Строительство. Растворы и бетоны

Полимерные и полимерцементные бетоны, растворы и мастики

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Наиболее простой вариант совмещения теста минерального вяжущего с полимерным — использование водорастворимых полимеров. Их растворяют в воде затворения и на этом растворе готовят смесь с минеральным вяжущим. Полимер, введенный в смесь в растворенном виде, оказывает существенное влияние на процесс гидратации цемента минерального вяжущего, например замедляя ее и изменяя в некоторой степени состав и структуру новообразований. Это влияние тем сильнее, чем выше концентрация полимера в растворе. Поэтому при использовании водорастворимых полимеров оптимальные П/Ц находятся в пределах 0,01...0,025 и, во всяком случае, не превышают 0,1.

Для получения максимального эффекта от полимерной добавки желательно применять термореактивные полимеры, переходящие в нерастворимое состояние внутри формирующейся цементной структуры. При этом помимо повышения прочностных свойств материала (обычно на 20...40%) изменяется характер его порового пространства. Часть пор становится замкнутыми благодаря образованию полимерных мембран; поверхность открытых пор покрывается полимерной пленкой, приобретая гидрофобные свойства. Такой материал характеризуется повышенной морозо- и коррозионной стойкостью и непроницаемостью по отношению как к воде, так и к органическим жидкостям.

Реже применяют водорастворимые термопластичные полимеры, например поливиниловый спирт (ЛВС) или производные целлюлозы. В таком случае полимер вводится не для придания материалу повышенной водонепроницаемости и морозостойкости, а с иными целями, например для повышения адгезии смеси к другим материалам. Поливиниловый спирт добавляют в гипсовые шпатлевки для улучшения их сцепления с основанием и замедления схватывания гипсового вяжущего.

Впервые полимерцементные материалы на водорастворимых полимерных смолах были предложены в 30-х годах для улучшения свойств изделий на магнезиальных вяжущих добавкой фенолформалвдегидных смол.

Большие работы проводились по использованию водорастворимых эпоксидных смол (алифатических олигоэпоксидов) ДЭГ-1, ТЭГ-17, а в последние годы и с эпоксидно-гидентаиновой смолой ЭГ-10 в сочетании с водорастворимыми отвердителями. Оптимальные дозировки таких смол — около 2% от массы цемента. При введении этих смол отмечается сильный пластифицирующий эффект, позволяющий существенно снизить В/Ц бетонной или растворной смеси. Поэтому негативное влияние растворенной смолы на гидратацию цемента не только компенсируется, но и перекрывается улучшением физико-механических свойств за счет снижения содержания воды в смеси. Полимер же, модифицируя поровое пространство цементного камня, повышает его непроницаемость и морозо- и коррозионную стойкость.

Кроме эпоксидных смол перспективно использовать относительно дешевые и доступные карбамидные смолы.

Отличительная черта полимерцементных бетонов на водорастворимых карбамидных и зпоксидных смолах — способность к быстрому твердению во влажных условиях. Однако для достижения максимальной прочности необходимо полное высыхание бетона. Поэтому в качестве оптимального режима твердения рекомендуется первые 7... 14 сут выдерживать материал во влажных условиях, а затем — в воздушной среде с относительной влажностью 50...70%.

В качестве полимерного связующего могут быть использованы и мономерные продукты в сочетании с катализаторами полимеризации (или поликонденсации), например фуриловый спирт с солянокислым анилином в соотношении 7:1. Для такого полимерного вяжущего оптимальное П/Ц = 0,07...0,1. Бетоны с добавкой фурилового спирта с солянокислым анилином характеризуются высокой масло- и бензо-стойкостью.

Из-за замедленного структурообразования полимерцементных бетонов и растворов с водорастворимыми полимерными связующими и медленного высыхания такого бетона его марку рекомендуется определять не через 28, а через 45 ...60 сут твердения. Для ускорения процесса твердения цемента рекомендуется вводить ускорители твердения, например хлорид кальция СаС1г  в количестве  1...1,5% от массы цемента.

При приготовлении полимерцементных материалов с водорастворимыми полимерами следует точно выдерживать дозировку полимерного связующего, так как при увеличении его количества сверх рекомендованного возможно сильное ухудшение физико-механических свойств готового материала из-за подавления органическим вяжущим процесса гидратации и структурообразования минерального вяжущего.