Полимерцементный раствор технические характеристики

GardenWeb

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.

Как приготовить полимерцементный раствор дома. Материаловедение для штукатуров, плиточников, мозаичников

Технический состав раствора

Полимерцементный раствор для бетона состоит из определенных композиций, пригодных для декоративной отделки. В их состав входят:

Минеральный вяжущий продукт;
Высококальциевая зола;
Портландцемент;
Низкообожженная глина;
Заполнители;
Латекс;
Вода.

При выборе других производителей, состав может незначительно изменяться. По сравнению с обычным раствором из цемента, такие смеси обладают мелкопористой структурой, повышенной растяжимостью, устойчивостью к изгибам и адгезией. Если добавление полимеров в цемент соблюдено правильно, то смесь насыщается свойствами к меньшей усадке.

Большинство полимерных добавок обладают воздухововлекающей функцией. Поэтому при замешивании такого раствора, кислород проникает в состав и полимерцементный раствор насыщается воздухом, становясь более пористым, чем обычные цементные смеси.

Проникая в поры состава, полимерные добавки сужают их, из-за этого добивается мелкозернистая структура. Полимер обладает сильным вяжущим средством, он соединяет наполнитель и цемент, при этом упрочняя будущий камень.

Введение полимера в смеси

Стоит сказать о том, что полимер, так или иначе, вводится в большое количество самых разных смесей. Чаще всего он предназначен лишь для улучшения пластификации, а также гидрофобизации. Кроме этого, наличие таких добавок составляет менее 1 % от общей массы. Это является основным отличием от полноценного полимерцементного раствора. В них полимер серьезно влияет на состав, изменяя его физико-химические свойства, на его структуру, а также входит в раствор, как самостоятельный элемент, а не обычная присадка.

Методы добавления полимеров могут отличаться. К примеру, можно добавлять его в виде водной смеси. В таких случаях обычно содержание его в цементе будет не более 3-5 % от общей массы. Намного чаще используется метод, в котором задействованы водные дисперсии, содержащие полимеры. Отличие состоит в том, что в дисперсии полимер не растворяется в воде, а значит, его количество может быть увеличено. Таким образом, удается ввести в цементную смесь примерно 10-20 % добавки от общей массы цемента.

Применение полимерного раствора

Основное предназначение данного строительного материала – упрочнение и придание декоративного вида железобетонным конструкциям на этапе завершения работ. Когда бетон высох, поверх него тонким слоем накладывают полимерцементный раствор. По мере своего твердения, материал наделяет бетон такими качествами:

Электросопротивление;
Повышенная прочность;
Устойчивость к деформации;
Высокая пластичность, вследствие чего материал легко укладывается на бетон;
Медленная влагоотдача, что способствует благоприятному процессу твердения бетона.

Свое применение раствор нашел среди бетонирования плоскостей у водоканалов, дорог и аэродромов. Также он активно используется в составе дорожных покрытий, делая их долговечными. Электроизоляционные свойства раствора позволяют его использовать при обработке конструкций, находящихся под напряжением.

Виды химических добавок в составе строительных смесей по назначению

В состав неорганических вяжущих материалов (цементные, гипсовых, полимерных смесей) для изменения их технических свойств входят дополнительные модификаторы.

Фото 2. В сухие строительные смеси используют цементные, гипсовые, полимерные и другие добавки, в зависимости от целей строительства

Они делятся на 3 вида:

Активные добавки минерального типа. Их назначение: повысить плотность рабочего раствора, подвижность рабочей массы, уменьшить расход вяжущего. К этому виду относят минеральные доломиты, трепелы, опоки, туфы, пемза, а также различные искусственные золы, шлаки.
Наполнители. К этим добавкам относятся природные вещества песок, известняк, глина, а также синтетические золы топливные, доменные шлаки. Назначение увеличивать выход готовой смеси без изменения свойств раствора.
Регуляторы структуры, делятся на: воздухововлекающие и уплотняющие. Уплотняющие регуляторы повышают водонепроницаемость строительного раствора. Изготавливаются на основе нитрата кальция, нитрата железа, сульфата алюминия, кремния, бентонита, сульфата алюминия. Регулировать структуру строительной растворной массы помогают также воздухововлекающие добавки это неионогенные и ионогенные активные вещества, жирные спирты, сульфаты натрия. Добавка повышает морозостойкость и удобоукладываемость и стойкость к агрессивной среде. Сфера применения: ремонтные штукатурки, гидроизоляционные смеси.
Ускорители и замедлители схватывания и твердения. Они корректируют время пригодности рабочего раствора. Их относят к регуляторам добавкам, способствующим увеличению или уменьшению времени переработки. Используют их для добавления в гипсовые и полимерные сухие строительные смеси, для ремонтных составов, наливных полов. Регуляторы сроков схватывания делятся на замедлители схватывания на основе фосфатов, декстрина, соли лимонной и винной кислот, сахара и дигидросульфата калия. На ускорение процесса затвердения влияют регуляторы на основе алюмината или фторида натрия, алюминия, карбонат калия Хлорид кальция, карбоната лития.
Кислотно-щелочные, жаростойкие добавки. Повышают устойчивость к химической среде и воздействию высоких внешних температур.
Специальные модифицирующие полимерные добавки для гидроизоляционных штукатурок. К регуляторам специального назначения относятся сополимерные порошки, гидрофобизаторы, которые повышают морозостойкость, снижают водопоглощение раствора и добавляют стойкости к агрессивных средам. Изготавливают их на основе стеарата кальция, алюминия, цинка, олисилоксаны. Они снижают потребность раствора в воде, повышают стойкость готовой смеси к агрессивным факторам и перепадам внешней температуры.
Противоморозные, создают условия для отвердения рабочего раствора при минусовых температурах.
Добавки ПАВ. Это полимерные добавки в сухие смеси, их вводят как пластификаторы. Среди них выделяют 5 групп ПАВ: вспениватели, воздухововлекающие добавки; гидрофобизирующие; гидрофилизирующие необходимые для затворения растворной смеси; стабилизирующие; полимерные.

Фото 3. Добавки в смеси используют для повышения прочности, устойчивости, морозостойкости, способны ускорить или замедлить процесс схватывания раствора

Виды полимерных добавок

Свойства обычного цементного раствора улучшаются при добавлении в него специальных полимеров. Они различаются по происхождению и являются основным связующим компонентом в составе смеси:

вязкие олигомерные вещества;
водные дисперсии;
порошки.

К олигомерным добавкам также можно отнести и мономерные вещества: это эпоксидные смолы и полиэфирные оставляющие. Водными дисперсиями считаются добавления латекса, поливиниоацетата и полиакрилата. К порошковым составам относят полиэтилен и полистирол, производимые в виде листов и гранул.

Наиболее применимыми в сфере образования полимерцемента считаются водные дисперсии и порошки. Они наделяют бетон устойчивостью к растяжениям, лишают хрупкости. Свое применение полимерцементный раствор также нашел в изготовлении наливных полов и выравнивании плоскостей из бетона.

Широкий выбор полимерных растворов представлен на сайте https://esfloor.ru/product/isomat-durocret-fast

Научно-производственная фирма

Расход: для покрытия поверхности толщиной в 1 мм необходимо 2,0-3,5 кг/м2 приготовленного состава (ПЦР) в зависимости от процентного содержания эмульсии. Расход праймера (грунта) в зависимости от пористости поверхности:

по металлу — 0,1 кг/м2

по бетону и кирпичу — 0,2-0,3 кг/м2

Упаковка: поставляются под заказ в таре различного объёма.

Хранение: продукт необходимо хранить плотно упакованным на поддонах в сухом вентилируемом помещении при температуре не ниже +10 °С.

Области практического использования:

гидроизоляция швов и узлов примыкания сборных железобетонных, блочных и каменных конструкций (крупнопанельных зданий, резервуаров, отстойников для жидкостей, градирен, газгольдеров и т.п.);
омоноличивание и ремонт узлов примыкания ж/б плит к кирпичным стенам, ж/б панелям в зданиях и сооружениях;
реставрация и восстановление несущей способности кирпичных, бетонных и каменных конструкций путем инъекции составов в силовые трещины;
реставрация поверхности кирпича и природного камня в стенах и архитектурных деталях с восстановлением защитно-декоративных свойств;
ремонт ступеней и лестничных маршей;
ремонт бассейнов, искусственных водоемов, прудов и резервуаров для технической и питьевой воды;
защита металлических конструкций от коррозии.

Преимущества:

высокая адгезия к минеральным строительным материалам (бетону, керамическому и силикатному кирпичу и др.) и стальным конструкциям, что обеспечивает монолитность покрытия и хорошее сцепление с подложкой;
защитные и декоративные покрытия обладают высокой прочностью, адгезией, водо- и морозостойкостью, устойчивостью к воздействию углеводородных горюче-смазочных материалов;
покрытия имеют высокие текстурные (от гладких до шероховатых) и декоративные качества. Окрашиваются в массиве — цвет по каталогу предприятия или RAL;
обеспечивают высокую и долговременную надежность противостояния позитивному и негативному гидростатическому давлению воды;
устойчивость к истиранию и долговечность.

Технические характеристики

№ п/п	Наименование характеристики	Значение характеристики для:
№ п/п	Наименование характеристики	цементного раствора	ПЦРЭ-20	ПЦРЭ-30	ПЦРЭ-35	ПЦРЭ-40
1	Плотность, г/см3	2,20	2,06	1,91	1,79	1,72
2	Прочность при сжатии (через 28 сут), МПа, не менее	14,8	50	35	30	30
3	Прочность при изгибе (через 28 сут), МПа, не менее	0,56	4,0	6,7	8,0	9,0
4	Водопоглощениеза 42 сут, %	11,0	3,3-3,5	1,8-2,0	1,3-1,5	0,98-1,0
5	Адгезия, МПа	когезионный отрыв по бетону
6	Подвижность массы	4	10	15	15	17

Технология приготовления и применения

Для приготовления праймера (грунта) в тщательно перемешанный до однородной массы компонент 1 (100 м.ч.) вводится компонент 2 (25 м.ч.). Смесь перемешивается до однородной массы. Время жизни праймера – 1 час.

Внимание. Компонент 2 вводится в компонент 1. Не допускается обратный порядок введения компонентов.

Для изготовления полимерцементного раствора (ПЦР) в приготовленный раствор (компонент 1 + компонент 2) вводят цементно-песчаную смесь. Смесь компонентов тщательно перемешивают до однородной массы.

Внимание. Не допускается загрузка раствора (компонент 1 + компонент 2) в цементно-песчаную смесь.

удалить поврежденный бетон до структурного основания. Зачистить поверхность бетона вокруг вскрытой арматуры на 10-50 мм от краев зоны повреждения. Края ремонтируемого участка должны быть вскрыты под прямым углом на минимальную глубину 5 мм;
перед нанесением праймера (грунта) или ПЦР поверхность должна быть очищена от пыли и грязи. При наличии жирных пятен последние должны быть удалены с помощью растворителей (например, Р-4, Р-30, 646), а также специальными моющими средствами;
поверхность тщательно промыть водой (если поверхность из бетона и кирпича) или ацетоном (если поверхность металлическая) и обдуть воздухом;
на подготовленную поверхность кистью или пневмораспылителем тонким слоем (около 150 мкм) нанести праймер (грунт).

