НИКОЛАЕВ СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ УЛЬТРАЗВУКВАЯ ПРОПИТКИ ПОРИСТОГО МАТЕРИАЛА ГИДРОФОБИЗИРУЮЩИМИ РАСТВОРАМИ И КОНТРОЛЬ ГЛУБИНЫ ЗАПОЛНЕНИЯ Повышение качества гидрфобизирующей защиты пористых материалов по средством технологического процесса ''ультразвуковой пропитки'' и оснащение его средствами ультразвукового контроля глубины заполнения пористого материала соответствующим раствором. Совмещение пропитки строительных материалов и архитектурных памятников с измерением глубины пропитки в едином акустическом поле создает базу для разработки и внедрения эффективных способов влагозащиты широкого круга строительных объектов с учетом типа материалов. • • • • Предложена методика, позволяющая определять параметры акустического поля, обеспечивающие заданное сочетание времени пропитки и погрешности оценки глубины пропитки пористых материалов в едином акустическом поле. Применение способа ультразвукового контроля глубины пропитки позволяет выбирать эффективное сочетание типа гидрофобизирующего раствора для соответствующего типа пористого материала, подлежащего пропитке. Обоснованный принцип построения установки, совмещающей функции “ультразвуковой пропитки” и оценки глубины заполнения материала раствором, создает возможность ее эксплуатации без проводной связи между двумя ее частями, размещенными по разные стороны пропитываемого объекта. Разработанный образец установки позволяет создать “развитой” ряд устройств с конкретными технологическими функциями для пропитки строительных материалов и памятников архитектуры. 40% 35% 30% 25% 1 20% 2 15% 3 10% 5% 0% 0 час 1 час 3 часа 6 часов 24 часа 48 часов 72 часа Среднее значения влагопоглощения кирпичей Среднее значения влагопоглощение кирпичей ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЛАГИ НА ПОРИСТЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ 12,0% 10,0% 8,0% 2 6,0% 3. 4 4,0% 2,0% 0,0% 0 часов Время нахождения кирпичей в воде 1 1 час 3 часа 6 часов 24 часа 48 часов 72 часа Время расположения кирпичей в воде Тип образца Плотность (103кг/м3) Средний размер зерна (мм) Средний диаметр капилляров (мм) Пористость (%) Образец 1 3,4 0,35 0,02 8 Образец 2 2,9 0,5 0,05 17 Образец 3 1,8 1,0 0,17 38 Рис. Среднее значения влагопоглощения образцов типа № 2 после обработки гидрофобизирующими растворами, изготовленными на: 1-натриевой, 2- кремнийорганической, 3-дисперсионной, 4-силиконовой основе Влагозащита строительных материалов и конструкций остается актуальной задачей на протяжении многих десятилетий в двух ее аспектах: по технологии пропитки влагозащитными растворами и способу оценки качества влагозащиты. Появление широкого ассортимента влагозащитных (гидрофобных) растворов не решает этой проблемы, так как при поверхностной обработке раствор проникает в капилляры неглубоко и неравномерно (например, в кирпич не более чем на 5…15 мм). Это становится причиной скорого (в атмосфере через 12…48 месяцев, в грунте 3…12 месяцев, под водой не более 1 месяца) нарушения влагозащиты и снижения прочности конструкций. Для защиты конструкции в целом от доступа влаги разработано несколько технологий, которые основаны на механическом воздействии на объект. Технология разработанная фирмой ‘Braumann’ – механическое (вибрационное) введение нержавеющих пластин (панелей) из хромированной стали сквозь всю стену по всему периметру здания. Система инъекции – в материале высверливается серия отверстий, гидрофобизирующая жидкость для образования водонепроницаемого барьера в которые вводится Исследования, проведенные известными учеными (Био М., Дежкуновым Н.М., Прохоренко П.П. и др.), показали, что под воздействием ультразвуковых колебаний происходит глубокое и интенсивное заполнение растворами капилляров пористых материалов. Этот эффект использован в работе для интенсификации процесса пропитки пористых строительных материалов специальными (гидрофобными) растворами под воздействием ультразвуковых колебаний (далее “ультразвуковая пропитка”). Раствор перемещается по капиллярам под действием избыточного давления создаваемого ультразвуковыми колебаниями (рис. 1.3). Ультразвуковые колебания создаваемые генератором (1), при помощи излучателя (2) – преобразователя электрических колебаний в механические, создает акустическое давление, которое перемещает гидрофобизирующий раствор (3) во внутрь пористого материала (4). Образец 1 Образец 2 Образец 3 Образец 1 Образец 2 Образец 3 Время (t ) заполнения (мин) 60 III 50 40 30 II I 1 2 3 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Глубина (Н ) заполнения материала раствором (см) 12 Известные способы контроля глубины заполнения материала раствором с помощью электрических и тепловых излучений приводят к разрушению гидрофобных свойств раствора; применение гравитационного метода ограничено большими временными затратами на проведения контроля. Воздействие ультразвуковых колебаний на раствор не меняет его гидрофобных свойств. Создан способ совмещения во времени функций пропитки и контроля глубины заполнения пористого материала раствором в акустическом поле составляет главную задачу представленной работы. Для ее решения проведены исследования самого процесса пропитки в ультразвуковом поле и способов получения измерительной информации в ходе этого процесса. В связи с вышеизложенным, в работе предложена концепция совмещения в едином акустическом поле процесса пропитки материала гидрофобизирующим раствором и одновременного контроля глубины проникновения этой пропитки, базирующаяся на сопоставлении скорости распространения ультразвуковых колебаний в пропитываемом материале с соответствующей скоростью в сухом материале (без пропитки).