تعریف خصوصیات مخلوط های هیدروفوبیک برپایه سیلان در بتن با استفاده از TOF-MS
چکیده
مخلوط‌های هیدروفوبیک برپایه سیلان به ویژه آلکیل تریال اکسیلان ها به عنوان افزودنی‌های دافع آب برای حفاظت از سطح بتن بکار می‌روند. برای بهینه سازی ساختار آلکیل تریال اکسیلان ها از نظر عملکرد دوام بلندمدت، فهم واکنش‌های شیمیایی که بین ترکیبات آلی سیلیکون انجام می‌شود و موادی که این ترکیبات در آنها استفاده می‌شود مهم است. برای همین منظور، تعریف خصوصیات اکسیلان ها و فراورده‌های واکنششان در بتن ضروری است. بنابراین ما روش تحلیلی مبتنی طیف سنجی جرمی پرواز (TOF/MS) با ترکیب یونیزاسیون الکترواسپری (ESI) و یونیزاسیون جذب لیزری با کمک ماتریس (MALDI) انتخاب کردیم. اکسیلان های تکپار را می‌توان با روش پیشین تحلیل کرد که فرآورده‌های واکنش را می‌توان با روش سابق الذکر به عنوان Silsesquioxanes (SSO) شناخت. نتایج نشان می‌دهند که ESI-TOF/MS و MALDI-TOF/MS به عنوان ابزاری مطمئن و راحت برای تعریف خصوصیات مخلوط‌های هیدروفوبیک برپایه سیلان تکپار و نیز فرآورده‌های واکنششان ناشی از هیدرولیز و چگالش بکار می‌روند.
1. مقدمه
1.1 رفتار شیمیایی سیلان‌ها در مواد معدنی
بتن در ساختمان‌ها و سازه‌ها در معرض عوامل زیست محیطی مختلفی قرار دارد که سبب آسیب و خرابی‌اش می‌شود. بطور خاص، جذب موئینگی کلرید حاوی محلول‌های آبی مانند نمک‌های ضدیخ یا آب نمک می‌تواند سبب خوردگی سریع آرماتورها شود. برای جلوگیری از این اتفاق یا سایر فرآیندهای آسیب زدگی، سیستم‌های حفاظت سطحی برای مصالح پایه سیمانی نیازند. یک نوع از این سیستم‌ها برپایه ترکیبات آلی سیلیکونی مانند گروه‌های آلکیل حاوی تریال کوکسیلان هاست. این موادکه اصطلاحاً سیلان نامیده می‌شود بر روی سطح بتن و در طی نفوذ در بتن با با انتقال موئینگی پاشیده می‌شوند، سیلان تحت شرایط غالباً قلیایی واکنش می‌دهد که رزین پلیمر دفع آب بسیار نازک گونه‌های سیلوکسان را بوجود می‌آورد که جداره‌های پوشش می‌دهد. گروه آلکیل مولکول سیلان سبب دفع آب رزین می‌شود. عملکرد و دوام عملیات دفع آب به نمودار نفوذی آب در بتن بستگی دارد که مشخصه‌اش عمق نفوذ و مقدار سیلوکسان های تشکیل شده است. آزمایشات قبلی نشان داده‌اند که واکنش شیمیایی آکسیلان ها با مواد معدنی فرآیندی پیچیده متشکل از چندین گام است (3).
abstract
Silane-based hydrophobic admixtures especially alkyltrialkoxysilanes are used as water repellent agents for the surface protection of concrete. To optimize the structure of alkyltrialkoxysilanes in terms of their performance and their long term durability it is important to understand the chemical reactions taking place between the silicon organic compounds and the materials on which they are applied. For this purpose the characterization of alkyltrialkoxysilanes and their reaction products in concrete is necessary. Therefore we adapted an analytical method based on time-of-flight mass spectrometry (TOF/MS) combined with electrospray ionization (ESI) and matrix assisted laser desorption ionization (MALDI). Monomeric alkyltrialkoxysilanes could be analyzed by the former method, reaction products which could be identified as Silsesquioxanes (SSOs) by the latter one. The results indicate that ESI-TOF/MS and MALDI-TOF/MS serve as a reliable and convenient tool to characterize monomeric silane-based hydrophobic admixtures as well as their reaction products resulted from hydrolysis and condensation.
1. Introduction
1.1. Chemical behavior of silanes on mineral materials
Concrete in buildings and structures is exposed to various environmental factors that lead to damages and its deterioration. In particular, the capillary uptake of chloride containing aqueous solutions, e.g., deicing salts or sea water, can lead to fast corrosion of the reinforcement. To prevent this and other damaging processes surface protection systems for cement-based materials are needed. One type of these protection systems is based on silicon organic compounds, e.g. alkyl groups containing trialkoxysilanes. These so-called silanes are sprayed onto the concrete surface and during the penetration into the concrete by capillary transport, the silane reacts under the prevailed alkaline conditions forming a very thin water repellent polymer resin of siloxane species that covers the pore walls [1,2]. The alkyl group of the silane molecule is responsible for the water repellence of the resin. Both performance and durability of the water repellent treatment depend on the penetration profile in the concrete characterized by the penetration depth and content of the formed siloxanes. Previous experiments have shown that the chemical reaction of alkylalkoxysilanes on mineral materials is a complex process consisting of several steps [3].
چکیده
1.مقدمه
1.1 رفتار شیمیایی سیلان‌ها در مواد معدنی
1.2روش‌هایی برای تعریف خصوصیات رفتار واکنشی سیلان‌ها
2.مواد شیمیایی
2.1بخش تجربی
2.2ابزار
2.3آزمایشات دارای آلکیل تریال اوکسیلان در محلول
2.4آماده سازی و شستشوی نمونه‌های تحت عملیات قرار گرفته
3نتایج و بحث
3.1تعریف خصوصیات ترکیبات تکپاری
3.2گونه‌های سیلوکسان در محلول قلیایی
3.3گونه‌های سیلوکسان قابل استخراج حاصل از نمونه‌ها
4.نتیجه گیری
abstract
1. Introduction
1.1. Chemical behavior of silanes on mineral materials
1.2. Methods for characterization of reaction behavior of silanes
2. Experimental section
2.1. Chemicals
2.2. Instruments
2.3. Experiments with alkyltrialkoxysilane in solution
2.4. Preparation and leaching of treated specimens
3. Results and discussion
3.1. Characterization of monomeric compounds
3.2. Siloxane species in alkaline solution
3.3. Extractable siloxane species from specimens
4. Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه