CC BY
79
ВЕСТНИК roft,-
3/2013
СТРОИТЕЛЬНОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
УДК 691.8 + 666.91
А.В. Безруков, Б.В. Ляпидевский, Д.В. Орешкин*
ГУП «НИИМосстрой», *ФГБОУ ВПО «МГСУ»
ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ВОЛЛАСТОНИТОВОГО КОМПЛЕКСА «АНТИГИДРОН»
Гидроизоляционные смеси проникающего действия — это, как правило, цементно-песчаные сухие растворные смеси, содержащие в качестве добавок систему минеральных солей, обеспечивающих блокирование капиллярно-поровой структуры цементных растворов и бетонов. Гидроизоляционные растворы наносятся тонким слоем на достаточно пористое основание. В результате при твердении происходит снижение влажности. Это вызывает усадку и образование трещин в покрытии.
Ключевые слова: гидроизоляционные смеси, материалы проникающего действия, волластонит, «Антигидрон».
Опыт строительства и эксплуатации подземных частей зданий и сооружений свидетельствует о недостатках, связанных либо с нарушениями гидроизоляции, либо с неверно принятыми проектными решениями. Многочисленные протечки при эксплуатации, а также огромные средства на их ликвидацию требуют правильного и эффективного применения современных высококачественных гидроизоляционных и герметизирующих материалов.
Производство сухих строительных смесей (ССС) является одной из самых молодых и динамично развивающихся отраслей строительной индустрии России. По сравнению с товарными растворами и бетонными смесями они имеют преимущества и находят все большее применение в строительстве для монтажных, отделочных работ, гидроизоляции и ремонта зданий [1—2].
По своему действию гидроизоляционные смеси разделяют на две группы: поверхностные и проникающие. Основное отличие между ними заключается в месте формирования непроницаемого слоя. В первом случае это происходит на поверхности обработанного материала, во втором — гидроизолирующий эффект достигается за счет блокирования поровой структуры защищаемого материала продуктами взаимодействия растворимых солей из покрытия.
Гидроизоляционные смеси проникающего действия — это, как правило, цементно-песчаные сухие растворные смеси, содержащие в качестве добавок систему минеральных солей, обеспечивающих блокирование капиллярно-по-ровой структуры цементных растворов и бетонов. Проникнув вглубь структуры бетона, активные химические компоненты гидроизоляционной смеси, растворяясь в воде, вступают в реакцию с ионными комплексами кальция и алюминия, оксидами и солями металлов, содержащимися в бетоне. В ходе этих реакций формируются более сложные соли, способные взаимодействовать с водой и создавать нерастворимые кристаллогидраты. Эти кристаллы заполня-
ют поры, капилляры и микротрещины шириной до 0,4 мм. При этом кристаллы становятся составной частью структуры. Заполненные нерастворимыми кристаллами поры, капилляры и микротрещины не пропускают воду, поскольку в действие приходят силы поверхностного натяжения жидкостей. Сеть кристаллов, заполнившая капилляры, препятствует фильтрации воды даже при наличии высокого гидростатического давления. При этом бетон сохраняет паропро-ницаемость [9, 10].
Однако, несмотря на высокие показатели физико-технических свойств, эксплуатация гидроизоляционных материалов на основе проникающих составов выявила некоторые недостатки. Гидроизоляционные растворы наносятся относительно тонким слоем на достаточно пористое основание. В результате при твердении в воздушных условиях происходит быстрое снижение влажности внутри затвердевшего гидроизоляционного покрытия. Это вызывает усадку и образование трещин в покрытии. Целесообразность и необходимость армирования материалов проникающего действия на основе портландцемента также связано с хрупкостью этих материалов и их невысокой прочностью на растяжение. Основными требованиями, предъявляемыми к армирующим волокнам, является их прочность на растяжение, при изгибе.
Волластонит соответствует всем этим требованиям. Волластонит (дощатый шпат) — минерал белого цвета, цепочечный силикат кальция с формулой Ca3(Si3O9); белые лучистые и волокнистые агрегаты; твердость — 4,5...5; средняя плотность — 2,9...3,0 г/см3, контактно-метаморфический. Сырье для тонкой керамики, звуко- и теплоизоляционный материал, не растворяется в воде и органических растворителях, но взаимодействует с соляной кислотой.
Для природного волластонита характерна вытянутая по длине структура кристаллов. При раскалывании образуются зерна игольчатой формы. Это позволяет использовать его в качестве микроармирующего наполнителя. Вол-ластонит имеет форму столбчатого продолговатого кристалла с отношением длины волокна к его диаметру в зависимости от марки от 3:1 и выше. Диаметр волокна от 50 до 250 мкм. Игольчатость является определяющим свойством для упрочнения цементной матрицы и повышения износостойкости. В связи с ухудшающейся экологической обстановкой необходимо также заметить, что волластонит является заменителем асбеста и волокнистого талька.
