Относится к молодому виду материалов для строительства. Окончательный круг его рационального использования ещ не определился. Дефицитность ограничивает возможность применения полимерцементных материалов. Полимерцементный раствор с каждым годом находит новое применение, проявляя себя как один из традиционно лучших материалов.

Полимерцемент имеет такие свойства как водостойкость, гидрофобность и высокая адгезия, высокая деформативность. Так же имеет свойство изменять реологические бетонные смеси, что следует взять во внимание при дальнейшей разработке. Для полимерцементных материалов открываются большие перспективы при использовании их в качестве электроизоляционного материала.

Хорошо высушенный полимерцементный раствор относится к электроизоляционным материалам и имеет высокое электросопротивление. Благодаря вводу в бетонную смесь полимеров, раствор изменяет характер пор и сохраняет свои высокие электроизоляционные свойства, даже с влажностью воздуха 80-90%. Для повышения качества бетонированных плоскостей у стенок водоканалов, аэродромов или дорог используется данный раствор. Это один из лучших строительных материалов, применяемых в вышеуказанных строительных работах.

Полимерцементный раствор тонким слоем укладывают поверх основной бетонной массы, разумеется, после укладки последней. В процессе эксплуатации конструкции, верхний слой которых изготовлен из полимерцементного бетона, имеют большое преимущество. С применением данного раствора в аэродромных и дорожных покрытиях повышается долговечность и износостойкость покрытия.

Полимерцементные растворы могут использоваться при строительстве железобетонных конструкций, которые обретают целостный вид. Повышенная прочность и устойчивость к деформации позволяет их применять при установке растянутых железобетонных конструкций. Благодаря этим двухслойным железобетонным элементам сохраняется заводская технология железобетонной конструкции.

Эксперименты доказали целесообразность применения полимерцементных растворов из водорастворимых термореактивных олигомеров, при изготовлении заранее напряженных железобетонных конструкций.

В состав полимерцементных растворов входит около 65% заполнителя, высококальциевая зола, портландцемент, порошок низко обожженной глины, стабилизированный синтетический латекс и вода. Все они обладают хорошими декоративными свойствами. При сохранении технического показателя достигается улучшение декоративных свойств раствора. Но стоит заметить один недостаток данного раствора. В его состав вводят пигментный раствор для улучшения декоративных свойств, но при этом снижается адгезия с бетоном.

В заключении следует отметить, что особенно лучшим при ремонтных и строительных работах является применение полимерцементных растворов, обладающих высоким качеством и обеспечивающих долговечность отремонтированным участкам.

Cтраница 1

Полимерцементные растворы, как отмечалось выше, могут быть получены введением в цементный раствор композиции ТСД-9 с отвердителем. ТСД-9 - это жидкость темно-коричневого цвета, хорошо растворимая в спирте и до соотношения 1: 2 в воде, в нефтепродуктах не растворяется. Плотность смолы при температуре 20 С равна 1 07 г / см3, вязкость исходной смолы при температуре 30 С колеблется в пределах 30 - 50 сСт, температура замерзания около - 50 С. Эта смола синтезирована из суммарных фенолов, извлеченных из сланцевых подсмольных вод, этилового спирта, раствора едкого натра, пластификатора - диэтиленгликоля.  

Полимерцементный раствор (смесь без крупных заполнителей), обладающий химической стойкостью и высокой адгезией, целесообразно применять для крепления керамических плиток к вертикальным бетонным поверхностям, кладки кислотостойкого кирпича.  

Тампонажные полимерцементные растворы с добавкой ПВС-24 / 6 с положительным результатом применены более чем на 1500 скважинах в различных нефтедобывающих районах страны.  

Полимерцементным растворам (ПЦР) в гораздо меньшей степени присущи перечисленные выше недостатки обычных цементных растворов. Лабораторные и промысловые исследования, проведенные Р. Т. Булгаковым, А.  

Параметры полимерцементных растворов (ПЦР) и их камня главным образом определяются природой вводимого полимера, его соотношением с цементом и содержанием других компонентов, участвующих в структурообразовании. Значительное влияние на параметры ПЦР и первоначальные прочностные характеристики камня могут оказать температура среды и другие факторы. Например, при использовании в качестве полимерной составляющей водорастворимых феноло-формальдегидных смол реакция поликонденсации фенола с формальдегидом сопровождается выделением большого количества тепла, что не может не отразиться на процессах гидратации цемента. Изучение влияния указанных факторов на свойства тампонирующего состава имеет первостепенное значение для практического применения ПЦР при строительстве нефтяных скважин, в частности при креплении.  

Помимо полимерцементных растворов или теста, для ремонта чистых поверхностей бетона могут применяться покрытия на основе эпоксидных, перхлорвиниловых и других смол, кремнийорга-нических лаков, а также тиоколовые мастики. Наиболее простым покрытием является мастика на основе эпоксидной шпаклевки (ЭП-00-10), выпускаемой промышленностью в готовом виде. Эта мастика состоит из шпаклевки ЭП-00-10 и цемента, взятых в соотношении 1: 1, и отвердителя № 1 (50-ный растцор иксаметиленди-амина в этиловом спирте), который берется в количестве 8 5 весовых частей на 100 весовых частей шпаклевки.  

При использовании полимерцементных растворов в приготовленный описанным образом водный раствор смолы ТС-10 добавляли расчетное количество цемента и смесь тщательно перемешивали до получения однородной массы.  

Газизов 0.1. Исследование свойств полимерцементных растворов с добавкой водорастворимых полимеров.  