праймер (грунт) наносится кистью или щеткой втирающими движениями;
ПЦР наносится на вертикальные стены кистью, шпателем или пневмораспылителем, а на горизонтальные – кистью или грабарками;
наращивание толщины слоя свыше 1 см следует проводить послойно. Межслойная сушка – не менее 3 часов, но не более 24 часов;
при превышении срока межслойной сушки покрываемую поверхность снова обработать праймером.

Меры безопасности при работе

Составы, изготовленные на основе водных дисперсий эпоксидных олигомеров с добавлением цемента и песка, могут вызвать раздражение кожи и глаз, поэтому при работе с ними необходимо пользоваться перчатками и защитными очками.

Полимерцементные растворы

полимерцементные растворы
Полимерная добавка, введенная в раствор микродозами (0,05. 0,2% массы цемента), лишь пластифицирует или гидрофобизирует раствор.
В полимерных растворах полимер влияет на процессы твердения вяжущего и существенно изменяет структуру затвердевшего раствора. Водный раствор полимера, введенный в цементный раствор, замедляет твердение цемента, при этом количество полимера не превышает 3. 5 % от массы цемента. Следовательно, вводить растворимые в воде полимеры в строительные растворы не эффектив но. Поэтому чаще применяют водные дисперсии нерастворимых в воде полимеров — поливинилацетатную дисперсию (ПВАД) и латексы синтетических каучуков (СК).
В раствор с дисперсией можно ввести 10 -20% полимера от массы цемента. При таких больших добавках полимера свойства полимерцементных растворов существенно отличаются от свойств чистых цементных растворов, при этом нерастворимый в воде полимер практически не замедляет твердения цемента.
Против коагуляции дисперсии в растворе применяют стабилизаторы — поверхностно-активные вещества ОП-7, ОП-10, а также жидкое стекло.
Не требует стабилизации лишь пластифицированная дисперсия ПВА.

Если коагуляция дисперсии в растворе все же наступает, то свойства полимерцементного раствора теряются необратимо.
Присутствие поверхностно-активных веществ в полимерцементном растворе способствует вовлечению в него воздуха в виде мельчайших пузырьков, объем которых достигает 30 % от объема раствора.
Размер большинства пор менее 0,2 мм.

Чем хороши растворы с вовлеченным воздухом?
Они весьма пластичны и удобоукладываемы при меньшем содержании воды, чем в обычных растворах. Мелкие замкнутые поры повышают морозостойкость и водонепроницаемость полимерцементных растворов.
Эти растворы обладают в воздушно-сухих условиях повышенной адгезией с основанием, так как полимер создает клеевую прослойку между раствором и основанием.

Читать еще: Как сделать белый раствор для кладки кирпича

Полимерные добавки меняют механические свойства растворов, повышают их прочность при растяжении и изгибе. Так как модуль упругости полимера примерно в 10 раз ниже, чем у цементного раствора, деформативность, ударная вязкость и трещиностойкость полимерцементных растворов выше, чем у цементных.
Растворы с добавками полимеров сравнительно медленно высыхают, что благоприятно сказывается на твердении цемента. Они обеспечивают прочное и надежное крепление к основанию плиток, облицовочных листов и других материалов. Полимерцементные растворы в покрытиях полов характеризуются высоким сопротивлением истиранию и не образуют пыли при износе.

Высокие эксплуатационные качества полимерцементных растворов позволяют применять их в штукатурных работах.
Из латекснополимерных растворов получают коррозионно-стойкую и непылящую штукатурку.
Полимерцементные растворы применяют для заделки и выравнивания выбоин и других дефектов на бетонных поверхностях, а также при разделке рустов между панелями перекрытий (на потолках).

Растворы не основе гипсоцементно-пуццоланового вяжущего и водных дисперсий полимеров — ПВАД или латексов синтетических каучуков — применяют для наружных и внутренних штукатурок, в декоративных растворах и мастичных составах для отделки фасадов, для стяжек под плитки и рулонные покрытия полов.
В гипсополимерцементные растворы вводят дисперсию ПВА— 15-20 %, латекс СКС-65ГП — 10. 15 % от массы вяжущего;
водовяжущее отношение раствора 0,40. 0,55.

Фасады зданий отделывают раствором следующего состава:
гипсовое вяжущее—54. 57;
портландцемент белый—35. 38; активная минеральная добавка—2. 4;
стеарат кальция—О. 2;
пигменты — О. 5;
кварцевый песок—300. 500;
водная дисперсия ПВАД или латекс СКС-65ГП (в пересчете на сухое вещество) — 10. 20;
вода — до требуемой консистенции.

Для отделочных работ применяют сухие смеси заводского изготовления, которые на месте работы тщательно перемешивают с водной дисперсией полимера.
Сухая смесь состоит из компонентов ГПЦВ, пигментов и гидрофобной добавки. Отдельно готовят раствор водной дисперсии полимера с необходимыми добавками.
Хорошо перемешанная сухая смесь с водной дисперсией полимера при нормальной температуре пригодна к применению в течение 4. 6 ч.
Начало схватывания вяжущего замедляют фосфатом натрия или 2%-ным раствором клея.

Штукатурку в сухих помещениях выполняют сухой гипсовой штукатурной смесью (СГШС), которую наносят на гипсобетонные, бетонные, кирпичные, каменные и деревянные поверхности.
Такая штукатурка высыхает под окраску в три раза быстрее, чем из растворов на извести и цементе.
СГШС получают перемешиванием комплексной полимерной добавки с гипсовым вяжущим. Добавка состоит из смеси полимеров метилцеллюлозы и карбоксиметилцеллюлозы, ПАВ, кварцевого песка и замедлителя схватывания гипсового вяжущего — — триполифосфата натрия.
Добавку вводят в количестве 5 % массы гипсового вяжущего.

