Технология кровельных и гидроизоляционных материалов. В. И. Турчанинов

Чтение книги онлайн.

      Из уравнения видно, что смачиваемость уменьшается с ростом краевого угла смачивания ϕ, который для гидрофобных материалов больше 90°. При этом cosφвеличина отрицательная, а, следовательно, и разность σ₂₃‒σ₁₃ – величина отрицательная и желательно получение наибольшей ее величины при уменьшение σ₁₂. Но σ₁₂ (вода-воздух) – величина постоянная и при t=20 °C равна 72,8 эрг/см², поэтому необходимо максимально увеличиватьσ13 и уменьшать σ₂₃. Для понижения σ23 необходимо выбирать материал, обладающий наименьшей полярностью на границе с воздухом.

      За меру полярности удобно принимать диэлектрические свойства, например, диэлектрическую проницаемость. Она имеет малые значения для полимеров (от 2,4 до 2,9 для полиизобутилена) и битумов (от 2,5 до 3,0); для воды – 81,0.

      Введение в битум минерального порошка с образованием асфальтового вяжущего повышает его диэлектрическую проницаемость (от 4,8 до 6,5). Поскольку замерить σ23 трудно, то основное внимание при разработке ГИМ следует уделять повышению величины σ₁₃, т.е. избытку свободной энергии на границе гидроизоляции с водой, который увеличивается с понижением полярности ГИМ, т.к. полярность воды постоянная.

      С приближениемϕк нулю работа адгезии переходит в работу когезии, равную W_k=2σ₁₂. Таким образом, ГИМ 1 должен хорошо смачивать защищаемую поверхность 2, что характеризуется большим значением cosϕ₁, но плохо смачивается водой 3, что характеризуется малым значением cosϕ₂.

      ϕ₁– краевой угол смачивания между фазами 1 и 2;

      ϕ₂– краевой угол смачивания между фазами 1 и 3.

      Рисунок 10 – Схема действия сил поверхностного натяжения на поверхности гидроизоляционного материала, смачиваемого водой

      Таким образом, необходимо сочетать факторы, способствующие понижению σ₂₃ и повышению σ₁₃, с экспериментальным определением величины углаϕи вычислением обеих значений cosϕ.

      Если ГИМ при испытании не дает тупого угла смачивания водой (отрицательного значения cosϕ), то на поверхность конструктивного материала следует нанести тонкий слой пленкообразного гидрофобного вещества. Создание гидрофобной поверхности (наружной и внутри пор) является одним из основных условий хорошей гидроизоляции.

      Несмачиваемость поверхности гидроизоляционного слоя – необходимое, но не достаточное условие эффективной защиты конструкции от воздействия воды, т.к. последняя может проникать в материал вследствие капиллярного подсоса. В зависимости от степени гидрофобности стенок капилляра, их способности смачиваться водой изменяется высота или глубина подсоса воды. Если стенки капилляров гидрофобны, то вода в них не заходит, а оказавшаяся в них вода опустится ниже уровня окружающей водной среды.

      Проникание воды в капилляры и поры материала предотвращается давлением, возникающим на менисках и направленным вдоль оси. Схема действия сил в капилляре гидрофобного материала представлена на рисунке 11.

      1 – вода; СКАЧАТЬ