Hydrophobisation effectiveness of building ceramics, polymeric inorganic ultrasound integrated with the addition of fillers

Stanisław Fic; Andrzej Szewczak

doi:10.35784/bud-arch.1517

Skuteczność hydrofobizacji ceramiki budowlanej polimerami nieorganicznymi dezintegrowanymi ultradźwiękami z dodatkiem napełniaczy

Stanisław Fic

s.fic@pollub.pl
Katedra Budownictwa Ogólnego; Wydział Budownictwa i Architektury; Politechnika Lubelska (Polska)
https://orcid.org/0000-0002-3182-9060

Andrzej Szewczak

Katedra Budownictwa Ogólnego; Wydział Budownictwa i Architektury; Politechnika Lubelska (Polska)
https://orcid.org/0000-0001-5933-0483

DOI: https://doi.org/10.35784/bud-arch.1517

Abstrakt

W artykule opisano przebieg badań nad skutecznością hydrofobizacji powierzchni cegły ceramicznej pełnej preparatem hydrofobizującym na bazie wodnego roztworu silikonów (mikropolimer). Poszczególne serie próbek zostały poddane procesowi hydrofobizacji powierzchniowej przez zanurzenie na czas 15 s z zastosowaniem środka hydrofobizującego, którego pierwotna struktura była dodatkowo poddana działaniu ultradźwięków o mocy 400W. Dodatkowo, w przypadku 3 serii, zastosowano dodatek w postaci mikrokrzemionki, pełniącej rolę napełniacza. W celu ustalenia średniej absorpcji nanopolimeru przez próbki należące do poszczególnych serii, przed wykonaniem hydrofobizacji próbki zostały wysuszone do stałej masy i zważone. Następnie po 14 dniach od ich zanurzenia w preparacie zostały ponownie zważone w celu ustalenia procentowej zmiany masy danej próbki względem masy próbki wysuszonej. Określono wpływ energii ultradźwięków na lepkość polimerów zmierzoną wiskozymetrem Ostwalda oraz napięcie powierzchniowe, które zostało wyznaczone z wykorzystaniem stalagmometru. Właściwości hydrofobowe powstałej na powierzchniach cegieł błonki określano na podstawie pomiaru swobodnej energii powierzchniowej γ_s (SEP) z zastosowaniem metody Owensa – Wendta poprzez wyznaczenie kątów zwilżania powierzchni próbek wodą destylowaną (cieczy silnie polarnej) oraz dijodometanu (cieczy apolarnej), składowej dyspersyjnej γ_s^d oraz składowej polarnej γ_s^p (wyrażonych w mJ/m²). Na podstawie otrzymanych wyników określono wpływ ultradźwięków na niektóre właściwości adhezyjne i fizyko – mechaniczne powierzchni badanego materiału.

Słowa kluczowe:

polimery, swobodna energia powierzchniowa, lepkość, napięcie powierzchniowe, hydrofobizacja, ultradźwięki

Bibliografia

Tittarelli F., Oxygen diffusion through hydrophobic cement-based materials. Cement and Concrete Research 39 (2009) 924–928. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2009.06.021.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2009.06.021 Google Scholar

Hall C., Hoff W.D., Nixon H.R., Water movement in porous building materials – VI evaporation and drying brick and block materials. Building and Environment, 1984, 19.1 pp. 13–20.
DOI: https://doi.org/10.1016/0360-1323(84)90009-X Google Scholar

Fowkes F.M., Hydrophobic surfaces, Academic Press, New York, 1969.
Google Scholar

Fic S., Kłonica M., Szewczak A. Właściwości adhezyjne małocząsteczkowego polimeru modyfikowanego nanokrzemionką i dezintegrowanego ultradźwiękami przeznaczonego do hydrofobizacji ceramiki budowlanej. Polimery, vol. 60(11-12) (2015).
Google Scholar

Fic. S., Barnat-Hunek D., The effectiveness of hydrofobisation of porous building material by using the polymers and nanopolymers solution, IMSE CN1002 2(2) (2014) 93–98.
DOI: https://doi.org/10.12720/ijmse.2.2.93-98 Google Scholar

Fic S., Szewczak A., Wpływ energii ultradźwięków i napełniaczy nieorganicznych na właściwości reologiczne nanopolimerów, Materiały kompozytowe i możliwości ich zastosowania w budownictwie tradycyjnym i energooszczędnym, Lublin, Politechnika Lubelska, 2014, s. 105–113.
Google Scholar

Łukaszewicz J.W., Badania i zastosowanie związków krzemoorganicznych w konserwacji zabytków kamiennych, UMK Toruń, 2002.
Google Scholar

Chlibowski S., Hołysz L., I. Adh. Since and Tech., 1997, 11.
DOI: https://doi.org/10.1163/156856197X00147 Google Scholar

Neville A.M., Properties of concrete, wyd. IV, Polski Cement, Kraków, Polska, 2008 p. 373–400; 561 – 603.
Google Scholar

Schramm G., Reology – basis and applications. Centre of the Science Publications, Pozen Poland, 1998, pp. 10–50.
Google Scholar

Żenkiewicz. M., Methods for the calculation of surface free energy, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Kazimierz Wielki University, Department of Material Engineering, Bydgoszcz, Poland, 2007, pp. 137–143
Google Scholar

Rudawska A., Janicka E., Analysis of determining surface free energy uncertanity with the Owens-Wendt method. International Journal of Adhesion and Adhesives 29 (2009) 451–457
Google Scholar

Neumann A.W., Spelt J. K., Applied surface thermodynamic, Marcel Dekker, New York, 1996.
Google Scholar

Hutchinson A.R., Iglauers S., Int. J. Adhes Adhes, 2006, 26, 555, 195.121.
Google Scholar

Kuczmaszewski J., Fundamentals of metal – metal adhesive joint design. Polish Academy of Siences, Lublin Brauch, 2006, p. 206
Google Scholar

Wu S., Polar and nonpolar interactions in adhesion, Journal of Adhesion 5 (1973) 39–55.
DOI: https://doi.org/10.1080/00218467308078437 Google Scholar

Oss van C.J., Good R.J., Chaudhury M.K., The role of van der Waals forces and hydrogen bonds in “hydrophobic interactions” between biopolymers and low energy surfaces, Journal of Colloid and Interface Science 111 (1986) 378–390
DOI: https://doi.org/10.1016/0021-9797(86)90041-X Google Scholar

Bangham D.H., Razouk R.I., Adsorption and the wettability os solid surfaces, Transaction of Faraday Society 33 (1937) 1459–1463.
DOI: https://doi.org/10.1039/tf9373301459 Google Scholar

Yuan Y., Lee T.R., Contact angle and wetting properties, in Surface Science Techniques. Chapter 1. Bracco. G. and Holst B. ed. Surface Science Techniques, Springer Series in Surface Sciences, vol. XXIII, 2013, p. 3 – 34.
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-34243-1_1 Google Scholar

Pobierz

Opublikowane

2015-12-08

Cited By / Share