнения, гидроизоляционные свойства
которых через год снизились почти в 10 раз, а прони-
цаемость покрытых ими основ увеличилась по сравне-
нию с незащищенной поверхностью бетона (состав 4).
Разработанные покрытия характеризуются значи-
тельно более высокой надежностью по сравнению с
традиционно применяемыми материалами аналогич-
ного механизма действия и назначения, а их способ-
ность к гидроизоляции бетона не снижается даже по-
сле 1 года эксплуатации, как это было зафиксировано
для аналогов сравнения [11].
Этот факт может опосредовано подтвердить наши
предположения, что наличие в составе аналогов срав-
нения (Пенетрон, Кальматрон) большого количества
химически активных компонентов со временем приво-
дит к синтезу избыточного количества эттрингитопо-
добных новообразований, которые разрушают струк-
туру бетона. Вот почему сбалансированный синтез
низкоосновных гидросиликатов кальция и цеолитопо-
добных новообразоаваний, способных окклюдировать
избыточные анионы, создает более водонепроницае-
мую и плотную структуру защищаемого камня.
Оптимизированный вещественный состав гидрои-
золяционного покрытия на основе шлакосодержащего
цемента с добавкой природного цеолита и комплекс-
ной химической добавкой защищен патентом Украины
и получил название «Цеолитрон».
5. Исследование состава новообразований
гидроизоляционных покрытий с помощью
физико-химических методов
Полученные данные физико-механических испы-
таний подтверждаются результатами рентгенофазово-
го (рис. 5, а), дифференциально-термического анализа
(рис. 5, б) и данными электронной микроскопии (рис. 6).
а б
Рис. 5. Рентгенограммы (а) и дериватограммы (б)
продуктов гидратации искусственного камня, полученного
после 1 года твердения на основе вяжущих композиций
состава: «портландцемент + шлак + вода» (1),
«портландцемент + шлак + цеолит + вода» (2),
«портландцемент + шлак + цеолит + комплекс
солей + вода» (3)
При идентификации продуктов гидратации искус-
ственного камня через 365 дней твердения установлено,
что при длительном твердении фазовый состав вяжу-
щей композиции (рис. 5, а, кривая 1; рис. 5, б, кривая 1),
представлен гиллебрандитом 2СаО·SiO2·H2O (d=0,301;
0,275; 0,237; 0,205; 0,196; 0,192; 0,181; 0,174 нм) и эттрин-
гитом 3СаО·Al2O3·3СаSO4·32H2O (d=0,301; 0,256; 0,234;
0,220; 0,215; 0,206; 0,197; 0,175; 0,166; 0,162; 0,157 нм).
61
Технологии органических и неорганических веществ
В процессе модификации композиции природным
цеолитомпроисходитегоразложение,азатем,впоздние
сроки, наблюдается синтез анальцима Na{AlSi2O6}·H2O
(d=0,241; 0,221; 0,190; 0,185; 0,178; 0,168; 0,165; 0,160 нм)
и гмелинита (Na, Са)4·{Al8Si16O48}· 24H2O (d=0,455;
0,332; 0,259; 0,207; 0,195; 0,187; 0,178; 0,168; 0,166 нм)-
аналогов природних цеолитов [4]. Также в составе
продуктов гидратации через 1 год твердения (рис. 5, а,
кривая 2; рис. 5, б, кривая 2), присутствуют эттрин-
гит 3СаО·Al2O3·3СаSO4·32H2O (d=0,240; 0,223; 0,212;
0,197; 0,166; 0,162 нм) и гиллебрандит 2СаО·SiO2·H2O
(d=0,301; 0,275; 0,224; 0,196; 0,192; 0,186 нм)
При введении солей в состав вяжущей компо-
зиции (рис. 5, а, кривая 3; рис. 5, б, кривая 3), до-
полнительно к вышеустановленным соединени-
ям в составе новообразований зафиксированы:
низкосульфатная форма гидросульфоалюмината
кальция 3СаО·Al2O3·СаSO4·12H2O (d=0,287; 0,260;
0,235; 0,206; 0,190; 0,187; 0,166; 0,155 нм), четырех-
кальциевый монокарбонатный гидроалюминат
3СаО·Al2O3·СаСO3·12H2O (d=0,346; 0,330; 0,286;
0,217; 0,201; 0,186; 0,166; 0,160; 0,155 нм), гидрони-
троалюминат кальция 3СаО·Al2O3·Са(NO3)2·10H2O
(d=0,187 нм), нозеан Na8Al6Si6O24(SO4)·H2O и гаюин
(Na5К1Са2)Al6Si6O24(SO4)1,5.
Таким образом, анализ результатов РФА и ДТА
подтверждает наличие в составе продуктов гидра-
тации искусственного камня большого количества
гидросульфоалюминатов эттрингитового состава AFt
и AFm, кольматирующих его поровое пространство и
уменьшающего водопоглощение и водопроницаемость
во времени [12].
Микроструктура искус-
ственного камня на основе
шлакосодержащего цемента,
модифицированного цеолитом
и солями электролитов, после
твердения в течение 1 года,
представлена на рис. 6, а–в
соответственно.
Представленные микро-
фотографии искусственного
камня на основе шлакосодер-
жащего цемента с добавкой
природного цеолита свидетель-
ствуют об образовании большо-
го количества модифицирован-
ных гидросиликатов кальция
и анальцима (рис. 6, б). В то
время как микрофотографии
этой композиции, модифициро-
ванной комплексной добавкой
солей (рис. 6, в), показывают
образование твердых раство-
ров эттрингита и модифици-
рованных гидросиликатов и
гидроалюминатов кальция. На
микрофотографиях видно, что
кристаллы представлены длин-
ными тонкими призматически-
ми иглами длиной 20–30 мм.
Эттрингит размещается во всем
объеме цементного камня, осо-
бенно в порах и имеет вид до-
статочно равномерно распределенной сетки, в которой
хаотично расположены кристаллы гидросиликатов
кальция.
Экспериментально установлено, что при нанесе-
нии покрытия толщиной до 2 мм, глубина проникно-
вения гидроизоляционного материала в структуру
бетона составляет несколько десятков сантиметров.
Причем, введение цеолитовой добавки в состав вяжу-
щей композиции обеспечивает связывание свободных
щелочных соединений в нерастворимые гидроалю-
мосиликатные новообразования, а количество солей-
электролитов, попадающих в структуру защищаемого
бетона, не превышает 0,04 % на 1 м3
.
Таким образом, введение солей электролитов
не только ускоряет кристаллизацию кристалло-
гидратных соединений, но и инициирует направ-
ленную кристаллизацию низкоосновных гидроси-
ликатов кальция C-S-H. Происходит уменьшение
макропор с одновременным увеличением микро-
пор, обусловленное формированием более однород-
ной плотной структуры цементного камня. Замена
