Водопоглощение и капиллярный подсос
В работах М.И. Хигеровича и его учеников приведены результаты исследований по капиллярному всасыванию и водопоглощению образцов, содержащих гидрофобизирующие добавки (ГПД, КОД-С, КОМД-С, БЭ, БМД, ОМД). Эти добавки снижают капиллярное всасывание и водопоглощение на 15-30% и больше. Проведены исследования влияния гидрофобизирующей добавки С-3ТС на капиллярное всасывание и водопоглощение бетона при действии на него попеременного нагревания до 105?С и охлаждения до температуры окружающей среды в возрасте 7; 30; 60 и 90 сут. Полученные результаты показывают, что водопоглощение бетона, содержащего в качестве гидрофобизатора соапсток, снижается на 80% и более в сравнении с составом без добавок. Снижение водопоглощения у бетонов с добавкой С-3ТС можно объяснить процессом кольматации пор модифицированными продуктами гидратации. При этом увеличивается удельная гидрофобизированная поверхность, так как защемленный гидрофобизатор в структуре цементного камня (вне пор) образует гидрофобизированную поверхность, открывающуюся в результате гидратации вяжущего (процесс напоминает эффект П.А. Ребиндера). Такой характер водопоглощения можно связать с долговечностью гидрофобизированных бетонов.
По М.И. Хигеровичу, на поверхности гидратирующегося вяжущего образуется сетка из алкильных молекул гидрофобизатора; при этом молекулы воды располагаются вдоль углеводородных цепей. При таком расположении гидрофобизирующих молекул подход молекул воды к цементной частице хотя и затруднен, но все же возможен, что позволяет цементу гидратироваться в течение длительного времени.
В основу поиска новых химических соединений, позволяющих эффективно гидрофобизировать цементные системы, была положена концепция подбора структуры молекул органических соединений. Наиболее подходящими и выгодно отличающимися от других веществ свойствами обладают, как показали опыты, бесциклические терпены. Одним из соединений этой группы является камфора. Поскольку молекула камфоры имеет не бензольное кольцо в структуре, а развернутую "корзину", способную хемосорбироваться на поверхность гидратирующего вяжущего через кетогруппу, создаются условия, предотвращающие диффундирование к поверхности вяжущего молекул воды, способствующие образованию воздушных подушек на границе раздела молекула камфоры – жидкость. Можно предположить, что именно эти свойства камфоры и ее соединений способствуют консервации не только органических веществ на защищаемой поверхности, но и различных пигментов. Это подтверждается высокой сохранностью раскрашенных фресок, найденных на Аппенинах и в Древней Индии, возраст которых достигает 400-500 лет и более, в состав которых одним из компонентов входила камфора.