14.10.2013

Tomasz Adamski

Grupa 1, R.A. 2013/2014

Zespół 6

Sprawozdanie

Zadanie praktyczne 12.2

CZĘŚĆ 1

1. Temat:

Ocena skuteczności hydrofobizacji powierzchni betonu.

1. Podstawy teoretyczne:

Beton cementowy jest powszechnie stosowany w budownictwie. Coraz większe zróżnicowanie betonów, a także stale rosnące zaotrzebowania ze strony użytkowników narzucają konieczność modyfikacji cech mieszanki betonowej.

Jedną z metod modyfikacji chemicznej betonów jest impregnacja polimerami. Betony impregnowane polimerem otrzymywane są przez impregnację stwardniałego betonu monomerem, który następnie polimeryzuje wewnątrz betonu. Cechuje je szybki czas wiązania/wchłaniania, dobra ochrona mechaniczna i chemiczna oraz wysoka cena.

1. Wykonanie zadnia

Przygotowanie do przeprowadzenia badania polegało na podzieleniu próbki betonu na 4 pola, oznaczenie ich i następnie zaimpregnowanie 3 z nich danymi impregnatami.

Po odczekaniu 45min, gdy impregnaty zastygły na powierzchni materiału, przystąpiono do właściwej części eksperymentu. Na każde pole zostały zakroplone po 3 krople wody destylowanej i przy pomocy stopera mierzono czas całkowitego rozpłynięcia każdej z nich. Zaraz po zakropleniu zanotowano również kąt zwilżania dla każdego z wyznaczonych pól na próbce betonu.

Zmierzone czasy wchłonięcia kropel umieszczonych na impregnowanych i nieimpregnowanych powierzchniach betonu oraz kąt zwilżania przedstawiono w tabeli dla łatwego porównania:

Tabela 1 – Czasy wchłaniania kropel i kąty zwilżania

	Impregnat 1	Impregnat 2	Impregnat 3	Bez impregnatu
Kąt zwilżania	mały	średni	duży	duży
Czas 1	39,25	22,27	38,88	3,48
Czas 2	39,30	32,87	b.d	8,68
Czas 3	39,67	39,83	b.d	19,22
Średni czas	39,41	31,66	38,88	10,46

Obliczenia:

WA_x – wskaźnik absorbcji wody dla impregnatu x

WR_x – wskaźnik nieprzepuszczalności dla impregnatu x

t_x – średni czas od zakroplenia do rozpłynięcia kropli na polu pokrytym impregnatem x lub nieimpregnowanym

Wskaźnik absorbcji wody:

$$\mathbf{\text{WA}}_{\mathbf{x}}\mathbf{=}\left( \mathbf{1 -}\frac{\mathbf{t}_{\mathbf{x}}\mathbf{-}\mathbf{t}_{\mathbf{\text{nieimpregnowane}}}}{\mathbf{t}_{\mathbf{x}}} \right)\mathbf{\times 100}$$

WA₁=73,45%

WA₂=66,96%

WA₃=73,10%

Wskaźnik nieprzepuszczalności:

WR_x=100−WA_x

WR₁=26,55%

WR₂=33,04%

WR₃=26,9%

1. Wnioski

Pokrycie betonu impregnatem znacznie zwiększyło stopień jego hydrofobizacji i sprawiło, że materiał nie wchłaniał wody tak szybko jak niezaimpregnowana część. Dzięki temu odpowiednio zaimpregnowany beton jest wytrzymalszy i może służyć dłużej bez uszkodzeń wynikających z negatywnych skutków wody i wilgoci. 

1. Bibliografia

Ćwiczenia laboratoryjne z chemii budowlanej, Lech Czarnecki, Paweł Łukowski, Andrzej Garbacz, Bogumiła Chmielewska, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2007

CZĘŚĆ 2

1. Temat:

Badanie przebiegu procesu utwardzania spoiw żywicznych.

1. Podstawy teoretyczne:

Żywice syntetyczne są to związki organiczne zawierające więcej niż jedną grupę reaktywną (np. epoksydową, wodorotlenową, winylową), zdolną do polireakcji zwanej reakcją utwardzania, w wyniku której przekształcają się w usieciowane, nierozpuszczalne tworzywa. Żywice mogą być zbudowane z pojedynczych cząsteczek lub mieć strukturę polimeru (makrocząsteczki). Makrocząsteczka składa się z wielu powtarzających się fragmentów o jednakowej budowie, zwanych merami. Żywice syntetyczne są ciałami stałymi lub cieczami, często o dużej lepkości, w zależności od budowy meru i stopnia polimeryzacji. Z reguły są to tzw oligomery, w których masa cząsteczkowa nie przekracza kilku tysięcy.

Żywice charakteryzują się zdolnością do utwardzania, które następuje na skutek reakcji chemicznych. Reakcje te mogą być spowodowane ogrzewaniem.

1. Wykonanie zadnia

Do otrzymanych od technika próbek żywic dodano odpowiednio odmierzone ilości utwardzaczy. Wymieszano i rozpoczęto pomiar czasu i temperatury. W tym przypadku obie próbki zawierały żywicę poliestrową (pomiary co 30 sekund). Oba pomiary przeprowadzano aż do odnotowania temperatury maksymalnej (zmierzono jeszcze 3 dodatkowe temperatury po osiągnięciu przez każdą z próbek temperatury maksymalnej).

Zmierzone zmiany temperatury podczas procesu utwardzania obu próbek żywicy poliestrowej można przedstawić za pomocą wykresu:

Wykres 1 – Zmiana temperatury próbki żywicy 1 i 2 w czasie

Maksymalna temperatura próbki 1: 98,5 °C po czasie: 36 min

Maksymalna temperatura próbki 2: 107,7 °C po czasie: 34 min

Analiza nachylenia stycznej do krzywych powstałych w wyniki przygotowania wykresu temperatury próbki od czasu umożliwia określenie czasów urabialności, żelowania, utwardzania.

Tabela 2.1 – Cechy badanych próbek żywicy poliestrowej

Cecha	Zestaw 1 Żywica: poliestrowa Ilość utwardzacza: 3,95g Ilość wody: 0	Zestaw 2 Żywica: poliestrowa Ilość utwardzacza: 8,21 g Ilość wody: 0
Czas urabialności, min	20	21
Czas żelowania, min	30	28
Czas utwardzania, min	36	34
Maksymalna temperatura, °C	98,5	107,7

1. Wnioski

Większa ilość utwardzacza powoduje skrócenie czasu utwardzania, skrócenie czasu żelowania, osiągnięcie wyższej temperatury maksymalnej oraz zmianę konsystencji i koloru żywicy

1. Bibliografia

Ćwiczenia laboratoryjne z chemii budowlanej, Lech Czarnecki, Paweł Łukowski, Andrzej Garbacz, Bogumiła Chmielewska, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2007