Комплексная добавка для объемной гидрофобизации гипса
Изобретение относится к комплексной добавке для объемной гидрофобизации гипса и может быть использовано при изготовлении гипсовых изделий для придания им водоотталкивающих свойств. Комплексная добавка для объемной гидрофобизации гипса содержит, мас.%: тетраэтоксисилан 3-10, олигометилгидридсилоксан остальное. Технический результат - повышение водоотталкивающих и прочностных свойств готового гипсового изделия. 2 табл.
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при производстве изделий из гипса для придания им водоотталкивающих свойств.
При различных применениях гипса существенно иметь материал, обладающий хорошими механическими свойствами. Необходимо, чтобы материал и после увлажнения сохранял свои исходные свойства (внешний вид, механическую прочность). С этой целью гипс следует гидрофобизировать, т.е. придать ему водоотталкивающие свойства. Различают поверхностную и объемную гидрофобизацию. В случае объемной гидрофобизации обработку целесообразно производить в процессе изготовления гипсового изделия - путем добавления к затворяющей воде гидрофобизирующего соединения.
Широко известны гидрофобизирующие кремнийорганические составы для гипса в виде водных растворов этил- или метилсиликонатов натрия или калия (М.Г.Воронков и др., Гидрофобизация, - Киев, 1973, с.239; М.В.Соболевский и др. Свойства и области применения кремнийорганических продуктов. - М., 1975, с.296), или алюмометилсиликоната натрия (Энциклопедия полимеров (в 3-х томах) / Под ред. В.А.Каргина и др. - М., 1972, T.1, стр.630).
Известна также для гидрофобизации широкого круга строительных и других материалов добавка на основе олигоэтилгидридсилоксана (Андрианов К.А., Хананашвили Л.М. Технология элементоорганических мономеров и полимеров. - М., 1973, с.174; ГОСТ 10834-76). Обычно это соединение в качестве добавки к затворяющей воде на стадии производства гипсовых изделий используют в виде водной эмульсии. Недостатками такой эмульсии являются сложность и дороговизна производства, низкая стойкость при хранении, полная потеря ценных свойств после охлаждении ниже точки замерзания (0°С). Применение чистого олигоэтилгидридсилоксана в экономически обоснованных количествах не позволяет достичь необходимой гидрофобизации.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является добавка на основе олигометилгидридсилоксана (Андрианов К.А., Хананашвили Л.М. Технология элементоорганических мономеров и полимеров. - М., 1973, с.174). Эту добавку вводят в воду затворения на стадии производства гипсовых изделиях, или в чистом виде, или также в виде водной эмульсии. Недостатком известной добавки является снижение прочности готового гипсового изделия и, как следствие, его долговечности.
Новым техническим результатом данного изобретения является создание комплексной добавки, которая обеспечивала бы более высокие водоотталкивающие и прочностные свойства готового гипсового изделия, имела сравнительно невысокую стоимость, была максимально проста в изготовлении и экологически безопасна.
Технический результат достигается за счет того, что комплексная добавка для объемной гидрофобизации гипса, включающая олигометилгидридсилоксан, согласно изобретению, дополнительно содержит тетраэтоксисилан, при этом содержание указанных ингредиентов должно быть в следующем соотношении, мас.%:
| Тетраэтоксисилан | 3-10 |
| Олигометилгидридсилоксан | остальное |
Эффективность применения данной комплексной добавки обусловлена тем, что она включает в себя одновременно две кремнийорганических жидкости, которые обеспечивают одновременное образование полиметилсилоксановых цепочек и трехмерных силикатных сеток в массе гипса, причем первые из них обеспечивают необходимую гидрофобность изделия, а вторые повышают его прочность. Таким образом, данная структура обеспечивает более высокие водоотталкивающие и прочностные свойства готового гипсового изделия.
Примеры конкретного выполнения
1. Приготовление комплексной добавки.
К олигометилгидридсилоксану в количестве 940 кг при непрерывном помешивании со скоростью 200-250 об/мин, постепенно добавляют тетраэтоксисилан количестве 60 кг. Продолжают перемешивание образовавшейся жидкости до полной гомогенизации. Полученную композицию используют, как добавку к затворяющей воде на стадии производства гипсовых изделий. В зависимости от сорта гипса и водогипсового фактора, введение порядка 0.15-0.3% от массы гипса предложенной комплексной добавки позволяют получать для готовых гипсовых изделий устойчивое значение водопоглощения ниже 10% при сохранении или повышении механической прочности. 2. Испытание образцов гипса на водопоглощение.
Полученную комплексную добавку вносят в воду затворения гипса. Водогипсовый фактор 0.6. Полученные образцы высушивают до постоянной массы, взвешивают и далее погружают в воду на 2 часа. Слой воды над поверхностью изделия должен быть не менее 5 см. Образцы извлекают, удаляют избыточную воду с помощью фильтровальной бумаги и снова взвешивают. Водопоглощение (А, %) рассчитывают по формуле 
, где m - масса после погружения в воду; mo - масса исходного образца.
Для получения предложенной комплексной добавки были приготовлены три состава ингредиентов. Количественные составы, количество добавки от массы гипса и результаты испытаний образцов в сопоставлении с прототипом представлены в таблицах 1 и 2.
На основании результатов испытаний, представленных в таблицах, можно сделать вывод, что предлагаемая комплексная добавка обеспечивает высокие водоотталкивающие и прочностные свойства готового гипсового изделия (водопоглощение гипса не более 10%, прочность выше прочности гипса с добавкой прототипа). Кроме того, добавка предельно проста в приготовлении и применении, экологически безопасна, не меняет внешнего вида изделия, содержит относительно дешевые исходные компоненты, следовательно, доступна широкомасштабному использованию в строительстве.
| Таблица 1 | ||||
| Водопоглощение образцов гипса с предложенной комплексной добавкой (водопоглощение гипса без добавки - 34%) | ||||
| Состав добавки, мас.% | Процент добавки от массы сухого гипса | |||
| 0.15% | 0.20% | 0.25% | 0.30% | |
| Водопоглощение, A (%) | ||||
| Олигометилгидридсилоксан (прототип) | 12 | 8.1 | 5.3 | 4.2 |
| Олигометилгидридсилоксан - 97%, Тетраэтоксисилан - 3% | 9.7 | 7.5 | 4.9 | 3.9 |
| Олигометилгидридсилоксан - 94%, Тетраэтоксисилан - 6% | 7.6 | 7.0 | 4.7 | 3.7 |
| Олигометилгидридсилоксан - 90%, Тетраэтоксисилан -10% | 8.2 | 7.4 | 4.9 | 3.9 |
Комплексная добавка для объемной гидрофобизации гипса, включающая олигометилгидридсилоксан, отличающаяся тем, что дополнительно содержит тетраэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Тетраэтоксисилан | 3-10 |
| Олигометилгидридсилоксан | остальное |