Наряду с этим особенность применения полимерцементных растворов заключается в необходимости точного соблюдения соотношения компонентов, указанных в рецептуре. Обычно водный раствор полимеров приготовляют путем загрузки через приемный чан одной половины мерной емкости цементировочного агрегата смолой, отвердителем и водой с последующим размешиванием их в течение 5 - 10 мин.  

Однако практика цементирования эксплуатационных колонн полимерцементными растворами показала, что при несложности технологии применения новой смеси необходимо учитывать некоторые ее особенности. Лабораторными исследованиями было установлено, что указанное отклонение объясняется снижением содержания цемента в приготовленном растворе. Визуальные наблюдения показали, что часть цемента в растворе после прохождения через смесительные камеры находится в недиспергированном состоянии. Очевидно, сила струи, выходящей из насадки смесительной камеры при режиме приготовления водоцементных растворов, недостаточна для полного перемешивания цемента с водным раствором полимера вследствие его повышенной вязкости. К тому же последний является поверхностно-активным веществом, которое, обволакивая цементные частицы, тем самым снижает интенсивность растворения и гидратацию вяжущего.  

Трещины шириной более 1 мм заделывают полимерцементным раствором или тестом. Тесто состоит из цемента, эмульсии и воды; цемент (марок не ниже 500) - 10 весовых частей; эмульсия ПВАЭ - 3 части; вода - 1 часть.  

В качестве примера приводится расчет экономической эффективности применения полимерцементных растворов для разобщения пластов, проведенный путем сравнения перечисленных показателей за первый год эксплуатации скважин после бурения, зацементированных обычным цементом и ПЦР.  

В наливных полах целесообразно применять трещиностойкие стяжки из полимерцементных растворов, содержащих 0 2 % (от массы цемента) поливинилацетатной эмульсии. ЦНИИпромзданий для кислотостойких наливных полов рекомендуются стяжки из силикатного бетона, пластифицированного латексом. Такие полы эффективны на металлическом основании, например в химических цехах с технологическим оборудованием, расположенным на различных отметках.  

Полимерцементный состав применим для получения полимерцементного камня. Он содержит продукт взаимодействия в щелочной среде сополимера винилацетата или винилхлорида, или акрилата с гидроксипропилметилцеллюлозой в соотношении (3-10): 1 при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент - 16-32; минеральные заполнители - 45-60; полиметилнафталинсульфокислота - 0,5-1,2; добавка - продукт взаимодействия в щелочной среде сополимера винилацетата или винилхлорида, или акрилата с гидроксипропилметилцеллюлозой в массовом соотношении (3-10):1 - 1,0-6,0; вода - 14,8-21,5. Достигается улучшение показателей по водопоглощению и паропроницаемости, определяющих долговечность полимерцементного камня. 2 табл.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности, к полимерцементным составам для получения полимерцементного камня.

Известны составы для отделочных работ на основе портландцемента и минеральных заполнителей, используемые для изготовления фасадных отделочных материалов, в частности, для получения шпатлевочных и штукатурных составов . Такие составы, как правило, не удовлетворяют требованиям по пластичности, водоудержанию, прочностным показателям. Эти недостатки преодолены в полимерцементных составах, содержащих полиметилнафталинсульфокислоту, а также полимерные добавки, например, КМЦ (карбоксиметилцеллюлозу). Например, шпатлевочный состав СВШ (Справочник "Отделочные работы", Москва, Стройиздат, 1992 год, стр. 6-7), содержащий цемент, люберецкий песок, латекс СКС-65 и КМЦ.

Известен также полимерцементный состав, содержащий, мас.%: цемент - 32,7-38,0; песок - 47,86-52,8; полиметилнафталинсульфокислота - 0,34-0,38; жидкое стекло - 0,33-0,38; винилацетат - 0,33-0,38; вода - остальное [Патент РФ N 1692104 БИ N 21, 1994 г., C 04 B 24/22, прототип]. Известный состав (прототип), однако, характеризуется высоким водопоглощением и низкой паропроницаемостью. Неудовлетворительная паропроницаемость и недостаточно низкое водопоглощение известного состава являются причиной низкой долговечности полимерцементного камня на его основе.

Целью настоящего изобретения является улучшение показателей по водопоглощению и паропроницаемости, определяющих долговечность полимерцементного камня. Поставленная цель достигается тем, что полимерцементный состав, включающий портландцемент, минеральные заполнители, полиметилнафталинсульфокислоту, воду и полимерную добавку, в качестве полимерной добавки содержит продукт взаимодействия в щелочной среде сополимера винилацетата или винилхлорида или акрилата с гидроксипропилметилцеллюлозой в соотношении (3-10):1 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Портландцемент - 16-32 Минеральные заполнители - 45-60 Полиметилнафталинсульфокислота - 0,5-1,2 Добавка - продукт взаимодействия в щелочной среде сополимера винилацетата или винилхлорида, или акрилата с гидроксипропилметилцеллюлозой в массовом cooтношении (3-10):1 - 1,0-6,0 Вода - 14,8-21,5 Синтез полимерной добавки осуществляют следующим образом. Гидроксипропилметилцеллюлозу замачивают в воде при (203) o C из расчета 2% сухого вещества на 100 г раствора, затем выдерживают не менее 3 часов, после чего тщательно перемешивают. В полученный раствор при постоянном перемешивании (при pH 10-12) вводят дисперсию сополимера винилацетата или винилхлорида, или акрилата. Весь раствор вновь тщательно перемешивают и полученную систему выдерживают не менее 30 минут. При этом получается коллоидная система - дисперсия молочно-белого цвета с размером частиц до 5 мкм, которая и используется в качестве полимерной добавки. Содержание твердого вещества в растворе должно составлять не менее 4 и не более 23%.