части портландцемента доменным гранулирован-
ным шлаком способствует полному связыванию
Са(ОН)2 в гидросиликатные соединения, которые
являются более долговечными и стойкими к вли-
янию агрессивных сред. В то же время, введение в
шлакосодержащие системы природных цеолитов
дает возможность связывать лишние щелочи (Na+,
K+) в нерастворимые гидроалюмосиликаты и ок-
клюдировать анионы (СО3
2-
, SO4
2-
, NO3
-
) в составе
неорганических комплексов.
а б
в
Рис. 6. Микрофотографии поверхности скола искусственного камня, тердевшего на
протяжении 1 года, на основе вяжущих композиций состава:
а –«портландцемент + шлак»; б – «портландцемент + шлак + цеолит»,
в – «портландцемент + шлак + цеолит + комплекс солей»
при разном увеличении х1000
62
Восточно-Европейский журнал передовых технологий ISSN 1729-3774	 3/6 ( 69 ) 2014
Установленные особенности модификации шлако-
содержащих вяжущих систем природными цеолитами
и комплексом солей позволяют получить гидроизоля-
ционные покрытия проникающего действия с доста-
точно высокими физико-механическими свойствами,
которые не уступают отечественным и зарубежным
аналогам, но отличаются от них повышенным сроком
эксплуатации.
Разработанные гидроизоляционные покрытия
проникающего действия, нанесенные на бетонную
основу, обеспечивают не только гидроизоляцию бе-
тонных конструкций с повышением марки бетона по
водонепроницаемости на 4 и более ступени, но и спо-
собствуют увеличению морозостойкости бетона не
менее чем на 100 циклов.
6. Выводы
1. Разработаны составы гидроизоляционных покры-
тий проникающего действия на основе шлакосодер-
жащих цементных композиций, модифицированных
природными цеолитами и комплексом солей, которые
отличаются высокими эксплуатационными характери-
стиками и стабильностью свойств во времени.
2. Введение в цементно-шлаковую систему природ-
ных цеолитов позволяет связать свободную щелочь
(Na, K) в нерастворимые гидроалюмосиликаты и ок-
клюдировать анионы (СО3
2-, SO4
2-, NO3
-) в сложные
неорганические комплексы, что в свою очередь служит
гарантией долговечности гидроизоляционного покры-
тия во времени.
3. Предложенные составы гидроизоляционных ма-
териалов обеспечивают получение долговечного по-
крытия с высокими эксплуатационными характери-
стиками (через 1 год прочность покрытия при сжатии
составляет более 8 МПа, а водопоглощение – менее
3 мл), которые не уступают характеристикам аналогов
сравнения отечественного и зарубежного производства.
4. Бетоны, защищенные гидроизоляционным по-
крытием проникающего действия, характеризуется
повышением морозостойкости не менее чем на 100 ци-
клов, и увеличением марки по водонепроницаемости
не менее чем на 4 ступени.
Литература
1.	 Соловьева, В. Я. Повышение эксплуатационных свойств бетона тонкослойными цементными композициями поверхносного
и проникающего действия [Текст] / В.Я. Соловьева, А.М. Сычева, Н.В. Коробов и др. // Бетон и железобетон. – 2009. –
№ 3. – С. 16–19.
2.	 Коценко, А.Н. Некоторые аспекты применения проникающей гидроизоляции [Текст] / А.Н. Коценко // Строительные
материалы. – 2002. – №12 – С. 44–45.
3.	 Балакин, Д. В. Отличие проникающей капиллярной гидроизоляции бетона от гидроизоляционных материалов на цемент-
ном вяжущем [Текст] /Д. В. Балакин// Сухие строительные смеси. – 2007. – № 1. – С. 10–13.
4.	 Вальцифер, И. В. Разработка гидроизоляционного состава проникающего действия для бетонних конструкций [Текст] /
И. В. Вальцифер, И. П. Сизенева, Е. К Саенко и др. // Промышленное и гражданское строительство. – 2010. – № 12. –
С. 46–48.
5.	 Бровкина, Н. Г. Роль солей в составах гидроизоляции проникающего действия для бетонов [Текст] / Н. Г. Бровкина,
В. Г. Овчаренко, В. Г. Быков и др. // Известия вузов. Строительство. – 2010. – № 8 – С. 28–34.
6.	 Овчаренко, Г. И Сравнительные исследования гидроизоляционных систем проникающего действия [Текст] : науч.-практ.
Конф. / Г. И. Овчаренко, Н. Г. Бровкина, Е. П. Потапова, А. В. Чуева // Высокотемпературные материалы и технологи в XXI
веке. – РХТУ им. Д. И. Менделеева, Москва, 2008.
7.	 Кравченко, К. В. «Кальматрон» – необходимая и достаточная защита для бетона строительных конструкций [Текст] /
К. В. Кравченко // Строительные материалы, оборудование, технологии ХХI века. – 2011. – № 4. – С. 9–10.
8.	 Саницький, М. А. Структуроутворення композиційних портландцементів з хімічними додатками [Текст] / М. А. Саницький,
Г. Я. Шевчук, П. М. Хаба // Вісник НУ «Львівська політехніка», Зб.наук.праць «Хімія, технологія речовин та їх застосуван-
ня». – 1997. – № 316. – С. 195–197.
9.	 Пушкарьова, К. К. Шлакомісткі цементи, модифіковані цеолітами, як основа для отримання гідроізоляційних розчинів
[Текст] / К. К. Пушкарьова, М. В. Суханевич, К. В. Бондар, А. С. Марцих // Вісник ДонДАБА, Зб.наук.праць „Сучасні
будівельні матеріали, конструкції та інноваційні технологія зведення будівель і споруд”. –2010. – Т. І, Вип. 5(85). –
С. 102–108.
10.	 Пушкарева, Е. К. Оптимизация состава композиционных материалов для получения гидроизоляционных покрытий бетон-
ных конструкций [Текст] / Е. К. Пушкарева, М. В. Суханевич, К. В. Бондарь // Вісник Одеської державної академії будів�-
ництва і архітектури. – 2010. – Вип. 39 (2). – С. 181–187.
11.	 Пушкарьова, К. К. Гідроізоляційні покриття проникної дії з покращеними експлуатаційними властивостями [Текст] /
К. К. Пушкарьова, М. В. Суханевич, К. В. Бондар// Зб. наук. праць «Ресурсоекономічні матеріали, конструкції, будівлі та
споруди». – 2011. – Вип. 22. – С. 125–131.
12.	 Бондар, К. В. Особливості композиційної побудови гідроізоляційних матеріалів проникної дії з покращеними експлуата-
ційними характеристиками [Текст] / К. В. Бондар // Будівельні матеріали, вироби та санітарна техніка.–2013. – Вип. 49. –
С. 163–169.

