Спосіб гідрофобізації шиферу
Винахід відноситься до способу обробки шиферу водним сірковмісним розчином з метою його гідрофобізації. Спосіб гідрофобізації шиферу включає його обробку з використанням полісульфіду натрію. Полісульфід натрію використовують у вигляді водного розчину, приготованого з попередньо подрібненої в дезінтеграторі сірки і водного розчину гідроксиду натрію кип'ятінням до повного розчинення з подальшим введенням поліспірту в якості стабілізатора, охолодженням до кімнатної температури і фільтруванням, а обробку виробів з шиферу здійснюють 1-24 години. Технічний результат: підвищення водостійкості виробів із шиферу. 2 табл.
Застосування різноманітних просочувальних складів з метою збільшення довговічності, надійності та водостійкості будівельних матеріалів обумовлено необхідністю захисту їх від впливів зовнішнього середовища та збереження експлуатаційних характеристик протягом тривалого часу. Шифер є одним з доступних покрівельних матеріалів. У той же час, незважаючи на свої досить високі експлуатаційні характеристики та невисоку вартість порівняно з іншими (метал, металочерепиця, полімерні покриття та ін.) покрівельними матеріалами шифер з часом втрачає свої властивості. В основному це проявляється при експлуатації шиферу у вологому середовищі та в умовах знакозмінних температур. Внаслідок гідрофільності шиферу багаторазове повторення циклів проникнення вологи в пори матеріалу та подальшого замерзання води призводить до втрати його механічних властивостей та водостійкості. В даний час для продовження терміну служби шиферу, як і багатьох інших будівельних матеріалів, застосовуються різноманітні захисні покриття.
Найбільш поширеним способом захисту шиферу відПроникнення вологи є різні лакофарбові матеріали. Але будучи за своєю природою органічними, ці склади, в умовах природної експлуатації покрівлі, недовговічні, швидко руйнуються і до того ж є відносно дорогими. Іншим поширеним способом захисту шиферу є обробка його кремнійорганічних складів типу ГКЖ-11 [1. Пащенко А.А., Воронков М.Г., Михайленко Л.А., Крутицька В.Я., Ласька О.О. Гідрофобізація. – Київ: Наукова Думка, 1973, с.239 – прототип]. Ці склади є більш стійкими, ніж органічні лакофарбові матеріали, але їхня висока вартість обмежує широке застосування.
В 2. Масалімов І.А., Бабков В.В., Мусавіров Р.С. та ін. Заявка №2001115466/03(016225) - аналог] запропоновано спосіб гідрофобізації будівельних матеріалів (бетон, газобетон, шифер, тротуарна плитка та ін.) водним розчином сірки, в якому сірка знаходиться в полісульфідній формі і входить до складу полісульфіду кальцію. При обробці таким складом сірка у складі молекули полісульфіду кальцію потрапляє в найдрібніші пори матеріалів, а в процесі висихання молекула полісульфіду кальцію розпадається на елементну сірку та гідроксид кальцію, яка під дією атмосферного вуглекислого газу перетворюється на крейду. Як показали випробування, елементна сірка міцно фіксується в порах матеріалів та утворює гідрофобну оболонку, що перешкоджає проникненню вологи всередину матеріалів. Відповідно підвищуються експлуатаційні характеристики: водонепроникність та морозостійкість.
Як найбільш близький аналог може бути прийнятий спосіб гідрофобізації азбестоцементу з використанням полісульфіду натрію [SU 41428 A, C 04 B 41/62, 31.01.1935].
У розвиток способів застосування сірки з метою підвищення гідрофобності будівельних матеріалів для шиферубув використаний замість водного розчину полісульфіду кальцію водний розчин на основі полісульфіду натрію. Необхідно відзначити, що процес отримання полісульфіду натрію в чистому вигляді у водному розчині скрутний, так як поряд з полісульфідом натрію утворюються тіосульфати, сульфіти, сульфати та ін, які не вносять свого внеску в процес гідрофобізації. У той же час спроби виділення тіосульфатів, сульфатів та ін з водного розчину скрутні. У зв'язку з цим більш переважно введення у водний полісульфід містить натрію стабілізаторів полісульфідів – поліспиртів (гліцерин, етиленгліколі та ін.).
