Новые защитные покрытия на основе наночастиц серы, полученные из полисульфида калия

Введение. Пропитка новым раствором на основе полисульфида калия показала отличные результаты гидрофобизации цементного камня и цементно-песчаного раствора за счет образования наноразмерного водоотталкивающего покрытия на поверхности пор из наночастиц серы, образовавшихся в результате разрушения молекулы в процессе высыхания. Инновационный раствор на основе полисульфида калия относится к многосернистым соединениям, из которых в результате разрушения молекул полисульфида на поверхности формируется наноразмерный слой из частиц серы. Материалы и методы исследования. Для пропитки использовали растворы полисульфида калия разной плотности, свойства растворов проверяли на кубических образцах с ребром 40 мм, изготовленных на основе цемента и цементно-песчаного раствора. Характеристики частиц оценивали с помощью лазерного анализатора размера частиц, электронного микроскопа и дифрактометра. Результаты. Анализ показал, что средний размер частиц, образующих защитное покрытие, равен 20 нм, они имеют сферически симметричную форму и кристаллизуются в орторомбическую структуру кристаллической решетки. Обработка бетона раствором полисульфида калия обеспечивает образование на поверхности пор камня покрытия на основе наноразмерной серы, которое частично заполняет поровое пространство и, обладая гидрофобностью, уменьшает водопоглощение образцов в 2-3 раза, а водопоглощение образцов, пропитанных под вакуумом в течение 0,5 часов, снижается до значений 1,3-1,9%. Результаты и обсуждение. Модифицирование бетона разработанной нами пропиточной композицией раствором на основе полисульфида калия позволяет существенно снизить водопоглощение и, соответственно, повысить долговечность. Пропиточный раствор на основе полисульфида калия является устойчивым в интервале концентраций 1,15-1,35 г/см3, при пропитке проникает в поровую структуру бетона на уровне до 4 см и более, в зависимости от роста и структуры образца. При высыхании материала в его порах из полисульфидного раствора выкристаллизовываются наночастицы серы, частично заполняющие поровое пространство и формирующие защитное долговечное нерастворимое гидрофобное покрытие, затрудняющее проникновение воды в поры бетона, но сохраняющее его паропроницаемость, что важно для стеновых и облицовочных материалов. Выводы. Пропитка дорожных строительных материалов и изделий из бетона композицией на основе полисульфида калия улучшает их эксплуатационные свойства, повышает долговечность и стойкость к атмосферным воздействиям, что позволяет рекомендовать ее для применения в климатических условиях Российской федерации.