Protejarea suprafetelor de ipsos prin acoperire cu pelicule organice

Ipsosul este un material de constructie care se caracterizeaza prin­­tr-un foarte bun grad de alb (peste 80%), superior cimentului Portland alb (75% – 76%).

El este, totodata, un material ieftin, comparativ cu cimentul Portland si cimentul Portland alb. Astfel, temperatura de deshidratare a rocii de gips, de numai 110 0C – 170 0C, este net inferioara celei necesare calcinarii amestecului brut pentru obtinerea cimentului Portland sau a cimentului Portland alb, de peste 1.500 0C – 1.600 0C. De asemenea, tehnologia de obtinere a ipsosului este mai avantajoasa, implicand un consum general de energie mai scazut.

Macinarea, cunoscuta ca fiind o faza de fabricatie puternic energofaga (atat a materiilor prime, cat si a semifabricatului), se face mult mai usor si cu un consum energetic sensibil mai mic in cazul fabri­carii ipsosului sau a liantilor pe baza de ipsos. Toate acestea pot explica preturile atat de diferite ale liantilor pe baza de ipsos, comparativ cu ale celor pe baza de ciment Portland: de 2 – 3 ori mai mici pentru liantii de ipsos.

Din punctul de vedere al proprietatilor mecanice, insa, ipsosul este inferior cimentului Portland si cimentului Portland alb si, pentru utilizarea lui pe scara mai larga in constructii, se impune imbunatatirea acestor proprietati.

Pe de alta parte, trebuie subliniata lucrabilitatea foarte buna a liantilor pe baza de ipsos, capacitatea lor de a se modela extrem de usor, chiar in forme complicate, precum si capacitatea ipsosului de a se intari rapid in aer.

Proprietatile fizico-mecanice ale materialelor liante pe baza de ipsos pot fi sensibil imbunatatite prin peliculizarea suprafetei acestora. Aplicarea unei pelicule organice stabile la suprafata ipsosului determina reducerea drastica a porozitatii materialului si, totodata, o crestere a stabilitatii la actiunea apei si/sau a diferitelor medii corozive.

Ipsosul este un material de constructie destul de vechi. Se pare ca el s-a folosit si la constructia pira­mi­delor iar, mai tarziu, pentru realizarea unor efecte estetice deosebite, in special in interiorul cladirilor. Stucaturile de ipsos, de exemplu, din interiorul cladirilor au constituit adeva­rate opere de arta (fig. 1 – 4).

Protejarea suprafetelor de ipsos cu ajutorul unor pelicule organice stabile in timp, la intemperii precum si la actiunea mediilor corozive saline, acide etc. poate permite reali­zarea unor elemente arhitecto­nice deosebite si in exteriorul cladirilor.

Pentru peliculizare se pot folosi, cu bune rezultate, rasini epoxidice sau poliesterice. Dintre ele, s-au ales rasinile epoxidice, stiut fiind faptul ca acestea au o foarte buna stabilitate la umiditate si la actiunea factorilor de mediu corozivi.

Asa cum se stie, orice material pe baza de ipsos prezinta, dupa intarire, o structura extrem de neomogena, cu porozitate ridicata (fig. 5). Se pot observa, cu usurinta, numerosi pori sferici sau cilindrici care comunica intre ei – asa numitii pori interconectati. Porii interconectati faciliteaza comunicarea usoara cu exteriorul si, deci, penetrarea cu usurinta a fluidelor din exterior spre interiorul probei, provocand in timp scaderea rezistentelor mecanice ale materialului.

Peliculizarea superficiala, cu o rasina organica, impiedica penetrarea fluidelor in interior si, mai mult, contribuie la densificarea superficiala a materialului. Prin peliculizare se ajunge de la o porozitate de 30% – 33% a ipsosului, la valori subunitare ale porozitatii, la suprafata probelor pe adancimi de cativa milimetri – adancime corespunzatoare grosimii stratului protector.

Rasina provoaca colmatarea porilor care comunica cu exteriorul si, astfel, materialul se densifica.

Rezultate experimentale

Drept material suport pentru peliculizare s-a utilizat ipsosul de constructii bogat in b-CaSO₄ · 0,5H₂O, ale carui proprietati (tabelul 1) au fost determinate dupa metode standardizate – SR ISO 3049/1996.

Urmarirea atenta a distributiei granulometrice, cu ajutorul unui aparat de tip granulometru cu laser MALVERN, MASTERSIZER 2000, a fractiunii mai mici de 100 mm a evidentiat finetea avansata a ipsosului (fig. 6). Granulometria este ingusta, prezentand o pondere semnificativa in cazul particulelor cuprinse intre 1 mm – 10 mm.