Введение указанного выше вещества в качестве добавки в полимерцементный состав из портландцемента, минеральных заполнителей и полиметилнафталинсульфокислоты привело к получению принципиально новых свойств по показателям водопоглощения и паропроницаемости, что позволило обеспечить высокую долговечность материала. Заявляемое техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленно применимо. Полученные результаты подтверждаются приведенными ниже примерами.

В примерах используется портландцемент М 400 по ГОСТ 10178. В качестве наполнителей используются доломитовая мука, кварцевый песок, кальцит, известь. В качестве полиметилнафталинсульфокислоты - суперпластификатор C-3, ТУ 6-36-0204229-625. В качестве сополимера винилацетата используется винилацетат-винилверсататный сополимер (размер частиц - 97% <200 мкм, в основном 30-150 мкм; минимальная температура пленкообразования 3-4 o C); в качестве сополимера винилхлорида используется сополимер винилхлорида, этилена и виниллаурата (размер частиц - 98% <400 мкм, преимущественно 0,3-9 мкм; минимальная температура пленкообразования около 0 o C); в качестве акрилата используется акрилат (размер частиц - 98% <200 мкм, преимущественно 0,2-6 мкм; минимальная температура пленкообразования около 0 o C). В качестве гидроксипропилметилцеллюлозы используется гидроксипропилметилцеллюлоза (размер частиц - 93% <200 мкм; степень вязкости 2%-го раствора по Брукфильду - 11000 МПас).

Примеры 1. Гидроксипропилметилцеллюлозу разводят в воде, требуемой для затворения смеси, до получения однородного раствора, который выдерживают не менее 3 часов. Далее в раствор с гидроксипропилметилцеллюлозой вводят раствор винилацетат-винилверсататного сополимера в виде латексной эмульсии. Полученную дисперсию перемешивают в течение 3-5 мин при pH 10-12, эта дисперсия и является полимерной добавкой. Затем полученную добавку вводят в смесь сухих компонентов, которую приготавливают следующим образом: кальцит и доломит просеивают через сито 04, взвешивают необходимое по рецептуре количество каждого вещества, затем добавляют требуемое количество цемента, полиметилнафталинсульфокислоты и все сухие компоненты состава (цемент, кальцит, доломит, полиметилнафталинсульфокислота) перемешивают. После этого в смесь вводят полимерную добавку, состав вновь тщательно перемешивают. Полученный полимерцементный состав (пример 1, табл. 1) выдерживают 10-15 мин, после чего проводят соответствующие испытания.

2. Кальцит просеивают через сито 06 и смешивают в соответствующих количествах с известью, цементом и полиметилнафталинсульфокислотой. К полученной смеси добавляют синтезированную полимерную добавку в виде сухого порошка, состоящую из акрилата и гидроксипропилметилцеллюлозы. После этого смесь (пример 2, табл. 1) затворяют водой в необходимом количестве, выдерживают в течение 30 мин, вновь перемешивают и испытывают по показателям, приведенным в табл. 2.

3. Кварцевый песок просеивают через сито 1,0 и смешивают в требуемых по рецептуре количествах с известью, цементом и полиметилнафталинсульфокислотой. После этого в смесь добавляют синтезированную полимерную добавку в виде сухого порошка, состоящую из сополимера винилхлорида, этилена и виниллаурата и гидроксипропилметилцеллюлозы. Полученную смесь затворяют водой, выдерживают не менее 30 мин (пример 3, табл. 1), затем вновь перемешивают и испытывают по показателям, приведенным в табл. 2.

Аналогично примерам 1 - 3 были получены составы по примерам 4 - 6.

Введение в состав менее 16 мас.% портландцемента приводит к снижению прочности и повышению коэффициента водопоглощения свыше 0,25%, введение в состав более 32 мас.% портландцемента приводит к снижению паропроницаемости (S d >0,5 м), что в обоих случаях снижает показатель долговечности. Увеличение содержания минеральных заполнителей (свыше 60%) приводит к снижению прочности и повышению коэффициента водопоглощения, а уменьшение доли минеральных заполнителей ниже 45% приводит к снижению паропроницаемости. Уменьшение в составе доли полиметилнафталинсульфокислоты менее 0,5% вызывает увеличение количества требуемой воды затворения, что в свою очередь приводит к ухудшению всех основных показателей. Превышение дозировки полиметилнафталинсульфокислоты свыше 1,2% приводит к расслоению смеси и ухудшению ее технологических свойств.

Уменьшение содержания добавки (продукта взаимодействия в щелочной среде сополимера винилацетата или винилхлорида, или акрилата с гидроксипропилметилцеллюлозой в соотношении (3-10):1) ниже 1% приводит к существенному увеличению прочности на сжатие полимерцементного состава, а увеличение ее количества свыше 6% - к повышению водопоглощения и, как следствие, к снижению показателя долговечности. Изменение соотношения продукта взаимодействия в щелочной среде сополимера винилацетата или винилхлорида, или акрилата с гидроксипропилметилцеллюлозой за пределы, установленные в изобретении (3-10): 1 приводит к ухудшению технологических свойств, например, таких как водоудерживающая способность, адгезия.

Результаты испытаний полимерцементных составов и полимерцементного камня на их основе представлены в табл. 2.

Сроки схватывания (начало и конец схватывания) полимерцементных составов определяли на приборе Вика по ГОСТ 310.3 "Цементы. Методы испытаний".

Прочность определяли по ГОСТ 310.4 "Цементы. Методы испытаний".

Коэффициент водопоглощения оценивали по методике международного стандарта ДИН 52617 E "Определение коэффициента водопоглощения строительных материалов". Коэффициент водопоглощения W определяли как количество поглощенной воды единицей площади образца, увлажняющегося без всякого избыточного давления за счет капиллярных и абсорбционных сил за фиксированный период времени.

Паропроницаемость оценивали по методике международного стандарта ДИН 52615 "Определение проницаемости для водяного пара строительных и изолирующих материалов". Для количественной оценки паропроницаемости пользовались показателем равновесной толщины слоя воздуха S d . При исследовании паропроницаемости на диск из испытываемого материала с обеих сторон воздействовали водяным паром с различным парциальным давлением (влага воздуха), определяли количество водяного пара, проходящего через диск в направлении более низкого парциального давления водяного пара.

Долговечность определяли по формуле S d W0,1 кг/м h, где S d - равновесная толщина слоя воздуха; W - коэффициент водопоглощения.

Как следует из данных, представленных в табл. 2, заявленный полимерцементный состав, в сравнении с прототипом, обладает низким коэффициентом водопоглощения, лучшей паропроницаемостью и, как следствие, полимерцементный камень на его основе обладает более высокой долговечностью.

Полимерцементный состав, содержащий портландцемент, минеральные заполнители и воду, отличающийся тем, что он содержит полиметилнафталинсульфокислоту и полимерную добавку, являющуюся продуктом взаимодействия в щелочной среде сополимера винилацетата, или винилхлорида, или акрилата с гидроксипропилметилцеллюлозой в массовом соотношении (3 - 10) : 1 при следующем содержании компонентов, мас.%: Портландцемент - 16 - 32
Минеральные заполнители - 45 - 60

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для защитного покрытия ограждающих конструкций зданий и сооружений: стен и кровель, выполненных из различных материалов, а также в качестве мастики для приклейки линолеума и паркета к различным подложкам

К атегория: Выбор стройматериалов

Полимерцементные растворы

У обычных цементных растворов, как и у растворов на других минеральных вяжущих, есть ряд существенных недостатков: низкая прочность при растяжении и изгибе; малая деформативность и низкая ударная стойкость; недостаточная адгезия к другим строительным материалам; невысокая стойкость к истиранию, причем при истирании растворов образуется много пыли.

Чтобы уменьшить или ликвидировать эти недостатки, в растворы на минеральных вяжущих вводят полимерные добавки в количестве 2…30% от массы цемента. Такие растворы называют полимерцементными (если их получают на основе других минеральных вяжущих, например гипсовых, то соответственно они называются полимергипсовые и т. д.).

Полимерные добавки вводят также и в обычные растворы, но в очень малых количествах (менее 1% от массы цемента) с целью пластификации или гидрофобизации раствора. В отличие от таких растворов в полимерцементных растворах полимер влияет на физико-химические процессы твердения минерального вяжущего и существенно изменяет структуру затвердевшего раствора, входя в него в виде самостоятельной фазы.

Полимер может быть введен в растворную смесь в виде водного раствора; в таком случае количество полимера обычно не превышает 3. . .5% от массы цемента. Это объясняется тем, что органические вещества, в том числе и полимеры, растворенные в воде затворения, замедляют гидратацию минеральных вяжущих тем больше, чем больше концентрация органического вещества.

Значительно чаще используют водные дисперсии нерастворимых в воде полимеров, например поливинилацетатную дисперсию (ПВАД) и латексы синтетических каучуков (СК). В виде дисперсий можно ввести 10…20% полимера (от массы цемента). При таких значительных количествах полимера полимерцементные растворы существенно отличаются от растворов на чистых минеральных вяжущих, но при этом нерастворимый в воде полимер не столь сильно замедляет гидратацию минерального вяжущего, как водорастворимый.

При введении полимерных дисперсий в растворную смесь может произойти коагуляция (створаживание) дисперсии, при этом необратимо теряются свойства полимерцементного раствора. Для предотвращения этого в большинстве случаев необходимо применять стабилизаторы - поверхностно-активные вещества, например ОП-7, ОП-Ю, или некоторые электролиты, например жидкое стекло. Хорошо совмещается с минеральным вяжущим без введения дополнительного стабилизатора лишь пластифицированная дисперсия ПВА. В остальных случаях дисперсии необходимо проверять на совместимость с тестом вяжущего. При этом необходимо учитывать, что избыток водорастворимых стабилизаторов отрицательно влияет на гидратацию минеральных вяжущих.

Полимерцементные смеси из-за присутствия поверхностно-активных веществ, которые, как правило, являются хорошими пенообразователями, характеризуются способностью вовлекать воздух в растворную смесь. При этом воздух находится в растворной смеси в виде мельчайших пузырьков и его объем может достигать 30% от объема раствора.

Полимерные добавки способствуют более равномерному распределению пор в объеме раствора и резкому уменьшению их размеров. Если в обычном цементном растворе встречаются поры размером более 1 мм и наибольшее количество пор имеет размеры 0,2…0,5 мм, то в полимерцементном растворе размер пор не превышает 0,5 мм, а размер большинства (90…95%) пор меньше 0,2 мм.

Растворные смеси с вовлеченным воздухом отличаются высокой пластичностью и хорошей удобоукладываемостью при меньшем содержании воды, чем в обычных растворах. Кроме того, многие полимерные добавки обладают пластифицирующим действием. Оба этих фактора (воздухововле- чение и пластификация) необходимо учитывать при дозировке воды затворения в полимерцементных растворах. Мелкая замкнутая пористость полимерцементных растворов повышает их водонепроницаемость и морозостойкость.

