Способы повышения долговечности искусственного камня
Из сказанного следует, что повышение долговечности и цветоустойчивости камневидных покрытий в первую очередь достигается использованием наиболее эффективных приемов уплотнения отделочного слоя. Сюда относится снижение водоцементного отношения смеси, применение вибрации при ее укладке и др. В этом же плане следует отметить эффективность обнажения в крупнозернистых фактурах каменной крошки от цементной пленки, подверженной трещинообразованию и, следовательно, повышенному запылению. Способом повышения водо- и морозостойкости отделочных камневидных покрытий является и введение в их состав поверхностно-активных веществ.
В б. ВНИИНСМе Л. И. Добряковой и А. Г. Фуниковым исследовалось влияние на свойства декоративных растворов и бетонов ряда гидрофобизующих и пластифицирующих добавок — кремнийорганических жидкостей ГКЖ-11 (метилсиликонат натрия) и АМСР-3 (алюмометилсиликонат натрия), СНВ-смолы нейтрализованной, воздухововлекающей, ССБ — сульфитно-спиртовой барды, вводимых в количестве 0,05-0,5 % от массы цемента. Исследования проводились с пропаренными образцами бетона состава 1 : 2,5 : 4,2 и раствора составов 1:3 и 1:4 при значениях В/Ц для первых 0,55-0,58, для вторых 0,41-0,55.
Опыты показали, что введение добавок позволяет при сохранении заданной подвижности бетонных и растворных смесей снизить их водоцементное отношение на 10%, что положительно сказывается на водопоглощении и морозостойкости затвердевшего камня. Растворы и бетоны с добавками в оптимальных количествах характеризуются равномерной, однородной структурой с преобладанием мелких изолированных пор. Особенно это характерно для бетонов с комбинированной добавкой ССБ-СНВ, кремний-органическими ГКЖ-11 и АМСР-3.
Помимо перечисленных приемов улучшения конструктивных качеств материала в процессе его изготовления существуют способы поверхностной обработки готового изделия, позволяющие повысить его атмосферостойкость — гидрофобизация и флюатирование.
Для гидрофобизации применяются растворы кремнийорганических соединений — алкилхлорсиликонов (метилгрихлорсилана, этилтрихлорсилана и др.) в органических растворителях, а также водные растворы алкилсиликонатов натрия, эмульсии и растворы полиэтилгидросилоксана (ГКЖ-94).
Применение указанных составов значительно повышает сопротивляемость фасадов атмосферным воздействиям, так как эти составы уменьшают смачиваемость поверхностей, водопоглощение и запыляемость, снижают действие содержащихся в воздухе кислот и водяных паров. Кроме того, они способствуют прекращению миграции извести из массы бетона на поверхность, т. е. предотвращают высолы.
Наилучшими флюатами, по Л. И. Добряковой, являются магниевая и цинковая кремнефтористые соли, легко растворимые в воде, получающиеся из отходов производства на суперфосфатных заводах. После флюатирования во много раз снижается запыляемость отделочного слоя, уменьшается количество высолов, снижается водопоглощение, скорость капиллярного подсоса, коэффициент истираемости.
Для повышения атмосферостойкости и декоративных качеств силикатного бетона К. П. Сидоровым разработан метод покрытия шлифованной поверхности изделий прозрачной пленкой на основе полиэфирных и эпоксидных смол. Такая пленка, нанесенная пистолетом-распылителем, характеризуется хорошей адгезией к подложке, высокой стойкостью к атмосферным воздействиям, к морозу и удару.
Весьма перспективным представляется также нанесение на изделия водозащитных пленок методом напыления порошкообразных полимеров в электрическом поле. Такая технология, основанная на принципе придания разноименных зарядов частицам напыляемого порошка и поверхности изделий, позволяет получить при последующем оплавлении порошкового слоя абсолютно плотные водонепроницаемые пленки. Наилучшие результаты получаются при использовании в наружных покрытиях поливинилхлорида и ацетобутирата целлюлозы. Для внутренних покрытий можно с успехом применять полиэтилен и поливинилбутираль. Опыты показывают, что такие пленки наряду с защитными свойствами придают цветным поверхностям более насыщенные тона и повышают их светостойкость.
Все перечисленные приемы в той или иной степени обеспечивают защиту цементного камня от увлажнения, препятствуя миграции на поверхность Са(ОН)2. В искусственном камне на основе цветных клинкерных цементов одним из способов нейтрализации обесцвечивающего действия гидратации может быть подкрашивание исходных клинкерных цементов близкими по цветовому тону пигментами. Этот прием позволяет не только достигнуть усиления цвета исходного цемента, но и создает условия для последующего прокрашивания гидратных новообразований. Подобная окраска, обусловленная весьма тонкой диспергацией пигмента в процессе формирования гидросоединений и последующим защемлением ими пигментных частиц, является весьма равномерной и устойчивой.
Наши опыты показали также возможность повышения цветоустойчивости цементного камня на основе цветных клинкерных цементов путем более грубого их помола. В этих условиях достигается, с одной стороны, усиление цвета исходного порошка за счет укрупнения его частиц и соответственного уменьшения разнонаправленности отраженных от их поверхности световых лучей (так называемого диффузного отражения), с другой,- снижение относительной глубины гидратации цементных зерен и увеличение соотношения массы окрашенного цементного зерна и бесцветной пленки новообразований.
Обобщая все сказанное о долговечности искусственного камня — декоративного бетона или раствора — необходимо еще раз подчеркнуть, что наиболее интенсивное из всех видов внешних воздействий — замораживание и оттаивание — не является опасным для камневидных отделочных слоев стеновых конструкций. Изготовленные с соблюдением необходимых технологических параметров такие бетоны или растворы выдерживают без разрушения более 100 циклов стандартных испытаний, что гарантирует их сохранность в условиях нормальной эксплуатации. При службе же в особо жестких климатических условиях морозостойкость отделочных и облицовочных слоев может быть повышена введением поверхностно-активных добавок, подобных рекомендуемым лабораторией б. ВНИИНСМа. Полезной в этих условиях является и поверхностная гидрофобизация отделочных покрытий, которая к тому же предупреждает их запыление и загрязнение вследствие уменьшения адгезии загрязняющих частиц.
Что касается нежелательных изменений цвета декоративного цементного камня, происходящих в результате гидратации содержащегося в нем цемента, то предотвратить эти изменения можно повышением содержания P-C2S в клинкере, а также путем гидро-фобизации поверхности или всей массы камневидного отделочного слоя, созданием условий для связывания свободной Са(ОН)2, например, применением автоклавной обработки декоративного бетона или раствора и др.
Способом повышения цветоустойчивости цементного камня на клинкерных цементах является их подкрашивание малыми количествами пигментов. Последние, адсорбируясь на поверхности цементных зерен, прочно зажимаются пленкой гидратных новообразований, одновременно прокрашивая ее. Дополнительный эффект может быть получен за счет более грубого помола цемента, обусловливающего снижение диффузного отражения цементных частиц и уменьшение их активной поверхности.
В заключение следует указать, что любой цементный камень является новым образованием, качественно отличным от исходного цементного порошка. Поэтому оценку цвета последнего следует производить в гидратированном состоянии, например в затвердевшем тесте нормальной густоты, при достижении им заданной прочности. Необходимой же стабильности цвета такого затвердевшего камня в конструкции можно добиться одним из вышеприведенных способов — обработкой поверхности гидрофобными составами, нанесением водозащитных полимерных покрытий и др.