More Related Content

What's hot

Effektivnoe modifitsirovanie-sistem-tverdeniya-tsementnogo-kamnya-s-ispolzova...
Effektivnoe modifitsirovanie-sistem-tverdeniya-tsementnogo-kamnya-s-ispolzova...Effektivnoe modifitsirovanie-sistem-tverdeniya-tsementnogo-kamnya-s-ispolzova...
Effektivnoe modifitsirovanie-sistem-tverdeniya-tsementnogo-kamnya-s-ispolzova...Mishanya_V
 
Vliyanie kompleksnoy-himicheskoy-dobavki-soderzhaschey-strukturirovannyy-ugle...
Vliyanie kompleksnoy-himicheskoy-dobavki-soderzhaschey-strukturirovannyy-ugle...Vliyanie kompleksnoy-himicheskoy-dobavki-soderzhaschey-strukturirovannyy-ugle...
Vliyanie kompleksnoy-himicheskoy-dobavki-soderzhaschey-strukturirovannyy-ugle...Mishanya_V
 
Poluchenie kompleksnoy-dobavki-dlya-povysheniya-prochnosti-betona-na-osnove-n...
Poluchenie kompleksnoy-dobavki-dlya-povysheniya-prochnosti-betona-na-osnove-n...Poluchenie kompleksnoy-dobavki-dlya-povysheniya-prochnosti-betona-na-osnove-n...
Poluchenie kompleksnoy-dobavki-dlya-povysheniya-prochnosti-betona-na-osnove-n...Mishanya_V
 
Artificial structures in railway transport / Искусственные сооружения на желе...
Artificial structures in railway transport / Искусственные сооружения на желе...Artificial structures in railway transport / Искусственные сооружения на желе...
Artificial structures in railway transport / Искусственные сооружения на желе...Dmitry V Varavin, CIE, LEED AP
 

What's hot (10)

Norwegian Journal of development of the International Science №30 part 2
Norwegian Journal of development of the International Science №30 part 2Norwegian Journal of development of the International Science №30 part 2
Norwegian Journal of development of the International Science №30 part 2
 
Effektivnoe modifitsirovanie-sistem-tverdeniya-tsementnogo-kamnya-s-ispolzova...
Effektivnoe modifitsirovanie-sistem-tverdeniya-tsementnogo-kamnya-s-ispolzova...Effektivnoe modifitsirovanie-sistem-tverdeniya-tsementnogo-kamnya-s-ispolzova...
Effektivnoe modifitsirovanie-sistem-tverdeniya-tsementnogo-kamnya-s-ispolzova...
 
Vliyanie kompleksnoy-himicheskoy-dobavki-soderzhaschey-strukturirovannyy-ugle...
Vliyanie kompleksnoy-himicheskoy-dobavki-soderzhaschey-strukturirovannyy-ugle...Vliyanie kompleksnoy-himicheskoy-dobavki-soderzhaschey-strukturirovannyy-ugle...
Vliyanie kompleksnoy-himicheskoy-dobavki-soderzhaschey-strukturirovannyy-ugle...
 
Poluchenie kompleksnoy-dobavki-dlya-povysheniya-prochnosti-betona-na-osnove-n...
Poluchenie kompleksnoy-dobavki-dlya-povysheniya-prochnosti-betona-na-osnove-n...Poluchenie kompleksnoy-dobavki-dlya-povysheniya-prochnosti-betona-na-osnove-n...
Poluchenie kompleksnoy-dobavki-dlya-povysheniya-prochnosti-betona-na-osnove-n...
 
железобетон и растворы
железобетон и растворыжелезобетон и растворы
железобетон и растворы
 
29734ip
29734ip29734ip
29734ip
 
28589ip
28589ip28589ip
28589ip
 
Artificial structures in railway transport / Искусственные сооружения на желе...
Artificial structures in railway transport / Искусственные сооружения на желе...Artificial structures in railway transport / Искусственные сооружения на желе...
Artificial structures in railway transport / Искусственные сооружения на желе...
 
материалы на основе вяжущих
материалы на основе вяжущихматериалы на основе вяжущих
материалы на основе вяжущих
 
3.
3.3.
3.
 

Similar to Gidroizolyatsionnye pokrytiya-pronikayuschego-deystviya-na-osnove-shlakosoderzhaschih-tsementov-modifitsirovannyh-prirodnymi

Issledovanie harakteristik-nanomodifitsirovannyh-suhih-stroitelnyh-smesey
Issledovanie harakteristik-nanomodifitsirovannyh-suhih-stroitelnyh-smeseyIssledovanie harakteristik-nanomodifitsirovannyh-suhih-stroitelnyh-smesey
Issledovanie harakteristik-nanomodifitsirovannyh-suhih-stroitelnyh-smeseyMishanya_V
 
сборник конференция 2016
сборник конференция 2016сборник конференция 2016
сборник конференция 2016Tăng Văn Lâm
 
Отдел инженерной геокриологии НИЦ Строительство
Отдел инженерной геокриологии НИЦ СтроительствоОтдел инженерной геокриологии НИЦ Строительство
Отдел инженерной геокриологии НИЦ Строительствоssuserd93699
 
44 яценко ювгту
44 яценко ювгту44 яценко ювгту
44 яценко ювгту4smpir
 
бетон технологии-будущего
бетон технологии-будущегобетон технологии-будущего
бетон технологии-будущегоAl Maks
 
тулумбаев, смот 1-2011
тулумбаев, смот 1-2011тулумбаев, смот 1-2011
тулумбаев, смот 1-2011Ravil Tulumbaev
 
Samouplotnyayuschiesya betony-ponizhennoy-plotnosti-s-primeneniem-vulkaniches...
Samouplotnyayuschiesya betony-ponizhennoy-plotnosti-s-primeneniem-vulkaniches...Samouplotnyayuschiesya betony-ponizhennoy-plotnosti-s-primeneniem-vulkaniches...
Samouplotnyayuschiesya betony-ponizhennoy-plotnosti-s-primeneniem-vulkaniches...Mishanya_V
 
Nasryeva izotov 319_324
Nasryeva izotov 319_324Nasryeva izotov 319_324
Nasryeva izotov 319_324Mishanya_V
 
тулумбаев отделочный материал смот 11
тулумбаев отделочный материал смот 11тулумбаев отделочный материал смот 11
тулумбаев отделочный материал смот 11Ravil Tulumbaev
 
проектирование бетонных смесей из металлургического шлака
проектирование бетонных смесей из металлургического шлакапроектирование бетонных смесей из металлургического шлака
проектирование бетонных смесей из металлургического шлакаRudakova
 