Повышенная адгезия полимерцементных растворов объясняется тем, что при нанесении раствора на основание полимер концентрируется на границе раздела и служит как бы клеевой прослойкой между основанием и раствором. Адгезия зависит от вида полимера и повышается с увеличением ei’o содержания. Повышенные адгезионные свойства полимерцементных связующих проявляются только при твердении в воздушно-сухих условиях. При твердении в воде адгезия не увеличивается даже при высоком содержании полимера из-за растворения в воде стабилизаторов, входивших в состав дисперсии. Кроме того, некоторые полимеры, например поливинилацетат, набухая в воде, изменяют свои свойства.

Высокие адгезионные свойства полимеров сказываются не только на сцеплении с другими материалами, но и изменяют механические свойства самого раствора. Прослойки полимера, связывая минеральные составляющие раствора, повышают его прочность при растяжении и изгибе. Модуль упругости полимера в 10 раз ниже, чем у цементного раствора, поэтому полимерцементный раствор более деформати- вен, чем обыкновенный. Так, одни и те же деформации у полимерцементного раствора с добавкой 10…15% от массы цемента бутадиенстирольного латекса возникают при напряжениях в 2…3 раза более низких, чем у обычного цементного раствора.

Отсюда следует, что при равном значении деформаций усадки скалывающие напряжения в зоне контакта полимерцементного раствора с другим материалом (отделываемая поверхность, облицовка) будут в два-три раза меньше, чем у обычного цементного раствора. Второе важное следствие уменьшения модуля упругости и повышенной деформатив- ной способности полимерцементных растворов - повышение их прочности при ударных нагрузках.

Введение в раствор полимера в количествах более 7…10% от массы цемента вызывает заметное увеличение усадки при твердении. Однако при этом одновременно возрастает и деформативность раствора, поэтому по трещиностойкости полимерцементные растворы не уступают обычным, а иногда и превосходят их.

Присутствие полимера в цементном растворе изменяют его влагоотдачу: такие растворы медленнее высыхают, что благоприятно сказывается на твердении цемента.

Перечисленные выше свойства полимерцементных растворов обеспечивают повышенную прочность крепления облицовочных материалов полимерцементными растворами. Если для цементно-песчаных растворов прочность сцепления с керамическими плитками достигает максимума в 7…9-суточном возрасте, после чего уменьшается к 28-суточному возрасту в 5…6 раз, то для полимерцементных растворов характерно достижение максимума на 9…10-е сутки и отсутствие ее снижения в дальнейшем. Прочность крепления плитки полимерцементным раствором в 28-суточном возрасте почти в 20 раз больше прочности крепления цементно- песчаным раствором. Это свойство полимерцементных растворов обусловило их широкое применение в качестве прослойки при облицовке поверхностей.

Для крепления внутренней облицовки рекомендуется следующий состав поливинилацетатцементного раствора (мае. ч.): портландцемент марок 400, 500 - 1; непластифицирован- ная дисперсия ПВА - 0,2…0,3; кварцевый песок - 3; хлористый кальций - 0,01. Воду добавляют в количестве, необходимом для получения растворной смеси требуемой консистенции, т. е. подвижностью 5…6 см. При подборе количества воды затворения следует помнить, что добавка ПВА повышает подвижность смеси и поэтому В/Ц берется несколько меньше, чем для обычных цементных растворов.

Для крепления плиток в помещениях с повышенной влажностью и для наружной облицовки рекомендуется раствор с бутадиенстирольным латексом (мае. ч.): портландцемент марок 400, 500-1; латекс СКС-65ГП - 0,2. . .0,3; кварцевый песок - 3; стабилизатор - 0,01…0,02.

Для предотвращения коагуляции при смешивании с цементом и заполнителями латексы стабилизируют. Коагуляция латекса вызывает потерю подвижности растворной смеси и делает ее непригодной к использованию. В качестве стабилизатора применяют поверхностно-активное вещество ОП-7 или ОП-Ю или смесь вещества ОП-7 (ОП-Ю) и казеи- ната аммония, взятых в соотношении 1:1.

Казеинат аммония получают, растворяя казеин в водном растворе аммиака. Специально для строительных целей выпускается стабилизированный по отношению к цементу бутадиенстирольный латекс СКС-65ГП Б (индекс Б указывает на то, что латекс стабилизирован по отношению к цементу).

Проверяют совместимость (отсутствие коагуляции) латекса в цементном тесте следующим образом. Готовят латекс- цементное тесто с В/Ц=0,4 при соотношении латекс: цемент Л/Ц=0,1 (по сухому остатку). Например, 20 г латекса и 30 г воды перемешивают со 100 г цемента. Если в течение 2 ч в смеси не наблюдается коагуляции латекса, то латекс стабилизирован по отношению к цементу. В противном случае необходимы лабораторные испытания латекса, где определяют вид и количество стабилизирующей добавки.

Полимерцементные растворы для устройства покрытий полов характеризуются повышенным сопротивлением истиранию и не образуют пыли при износе. Обычно для таких растворов применяют дисперсию ПВА или бутадиенстиролькые латексы. Добавка латекса в количестве 15…20% от массы цемента снижает истираемость раствора в 4…5 раз, добавка дисперсии ПВА - примерно в 3 раза. Дальнейшее увеличение добавки полимера мало меняет истираемость и приводит к удорожанию покрытия. Оба полимера незначительно изменяют цвет раствора, что позволяет применять их не только в цветных цементно-песчаных растворах, но и в террацевых, строго соблюдая дозирование всех составляющих.

