Substantiation of the Effectiveness of Water-Soluble Hydrophobic Agents on the Properties of Cement Composites
Loading...
Date
2024-10-24
Authors
Hodul, Jakub
Beníková, Tatiana
Drochytka, Rostislav
0000-0003-2116-4170Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
MDPI
Altmetrics
Abstract
This paper aims to verify the effect of water-soluble hydrophobisations on cementitious composites such as concrete (S1) and cement-bonded particle boards (S2). The research was focused on the water-soluble hydrophobisations based on methylsilanolate (MS), a mixture of silanes and siloxanes (SS) and alcohol with the addition of nano-silica (N). The results provide a comprehensive overview of the benefits and effectiveness of water-soluble hydrophobisations in the context of building materials, outlining a direction towards the development of new, more environmentally friendly solutions in the construction industry. For this reason, alternative raw materials (brick recyclate and brick dust) were used for S1 substrate preparations. How the water-soluble hydrophobisations, including hydrophobisations with the addition of nano-silica (N), affect the process of water evaporation during hydration and the resulting water repellence of the S1 and S2 substrates were experimentally verified through a series of tests, e.g., measurement of the contact angle and depth of water penetration under pressure. The evaluation of the effect of hydrophobisations on the resistance of substrate to aggressive gaseous and liquid environments was observed by the determination of the resistance to carbonation and sulphation processes and the resistance of the concrete to aggressive liquid media (10% H2SO4, 10% CH3COOH). Although the hydrophobisations did not have a significant effect on some aspects of S1, such as the resistance to carbonation and sulphate attack, improvement was observed in other areas, such as the quadrupling increase in contact angle of the surface and 9 mm decrease in water pressure penetration into the concrete substrate.
Tento článek si klade za cíl ověřit vliv vodouředitelných hydrofobizací na cementové kompozity, jako je beton (S1) a cementotřískové desky (S2). Výzkum byl zaměřen na vodouředitelné hydrofobizace na bázi methylsilanolátu (MS), směsi silanů a siloxanů (SS) a alkoholu s přídavkem nanosiliky (N). Výsledky poskytují ucelený přehled o výhodách a účinnosti vodouředitelných hydrofobizací v kontextu stavebních materiálů a nastiňují směr k vývoji nových, ekologičtějších řešení ve stavebnictví. Z tohoto důvodu byly pro přípravu podkladu S1 použity alternativní suroviny (cihelný recyklát a cihlový prach). Jak hydrofobizace rozpustné ve vodě, včetně hydrofobizací s přídavkem nanosiliky (N), ovlivňují proces odpařování vody během hydratace a výslednou vodoodpudivost substrátů S1 a S2, což bylo experimentálně ověřeno řadou testů, např. měřením úhlu smáčení a hloubky průniku tlakové vody. Hodnocení vlivu hydrofobizací na odolnost podkladu vůči agresivnímu plynnému a kapalnému prostředí bylo sledováno stanovením odolnosti vůči karbonatačním a sulfatačním procesům a odolnosti betonu vůči agresivním kapalným médiím (10% H2SO4, 10% CH3COOH) . Přestože hydrofobizace neměly významný vliv na některé aspekty cementového kompozitu S1, jako je odolnost vůči karbonataci a sulfátovému napadení, zlepšení bylo pozorováno v jiných oblastech, jako je čtyřnásobné zvýšení kontaktního úhlu povrchu a 9 mm pokles průniku tlakové vody do betonového podkladu.
Tento článek si klade za cíl ověřit vliv vodouředitelných hydrofobizací na cementové kompozity, jako je beton (S1) a cementotřískové desky (S2). Výzkum byl zaměřen na vodouředitelné hydrofobizace na bázi methylsilanolátu (MS), směsi silanů a siloxanů (SS) a alkoholu s přídavkem nanosiliky (N). Výsledky poskytují ucelený přehled o výhodách a účinnosti vodouředitelných hydrofobizací v kontextu stavebních materiálů a nastiňují směr k vývoji nových, ekologičtějších řešení ve stavebnictví. Z tohoto důvodu byly pro přípravu podkladu S1 použity alternativní suroviny (cihelný recyklát a cihlový prach). Jak hydrofobizace rozpustné ve vodě, včetně hydrofobizací s přídavkem nanosiliky (N), ovlivňují proces odpařování vody během hydratace a výslednou vodoodpudivost substrátů S1 a S2, což bylo experimentálně ověřeno řadou testů, např. měřením úhlu smáčení a hloubky průniku tlakové vody. Hodnocení vlivu hydrofobizací na odolnost podkladu vůči agresivnímu plynnému a kapalnému prostředí bylo sledováno stanovením odolnosti vůči karbonatačním a sulfatačním procesům a odolnosti betonu vůči agresivním kapalným médiím (10% H2SO4, 10% CH3COOH) . Přestože hydrofobizace neměly významný vliv na některé aspekty cementového kompozitu S1, jako je odolnost vůči karbonataci a sulfátovému napadení, zlepšení bylo pozorováno v jiných oblastech, jako je čtyřnásobné zvýšení kontaktního úhlu povrchu a 9 mm pokles průniku tlakové vody do betonového podkladu.
Description
Citation
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
en