проектирование бетонных смесей из металлургического шлака
проектирование бетонных смесей из металлургического шлакапроектирование бетонных смесей из металлургического шлака
проектирование бетонных смесей из металлургического шлакаRudakova
 
Prezentaciya
PrezentaciyaPrezentaciya
Prezentaciyaalexbabey
 
Geopolimernye vyazhuschie-i-betony-v-sovremennom-stroitelstve
Geopolimernye vyazhuschie-i-betony-v-sovremennom-stroitelstveGeopolimernye vyazhuschie-i-betony-v-sovremennom-stroitelstve
Geopolimernye vyazhuschie-i-betony-v-sovremennom-stroitelstveMishanya_V
 
СПОСОБ ГИДРОФОБИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НАНОДИСПЕРСНОЙ СЕРОЙ
СПОСОБ ГИДРОФОБИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НАНОДИСПЕРСНОЙ СЕРОЙСПОСОБ ГИДРОФОБИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НАНОДИСПЕРСНОЙ СЕРОЙ
СПОСОБ ГИДРОФОБИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НАНОДИСПЕРСНОЙ СЕРОЙErnar Makishev
 

Similar to Gidroizolyatsionnye pokrytiya-pronikayuschego-deystviya-na-osnove-shlakosoderzhaschih-tsementov-modifitsirovannyh-prirodnymi (20)

Issledovanie harakteristik-nanomodifitsirovannyh-suhih-stroitelnyh-smesey
Issledovanie harakteristik-nanomodifitsirovannyh-suhih-stroitelnyh-smeseyIssledovanie harakteristik-nanomodifitsirovannyh-suhih-stroitelnyh-smesey
Issledovanie harakteristik-nanomodifitsirovannyh-suhih-stroitelnyh-smesey
 
сборник конференция 2016
сборник конференция 2016сборник конференция 2016
сборник конференция 2016
 
539
539539
539
 
44 яценко ювгту
44 яценко ювгту44 яценко ювгту
44 яценко ювгту
 
Отдел инженерной геокриологии НИЦ Строительство
Отдел инженерной геокриологии НИЦ СтроительствоОтдел инженерной геокриологии НИЦ Строительство
Отдел инженерной геокриологии НИЦ Строительство
 
44 яценко ювгту
44 яценко ювгту44 яценко ювгту
44 яценко ювгту
 
бетон технологии-будущего
бетон технологии-будущегобетон технологии-будущего
бетон технологии-будущего
 
тулумбаев, смот 1-2011
тулумбаев, смот 1-2011тулумбаев, смот 1-2011
тулумбаев, смот 1-2011
 
Samouplotnyayuschiesya betony-ponizhennoy-plotnosti-s-primeneniem-vulkaniches...
Samouplotnyayuschiesya betony-ponizhennoy-plotnosti-s-primeneniem-vulkaniches...Samouplotnyayuschiesya betony-ponizhennoy-plotnosti-s-primeneniem-vulkaniches...
Samouplotnyayuschiesya betony-ponizhennoy-plotnosti-s-primeneniem-vulkaniches...
 
Nasryeva izotov 319_324
Nasryeva izotov 319_324Nasryeva izotov 319_324
Nasryeva izotov 319_324
 
L-MATS
L-MATSL-MATS
L-MATS
 
тулумбаев отделочный материал смот 11
тулумбаев отделочный материал смот 11тулумбаев отделочный материал смот 11
тулумбаев отделочный материал смот 11
 
проектирование бетонных смесей из металлургического шлака
проектирование бетонных смесей из металлургического шлакапроектирование бетонных смесей из металлургического шлака
проектирование бетонных смесей из металлургического шлака
 
проектирование бетонных смесей из металлургического шлака
проектирование бетонных смесей из металлургического шлакапроектирование бетонных смесей из металлургического шлака
проектирование бетонных смесей из металлургического шлака
 
Prezentaciya
PrezentaciyaPrezentaciya
Prezentaciya
 
13
1313
13
 
6683
66836683
6683
 
Geopolimernye vyazhuschie-i-betony-v-sovremennom-stroitelstve
Geopolimernye vyazhuschie-i-betony-v-sovremennom-stroitelstveGeopolimernye vyazhuschie-i-betony-v-sovremennom-stroitelstve
Geopolimernye vyazhuschie-i-betony-v-sovremennom-stroitelstve
 
6678
66786678
6678
 
СПОСОБ ГИДРОФОБИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НАНОДИСПЕРСНОЙ СЕРОЙ
СПОСОБ ГИДРОФОБИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НАНОДИСПЕРСНОЙ СЕРОЙСПОСОБ ГИДРОФОБИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НАНОДИСПЕРСНОЙ СЕРОЙ
СПОСОБ ГИДРОФОБИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НАНОДИСПЕРСНОЙ СЕРОЙ
 

Gidroizolyatsionnye pokrytiya-pronikayuschego-deystviya-na-osnove-shlakosoderzhaschih-tsementov-modifitsirovannyh-prirodnymi