Inaintea aplicarii peliculei orga­nice, probele de ipsos au fost pastrate in aer, timp de 7 zile, pentru desavarsirea procesului de hidratare-hidroliza (intarire). Acest fapt a fost confirmat si de analizele roentgeno­grafice, care, dupa 7 zile de pastrare a pastelor de ipsos, au evidentiat existenta in totalitate a dihidratului – CaSO₄ · 2H₂O.

Alegerea timpului optim de pastrare a probelor de ipsos, inaintea aplicarii peliculelor organice, a fost confirmata experimental – fig. 7. La aplicarea peliculelor, dupa numai 2 zile de pastrare a probelor de ipsos, rezistentele mecanice la compresiune si la incovoiere au fost foarte mici. Adeseori, s-au obtinut valori ale rezistentelor mecanice mai mici decat ale probei de referinta (etalon).

In cazul probelor pastrate timp de 7 zile, cand procesul de intarire al ipsosului este practic finalizat, s-au obtinut valori spectaculoase, atat pentru rezistenta la compresiune, cat si pentru cea la tractiune – de 4, pana la de 4,3 ori mai mari decat ale probei martor – fig. 7.

Rezultatele au fost firesti, avand in vedere faptul ca, dupa numai doua zile de pastrare, procesul de intarire a ipsosului nu este realizat decat in proportie de 60% – 65%, asa cum s-a observat din analizele roentgenografice.

O importanta deosebita o are si grosimea peliculei. Incercarile experimentale au demonstrat ca aceasta este optima la valori de 1,3 mm – 1,5 mm. Pelicule mai groase nu sunt economice si nici nu conduc la cresteri spectaculoase ale proprietatilor mecanice. Peliculele prea subtiri sunt mai sensibile la incercarile agresive: la variatii de pH ale mediului sau la variatiile bruste de temperatura si prezinta o durabi­litate mai scazuta, practic un ciclu de viata mai scurt.

Ipsosul peliculizat prezinta o comportare buna in apa si in medii agresive sulfatice:

• La pastrarea in apa s-au obtinut coeficienti de inmuiere de 0,9 – 1,1, comparativ cu numai 0,2 in cazul ipsosului nepeliculizat (0,8 reprezinta valoarea limita de stabilitate);

• In solutii sulfatice, s-au obtinut coeficienti de 0,93 – 2,50 pentru ipsosul peliculizat si de numai 0,7 – 0,8 pentru ipsos (limita minima admisibila este de 0,90).

Imaginile de microscopie electronica ale probelor de ipsos peliculizate pun in evidenta structura interna a probelor de ipsos si peli­cula superficiala de grosimi diferite – fig. 8. Structura interna a probelor este asemanatoare, apar cristale de dihidrat bine formate, aranjate neregulat. Se pot remarca unele diferente ale aspectului porilor in functie de particularitatile stratului de rasina; de exemplu, la timpi mai indelungati de la preparare pana la aplicarea rasinii se observa ca raman multi pori neimpregnati – comparativ fig. 8a si fig. 8b.

Concluzii

Pe baza rezultatelor experimentale obtinute, se pot afirma urmatoarele:

• Se constata o imbunatatire remarcabila a proprietatilor ipsosului prin aplicarea unor pelicule organice epoxidice la suprafata acestuia;

• Incercarile  mecanice (la compresiune si tractiune) efectuate asupra ipsosului peliculizat arata imbunatatiri spectaculoase, de ordinul 100% – 400%, fata de martorul ne-peliculizat; rasina preia o mare parte a tensiunilor interne care apar la solici­tarile mecanice;

• S-a constatat ca materialele compozite (ipsos/rasina epoxidica) sunt stabile fata de apa si la actiunea mediilor sulfatice agresive, daca se alege o grosime optima a peliculei de rasina.

Bibliografie

1. RADU, L., MUNTEAN, M., The evaluation of the performances of decorative mortars made of the non-formal pigments, The 16th Conference Ibausil 20-24 sept., 326-P 3.37, p. 2-1299, 2006;

2. RADU, L., LONESCU, A., ROPOTA, L., MUNTEAN, M., Influenta unor pigmenti asupra caracte­risticilor unor mortare decorative, a X-a Conferinta de Stiinta si Ingi­neria Materialelor Oxidice – CONSILOX, p. 53, 2008.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 59 – mai 2010, pag. 90

Autor:
Lidia RADU – Universitatea Tehnica de Constructii Bucuresti
Marcela MUNTEAN, Ovidiu DUMITRESCU – Universitatea Politehnica Bucuresti