Опыт применения этого компонента в составе CCC показал, что в среднем величина добавки волластонита в сухих смесях составляет около 5...10 % от их массы. Величина добавки варьируется в зависимости от назначения и вида материала. После смешивания с водой они весьма пластичны, легко наносятся и имеют хорошую адгезию к различным поверхностям. Волластонит повышает водоудерживающую способность затворенных смесей, существенно снижает усадку при твердении.
Микроармирующие свойства волластонита и высокая адгезия его к поверхностям обеспечивает более высокие прочностные показатели затвердевших CCC при изгибающих нагрузках. Минимальная прочность данных затвердевших смесей на сжатие составляет 15,0 МПа. Они атмосферостойкие и достаточную морозостойкость. Это позволяет успешно применять их для наружных ремонтных и отделочных работ, а также для использования в гидроизоляционных системах. Микроармирующие свойства волластонита обеспечивают практически безусадочность изготавливаемых с его применением материалов. Это
ВЕСТНИК
3/2013
свойство наиболее востребовано в производстве ССС различного назначения, где есть проблема разной усадки элементов системы при высыхании.
В результате исследований по применению волластонита в производстве композиционных строительных цементных материалов и изделий было выявлено его физико-химическое сродство с минералами цементного клинкера, активная избирательная адсорбция продуктов гидратации вяжущего. Это оказывает существенное влияние на реологические параметры концентрированных суспензий и паст, формирование структуры, прочностные и деформативные свойства затвердевших композитов.
Были проведены исследования. С большой вероятностью был определен характер действия материалов на основе волластонита. Проникнув вглубь структуры бетона, активные компоненты материала «Антигидрон» растворяются в воде и вступают в реакцию с ионными комплексами кальция и алюминия, оксидами и солями металлов, содержащимися в цементе. В ходе этих реакций формируются сложные соединения, способные взаимодействовать с водой и создавать нерастворимые кристаллогидраты. Эти кристаллы заполняют поры, капилляры и трещины. Вновь образованные кристаллогидраты становятся составной частью структуры цементного камня бетона. Заполненные нерастворимыми кристаллами поры, капилляры и микротрещины не пропускают воду даже при высоком гидростатическом давлении.
В связи с этим вопрос широкого внедрения в практику строительства гидроизоляционных материалов нового поколения на основе волластонитового комплекса «Антигидрон» является актуальным.
Преимущества комплекса «Антигидрон» по сравнению с зарубежными и отечественными аналогами заключаются:
в применении во всех составляющих компонентах комплекса только отечественных материалов;
высоких физико-технических и эксплуатационных свойствах; высокой экономической эффективности (стоимость гидроизоляционного комплекса «Антигидрон» в 1,5.. .2 раза ниже стоимости аналогов: «Пенетрон», «Кальматрон», «Лахта», «Гидротэкс»).
Наиболее перспективными составами комплекса «Антигидрон» являются следующие марки:
марка ВЛ50 «Ремонтно-гидроизолирующий» — для ремонта, выравнивания и гидроизоляции поверхностей из бетона, камня, кирпича;
марка ВЛ «Суперпластичный» — двухкомпонентный ремонтно-гидроизо-лирующий и кладочный состав проникающего действия с повышенной деформационной стойкостью;
марка 1 «Гидроизоляция поверхности» — для гидроизоляции поверхностей старых и новых конструкций избетона, камня, кирпича и др.;
марка 2 «Порошковый концентрат» — добавка для бетона и цементно-пес-чаных смесей. Увеличивает водонепроницаемость и морозостойкость бетонов и цементно-песчаных смесей. Отсутствие хлора позволяет использовать добавку для армированных бетонов; выпускается в порошковом («Порошковый концентрат») или жидком («Жидкий концентрат») виде;
марка 4 «Шовный» — для заделки швов и трещин в конструкциях из бетона, камня, кирпича, а также для заделки стыков материалов с металлическими,
стеклянными и пластиковыми поверхностями, в т.ч. подверженных температурным, усадочным и иным деформациям;
марка 5 «Порошковый гиперконцентрат» — порошковая добавка упрочняющего действия, повышающая прочность на сжатие и изгиб при растяжении, увеличивающая износостойкость, водонепроницаемость и морозостойкость бетона. Отсутствие хлора позволяет использовать добавку для армированных бетонов;
марка 8 «Тампонажно-проникающий» — для устранения активных протечек воды в строительных конструкциях из бетона, камня, кирпича.