  • 1. 57 Технологии органических и неорганических веществ  Е. К. Пушкарева, М. В. Суханевич, Е. В. Бондарь, 2014 17. Хоммер, Х. Применение поликарбоксилатных эфиров в качестве дефлокулянтов в огнеупорных бетонах [Текст] / Х. Хом- мер, К. Вутц, Й. Зайерль // Огнеупоры и техническая керамика. – 2007. – № 12. – С. 43–47. 18. Кащеев, И. Д. Регуляторы реологических свойств неформованных огнеупоров [Текст] / И. Д. Кащеев, К. Г. Земляной // Новые огнеупоры. – 2005. – №9. – С. 44–48. 19. Пивинский, Ю. Е. Диспергирующие (дефлокулирующие) глиноземы. [Текст] / Ю. Е. Пивинский, П. В. Дякин, П. В. Дякин // Новые огнеупоры. – 2004. – №3. – С. 29–38. 20. Myhre, B. Substitution of reactive alumina with microsilica in low cement and ultra low cement castables [Text] / B. Myhre, Aase M. Hundere // Part I: Properties Related to Installation and Demoulding. – 1997. – № 4/7. – Р. 91–100. 21. Песчанская, В. В. Низкоцементный корундовый бетон с модифицированным матричным компонентом [Текст] / В. В. Пе- счанская, А. С. Макарова, Я.Н.Питак// Огнеупоры и техническая керамика. – 2013. – № 3/4.– С. 16–21. 22. Report on Advanced civil engineering materials based on inorganic polymers [Електронний ресурс] / P. W. Brown, D. Shi, W. Ma, J. Bothe, E. Gruczcinski, J. Dumm, J. Gulick, R. Dudenhoefer // Washington. – 1993. Режим доступа: URL: http://www.dtic.mil/ dtic/tr/fulltext/u2/a270837.pdf. 23. Пісчанська, В. В. Вплив поверхнево-активних речовин на дефлокуляцію алюмінаткальцієвого цементу [Текст] / В. В. Пес- чанская, О. С. Наумов, І. В. Голуб, Г. С. Макарова, Я. М. Пітак // Вісник НТУ „ХПІ”. – 2011. – №48. – С. 72–77. 24. Кузнецова, Т. В. Глиноземистый цемент [Текст] / Т. В. Кузнецова, Й. Талабер. – М.: Стройиздат, 1988. – 272 с. УДК 691.175:666.96+541.1 ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ ПОКРЫТИЯ ПРОНИКАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ НА ОСНОВЕ ШЛАКОСОДЕРЖАЩИХ ЦЕМЕНТОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПРИРОДНЫМИ ЦЕОЛИТАМИ Е . К . П у ш к а р е в а Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой* E-mail: sribm_pushkarova@mail.ru М . В . С у х а н е в и ч Кандидат технических наук, доцент* E-mail: m.suhanevich@mail.ru Е . В . Б о н д а р ь Ассистент* E-mail: bkv_katrine@ukr.net *Кафедра строительных материалов Киевский национальный университет строительства и архитектуры пр. Воздухофлотский, 31, г. Киев, Украина, 03680 Досліджуються фізико-механічні вла- стивості гідроізоляційних покриттів про- никної дії на основі шлакомісткого цемен- ту, модифікованого добавкою природного цеоліту і комплексом солей-електролітів, які наносять на вологий бетон, проника- ють у поровий простір та підвищують його міцність, морозостійкість та водо- непроникність у декілька разів. Розроблені матеріали відрізняються підвищеною дов- говічністю, зберігаючи експлуатаційні вла- стивості протягом довгого часу Ключові слова: гідроізоляційні покриття проникної дії, шлакомісткий цемент, при- родний цеоліт, солі електролітів Исследуются физико-механические свойства гидроизоляционных покрытий проникающего действия на основе шлако- содержащего цемента, модифицированного добавкой природного цеолита и комплексом солей-электролитов, которые наносятся на влажный бетон, проникают в поровое пространство и повышают его прочность, морозостойкость и водонепроницаемость в несколько раз. Разработанные материалы отличаются повышенной долговечностью, сохраняя эксплуатационные свойства на протяжении долгого времени Ключевые слова: гидроизоляционное покрытие проникающего действия, шлако- содержащий цемент, природный цеолит, соли электролитов 1. Введение Известно, что проблема защиты массивных кон- струкций решается с использованием тонкослойных покрытий, которые наносятся на доступные места кон- струкции и создают прочный слой, непроницаемый для воды и агрессивных сред. Широко используют цементосодержащие материалы, которые наносятся на поверхность разными способами: штукатурным, об- мазочным, инъекционным. К обмазочным покрытиям,
  • 2. 58 Восточно-Европейский журнал передовых технологий ISSN 1729-3774 3/6 ( 69 ) 2014 получившим в последнее время широкое распростра- нение в строительстве, относится нанесение покрытий проникающего действия. Принцип работы состоит в способности активных химических компонентов по- крытия проникать в поры и пустоты бетона, вступать во взаимодействие со свободным гидроксидом каль- ция и формировать иглоподобные водонерастворимые новообразования, которые заполняют свободное про- странство внутри искусственного камня и уплотняют структуру, не позволяя воде проходить через бетон. Поскольку покрытия проникающего действия ста- новятся одним целым с существующим бетоном, а их нанесение способствует уплотнению структуры ис- кусственного камня, то применение таких материалов для гидроизоляции является актуальным вопросом восстановления массивных бетонных и железобетон- ных конструкций. 2. Литературный обзор Материалы проникающего действия независимо от фирмы-производителя имеют схожий состав: без- добавочный портландцемент, кварцевый песок опре- деленных фракций и активные химические вещества. Именно эти активные добавки, являющиеся know-how компании, и определяют основное отличие между со- ставами гидроизоляционных материалов [1, 2]. Однако долговечность и надежность покрытий проникающего действия вызывает определенные вопросы и не всегда удовлетворяет потребителя [3]. Кроме того, содержание большого количества пе- нетрирующих химических добавок сопровождается образованием высолов, трещин [4], отслаиванием по- крытий [5], что приводит к повторному разрушению конструкции и требует все больших затрат на ее вос- становление [6]. Известно, что замена части портландцемента до- менным гранулированным шлаком способствует полному связыванию свободного Са(ОН)2 в низко- основные гидросиликаты кальция, что обеспечива- ет высокую стойкость шлакосодержащих цементов в пресных и минерализованных водах [7]. Кроме того, искусcтвенный камень на основе такого цемента ха- рактеризуется высокой водонепроницаемостью, моро- зостойкостью, сульфатостойкостью [8]. Применение в качестве модифицирующих добавок в цементах природных цеолитов оправдало себя с точ- ки зрения возможности изменения состава новообра- зований в сторону создания цеолитоподобных соеди- нений повышенной прочности и водонепроницаемости и способности окклюдировать анионы, присутствую- щие в агрессивных средах, в сложные неорганические комплексы [9]. 