Заполнителем в растворе служат пористые материалы—перлитовый песок или вспученный вермикулит.
На месте работы смесь затворяют водой, тщательно перемешивают и наносят на оштукатуриваемую поверхность.

§ 36. 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

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.

Для отделки фасадов рекомендован следующий состав раствора на вяжущем веществе ГПЦВ (в частях по массе):

Портландцемент белый марки 300 и выше. 35—38

Высокоактивная минеральная добавка (белая сажа). 2—4

Стеарат кальция. 0—2

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.

Полимерцементный раствор: сферы применения и изделия из него

В технологии современного строительства появился относительно молодой материал — полимербетон.

Благодаря своей универсальности и повышенным качественным характеристикам он уверено потеснил традиционные цементные смеси.

Весь секрет заключается в полимерном связующем в составе, который и определяет повышенные прочностные свойства полимербетонных изделий.

Интересной особенностью является возможность применения вторичных пластиков в производстве полимербетона, причем качество готового материала от этого не страдает.

В этой статье пойдет речь о сферах применения полимерцементного раствора и изделий из него.

Свойства и характеристики

Помимо традиционных компонентов цементной смеси в состав включена полимерная смола или небольшие кусочки пластика, которые выступают в качестве армирующих элементов.

Пластиковая фаза обволакивает все неорганические ингредиенты и прочно склеивает их воедино, усиливая в первую очередь прочность.

В материале отсутствуют микропустоты и дефекты, поэтому он выдерживает гораздо большие нагрузки. Более подробно с особенностями материала можно ознакомиться в этой статье.

Получить необходимые полимерные ингредиенты можно из отходов пластика. Технология их переработки достаточно простая и не затратная, а сырье можно попросту найти на свалке. Поэтому область применения полимербетона необходимо расширять, поскольку помимо полезных практических свойств решается и проблема экологии.

Полимербетонные полы

Покрытие из полимербетона используется там, где нагрузка на пол достаточно высокая. Причем не только механическая, но и химическая.

Входящий в состав полимер повышает стойкость к ударным нагрузкам, истиранию и образованию трещин.

Наливным полом оборудуют:

гаражи и закрытые стоянки;
производственные помещения;
спортивные залы;
складские терминалы;
залы ожидания и помещения вокзалов и аэропортов;
медицинские, образовательные, административные учреждения.

Сочетание свойств пластика и бетона придает покрытию полезные практические свойства. Причем толщина цементного слоя не ухудшает его эксплуатационные характеристики и может варьироваться от 7 до 50 мм. Если нужно, можно выровнять перепады по высоте до 200 мм без потери прочности основания.

Среди преимуществ полимербетонного пола выделяют следующее:

нет необходимости в дорогостоящей подготовке основания, достаточно провести обработку и очистку поверхности;
при укладке нет швов, а следовательно, нет скоплений грязи между ними;
усадка его минимальная, в том числе и объемная;
стойкость к УФ-излучению, перепадам температур и агрессивным средам, даже декоративные элементы не тускнеют со временем;
высокая скорость укладки — пол затвердевает достаточно быстро;
экономичность — по сравнению с другими материалами смесь цемента и полимерного связующего относительно недорогая.

Связующим элементом полимерцементной стяжки для пола является полимерная смола. Используются разнообразные типы: эпоксидная, полиуретановая, акриловая и т.д. Из вторичного пластика можно получить стирольную смолу методом пиролиза.

Она хороша тем, что отверждается (полимеризуется) различными способами даже при простой термообработке.

Для повышения скорости реакции можно применять инициаторы, которые являются доступными и недорогими. Сырьем для производства стирольной смолы являются отходы из полистирола (одноразовая посуда, пенопласт, упаковка, формы для рассады и т.д.).

Гидроизоляция

В состав смеси, помимо цемента и полимера, входят органические добавки для улучшения эластичности и водоотталкивающих свойств.

Полимербетон для гидроизоляции должен быть формоустойчивым, прочным и легким в обращении, ведь толщина защитного покрытия может составлять всего несколько миллиметров.

Гидроизоляционный цемент выполняет несколько защитных функций:

предотвращает разрушение бетона под действием воды и других агрессивных факторов;
защищает бетон, камень, кирпич от отложения карбонатов и от коррозии, вызванной хлоридами;
формирует слой защиты от негативного и позитивного давления, вызванными грунтовым водами.

Гидроизоляция, исходя из определения термина, применяется во время:

строительства различных сооружений гидротехнического характера: бассейны, дамбы, каналы, системы орошения, водоснабжения и т.д.;
возведения зданий в местах большого скопления грунтовых вод — гидроизоляцию наносят на фундамент, наружную часть цокольный конструкции и т.д.;
строительства мостов, туннелей, шахт в местах с большим скоплением воды;
работ внутри зданий: в ванной комнате, на кухне;
благоустройства подвалов, погребов, террас и балконов.

Гидроизоляционный слой не просто препятствует поглощению влаги, но и помогает бетонному основанию дышать.

Кроме того, технология нанесения гидроизоляции без швов помогает предотвратить скопление плесени и грибка.

Отделка стен и потолков

Полимерцемент может применяться и для внутренней отделки помещений, причем не только полов. Раствор на основе полимера для потолков обычно бывает белого цвета. В нем увеличено количество полимерной фазы для усиления адгезионных свойств, что существенно облегчает работу.

Состав получается довольно эластичный, что особенно важно для заполнения трещин и сглаживания неровностей.

На последующих этапах (нанесение финишной шпаклевки и покраска) не возникает проблем, поскольку полимербетон совместим со всеми типами строительных растворов и смесей.