Не следует применять добавки ПВАД и СКС-65ГП в растворах для полов, подвергающихся действию масла и нефтяных продуктов, а также при влажных условиях эксплуатации (кратковременное действие воды не влияет на свойства полимерных покрытий полов).

Благодаря высоким эксплуатационным качествам полимерцементные растворы применяют и в штукатурных работах. Штукатурки из латексно-цементных составов дают непылящую поверхность покрытия, обладают высокой коррозионной стойкостью. Полимерцементные растворы необходимо применять при разделке рустов между панелями перекрытий и выравнивании дефектных мест бетонных стен и перекрытий. Для гипсобетонных поверхностей следует применять гипсополимерные составы.

Для лучшего сцепления поливинилацетатцементных растворов бетонные поверхности предварительно огрунтовы- вают 10…7%-ным раствором ПВАД.

Практика показала эффективность применения полимерцементных стяжек под монолитные полы. В качестве полимерной добавки в них используются водные дисперсии ла- тексов СКС-65ГП, ДВХБ-70 и ПВАД.

В отделочных работах широко используют гипсополимер- цементные растворы на основе гипсоцементнопуццоланового вяжущего и водных дисперсий полимеров (ПВАД или ла- тексов синтетических каучуков). Такие растворы применяют для наружного и внутреннего оштукатуривания, но наибольший эффект достигается при использовании в декоративных растворах и мастичных составах для отделки фасадов; используют их также при устройстве выравнивающего слоя под рулонные покрытия и для крепления керамических и стеклянных плиток.

В гипсополимерцементные растворы вводят: латекса СКС-65ГП - 10. . .15%, дисперсии ПВА - 15…20% от массы цемента. Добавка полимеров в указанных количествах повышает механическую прочность растворов более чем в два раза. Добавка ПВАД увеличивает морозостойкость раствора в 6. . .7 раз, а латекса СКС-65ГП - в 8…9 раз. Полимерные добавки, оказывая пластифицирующее действие, позволяют увеличить степень наполнения растворов при сохранении достаточно высоких физико-механических показателей.

Водовяжущее отношение растворов находится в пределах 0,4. . .0,55 и мастичных составов 0,8…0,9.

Для отделки фасадов рекомендован следующий состав раствора на гипсополимерцементном вяжущем веществе (мае. ч.): гипсовое вяжущее - 54…57; портландцемент белый - 35…38; высокоактивная минеральная добавка (белая сажа) - 2…4; стеарат кальция - 0…2; пигменты - 0…5; кварцевый песок - 300…500; водная дисперсия ПВАД или СКС-65ГП (в пересчете на сухое вещество) - 10…20; вода - до требуемой консистенции.

В заводских условиях приготовляют смесь сухих компонентов (составляющих ГПЦВ, пигментов, гидрофобной добавки) и отдельно раствор водной дисперсии полимера с включением необходимых добавок. На объекте составы приготовляют, тщательно перемешивая сухую смесь с водной дисперсией полимера. Для того чтобы задержать начало схватывания, в смесь при перемешивании вводят 2%-ный клеевой замедлитель или фосфат натрия. Такой состав при нормальной температуре годен к употреблению в течение 4. ..6ч.

Для оштукатуривания внутренних поверхностей, эксплуатируемых при влажности до 60%, применяют сухие гипсовые штукатурные смеси (СГШС). Их можно наносить на кирпичные, деревянные, каменные, бетонные и гипсобе- тонные поверхности. Штукатурка, выполненная из СГШС, высыхает под окраску в 2…3 раза быстрее, чем из растворов на цементе и извести.

Сухие гипсовые штукатурные смеси получают перемешиванием сухого гипсового вяжущего с комплексной полимерной добавкой. В состав добавки входят смесь полимеров метилцеллюлозы и карбоксилметилцеллюлозы, замедлителя схватывания гипсового вяжущего - три полифосфата натрия, поверхностно-активное вещество и природный кварцевый песок. Комплексную добавку вводят в гипсовое вяжущее в количестве 5% по массе. В качестве заполнителя используют перлитовый песок или вспученный вермикулит. Затворяют СГШС водой на объекте в машине для приготовления и нанесения гипсовых растворов.

Полимерцементные растворы

Развитие химической промышленности и поиски новых эффективных строительных материалов привели в последнее время к широкому внедрению в строительную практику бетонов и растворов с полимерными добавками.

В отличие от обычных растворов, в которые полимерные добавки (ССБ, ГКЖ94 и др.) вносятся микродозами. (0,05—0,20% массы цемента) и не меняют в значительной степени химические процессы твердения и структуру цементного камня и раствора, полимерная составляющая полимерцементных растворов относительно велика (до 20% массы цемента) и выполняет роль вяжущего материала в дополнение к неорганическим вяжущим материалам. Такая добавка изменяет структуру и свойства искусственного камня. В растворах для отделочных работ наиболее распространены поливинилацетатная дисперсия (ПВА), синтетический латекс, гидрофобизирующая жидкость ГКЖ94 (ГОСТ 10834— 76) и др.

Полимерцементные растворы по сравнению с обычным обладают мелкопористой структурой и меньшей водопроницаемостью (кроме растворов с поливинилацетатной дисперсией), повышенной прочностью на растяжение и на изгиб, при оптимальном размере полимерной добавки меньшей усадкой, повышенной адгезией, более низким модулем упругости, а также рядом специфических свойств, в зависимости от вида полимера. Большинство полимерных добавок (эмульсии, латексы) обладают воздухововлекающей способностью. Поэтому при перемешивании, особенно механическом, объем воздуха в полимерцементной смеси увеличивается и пористость их становится на 5—30% больше, чем у обычных цементных растворов.

