Syftet med projektet var att utveckla och utvärdera vattenavvisande betongytor. Idén grundades på ett antagande om att nano-modifiering av betongytan i kombination med en hydrofob impregnering kan resultera i superhydrofob betong. Detta arbete genomfördes i sammarbete med CBI Betonginstitutet i Borås, där laboratorietester av ultrahögpresterande betong och effekterna av två olika hydrofoba medel, StoCryl HG200 och SILRES®BS1001, gällande vattenavstötning, undersöktes. För att framställa en textilmönstrad yta, har olika tekniker använts: att gjuta betong på textilytan och att framställa nya silikonformar med textilavtryck. Under tillverkningsprocessen valdes olika typer av textilier. Resultaten indikerade att olika textilier, med olika ytstruktur, kan påverka hydrofobicitet nivån hos betongytan. Silikonformen har visats sig vara mest effektiv i strukturen av betongytan och i kombination med impregnering, har flera superhydrofoba ytor uppnåtts. Silikon kan återanvändas och därmed bidrar till en hållbar och repeterbar teknik. De tester som använts för undersökning av hydrofobicitet var: roll-off och kontaktvinkeln. Hållbarheten på absorptionsförmågan av ytorna mot frost testades. Provningen följde ingen standardmetod men var anpassad till de vanliga klimatförhållanden som råder i Sverige.Användningen av ultrahögpresterande betong med superhydrofoba ytor kan skydda fasaden och isoleringen mot inträngning av fukt. Fasadskivans tjocklek på 10 mm kan med fördel ersätta ett tjockt fasadelement med stålarmering. Sammanfattningsvis är betongytan lättrengörande och på grund av dess långa livslängd, är det ekonomiskt fördelaktigt. / The focus of this study was to develop and evaluate hydrophobic surfaces of concrete. The idea was based on an assumption that nano-modification of concrete surface, in combination with a hydrophobic impregnation, can result in superhydrophobic concrete. The work was performed in cooperation with the CBI Betonginstitutet in Borås, where the laboratory tests of ultra-high performance concrete, and the effects of two different hydrophobic agents, StoCryl HG200 and SILRES®BS1001, on water repellency, were investigated. In order to produce a textured surface, different techniques were used: to cast concrete in the textile forms and to produce new forms of silicone with textile patterns. For the production process, different types of textile were selected. The results indicated that different textiles, of different surface structure, can influence the hydrophobicity level of the concrete surface. Silicone form has proven to be most efficient in the texturing of the concrete surface, and in combination with impregnation, several superhydrophobic surfaces were achieved. Silicone can be re-used, thus contributing to a sustainable and repeatable technique. The tests used for the examination of hydrophobicity were: roll-off and contact angle. The durability of the hydrophobicity level of the surfaces against freeze was tested. The test did not follow a standard method but was based to the regular climatic conditions that occur in Sweden,.The use of ultra-high performance concrete with super hydrophobic surfaces can protect the façade and the insulation against penetrating damp. The façade thickness of 10 mm could successfully exchange thick façade element with steel reinforcement. In conclusion, the concrete surface is easy to clean, and due to its long life spans, it is economically favorable.