То же самое касается и штукатурки стен. Более высокая адгезия смеси ускоряет схватывание со стеной. Поры, шишки и неровности на поверхности легко могут быть сглажены при использовании составов с полимерным связующим. Дальнейшая поклейка обоев, покраска или другие отделочные работы проводятся легче за счет хорошего совмещения слоев.

Монолитное строительство домов

Для изготовления монолитных блоков и фундаментального строительства полимербетон зарекомендовал себя с лучшей стороны, и за период использования не было выявлено каких-либо существенных недостатков.

Основное его преимущество заключается в введенной в состав смоле полимера либо термо-, либо химически отверждаемой.

Полимерная фаза придает повышенные физико-механические и прочностные характеристики. Так, например, прочность на разрыв становится выше примерно в 10 раз по сравнению с обычным цементом.

То есть ресурс службы дома из полимербетона выше. Варьируя соотношение полимерной смолы и наполнителей, можно изготавливать блоки для строительства в различных погодных условиях. Также можно регулировать нагрузку, которую должен выдержать материал.

Преимущества полимербетона для монолитного строительства таковы:

повышенные прочностные характеристики по сравнению с традиционными материалами;
более высокая атмосферостойкость, сохранение эксплуатационных характеристик даже в условиях резкого перепада температур;
стойкость к трещинам- система более плотная, поэтому меньше образуется дефектов;
низкая усадка, в том числе и объемная — это важный фактор при стыковке и сборке конструкций из такого типа блоков.

Помимо введения в состав бетона полимерного связующего, возможно добавление в матрицу бетона армирующих компонентов из пластмассы. Хорошо армируют систему и повышают прочность волокна из полиолефинов. На рынке можно встретить пластиковые добавки для фибробетона, которые изготовлены из чистых полимеров.

Но при существующем перенасыщении полигонов и свалок пластиковыми отходами армирующие компоненты можно изготовить и из них.

Причем свойства бетона при введении элементов из вторичного сырья ничем не будет отличаться от тех, в производстве которых использовался первичный пластик.

Ступени

Для изготовления и покрытия ступеней нужен материал с повышенной износостойкостью, в частности полимербетон, ведь обычные бетонные смеси слишком быстро истираются, края ступеней проседают и деформируются.

Выбирая определенный тип смолы, например, полиуретановый, можно получить стойкий материал, который будет амортизировать ударную нагрузку.

Для упрощения системы и некоторого удешевления допустимо смешение полиуретана с более дешевым компонентом (эпоксидной, резорциновой и т.д. смолой).

Для облегчения конструкции допустимо вводить мелкие частицы армирующего пластика. Он усилит изделия из полимербетона и повысит их износостойкость.

Декор садовых участков, водосточные лотки и прочие изделия

Множество декоративных элементов на приусадебном участке отливается из цементной смеси. При этом срок их службы не достаточно приемлемый. Перепады температур, ветер, дожди и агрессивная среда (удобрения и т.д.) негативно отражаются на свойствах бетона. Здесь на помощь садоводам также может прийти полимербетон.

Этот материал более выносливый и прочный, с ним гораздо легче работать, поскольку он достаточно эластичен при смешении. Даже самые мелкие элементы формы заполняются полимербетоном без проблем.

В состав могут быть дополнительно введены декоративные элементы и камни, глиттеры и пигменты для придания определенного эффекта. Искусным подбором гравия и красителя можно получить структуру, близкую к натуральным камням.

Полимербетон имеет преимущество в простоте работы с ним. Обработка натурального камня происходит более трудозатратно и, соответственно, дороже.

Из смеси полимера и цемента изготавливают бордюры, тротуарную плитку и водостоки — полимербетонные лотки и желоба.

Эти элементы из других материалов быстро изнашиваются и регулярно нуждаются в замене.

Введение смолы и армирующих наполнителей из пластика значительно упрочняют эти конструкции.

Кроме того, из полимербетона очень часто делают памятники. За счет свойств материала они имеют долгий срок службы, не разрушаясь от воздействия солнца, дождей, морозов и прочих климатических условий.

Видео по теме

Видео о том, как с помощью полимербетона укрепляют опоры ЛЭП, фундамент которых разрушается рекой:

Заключение

Полимербетон — это перспективный материал, который применяется во многих сферах. В его состав входят безопасные и нетоксичные компоненты, что делает материал безопасным и удобным в работе. Кроме того, изготовление полимербетона поможет решить проблему утилизации пластикового мусора.

Полимерцементный раствор: состав, технические характеристики, соответствие требованиям ГОСТ, назначение и применение

Полимерцементный раствор — это одна из модификаций обычного песчано-цементного раствора. Также полимеры могут добавляться в смеси, которые используются при кладке штукатурки и другого облицовочного материала. Добавление этого вещества в состав помогает улучшить его характеристики.

Общее описание и отличие

У цементного раствора из обычных составляющих, как и у других растворов, в которых в качестве вяжущего вещества выступает минеральное вещество, есть ряд недостатков. Среди них особенно выделяется низкая прочность при растяжении или изгибе, низкая стойкость к ударам, малый процент деформации, низкая стойкость к истиранию и слабая адгезию по отношению к другим строительным веществам. Список недостатков достаточно велик, что сильно ограничивает применение обычного раствора. Для того чтобы как можно сильнее снизить влияние этих недостатков или же вовсе ликвидировать их влияние, в состав смеси вводят специальные полимеры в качестве добавки от 2 до 30 % от общей массы. Таким образом можно сказать, что состав полимерцементного раствора отличается от обычного лишь наличием этой самой добавки.