Полимерные добавки способствуют более равномерному распределению пор в объеме раствора и резкому уменьшению размеров пор. Если в обычном цементном растворе встречаются поры размером более 1 мм и наибольшее количество пор имеет размеры от 0,2 до 0,5 мм, то в полимерцементном растворе размер пор. не превышает 0,5 мм и размер 90—95% пор меньше 0,2 мм. Изменение структуры полимерцементного раствора связывают с особенностями образования полимерцементного камня. Считают, что гидратация цемента в полимерцементных растворах не играет решающей роли в упрочении камня. На упрочение структуры сильно влияет сам полимер, который, благодаря высоким адгезионным свойствам, связывает минеральный заполнитель и цементные новообразования в единый конгломерат, а значительная часть цемента служит микронаполнителем.

Кроме того, испаряющаяся вода, продвигаясь по капиллярам, увлекает за собой частицы полимера которые, осаждаясь постепенно на стенках капилляров, перекрывают последние, образуя полимерные линзы. Мелкопористая структура полимерцементного камня с замкнутыми порами снижает водопроницаемость и повышает морозостойкость. Наименьшей водопроницаемостью и повышенной морозостойкостью обладают полимерцементные растворы с добавкой латекса и ГКЖ94,

Усадка полимерцементных растворов зависит от соотношения количества полимера и цемента (П/Ц). При I увеличении количества полимера усадка уменьшается и при П/Ц=0,1 достигает наименьших размеров. При дальнейшем увеличении количества полимера она резко возрастает и при П/Ц>0,2 уже превышает усадка обычного цементного раствора.

Повышенная адгезия (клеящая способность) полимерцементных растворов объясняется тем, что сцепление раствора с облицовываемой поверхностью или облицовкой обеспечивается не только сцеплением цементного камня, а главным образом сцеплением полимера, адгезия которого значительно превышает адгезию цементного камня. Адгезионные свойства полимерцементных растворов с добавкой ПВА возрастают пропорционально увеличению количества полимера. Увеличение количества песка в поливинилацетатцементном растворе снижает клеящую способность раствора.

Для полимерцементных растворов с добавкой бутадиенстирольного латекса максимальная клеящая способность достигает при П/Ц=0,1...0,15. Дальнейшее увеличение количества латекса приводит к уменьшению клеящей способности. На числовое значение адгезии поливинилстиролцементных растворов влияет и вид цемента: для глиноземистого цемента оно выше, чем для портландцемента. Некоторое повышение адгезии к бетонным поверхностям поливинилстиролцементного раствора достигается при предварительном смачивании бетонной поверхности. Повышенные адгезионные свойства полимерцементных связующих проявляются только при твердении в воздушносухих условиях. При твердении в воде адгезия не увеличивается даже при высоком содержании полимера.

Высокая адгезия полимера сказывается не только на величине сил сцепления с другими материалами, но она изменяет упругие свойства полимерцементного раствора. Прослойки полимера, связывая составляющие раствора, повышают сопротивляемость раствора растягивающим усилиям, а так как при изгибе разрушение образцов и цементного раствора происходит в растянутой зоне, то повышается и прочность на изгиб.

Кроме того, полимерные вяжущие материалы, обладая большей упругостью, чем неорганические, увеличивают упругие свойства полимерцементного раствора, уменьшая его модуль упругости. Так, при П/Ц = 0,1 для получения одинаковых Деформаций к полимерцементному раствору надо приложить силу, в дватри раза меньшую, чем к цементному.

Отсюда следует, что при равном значении деформации усадки скалывающие напряжения в зоне контакта полимерцементного раствора с другим материалом (отделываемая поверхность, облицовка) будут в дватри

раза меньше, чем у обычного цементного раствора. Второе важное следствие уменьшения модуля упругости и повышенной деформативной способности полимерцементных растворов — повышение их прочности при ударных нагрузках.

Перечисленные выше свойства полимерцементных растворов (уменьшенная усадка, повышенные адгезия и упругость и меньший модуль упругости) обеспечивают резкое повышение прочности крепления облицовочных материалов. Если для цементнопесчаных растворов прочность сцепления с керамическими плитками достигает максимума в 7—9суточном возрасте, после чего уменьшается к 28суточному возрасту в 5—6 раз, то для полимерцементных растворов характерно достижение максимума на 9—10е сутки и отсутствие ее снижения в дальнейшем. Прочность крепления плитки полимерцементным раствором в 28суточном возрасте почти в 20 раз больше прочности крепления цементнопесчаным раствором.

Это свойство полимерцементных растворов обусловило их широкое применение в качестве прослойки при облицовке поверхностей. Наиболее часто используют для этой цели растворы с добавкой поливинилацетатной дисперсии и латекса СКС65. Для крепления внутренней облицовки рекомендуется следующий состав поливинилцементного раствора (в частях по массе):

Портландцемент марки 400—500................................. 1

Поливинилацетатная дисперсия.................................... 0,2—0,4

Песок речной,................................................................ 3

Хлористый кальций....................................................... 0,01

Воду добавляют в количестве, необходимом для получения растворной смеси требуемой консистенции, т. е. подвижности, соответствующей погружению стандартного конуса на 5—6 см. При подборе количества воды затворения следует помнить, что добавка ПВА повышает подвижность смеси и поэтому В/Ц берется несколько меньше, чем для обычных цементных растворов.