Denna kandidatuppsats undersöker framtagningen av ett bakteriellt cellulosamaterial (BC-material), samt undersöker om materialets vattenavvisande egenskaper kan förbättras för att kunna möjliggöra användning som textilt material. Arbetet grundar sig i det faktum att BC- materialet är av en hydrofil karaktär, något som den brittiska designern Suzanne Lee utryckt vara ett problem för dess användningsmöjligheter. Arbetet behandlar en litteraturstudie av BC, vilken ligger till grund för en experimentel del där odling, vattenavvisande beredningar och vattenavvisande tester utförts. Gällande BC-produktion och materialframtagning har faktorer som pH-värde, temperaturförhållanden, och recept visat sig påverka cellulosaproduktionen. Ett varmare temperaturförhållande på 30°C jämfört med rumstemperatur (20- 22°C) har uppvisat bättre cellulosatillväxt. Detsamma gäller även för användandet av äppelcidervinäger i odlingmediumet, vilket uppvisat positiva resultat. Testerna av det framtagna BC-membranet har för det första kunnat bekräfta dess påstådda hydrofilitet. Vidare har även de vattenavvisande behandlingarna visat positiva resultat, även om användarmöjligheterna för materialet fortfarande anses vara begränsade inom det textila området. En ökning av kontaktvinkeln från 40,76° till 96,98° uppvisades efter att en behandling med en syntetisk vaxpolymer applicerats. Denna ökning på drygt 100 % skapade en kontaktvinkel över 90°, vilket teoretiskt betyder att materialets karaktär gått från hydrofilt till hydrofobt. Ett likvärdigt resultat uppvisades även efter en behandling med en vaxdendrimer. Materialet uppvisade dock tydliga resultat på att absorbera vatten vid längre tid av blötläggning, oavsett om det behandlats eller ej. / This bachelor thesis is investigating the development of a material based on bacterial cellulose (BC), as well as examine and test the material's hydrophobic properties. This is made in order to improve its user possibilities as a textile material. The motive is based on the fact that BC- materials have a hydrophilic nature, something that the British designer Suzanne Lee expressed as a problem for its user possibilities. The thesis process a literature study of BC, which is used for an experimental study where cultivation, water repellent treatments and water repellent tests are performed. Regarding BC-production and material creation, factors as pH-levels, temperature conditions and the recipes has shown to affect the cellulose production. The cellulose levels occurred to increase during a warmer condition at 30 °C compared to room temperature (20-22°C), both conditions where used for the cultivation. The same positive results also occurred when apple cider vinegar was used in the cultivation bath. The tests on the developed BC-membrane, initially confirmed its alleged hydrophilic nature. Furthermore, positive results occurred for the water repellant-treated materials, even if the user possibilities still is considered to be limited in the textile field. The contact angle increased from 40.76 ° to 96.98 ° on the material treated with a synthetic wax polymer, which results in a 100% increase. The angle of 90°, theoretically means that the character of the material changed from hydrophilic to hydrophobic. Similar results also occurred after treatment with a wax dendrimer. The material, however, showed significant results in absorbing water when subjected for a longer time of soaking, whether it was treated or not.

The aim of this thesis work was to gain understanding of the interactions between talc mineral and surfaces, liquids and chemicals relevant for industrial applications, such as pulp and paper. Talc is used in the pulp and paper industry as a filler pigment, in control of pitch (lipophilic extractives) deposits and as a coating pigment. A deeper understanding of talc interactions will be beneficial in optimizing its use. Long-range attractive interactions between talc and hydrophobic model probes, as well as pitch probes, have been measured using the atomic force microscope (AFM) colloidal probe method. Two procedures for preparation of pitch colloidal probes were developed to allow these studies. Model hydrophobic, nanorough surfaces with surface energy characteristics similar to talc have also been prepared and their interactions with hydrophobic model probes compared to interactions between hydrophobic model probes and talc. It is demonstrated that talc mineral interacts with model hydrophobic particles, as well as with pitch, by long-range attractive forces, considerably stronger than the expected van der Waals force. The possible origin of the measured interaction forces is discussed, and the conclusion is that the main cause is an attractive capillary force due to formation of a gas/vapor capillary between the surfaces. Force measurements using model hydrophobic, nanorough surfaces show that a large-scale waviness does not significantly influence the range and magnitude of the capillary attraction, but large local variations in these quantities are found. It is demonstrated that