Читать еще: Как сделать глиняный раствор для кладки печи

Введение полимера в смеси

Дополнительные элементы

Стоит отметить, что все характеристики полимерцементного раствора могут быть утеряны, если во время добавки полимерной дисперсии произойдет такой процесс, как коагуляция или же створаживание раствора. Чаще всего, чтобы избежать таких негативных последствий, применяются различные стабилизаторы. В качестве них обычно выбирают поверхностно-активные вещества (ПАВ) — ОП-7 или ОП-Ю. Возможно также заменить их небольшой группой электролитов, к примеру, жидким стеклом. Без добавки стабилизатора может обойтись лишь полимерцементный раствор, который был смешан на основе пластифицированной дисперсии ПВА.

Однако введение ПАВ не проходит бесследно. Чаще всего эти вещества выступают в роли мощных пенообразователей, а также они способны вовлекать воздух в растворную смесь. Если это происходит, то мельчайшие пузырьки воздуха, которые были вовлечены, могут достигать в объеме 30% от общей массы раствора.

Изменение свойств раствора

Наличие полимерных добавок в растворе помогает более равномерно распределить поры, а также сделать их объем куда более меньшим. Можно привести пример. В обычном цементном растворе, к примеру, поры могут быть до 1 мм в диаметре, а их основная часть отличается показателями в 0,2-0,5 мм в объеме. Если речь идет о полимерцементном составе, то максимальный объем снижается до 0,5 мм, а наибольшее количество, примерно 90-95 %, и вовсе не будут более 0,2 мм.

Это сказывает самым положительным образом, допустим, при сплошном выравнивании штукатурки стен полимерцементным раствором, где поры могли бы нарушить общую структуру. Также здесь стоит добавить, что те смеси, в которых имеется вовлеченный воздух, характеризуются большей пластичностью, а также лучше удобоукладываемостью при меньшем содержании жидкости. Как говорилось ранее, пластификации у таких составов также на более высоком уровне. Все это ведет к тому, что при добавлении воды очень важно учитывать процент вовлеченного воздуха и пластификацию полимерцементного раствора.

Адгезионные свойства

У таких составов наблюдается повышенная адгезия, которая объясняется следующим образом. При нанесении смеси полимер концентрируется на границе раздела и играет роль клейкой основы между раствором и основанием. Что касается самой адгезии, то она напрямую зависит от вида добавленного полимера, а также от его концентрации. Далее стоит сказать о том, что это свойство проявляется только в том случае, когда происходит высушивание раствора в воздушно-сухих условиях. Поэтому, допустим, штукатурка с полимерцементным раствором, нанесенная на стены, будет отличной основой для укладки. Если затвердевание происходит в воде, то адгезия не будет проявлять себя так хорошо, даже при огромной концентрации полимера. Это обусловлено тем, что стабилизаторы растворяются в воде, а некоторые добавки и вовсе способны изменять свои свойства, если они находятся в жидкой среде.

Можно добавить, что высокий уровень адгезии сказывается не только на улучшенном сцеплении с другими материалами, а еще и на механических характеристиках самого раствора. Это особенно заметно при возникающих нагрузках при растяжении и изгибе. У смесей с присадками эти показатели выше примерно в 10 раз, чем у обычных. Это благодаря тому, что слои полимера связывают минеральные составляющие между собой. Есть также такая характеристика, как модуль упругости, который примерно в 10 раз ниже, чем у обычного. Благодаря этому факту можно смело утверждать, что полимерный состав более деформативен, чем обыкновенный.

Усадка и другие характеристики

Если в смесь вводится более 7-10 % полимера от общей массы цемента, то при ее затвердевании будет наблюдаться более существенная усадка. Однако так как вместе с этим сильно возрастает и деформативность раствора, то по такой характеристике, как устойчивость к трещинам, смесь ничем не уступает обычной, а в некоторых ситуациях может даже превышать. Еще одно отличие в параметрах — это отдача влаги. В полимерном растворе она проходит более медленно, что позитивно сказывается на процессе затвердевания, так как не наблюдается быстрое пересыхание, из-за чего могут возникать трещины.

Взаимодействие с другими материалами

Для чего используется полимерцементный раствор? Все выше указанные свойства и характеристика материала привели к тому, что он отлично подходит для крепления облицовочных материалов, так как может обеспечить более лучшее крепление. Здесь можно привести простое сравнение обычной смеси и смеси с добавкой полимера. Раствор на основе цемента и песка создает максимальную прочность крепления к 7-9 суткам после облицовки, а к 28 суткам этот показатель будет уменьшаться примерно в 5-6 раз. Если говорит о растворе с присадкой из полимеров, то максимальная прочность крепления будет достигнута чуть позже, на 9-10 сутки, однако при этом ее отсутствие в дальнейшем и вовсе не наблюдается. Благодаря этому качеству такие составы и стали максимально широко использоваться при облицовке.

Лучшие составы для работ и расход

При модификации обычного цементно-песчаного раствора пластификаторами и полимерами можно достичь сильного сокращения расхода. Полимерцементный раствор может наноситься максимально тонкими слоями и при этом быть качественным основанием для облицовочного материала. Это обусловлено тем, что дисперсия с полимерами не только серьезно увеличивает пластичность, но и вовлекает воздух от 8 до 12 %.

На сегодняшний день в этой сфере наиболее перспективным раствором считается тот, который сделан на основе гипсоцементно-пуццоланового вяжущего (ГЦПВ), а также водными дисперсиями полимеров. Использовать такой состав можно как при наружных работах, так и при внутреннем оштукатуривании. Однако наибольший эффект, как показала практика, достигает при применении его в декоративных растворах и мастичных смесей для обработки фасадов зданий.

