Строительство. Растворы и бетоны

Полимерные и полимерцементные бетоны, растворы и мастики

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛИМЕРЦЕМЕНТНЫХ МАТЕРИАЛАХ

Полимерцементные материалы — большая группа материалов, получаемых на основе двух вяжущих веществ: минерального и полимерного. В качестве минерального вяжущего могут быть использованы гипсовые, магнезиальные и гипсоцементно-пуцдолановые вяжущие, но наиболее часто — различные виды цемента. Полимерный компонент вводится непосредственно в тесто минерального вяжущего (бетонную смесь), и их твердение происходит совместно.

Обычно в полимерцементных материалах минерального вяжущего в несколько раз больше, чем полимерного связующего. Основной характеристикой состава полимерцементных материалов служит соотношение (по массе) полимерного компонента и минерального вяжущего — полимерцементное отношение (П/Ц).

Полимерцементные материалы можно рассматривать как композиционные строительные материалы, основу которых составляет матрица затвердевшего минерального вяжущего с распределенным в ней в той или иной форме затвердевшим полимером. В зависимости от типа наполнителя и заполнителя и степени наполнения различают полимерцементные мастики с тонкодисперсным наполнителем и полимерцементные растворы и бетоны с мелким и крупным заполнителем.

В качестве полимерного компонента в полимерцементных материалах используют термопластичные полимеры (поливинилацетат, акриловые полимеры и др.) и каучуки, олигомерные термореактивные смолы (эпоксидные, карбамидные) и мономерные продукты (например, фурфуролацетоновый мономер).

Олигомерные и мономерные продукты в процессе твердения материала переходят в полимерные продукты под действием отвердителей, инициаторов или в результате воздействия температуры, рН среды и т. п.

В зависимости от физического состояния вводимого полимерного вяжущего полимерцементные материалы могут быть четырех типов: I — на основе водных растворов мономеров, олигомеров или попимеров; II — на основе водных дисперсий полимеров или олигомеров; III — на основе вязкожидких водонерастворимых олигомеров; IV — на основе порошкообразных полимеров или олигомеров

Взаимное влияние минерального вяжущего и полимерного связующего приводит к образованию нового композиционного полимерце-ментного материала. У полимерцементных материалов обычно высокая адгезия к другим материалам (во много раз превышающая адгезию соответствующего минерального вяжущего), высокая износостойкость и стойкость к ударам. Полимерцементные материалы могут быть получены с высокой морозостойкостью, водонепроницаемостью, стабильно высокими диэлектрическими свойствами и многими другими специальными свойствами. Модуль упругости полимерцементных материалов снижается при увеличении содержания полимера.

Существенное влияние небольших количеств полимерного связующего на свойства материала объясняется структурными особенностями полимерцементных материалов, т. е. характером расположения полимера в матрице минерального вяжущего- Полимерное связующее образует упругие прослойки между кристаллическими новообразованиями минерального вяжущего, адсорбируется на поверхности частиц заполнителя и благодаря высоким адгезионным свойствам повышает прочность и деформативность материала при растяжении и изгибе. Часть полимера закрывает поры, снижая водопоглощение материала, повышая его морозостойкость и водонепроницаемость. Высокая адгезия полимерцементных смесей к другим материалам (например, попимерце-ментный раствор прекрасно сцепляется с поверхностью старого раствора) также объясняется присутствием в материале полимерного связующего, которое концентрируется на поверхности раздела „старый материал — полимерцементная смесь".

Как правило, прочностные свойства полимерцементных материалов мало отличаются от свойств материалов на чистых минеральных вяжущих. Обычно прочность при сжатии у полимерцементных материалов немного ниже, а прочность при растяжении и изгибе выше (в некоторых случаях в 1,5...2 раза), чем у аналогичных материалов на минеральном вяжущем. При применении высокопрочных термореактивных полимеров могут быть получены материалы с повышенными прочностными характеристиками.

Расход полимеров в полимерцементных материалах составляет 2...20% от массы минерального вяжущего (П/Ц = 0,02...0,2), но его стоимость значительно выше (в 10...100 раз), чем стоимость минеральных вяжущих. Поэтому стоимость полимерцементных растворов и бетонов значительно выше, чем обычных цементных. Так, например, латексцементный раствор на латексе СКС-65 с П/Ц = 0,12 дороже обычного раствора в 1,5...2 раза. Стоимость полимерцементных материалов на термореактивных водонерастворимых олигомерах еще выше: так, эпоксидно-цементные растворы с П/Ц = 0,10...0,15 дороже обычных цементно-песчаных растворов в 10 раз и более.

Повышенная стоимость и специфические свойства полимерцементных материалов определяют рациональные области их применения: тонкослойные покрытия, приклеивающие составы при отделочных и ремонтных работах, гидроизоляционные и герметизирующие, электроизоляционные и омоноличивающие составы.

На технологию приготовления и свойства полимерцементных материалов и соответственно на области их рационального применения большое внимание оказывает физическое состояние полимерного связующего: водный раствор, водная дисперсия, вязкая водонерастворимая жидкость, водонерастворимый порошкообразный продукт. Поэтому в последующих параграфах будут рассмотрены общие особенности полимерцементных материалов на различных по физическому состоянию полимерных вяжущих.