Wpływ hydrofobizacji objętościowej na właściwości i trwałość materiałów cementowych

• Autorzy: Materak, Kalina , Wieczorek, Alicja , Kacprzak, Agata , Koniorczyk, Marcin

Warianty tytułu

EN

The influence of internal hydrophobization on the characteristics and durability of the cement-based materials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy opisano badanie efektywności hydrofobizacji objętościowej oraz jej wpływu na podstawowe właściwości materiałów cementowych, takich jak zaczyn, zaprawa oraz beton. Otrzymane wyniki jasno wskazują, że oprócz istotnego ograniczenia absorpcji kapilarnej wody hydrofobizacja objętościowa poprawia trwałość materiału i zapewnia ochronę przed wodą również w przypadku cyklicznego zamrażania i rozmrażania. Hydrofobizacja objętościowa za pomocą domieszki krzemoorganicznej na bazie trietoksyoktylosilanu zapewniła także wzrost kąta zwilżania dla wody do ponad 90° oraz ograniczenie sorpcji wilgoci w materiale. Ponadto przedstawione wyniki wskazują na interakcje związku krzemoorganicznego z cementem, co zostało zaobserwowane jako: zmiany ilości wydzielanego ciepła podczas hydratacji cementu, wpływ na strukturę wewnętrzną zaprawy, spadek wytrzymałości na ściskanie zaprawy oraz betonu. Niemniej jednak hydrofobizacja objętościowa za pomocą związków krzemoorganicznych takich jak trietoksyoktylosilan jest efektywną i skuteczną metodą ochrony porowatych materiałów cementowych przed działaniem wody i wilgoci nawet w przypadku cyklicznego działania ujemnych temperatur.

EN

The presented study examined the effectiveness of internal hydrophobization and its impact on the basic properties of cement-based materials such as paste, mortar, and concrete. The obtained results clearly indicate that, in addition to a significant reduction of the capillary water absorption, internal hydrophobization also improves the durability of the material and provides protection against water also in case of cyclic freezing and thawing. Internal hydrophobization using an organosilicon admixture based on triethoxyoctylsilane also ensured an increase in the contact angle for water to over 90° and limited moisture sorption in the material. Moreover, the presented results indicate the interactions of the organosilicon compound with cement, which can be observed as changes in the amount of heat released during cement hydration, impact on the microstructure of the mortar, and a decrease in the compressive strength of the mortar and concrete. Nevertheless, internal hydrophobization by organosilicon compounds such as triethoxyoctylsilane is an effective and efficient method of protecting porous cementitious materials against water and moisture, even during cyclical exposure to negative temperatures.

Słowa kluczowe

PL

hydrofobizacja objętościowa; domieszka hydrofobizująca; materiał cementowy; trietoksyoktylosilan; trwałość

EN

internal hydrophobization; hydrophobic admixture; cementitious material; triethoxyoctylsilane; durability

• Czasopismo: Inżynieria i Budownictwo
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 80, nr 4
• Strony: 211--216
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Materak, Kalina

• Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska

autor

Wieczorek, Alicja

• Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska

autor

Kacprzak, Agata

• Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska

autor

Koniorczyk, Marcin

• Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska

Bibliografia

• [1] Barnat-Hunek D.: Swobodna energia powierzchniowa jako czynnik kształtujący skuteczność hydrofobizacji w ochronie konstrukcji budowlanych, Politechnika Lubelska, Lublin, 2016.
• [2] Kurdowski W.: Chemia cementu i betonu, PWN, Warszawa, 2010.
• [3] Szer J.: Katastrofy budowlane, PWN, 2022.
• [4] Spaeth V., Delplancke-Ogletree M.P., Lecomte J.P.: Hydration Process and Microstructure Development of Integral Water Repellent Cement Based Materials, Hydrophobe V, 5th International Conference on Water Repellent Treatment of Building Materials, Belgium, Aedificatio Publisher, 245-254, 2008.
• [5] Wypych G.: Handbook of Surface Improvement and Modification, ChemTec Publishing, Toronto, 2018.
• [6] Najduchowska M., Pichniarczyk P.: Effect of hydrophobic agents on the properties of cement and gypsum mortars, Cement Wapno Beton 1, 3, 141-148, 2010.
• [7] Roos M., König F., Stadtmüller S., Weyershausen B.: Evolution of Silicone Based Water Repellents for Modern Building Protection, Hydrophobe V, 5th International Conference on Water Repellent Treatment of Building Materials, Belgium, Aedificatio Publishers, 3-16, 2008.
• [8] Fic S., Barnat-Hunek D.: The Effectiveness of Hydrophobisation of Porous Building Materials by Using the Polymers and Nanopolymers Solutions, International Journal of Materials Science and Engineering, 2, 2, 2014; DOI: 10.17706/ijmse.
• [9] Szymura T.: Chemia w inżynierii materiałów, Politechnika Lubelska, Lublin, 2015.
• [10] Materak K., Wieczorek A., Łukowski P., Koniorczyk M.: The influence of internal hydrophobization using organosilicon admixture on the performance and the durability of concrete. Cement Wapno Beton 28, 4, 2023; DOI: 10.32047/CWB.2023.28.4.2.
• [11] ASTM C 1679-08: Standard practice for measuring hydration kinetics of hydraulic cementitious mixtures using isothermal calorimetry.
• [12] PN-EN 1015-18: Metody badań zapraw do murów - Część 18: Określenie współczynnika absorpcji wody spowodowanej podciąganiem kapilarnym stwardniałej zaprawy, 2003.
• [13] PN-EN 480-5: Domieszki do betonu, zaprawy i zaczynu - Metody badań - Część 5: Oznaczanie absorpcji kapilarnej, 2005.
• [14] PN-EN 1015-11: Metody badań zapraw do murów - Część 11: Określenie wytrzymałości na zginanie i ściskanie stwardniałej zaprawy, 2001.
• [15] PN-EN 12390-2: Badania betonu - Część 2: Wykonywanie i pielęgnacja próbek do badań wytrzymałościowych, 2019.
• [16] PN-EN ISO 15148: Cieplno-wilgotnościowe właściwości użytkowe materiałów i wyrobów budowlanych - Określanie współczynnika absorpcji wody przez częściowe zanurzenie, 2004.
• [17] PN-EN 12390-3: Badania betonu - Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań, 2019.
• [18] PN-88/B-06250: Beton zwykły, 1988.
• [19] Aldred J.M., Swaddiwudhipong S., Lee S.L., Wee T.H.: The effect of initial moisture content on water transport in concrete containing a hydrophobic admixture. Mag. Concr. Res. 53, 2001; DOI: 10.1680/macr.2001.53.2.127.
• [20] Grabowska K., Koniorczyk M.: Influence of organosilicon admixtures on the hydration of Portland cement, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 147, 2022; DOI: 10.1007/s10973-021-10978-x.
• [21] PN-EN 934-2: Domieszki do betonu, zaprawy i zaczynu - Część 2: Domieszki do betonu - Definicje, wymagania, zgodność, oznakowanie i etykietowanie, 2010.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.6407