Требования к составу

На сегодняшний день имеется государственный документ, который регламентирует все требования, которые должны быть соблюдены при эксплуатации такого рода смеси. Ранее для полимерцементного раствора ГОСТ 28013-98 не был полностью подготовлен. Его действие распространялось лишь на обычные строительные растворы, без специальных добавок. Взамен данному и неполному ГОСТу был введен СП 82-101-98, которые распространялся на более полный перечень всех смесей. К примеру, в своде правил указанно, что специальные смеси могут готовиться лишь в специальных узлах — на растворных заводах, если они используются при строительстве государственных построек. Кроме того, для доставки такого строительного материала следует использоваться лишь специальные автосамосвалы или же растворовозы. Еще одним важным требованием стало то, что все составляющие компоненты, прежде чем приступить к их смешению, должны пройти все необходимые проверки на их пригодность и качество.

Состав для полового покрытия

Наиболее весомое отличие обычного раствора с добавкой полимеров от того, который должен использоваться для полового покрытия, состоит в том, что он имеет более высокую устойчивость к истиранию, а также не образует пыли во время износа. Чаще всего для составления такой основы используют дисперсии ПВА или же бутадиенстирольные латексы. Если добавить латекс в количестве 15-20 %, то можно увеличить стойкость к истиранию в 4-5 раз, если добавить столько же дисперсии ПВА, то можно добиться увеличения этого параметра только в 3 раза.

Если делать вывод из всего вышесказанного, то можно с уверенностью сказать, что использование обычной смеси уже не так актуально. Наличие разнообразных добавок вполне оправдано, даже если это несколько повышает стоимость смеси.

Полимерцементный раствор: состав, характеристики, требования ГОСТ

Общее описание и отличие

Введение полимера в смеси

Дополнительные элементы

Изменение свойств раствора

Адгезионные свойства

Усадка и другие характеристики

Взаимодействие с другими материалами

Лучшие составы для работ и расход

Требования к составу

Состав для полового покрытия

Полимерцементные растворы

Наряду с каучуковыми латексами в качестве примесей к цементным растворам и бетонам применяют также различные полимеры в форме водных дисперсий. Для улучшения адгезии к разным материалам, стойкости к атмосферным воздействиям и химической стойкости к щелочам в качестве примесей к строительным растворам применяют пока в опытном порядке дисперсии акрилатных и метакрилат- ных полимеров и сополимеров. Полистирольные дисперсии также повышают химическую стойкость строительных растворов и уменьшают их водопоглощение.

Стойкость к разбавленным кислотам и другим агрессивным средам повышается при добавлении маловязкой фурановой смолы. При этом применяют частично конденсированную смолу, заменяющую определенную часть затворяемой воды. Гидратация цемента протекает нормально. Для повышения гидрофобности бетона (и других строительных материалов) в качестве примесей к бетону можно использовать также метилсиланолат (сухой порошок). Силанолатный порошок продают в общей таре с цементом как готовую смесь.

Из виниловых смол в качестве добавок применяют поливинилхлорид и поливинилацетат. Поливинилхлоридная дисперсия, неустойчивая при затвердении цементного раствора, судя по экспериментальным работам, дает очень хорошие результаты, особенно по повышению прочности и стойкости к агрессивным средам.

Дисперсия поливинилацетата изготовляется прямой эмульсионной полимеризацией винилацетата в присутствии эмульгаторов и защитных коллоидов, а также пластификаторов. Это грубая дисперсия, в которой диспергированные поливинилацетатные частицы размером 0,5. 5 мкм являются дисперсной фазой, а вода — дисперсионной средой. Удельный вес 50 %-ной дисперсии — самой пригодной для смеси с цементом — колеблется в пределах 1,08. 1,11 г/см 3 .

Добавки поливинилацетатной дисперсии к цементным растворам и к бетонам существенно повышают их прочность при растяжении и адгезию к разным строительным материалам (рис. 6.19, 6.20). Исследования по определению оптимального содержания поливинилацетата в цементном растворе (портландцемент : песок =1:3), проведенные на опытных образцах стандартного размера, показали, что прочность при растяжении и изгибе значительно возрастает при содержании поливинилацетата в количестве 20 % (по массе сухого остатка) по отношению к весу цемента. Это количество, согласно литературным данным, считается оптимальным для достижения, как максимальных прочностных показателей, так и для улучшения большинства других физикомеханических и химических свойств.

Рис. 6.19. Зависимость предела прочности при растяжении (7) и прочности при сжатии (2) полимерцементного раствора от содержания поливинилацетата (В/Ц = 0,45, относительная влажность 50 %)

Рис. 6.20. Влияние добавки поливинилацетата к цементному раствору (1 : 3) при В/Ц = 0,45 и относительной влажности 35 % (/) и 50 % (2)

С повышением содержания поливинилацетата от 0 до 20 % эти свойства равномерно улучшаются, а после достижения оптимума резко ухудшаются. Объясняется это изменениями структуры при разном содержании полимера. После 28 суток при относительной влажности 50 % прочность полимерцементного раствора при растяжении повышается вдвое по сравнению с прочностью цементного раствора (В : Ц = 1 : 3) без добавок поливинилацетата, а в то же время прочность на сжатие снижается (см. рис. 6.19). Значительно возрастает также и прочность при изгибе (см. рис. 6.20).

Абсолютные величины прочности существенно зависят от влажности среды, в которой протекает схватывание и твердение. При снижении относительной влажности во времени прочность растет. Это связано со степенью высыхания дисперсии поливинилацетата. Чтобы поливинилацетат мог выполнить свои функции, т.е. образовать упругую укладку гидратированных цементных частиц, требуется связь отдельных частиц полимера, отделенных друг от друга водной дисперсионной средой. В среде с повышенной относительной влажностью полимерце- ментный раствор через 28 суток не высыхает. Прочность этого раствора при сжатии по истечении меньших промежутков времени значительно ниже, чем прочность чистого цементного раствора. После 14 суток твердения она достигает такой же величины, а через 1 год возрастает на 1/3 (от 32 до 42 МПа). Прочность при растяжении полимерцементных растворов с содержанием 20 % поливинилацетата через 1 год хранения при относительной влажности 75 % составляет 8,5 по сравнению с 33 МПа для основного раствора без примеси.