Добавка хлористого кальция вводится в качестве стабилизатора для того, чтобы предупредить коагуляцию (слипание) полимерной дисперсии. Одноупаковочная поливинилацетатная дисперсия достаточно устойчива и ее можно применять без стабилизатора.

Для крепления плиток в помещениях со значительной влажностью при эксплуатации и креплении наружной облицовки рекомендуется состав бутадиенстиролцементного раствора (в частях по массе):

Портландцемент марки 400—500............................ 1

Латекс СКС65........................................................... 0,2—0,4

Песок речной.............................................................. 8

Стабилизатор.............................................................. 0,01—9,02

Состав стабилизатора может быть следующий (в частях по массе): казеин кислотный — 1; 25%кый водный раствор аммиака — 1; вода — 4. Состав готовят, растворяя казеин в смеси водного аммиака и воды при температуре 70—80° С.

В отличие от растворов с ПВА применение стабилизатора в растворах с латексом обязательно. Количество добавки стабилизатора уточняют в лаборатории, так как его излишек снижает прочность раствора. Количество воды затворения подбирают опытным путем, чтобы растворная смесь имела подвижность, соответствующую погружению стандартного конуса на 5—6 см. Ввиду того, что бутадиенстирольные латексы, стабилизированные казеинатом аммония, вызывают загустение смеси, В/Ц должно быть несколько больше, чем для обычных цементных растворов.

Для устройства покрытий полов применяют полимерцементные растворы на портландцементе. Исследования показали, что добавка полимера значительно повышает сопротивление истиранию. Обычно для этой цели применяют дисперсию ПВА и бутадиенстирольный латекс СКС65. Особенно эффективна добавка латекса, которая при П/Ц=0,20 снижает истираемость в 4,5 раза. Несколько меньше влияние дисперсии ПВА, которая при таком же П/Ц снижает истираемость примерно в 3 раза. Дальнейшее увеличение добавки полимера практически мало меняет истираемость и приводит к удорожанию покрытия. Оба полимера незначительно изменяют цвет раствора, что позволяет применять их не только в цветных песчаноцементных растворах, но и в террацевых, строго соблюдая дозировку всех составляющих. Оптимальный размер добавки находится в пределах П/Ц=0,15...0,20.

Не следует применять эту добавку в растворах для иолов, подвергающихся действию масла, так как оно резко снижает достигаемый эффект, а также при влажных условиях эксплуатации. Бензин и вода не влияют существенно на истираемость покрытий с добавкой обоих полимеров.

Благодаря высоким эксплуатационным качествам полимерцементные растворы применяют и в штукатурных работах. Штукатурки из латексноцементных составов имеют непылящую поверхность покрытия, обладают высокой стойкостью в коррозионных средах.

Для лучшего сцепления поливинилцементных растворов с бетонными поверхностями рекомендуется предварительная огрунтовка последних 10—7%ным раствором дисперсии ПВА.

В последнее время в отделочных работах широко используется гипсополимерцементное вяжущее вещество (ГПЦВ). Оно представляет собой композицию водной дисперсии полимера (стабилизованного бутадиенстирольного латекса СКС65 или дисперсии ПВА) и гипсоцементнопуццоланового вяжущего вещества. Применяют его для наружной и внутренней штукатурки, но наибольший эффект достигается при использовании в декоративных растворах для отделки фасадов; используют также при устройстве выравнивающего слоя под рулонные покрытия и для крепления керамической и стеклянной плитки.

Наибольшая прочность составов на ГПЦВ достигается при соотношении гипса и портландцемента 1,5: 1. Большое значение имеют вид и количество добавляемого полимера. Добавка каждого из указанных полимеров повышает механическую прочность растворов более чем в 2 раза. Наилучшие результаты достигаются при П/Ц = 0,20...0,25 для дисперсии ПВА и П/Ц=0,10...0,15 для латекса СКС65.

Добавка дисперсии ПВА увеличивает морозостойкость растворов в 6—7 раз, а СКС65 — в 8—9 раз. Полимерная добавка увеличивает подвижность растворной смеси и позволяет применять растворы состава от 1:3 до 1: 5 без снижения прочности.

Водовяжущее отношение находится в пределах от 0,6 и несколько выше для строительных растворов до 0,9 для составов, наносимых кистью или удочкой.

Гипс............................................................................................ 54—57

Портландцемент белый марки 300 и выше......................... 35—38

Высокоактивная минеральная добавка (белая сажа)......... 2—4

Стеарат кальция........................................................................ 0—2

Пигменты................................................................................... 0—5

Наполнитель (кварцевый песок)…………………………….. 0—300

Водная дисперсия полимера

(в пересчете на сухое вещество)..... ………………………… 15

Вода...................................................................................... до требуемой консистенции

Входящая в состав добавка стеарата кальция служит стабилизатором полимера и повышает цветоустойчивость покрытия.

Готовить составы целесообразнее всего в заводских условиях. В этом случае на заводе приготовляют смесь сухих компонентов (составляющих ГПЦВ, пигментов, гидрофобной добавки) и отдельно раствор водного дисперсного полимера с включением необходимых добавок. На объекте составы приготовляют, тщательно перемешивая сухую смесь с водной дисперсией полимера. Для того чтобы задержать начало схватывания смеси, в нее при перемешивании дополнительно вводят 2%ный клеевой замедлитель или фосфат натрия. Такой состав при нормальной температуре годен к употреблению в течение 4—6 ч.