Для цієї мети був приготовлений водний розчин полісульфіду натрію в такий спосіб. Елементна сірка у кількості 150 г, попередньо подрібнена в дезінтеграторі, була засипана в 1 л 15% розчину гідроксиду натрію. Суміш була нагріта до кип'ятіння, і процес кип'ятіння підтримували до переведення сірки у водний розчин, в результаті утворювався полісульфід натрію. Для надання стійкості розчину при високих концентраціях полісульфіду натрію розчин додавали поліспірти (гліцерин поліетиленгліколь та ін.). Далі розчин був охолоджений до кімнатної температури та відфільтрований.
Процес гідрофобізації проводився в такий спосіб. Зразки шиферу розмірами 1,5×11 см опускали розчин полісульфіду натрію при кімнатній температурі і витримували протягом 1 і 24 годин. Потім зразки виймали з розчину та висушували при кімнатній температурі. Через 10 днів зразки піддавали випробуванням на водопоглинання згідно з загальноприйнятою методикою.
Перед випробуваннями всі зразки контрольні (необроблені гідрофобізатором) та гідрофобізовані зважували, таким чином визначали вихідну вагу зразка М0. Далі зразки поміщали у воду доповного занурення. Частину зразків витримували 1 годину, іншу 24 години. Просочені водою зразки виймали і зважували, так визначали вагу M1. Параметр водопоглинання у відсотках визначали як =(m 1-М0) 100/М0. Для визначення ефективності гідрофобізатора, поряд із запропонованим складом, були випробувані також склад на основі полісульфіду кальцію, ефективний для бетону, а також широко відомий промисловий гідрофобізатор на основі кремнійорганічної сполуки марки ГКЖ-11.
Результати наведені в таблицях 1 і 2. З таблиці 1 видно, що протягом 1-ї години вода взагалі не проникає в зразок, просочений сірковмісною композицією на основі полісульфіду натрію. У той час як в непросочений зразок проникає більше 10% води, в зразок, просочений полісульфідом кальцію, близько 7%, а в зразок, що просочений ГКЖ-11, 3%. Зразки, оброблені сірковмісною композицією на основі полісульфіду натрію і витримані у воді протягом доби, поглинають 0,72% води, що в 10 краще показника для полісульфіду кальцію і в 18 краще показника для ГКЖ-11 і в 24 рази краще показника для не обробленого гідрофобізатор зразка. Тут необхідно відзначити, що при тривалому впливі води склади на основі сірки перевершують склад на основі ГКЖ-11, причому для шиферу найкращим є склад на основі полісульфіду натрію. Експерименти показали, що повторні цикли замочування-сушіння не призводять до вимивання сірки з пор шиферу і до погіршення водостійкості гідрофобізатора, як у полісульфіду кальцію [2], так і у разі композиції, що містить сірку на основі полісульфіду натрію.
Таким чином, згідно з отриманими результатами для шиферу гідрофобізатор - сірковмісна композиція на основі полісульфіду натрію істотно перевершує склади аналогічного призначення ічудово працює в умовах постійного гідростатичного тиску води та повторення циклів замочування-сушіння.
Спосіб гідрофобізації шиферу, що включає обробку його з використанням полісульфіду натрію, відрізняється тим, що полісульфід натрію використовують у вигляді водного розчину, приготованого з попередньо подрібненої в дезінтеграторі сірки і водного розчину гідроксиду натрію кип'ятінням до повного розчинення з наступним введенням поліспірту, до кімнатної температури та фільтруванням, а обробку виробів із шиферу здійснюють зануренням та витримуванням протягом 1-24 год.