Исследования показали, что гидроизоляционные материалы на основе волластонитового комплекса «Антигидрон», производимые российской компанией ООО «Бийскхимстройматериалы», отвечают необходимым требованиям, предъявляемым к гидроизоляционным материалам проникающего действия, активные добавки которых проникают в бетон, закупоривают поры бетона, образуют нерастворимые кристаллы.
Библиографический список
1. Урецкая Е.А., Батяновский Э.И. Сухие строительные смеси: материалы и технологии : науч.-практ. пособие. Минск : НПООО «Стринко», 2001.
2. Дергунов С.А., Рубцова В.Н. Модификация сухих строительных смесей // Современные технологии сухих смесей в строительстве «MixBUILD» : сб. докладов 6-й Междунар. науч.-техн. конф. СПб., 2004.
3. Викдорович А.М. Продукция Dow Chemical для индустрии строительных материалов // Строительные материалы. 2000. № 5. С. 10—12.
4. Мешков П.И., Мокин В.А. Способы оптимизации составов сухих строительных смесей // Строительные материалы. 2000. № 5. С. 12—14.
5. Преимущества полимерминеральных сухих смесей и современные конструктивно-технологические системы зданий и строительные материалы / Е.А. Урецкая, Н.К. Жукова, З.И. Филипчик и др. // Сборник трудов БелНИИС. Минск, 1997. С. 71—73.
6. Модифицированные сухие строительные «Полимикс» в современном строительстве / Е.А. Урецкая, Н.К. Жукова, З.И. Филипчик и др. // Строительные материалы. 2000. № 5. С. 36—38.
7. Бийтц Р., Линдернау Х. Химические добавки для улучшения качества строительных растворов // Строительные материалы. 1999. № 3. С. 13—15.
8. Дергунов С.А., Рубцова В.Н. Модификация сухих строительных смесей // Современные технологии сухих смесей в строительстве «MixBUILD» : сб. докладов 6-й Междунар. науч.-техн. конф. СПб., 2004. С. 30—35.
9. Мешков П.И., Мокин В.А. От гарцовки — к модифицированным сухим смесям // Строительные материалы. 1999. № 3. С. 34—35.
10. Корнеев В.И., Зозуля П.В. Словарь «Что» есть «что» в сухих строительных смесях. СПб. : НП «Союз производителей сухих строительных смесей», 2004. 312 с.
Поступила в редакцию в ноябре 2012 г.
Об авторах: Безруков Алексей Владимирович — заместитель руководителя ИЦ по строительству, проектированию, технологии возведения подземных сооружений, ГУП «НИИМосстрой», 119192, г. Москва, ул. Винницкая, д. 8, аспирант кафедры строительных материалов, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, av_bezrukov@mail.ru;
ВЕСТНИК roft,-
3/2013
Ляпидевский Борис Васильевич — кандидат технических наук, руководитель ИЦ по строительству, проектированию, технологии возведения подземных сооружений, ГУП «НИИМосстрой», 119192, г. Москва, ул. Винницкая, д. 8;
Орешкин Дмитрий Владимирович — доктор технических наук, заведующий кафедрой строительных материалов, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, (8499)183-32-29, dmitrii_oreshkin@maü.m.
Для цитирования: Безруков А.В., Ляпидевский Б.В., Орешкин Д.В. Гидроизоляционные материалы нового поколения на основе волластонитового комплекса «Анти-гидрон» // Вестник МГСУ 2013. № 3. С. 114—119.
A.V. Bezrukov, B.V. Lyapidevskiy, D.V. Oreshkin
NEW GENERATION WATERPROOFING MATERIALS CONTAINING VOLLASTONITE-BASED ANTIGIDRON SYSTEM
Major penetrating waterproofing mixtures represent dry mixtures of cement and sand having admixtures, or systems of mineral salts, used to block the structure of capillaries and pores of cement mortars and concretes. Thin layers of waterproofing mortars are applied to sufficiently porous surfaces. As a result, the water content is reduced in the course of hardening. This process causes contraction and cracks in the coating.
The findings of the research performed by the authors have proven that waterproofing materials containing wollastonite-based Antigidron system comply with each basic requirement applicable to penetrating waterproofing materials, as their admixtures penetrate into the concrete to seal concrete pores and to generate insoluble crystals.
The new Antigidron system has the following strengths. Each component of the proposed system is made in Russia. It has efficient operating properties, and its cost is 1.5 — 2 times lower than the one of similar products.
Key words: penetrating waterproofing materials, wollastonite, Antigidron, crystals, concrete.
References
1. Uretskaya E.A., Batyanovskiy E.I. Sukhie stroitel'nye smesi: materialy i tekhnologii. [Dry Construction Mixtures: Materials and Technologies]. Minsk, NPOOO «Strinko» Publ., 2001.
2. Dergunov S.A., Rubtsova V.N. Modifikatsiya sukhikh stroitel'nykh smesey [Modifying Dry Construction Mixtures]. Sovremennye tekhnologii sukhikh smesey v stroitel'stve «Mix-BUILD». Sb. dokladov 6-oy Mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. [Modern Technologies for Dry Mixtures in Civil Engineering «MixBUILD». Collected works of the 6th International Scientific and Technical Conference]. St.Petersburg, 2004.
3. Vikdorovich A.M. Produktsiya Dow Chemical dlya industrii stroitel'nykh materialov [Dow Chemical Products for the Industry of Construction Materials]. Stroitel'nye materialy [Construction Materials]. 2000, no. 5, pp. 10—12.
4. Meshkov P.I., Mokin V.A. Sposoby optimizatsii sostavov sukhikh stroitel'nykh smesey [Methods of Optimization of Compositions of Dry Construction Mixtures]. Stroitel'nye materialy [Construction Materials]. 2000, no. 5, pp. 12—14.
5. Uretskaya E.A., Zhukova N.K., Filipchik Z.I. Preimushchestva polimermineral'nykh sukhikh smesey i sovremennye konstruktivno-tekhnologicheskie sistemy zdaniy i stroitel'nye materialy [Strengths of Mineral Polymeric Dry Mixtures and Advanced Structural Systems of Buildings and Construction Materials]. Sbornik trudov BelNIIS [Collected works of Belarus Scientific and Research Institute of Civil Engineering]. Minsk, 1997, pp. 71—73.
6. Uretskaya E.A., Zhukova N.K., Filipchik Z.I. Modifitsirovannye sukhie stroitel'nye «Po-limiks» v sovremennom stroitel>stve [Polymix Modified Dry Construction Mixtures in Con-
temporary Civil Engineering]. Stroitel'nye materialy [Construction Materials]. 2000, no. 5, pp. 36—38.
7. Biytts R., Lindernau Kh. Khimicheskie dobavki dlya uluchsheniya kachestva stroitel'nykh rastvorov [Chemical Additives to Improve the Quality of Building Mortars]. Stroitel'nye materialy [Construction Materials]. 1999, no. 3, pp. 13—15.
8. Dergunov S.A., Rubtsova V.N. Modifikatsiya sukhikh stroitel'nykh smesey [Modification of Dry Construction Mixtures]. Sovremennye tekhnologii sukhikh smesey v stroitel'stve «MixBUILD». Sb. dokladov 6-y Mezhdunar. nauch.-tekhn. konf [Modern Technologies for Dry Mixtures in Civil Engineering «MixBUILD». Collected works of the 6th International Scientific and Technical Conference]. St.Petersburg, 2004, pp. 30-35.
9. Meshkov P. I., Mokin V.A. Ot gartsovki — k modifitsirovannym sukhim smesyam [From Lime and Sand Mixtures to Modified Dry Mixtures Stroitel'nye materialy [Construction Materials]. 1999, no. 3, pp. 34—35.
10. Korneev V.I., Zozulya P.V. Slovar' «Chto» est> «chto» v sukhikh stroitel>nykh sme-syakh [Dictionary of Dry Construction Mixtures]. St. Petersburg, NP «Soyuz proizvoditeley sukhikh stroitel'nykh smesey» publ., 2004, 312 p.
About the authors: Bezrukov Aleksey Vladimirovich — Deputy Director, Centre for Research into construction, design and technology of subterranean structures, GUP «NIIMos-stroy» (State Unitary Enterprise Scientific and Research Institute of Construction in Moscow), 8 Vinnitskaya St., Moscow, 119192, Russian Federation; postgraduate student, Department of Construction Materials, Moscow State University of Civil Engineering (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; av_bezrukov@ mail.ru;
Lyapidevskiy Boris Vasil'evich — Candidate of Technical Sciences, Director, Centre for Research into construction, design and technology of subterranean structures, GUP «NI-IMosstroy» (State Unitary Enterprise Scientific and Research Institute of Construction in Moscow), 8 Vinnitskaya St., Moscow, 119192, Russian Federation;
Oreshkin Dmitriy Vladimirovich — Doctor of Technical Sciences, Chair, Department of Construction Materials, Moscow State University of Civil Engineering (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; dmitrii_oreshkin@mail.ru; +7 (499) 183-32-29.
For citation: Bezrukov A.V., Lyapidevskiy B.V., Oreshkin D.V. Gidroizolyatsionnye materialy novogo pokoleniya na osnove vollastonitovogo kompleksa «Antigidron» [New Generation Waterproofing Materials Containing Vollastonite-based Antigidron System]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2013, no. 3, pp. 114—119.