3. Цель и задачи исследований Целью данной работы является разработка дол- говечных гидроизоляционных покрытий проникаю- щего действия с повышенными эксплуатационными свойствами на основе шлакосодержащих цементов, модифицированных добавками природных цеолитов и комплексной добавкой солей-электролитов. Послед- няя позволит синтезировать в составе порового про- странства бетона этрингитоподобные соединения, ко- торые будут служить центрами кристаллизации для низкоосновных гидросиликатов кальция. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: - разработать гидроизоляционные покрытия про�- никающего действия на основе шлакосодержащих цементных композиций, модифицированных при- родными цеолитами и комплексом солей, которые характеризуются высокими эксплуатационными ха- рактеристиками и стабильностью свойств во времени; - изучить механизм действия цеолитовой добавки в составе шлакосодержащего цемента в направлении связывания избытка щелочных веществ в нераствори- мые соединения; - изучить физико-механические характеристики разработанных покрытий во времени и сравнить с су- ществующими аналогами отечественного и зарубеж- ного производства; - определить свойства бетонов, защищенных раз- работанными покрытиями проникающего действия, в наиболее распространенных условиях эксплуатации, и установить эффективность их действия. 4. Оптимизация состава и исследование физико-механических характеристик шлакосодержащих цементов с добавкой природного цеолита, солей электролитов и покрытий на их основе Экспериментальные исследования были проведе- ны на основе вяжущей композиции, которая состояла из портландцемента ПЦ-І М 500, доменного гранули- рованного шлака Криворожского металлургического комбината (Украина) и природного цеолита (клиноп- тилолита) Сокирницкого месторождения (Украина). В качестве составляющих химически активного комплекса покрытий проникающего действия были приняты соли щелочных металлов: нитраты, карбона- ты и сульфаты натрия. Смесь для получения гидроизоляционного покры- тия состояла из минерального вяжущего и кварце�- вого песка крупностью менее 0,63 мм. Соотношение вяжущее : заполнитель составляло 1:1,5. Количество воды подбирали исходя из необходимости обеспече- ния достаточной подвижности и растекаемости смеси. С учетом этих требований водоцементнное отношение было в пределах В/Ц=0,45–0,5, а расплыв кольца Вика достигал 200–210 мм. Как составы сравнения были выбраны широко известные гидроизоляционные материалы прони- кающего действия Пенетрон и Кальматрон (Рос- сия). Физико-механические исследования прово- дили в соответствии со стандартами на сухие строительные смеси ДСТУ Б.В.126:2011. Проч- ность покрытий, нанесенных на бетонную основу, определяли с помощью склерометра ОМШ-1, а водонепроницаемость – с помощью трубки Кар- стенса. Состав продуктов гидратации идентифи- цировали, используя физико-химические методы исследований: рентгенофазовый, дифференциаль- но-термический методы анализа и электронную микроскопию.
  • 3. 59 Технологии органических и неорганических веществ Исследования по оптимизации состава шлако- цементной композиции с добавкой природного цео- лита проводили с использованием математического метода планирования эксперимента. В качестве ва- рьируемых факторов были приняты Х1 – количество шлака: 20; 30; 40 % от массы вяжущего и Х2 – коли- чество природного цеолита 5; 10; 15 %. Как функ- ции отклика выбрали прочность при сжатии (Rсж) образцов через 28 суток твердения и капиллярное водопоглощение покрытия W, нанесенного на сте- клянную пластину и выдержанное в воде 24 часа. Результаты исследований представлены на рис. 1, 2 соответственно. Рис. 1. Изопараметрическая диаграмма изменения прочности шлакосодержащей вяжущей композиции с добавкой природного цеолита через 28 суток твердения Рис. 2. Изопараметрическая диаграмма измениния водопоглощения шлакосодержащей вяжущей композиции с добавкой природного цеолита через 24 часа испытания Анализ полученных изопараметрических диа- грамм изменения функций отклика от факторов ва- рьирования позволил установить оптимальное со- держание шлака и природного цеолита в вяжущей системе, которая обеспечивает одновременно высокую прочность и низкое водопоглощение гидроизоляцион- ных покрытий. Полученные данные показывают, что оптимальная область содержания природного цеолита находится в пределах 5,5–7,5 % при содержании шлака в составе портландцемента около 22–25 % для обеспечения мак- симальной прочности образцов (на 3 сутки – 7,5 МПа, на 7 сутки – 17,0 МПа; на 28 сутки – 34,8 МПа). Водопогло- щение оптимального состава составляет 0,11–0,12 кг/м2 . Таким образом, установлено, что оптимальное со- отношение шлака в составе вяжущей композиции со- ставляет 22–25 %, а природного цеолита 5–7,5 %. Полученная вяжущая композиция принята как базовая для дальнейшей ее модификации комплекс- ной добавкой солей щелочных металлов [9, 10]. По- следняя повышает водонепоницаемость бетона за счет создания дополнительного количества кристаллоги- дратов-новообразований игольчастого типа, заполня- ющих поры, капилляры и трещины бетонного камня, и создающих плотную, недоступную для фильтрации воды структуру. Содержание комплексной пенетрирующей добавки составляет 10 % от массы вяжущего. Выбранные соли натрия (Na2CO3, Na2SO4, NaNO3) использовали в раз- личных соотношениях, а их необходимое содержание определяли по критерию наименьшего капиллярного водопоглощения покрытия (с применением трубки Карстенса) и по наибольшей прочности (с применение склерометра ОМШ-1). Соотношение солей натрия из- меняли в пределах 2, 4, 6, 8, 10 частей от общего коли- чества вводимых солей-электролитов. Испытания по определению прочности (рис. 3) и водонепроницаемости покрытий (рис. 4) проводили через 7 суток после нанесения. Покрытия выдержива- ли сначала 3 суток в воде, а затем 3 суток в сухих усло- виях. Водопоглощение определяли через 24 часа после заполнения трубки Карстена путем фиксации коли- чества воды (в мл), которая поглотилась покрытием за определенное время. Также с целью проверки способ- ности материалов выполнять функции гидрозащиты на протяжении длительного времени были изучены прочность и водопоглощение исследуемых покрытий и составов сравнения через 365 дней. Рис. 3. Прочность при сжатии покрытий на основе шлакосодержащего цемента с добавкой природного цеолита (состав 4) и с добавками солей натрия (карбонаты, сульфаты, нитраты), взятых в различных соотношениях (составы 1, 2, 3); составы сравнения Пенетрон и Кальматрон (составы 5, 6 соответственно)