a large variation in adhesion force corresponds to a small variation in local contact angle of the capillaries at the surfaces. The nature of the surface topographical features influences the capillary attraction by affecting the local contact angle and by pinning of the three-phase contact line. The effect is clearly dependent on the size of the surface features and whether they exist in the form of crevices or as extending ridges. Entrapment of air also affects the imbibition of water in pressed talc tablets. The effects of wetting and dispersion agents on the interactions between talc and hydrophobic probes have also been investigated. It is demonstrated that a common dispersing agent used for talc, poly(acrylic acid), does not affect the capillary attraction between talc and non-polar probes. In fact, the results strongly suggest that poly(acrylic acid) does not adsorb on the basal plane of talc. From this finding it is inferred that the stabilizing effect of this additive most likely is due to adsorption to the edges of talc. In contrast, a wetting agent (the non-ionic triblock copolymer Pluronic PE6400) removes the long-range capillary attraction. It is suggested that such an ability to replace air at the talc surface is of great importance for an efficient wetting agent. The Hamaker constant for talc has also been estimated by using optical data obtained from spectroscopic ellipsometry. It is demonstrated that a nanocrystalline talc mineral, cut in different directions displays very small differences in Hamaker constant between the different crystallographic orientations, whereas a microcrystalline sample displays a significantly higher value. The estimated Hamaker constants are discussed for different material combinations of relevance for the pulp- and paper industry, such as cellulose and calcium carbonate. / Målet med detta avhandlingsarbete var att öka förståelsen för interaktioner mellan talkmineral och ytor, vätskor och kemikalier relevanta för industriella applikationer, såsom papper och massa. Talk används i pappers- och massaindustrin som fyllmedel, för kontroll av hartsrika (lipofila extraktivämnen) avsättningar och som bestrykningspigment. En djupare förståelse för talkinteraktioner kommer att vara användbart för att optimera dess användning. Långväga attraktiva interaktioner mellan talk och hydrofoba modellpartiklar, såväl som mellan talk och hartspartiklar, har uppmätts med hjälp av atomkraftsmikroskopi (AFM) genom att fästa kolloidala partiklar på kraftsensorn. Två metoder för att framställa partiklar gjorda av harts har utvecklats för att möjliggöra dessa studier. Hydrofoba, nanostrukturerade modellytor med ytenergier liknande de för talk har också tillverkats och deras växelverkan med hydrofoba modellpartiklar har jämförts med dem mellan talk och hydrofoba modellpartiklar. Studierna visar att talkmineral växelverkar med hydrofoba modellpartiklar, såväl som med harts, genom långväga attraktiva krafter som är betydligt starkare än den förväntade van der Waals kraften. Möjliga orsaker till de uppmätta växelverkanskrafterna diskuteras och slutsatsen blir att huvudorsaken är en attraktiv kapillärkraft som uppkommer genom att en gas-/ångkapillär bildas mellan ytorna. Kraftmätningar gjorda med hydrofoba nanostrukturerade modellytor visar att en storskalig vågighet inte nämnvärt påverkar storleken av kapillärattraktionen, men stora lokala variationer existerar. Det demonstreras att en stor variation i adhesionskraft motsvaras av en liten variation i lokal kontaktvinkel för kapillärerna på ytorna. Ytornas topografi påverkar kapillärattraktionen genom att påverka den lokala kontaktvinkeln samt genom att trefaskontaktlinjen inte kan röra sig fritt över ytan. Effekten är tydligt beroende av huruvida ytojämnheterna existerar i form av nedsänkningar eller upphöjningar. Instängd luft påverkar också pressade talktabletters uppsugningsförmåga av vatten. Vätnings- och dispergeringsmedels inverkan på växelverkan mellan talk och hydrofoba partiklar har undersökts. Resultaten visar att ett vanligt dispergeringsmedel för talk, polyakrylsyra, inte påverkar kapillärattraktionen. I själva verket tyder data på att polyakrylsyra inte adsorberas på talks basalplan. Utifrån dessa resultat dras slutsatsen att polyakrylsyra stabiliserar talkdispersioner genom att adsorbera på talkkanterna. Ett vanligt vätmedel (nonjonisk triblock sampolymer Pluronic PE6400) tar å andra sidan bort långväga kapillärattraktion. Detta antyder att egenskapen att ersätta luft på talkytan är av stor betydelse för effektiva vätmedel. Hamakerkonstanten för talk har uppskattats genom att utnyttja optiska data från ellipsometrimätningar. Det demonstreras att ett nanokristallint talkmineral kapat i olika riktningar uppvisar mycket små skillnader i Hamakerkonstant mellan de olika kristallografiska orienteringarna, medan ett mikrokristallint prov uppvisar ett betydligt högre värde. De beräknade Hamakerkonstanterna diskuteras för olika materialkombinationer relevanta för pappersindustrin, såsom cellulosa och kalciumkarbonat. / QC 20100813