  • 4. 60 Восточно-Европейский журнал передовых технологий ISSN 1729-3774 3/6 ( 69 ) 2014 Рис. 4. Водопоглощение покрытий на основе шлакосодержащего цемента с добавкой природного цеолита (состав 4) и с добавками солей натрия (карбонаты, сульфаты, нитраты), взятых в различных соотношениях (составы 1, 2, 3); составы сравнения Пенетрон и Кальматрон (составы 5, 6 соответственно) Сравнение вышеприведенных данных показыва- ет, что введение солей электролитов существенно не влияет на прочность вяжущих систем (при твердении в течение 7 суток), которая составляет 8,17 МПа и не- сколько уступает составам сравнения – Кальматрону, Пенетрону и разработанному составу без солей. Анализ результатов исследования прочности при сжатии покрытий на 365 сутки показывает, что при использовании всех составов, кроме состава 3, на- блюдается некоторый спад прочности во времени. Наибольшей потерей прочности после 1 года тверде- ния отличаются составы сравнения (Кальматрон и Пенетрон), прочность которых уменьшилась примерно в 1,3–1,6 раза. Таким образом, пропитка цементно-песчаных об- разцов гидроизоляционными растворами на основе шлакосодержащего цементного вяжущего с добавкой природного цеолита и оптимальной комплексной хи- мической добавкой, позволяет уменьшить значение водопоглощения в 17,7–21,4 раза (после 7 суток твер- дения) и в 2,5–4,4 раза (после 365 суток твердения). Обобщение полученных зависимостей показывает, что наименьшей величиной водопоглощения как на 7 сутки (0,5 мл), так и на 365 сутки (2,9 мл), при со- хранении прочности, характеризуются покрытия со- става 3, в составе которых соотношение солей натрия NaNO3:Na2CO3:Na2SO4 составляет 2:8:10. Причем вид�- но, что низкое водопоглощение сохраняется для этого состава и через 365 дней, в то время как другие соста- вы показывают большее водопоглощение, не говоря о составах сравнения, гидроизоляционные свойства которых через год снизились почти в 10 раз, а прони- цаемость покрытых ими основ увеличилась по сравне- нию с незащищенной поверхностью бетона (состав 4). Разработанные покрытия характеризуются значи- тельно более высокой надежностью по сравнению с традиционно применяемыми материалами аналогич- ного механизма действия и назначения, а их способ- ность к гидроизоляции бетона не снижается даже по- сле 1 года эксплуатации, как это было зафиксировано для аналогов сравнения [11]. Этот факт может опосредовано подтвердить наши предположения, что наличие в составе аналогов срав- нения (Пенетрон, Кальматрон) большого количества химически активных компонентов со временем приво- дит к синтезу избыточного количества эттрингитопо- добных новообразований, которые разрушают струк- туру бетона. Вот почему сбалансированный синтез низкоосновных гидросиликатов кальция и цеолитопо- добных новообразоаваний, способных окклюдировать избыточные анионы, создает более водонепроницае- мую и плотную структуру защищаемого камня. Оптимизированный вещественный состав гидрои- золяционного покрытия на основе шлакосодержащего цемента с добавкой природного цеолита и комплекс- ной химической добавкой защищен патентом Украины и получил название «Цеолитрон». 5. Исследование состава новообразований гидроизоляционных покрытий с помощью физико-химических методов Полученные данные физико-механических испы- таний подтверждаются результатами рентгенофазово- го (рис. 5, а), дифференциально-термического анализа (рис. 5, б) и данными электронной микроскопии (рис. 6). а б Рис. 5. Рентгенограммы (а) и дериватограммы (б) продуктов гидратации искусственного камня, полученного после 1 года твердения на основе вяжущих композиций состава: «портландцемент + шлак + вода» (1), «портландцемент + шлак + цеолит + вода» (2), «портландцемент + шлак + цеолит + комплекс солей + вода» (3) При идентификации продуктов гидратации искус- ственного камня через 365 дней твердения установлено, что при длительном твердении фазовый состав вяжу- щей композиции (рис. 5, а, кривая 1; рис. 5, б, кривая 1), представлен гиллебрандитом 2СаО·SiO2·H2O (d=0,301; 0,275; 0,237; 0,205; 0,196; 0,192; 0,181; 0,174 нм) и эттрин- гитом 3СаО·Al2O3·3СаSO4·32H2O (d=0,301; 0,256; 0,234; 0,220; 0,215; 0,206; 0,197; 0,175; 0,166; 0,162; 0,157 нм).
  • 5. 61 Технологии органических и неорганических веществ В процессе модификации композиции природным цеолитомпроисходитегоразложение,азатем,впоздние сроки, наблюдается синтез анальцима Na{AlSi2O6}·H2O (d=0,241; 0,221; 0,190; 0,185; 0,178; 0,168; 0,165; 0,160 нм) и гмелинита (Na, Са)4·{Al8Si16O48}· 24H2O (d=0,455; 0,332; 0,259; 0,207; 0,195; 0,187; 0,178; 0,168; 0,166 нм)- аналогов природних цеолитов [4]. Также в составе продуктов гидратации через 1 год твердения (рис. 5, а, кривая 2; рис. 5, б, кривая 2), присутствуют эттрин- гит 3СаО·Al2O3·3СаSO4·32H2O (d=0,240; 0,223; 0,212; 0,197; 0,166; 0,162 нм) и гиллебрандит 2СаО·SiO2·H2O (d=0,301; 0,275; 0,224; 0,196; 0,192; 0,186 нм) При введении солей в состав вяжущей компо- зиции (рис. 5, а, кривая 3; рис. 5, б, кривая 3), до- полнительно к вышеустановленным соединени- ям в составе новообразований зафиксированы: низкосульфатная форма гидросульфоалюмината кальция 3СаО·Al2O3·СаSO4·12H2O (d=0,287; 0,260; 0,235; 0,206; 0,190; 0,187; 0,166; 0,155 нм), четырех- кальциевый монокарбонатный гидроалюминат 3СаО·Al2O3·СаСO3·12H2O (d=0,346; 0,330; 0,286; 0,217; 0,201; 0,186; 0,166; 0,160; 0,155 нм), гидрони- троалюминат кальция 3СаО·Al2O3·Са(NO3)2·10H2O (d=0,187 нм), нозеан Na8Al6Si6O24(SO4)·H2O и гаюин (Na5К1Са2)Al6Si6O24(SO4)1,5. Таким образом, анализ результатов РФА и ДТА подтверждает наличие в составе продуктов гидра- тации искусственного камня большого количества гидросульфоалюминатов эттрингитового состава AFt и AFm, кольматирующих его поровое пространство и уменьшающего водопоглощение и водопроницаемость во времени [12]. Микроструктура искус- ственного камня на основе шлакосодержащего цемента, модифицированного цеолитом и солями электролитов, после твердения в течение 1 года, представлена на рис. 6, а–в соответственно. Представленные микро- фотографии искусственного камня на основе шлакосодер- жащего цемента с добавкой природного цеолита свидетель- ствуют об образовании большо- го количества модифицирован- ных гидросиликатов кальция и анальцима (рис. 6, б). В то время как микрофотографии этой композиции, модифициро- ванной комплексной добавкой солей (рис. 6, в), показывают образование твердых раство- ров эттрингита и модифици- рованных гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. На микрофотографиях видно, что кристаллы представлены длин- ными тонкими призматически- ми иглами длиной 20–30 мм. Эттрингит размещается во всем объеме цементного камня, осо- бенно в порах и имеет вид до- статочно равномерно распределенной сетки, в которой хаотично расположены кристаллы гидросиликатов кальция. Экспериментально установлено, что при нанесе- нии покрытия толщиной до 2 мм, глубина проникно- вения гидроизоляционного материала в структуру бетона составляет несколько десятков сантиметров. Причем, введение цеолитовой добавки в состав вяжу- щей композиции обеспечивает связывание свободных щелочных соединений в нерастворимые гидроалю- мосиликатные новообразования, а количество солей- электролитов, попадающих в структуру защищаемого бетона, не превышает 0,04 % на 1 м3 . Таким образом, введение солей электролитов не только ускоряет кристаллизацию кристалло- гидратных соединений, но и инициирует направ- ленную кристаллизацию низкоосновных гидроси- ликатов кальция C-S-H. Происходит уменьшение макропор с одновременным увеличением микро- пор, обусловленное формированием более однород- ной плотной структуры цементного камня. Замена части портландцемента доменным гранулирован- ным шлаком способствует полному связыванию Са(ОН)2 в гидросиликатные соединения, которые являются более долговечными и стойкими к вли- янию агрессивных сред. В то же время, введение в шлакосодержащие системы природных цеолитов дает возможность связывать лишние щелочи (Na+, K+) в нерастворимые гидроалюмосиликаты и ок- клюдировать анионы (СО3 2- , SO4 2- , NO3 - ) в составе неорганических комплексов. а б в Рис. 6. Микрофотографии поверхности скола искусственного камня, тердевшего на протяжении 1 года, на основе вяжущих композиций состава: а –«портландцемент + шлак»; б – «портландцемент + шлак + цеолит», в – «портландцемент + шлак + цеолит + комплекс солей» при разном увеличении х1000
  • 6. 62 Восточно-Европейский журнал передовых технологий ISSN 1729-3774 3/6 ( 69 ) 2014 Установленные особенности модификации шлако- содержащих вяжущих систем природными цеолитами и комплексом солей позволяют получить гидроизоля- ционные покрытия проникающего действия с доста- точно высокими физико-механическими свойствами, которые не уступают отечественным и зарубежным аналогам, но отличаются от них повышенным сроком эксплуатации. Разработанные гидроизоляционные покрытия проникающего действия, нанесенные на бетонную основу, обеспечивают не только гидроизоляцию бе- тонных конструкций с повышением марки бетона по водонепроницаемости на 4 и более ступени, но и спо- собствуют увеличению морозостойкости бетона не менее чем на 100 циклов. 6. Выводы 1. Разработаны составы гидроизоляционных покры- тий проникающего действия на основе шлакосодер- жащих цементных композиций, модифицированных природными цеолитами и комплексом солей, которые отличаются высокими эксплуатационными характери- стиками и стабильностью свойств во времени. 2. Введение в цементно-шлаковую систему природ- ных цеолитов позволяет связать свободную щелочь (Na, K) в нерастворимые гидроалюмосиликаты и ок- клюдировать анионы (СО3 2-, SO4 2-, NO3 -) в сложные неорганические комплексы, что в свою очередь служит гарантией долговечности гидроизоляционного покры- тия во времени. 3. Предложенные составы гидроизоляционных ма- териалов обеспечивают получение долговечного по- крытия с высокими эксплуатационными характери- стиками (через 1 год прочность покрытия при сжатии составляет более 8 МПа, а водопоглощение – менее 3 мл), которые не уступают характеристикам аналогов сравнения отечественного и зарубежного производства. 4. Бетоны, защищенные гидроизоляционным по- крытием проникающего действия, характеризуется повышением морозостойкости не менее чем на 100 ци- клов, и увеличением марки по водонепроницаемости не менее чем на 4 ступени. Литература 1. Соловьева, В. Я. Повышение эксплуатационных свойств бетона тонкослойными цементными композициями поверхносного и проникающего действия [Текст] / В.Я. Соловьева, А.М. Сычева, Н.В. Коробов и др. // Бетон и железобетон. – 2009. – № 3. – С. 16–19. 2. Коценко, А.Н. Некоторые аспекты применения проникающей гидроизоляции [Текст] / А.Н. Коценко // Строительные материалы. – 2002. – №12 – С. 44–45. 3. Балакин, Д. В. Отличие проникающей капиллярной гидроизоляции бетона от гидроизоляционных материалов на цемент- ном вяжущем [Текст] /Д. В. Балакин// Сухие строительные смеси. – 2007. – № 1. – С. 10–13. 4. Вальцифер, И. В. Разработка гидроизоляционного состава проникающего действия для бетонних конструкций [Текст] / И. В. Вальцифер, И. П. Сизенева, Е. К Саенко и др. // Промышленное и гражданское строительство. – 2010. – № 12. – С. 46–48. 5. Бровкина, Н. Г. Роль солей в составах гидроизоляции проникающего действия для бетонов [Текст] / Н. Г. Бровкина, В. Г. Овчаренко, В. Г. Быков и др. // Известия вузов. Строительство. – 2010. – № 8 – С. 28–34. 6. Овчаренко, Г. И Сравнительные исследования гидроизоляционных систем проникающего действия [Текст] : науч.-практ. Конф. / Г. И. Овчаренко, Н. Г. Бровкина, Е. П. Потапова, А. В. Чуева // Высокотемпературные материалы и технологи в XXI веке. – РХТУ им. Д. И. Менделеева, Москва, 2008. 7. Кравченко, К. В. «Кальматрон» – необходимая и достаточная защита для бетона строительных конструкций [Текст] / К. В. Кравченко // Строительные материалы, оборудование, технологии ХХI века. – 2011. – № 4. – С. 9–10. 8. Саницький, М. А. Структуроутворення композиційних портландцементів з хімічними додатками [Текст] / М. А. Саницький, Г. Я. Шевчук, П. М. Хаба // Вісник НУ «Львівська політехніка», Зб.наук.праць «Хімія, технологія речовин та їх застосуван- ня». – 1997. – № 316. – С. 195–197. 9. Пушкарьова, К. К. Шлакомісткі цементи, модифіковані цеолітами, як основа для отримання гідроізоляційних розчинів [Текст] / К. К. Пушкарьова, М. В. Суханевич, К. В. Бондар, А. С. Марцих // Вісник ДонДАБА, Зб.наук.праць „Сучасні будівельні матеріали, конструкції та інноваційні технологія зведення будівель і споруд”. –2010. – Т. І, Вип. 5(85). – С. 102–108. 10. Пушкарева, Е. К. Оптимизация состава композиционных материалов для получения гидроизоляционных покрытий бетон- ных конструкций [Текст] / Е. К. Пушкарева, М. В. Суханевич, К. В. Бондарь // Вісник Одеської державної академії будів�- ництва і архітектури. – 2010. – Вип. 39 (2). – С. 181–187. 11. Пушкарьова, К. К. Гідроізоляційні покриття проникної дії з покращеними експлуатаційними властивостями [Текст] / К. К. Пушкарьова, М. В. Суханевич, К. В. Бондар// Зб. наук. праць «Ресурсоекономічні матеріали, конструкції, будівлі та споруди». – 2011. – Вип. 22. – С. 125–131. 12. Бондар, К. В. Особливості композиційної побудови гідроізоляційних матеріалів проникної дії з покращеними експлуата- ційними характеристиками [Текст] / К. В. Бондар // Будівельні матеріали, вироби та санітарна техніка.–2013. – Вип. 49. – С. 163–169.