Приведенные данные характеризуют одно из основных отличий полимерцементных растворов от обычных цементных растворов и от бетонов: большая чувствительность к внешним условиям, при которых они применяются. Аналогично улучшаются механические свойства бетона и бетонного искусственного камня при введении поливинилацетата.

Коэффициент теплового расширения полимерцементных смесей зависит от содержания поливинилацетата (показатель самого полимера 8510‘ 6 1/°С). При незначительном (до 20 %) количестве поливинилацетата в смеси коэффициент теплового расширения практически не меняется, и его можно считать таким же, как для обычного бетона, т.е. 12-10′ 6 1/°С. Полимерцементные смеси с содержанием более 20 % поливинилацетата обладают большим тепловым расширением.

Суммарные изменения объема при разных температурах в большой мере зависят от относительной влажности, соответствующей данным температурам, и от предшествовавшего способа хранения образцов при затвердевании. Тепловое расширение следует поэтому рассматривать не только с точки зрения максимальных различий температуры, но и с учетом влажности среды. Теплопроводность полимерцементов немного ниже, чем цементных растворов. Ниже приведены величины теплопроводности для строительных растворов с разным содержанием поливинилацетата (портландцемент : песок =1:3).

Содержание поливинилацетата Теплопроводность,

в % от массы цемента Вт/(м*К)

0,560
10 0,493
20 0,483

Химическая стойкость строительных растворов с добавками поливинилацетата примерно та же, что и обычных строительных растворов. Они несколько более стойки лишь к маслам и нефти. Большим их недостатком является набухание поливинилацетата при длительном хранении в воде, в результате чего наблюдаются большие изменения объема, сопровождающиеся образованием трещин.

Читать еще: Как правильно приготовить раствор для кладки печи

Добавка поливинилацетата к цементным растворам оказывает большое влияние на степень износа. По данным Брокара, уже 1 % по- ливинилацетата от веса цемента снижает износ покрытий из цементного раствора в 3 раза. Ниже даны результаты проведенных им испытаний полимерцементных опытных образцов размером 6,5×4,5×2 см, истираемых шлифовальным бруском № 5 на протяжении 125 см и при давлении 0,250 кг/см 2 .

Полимерцементный наливной пол

Состав наливного пола
Технические характеристики полимерцементного пола
Преимущества и недостатки
Выбор смеси для заливки
Процедура заливки пола

Полимерцементный наливной пол – самая прочная, твердая и износоустойчивая разновидность смесей, предназначенных для заливки и выравнивания. Такие свойства он получил благодаря наличию уникальных полимерных добавок и цементной минеральной смеси.

Состав наливного пола

Полимерцементные смеси для пола – это моно- или двухкомпонентные компаунды. Кроме цемента и полимерных веществ в состав включается песок с определенной гранулометрией для повышения антискользящих свойств, окрасочные пигменты.

Роль полимерных компонентов могут играть пластифицированные ПВА-дисперсии, латексы синтетических каучуков или суспензии ПВА-сополимеров. Для получения декоративной составляющей помимо щелочестойких пигментов используется и цветной портландцемент.

Полимерцементное покрытие пола включает в себя два активных компонента – минеральное вяжущее (связующее) и органическое вещество. Именно минеральный вяжущий агент относит наливные полы такого типа к новому поколению бетона, поскольку он в большинстве, а в некоторых случаях и полностью, заменил пластификаторы.

Связующее при взаимодействии с водой способствует образованию цементного камня, выполняющего функцию склеивающего вещества между крупинками заполнителя и монолитом.

А посредством полимера при естественном испарении воды с поверхности пола образуется тончайшая пленка, наделенная безупречной адгезией и увеличивающая сцепляющие характеристики между цементным камнем и заполняющей частью. Также она придает составу эластичность и, в то же время, прочность.

Полимерцементные полы наиболее уместны для обустройства:

полов, расположенных в коммерческих или промышленных строениях;
полуподвалов, подвалов, помещений цехов, складов и гаражей;
полов в спортзалах и фитнес-центрах, а также танцевальных площадок;
паркингов, аэропортов.

Технические характеристики полимерцементного пола

толщина нанесения – 5-80 мм;
крупность наполнителя 1-3 мм;
расход смеси при толщине слоя в 1 мм – 1,5-2,0 кг/м 2 ;
расход воды для приготовления 1 кг взвеси – 0, 20-0,30 л;
водостойкость – высокая;
прочность адгезии с бетонной поверхностью – не менее 1 МПа;
прочность на изгиб спустя месяц – не менее 5 МПа;
прочность на сжатие спустя месяц – не менее 20 МПа;
жесткость отвердевшего покрытия – 9—11 рН;
усадка полученного покрытия через месяц – не более 0,5 мм/М;
отвердевание слоя – минимум 2,5 ч;
температура в помещении — +15-+25 °C;
жизнеспособность смеси – 30-40 мин.

Преимущества и недостатки

Ранее отмеченная прочность позволяет феноменально стойко переносить даже самые агрессивные механические нагрузки, истирания, воздействие химических и масляных сред, что свидетельствует о долговечности наливного пола.

Если же повреждения декоративного основания все-таки не удалось избежать, то деформированный участок с легкостью демонтируется и заполняется свежеприготовленной массой.

Обладая хорошей паропроницаемостью, полимерцементные смеси для пола способствуют микроциркуляции водяных паров через поверхность пола путем поглощения излишней влаги при ее избытке и, наоборот, ее выделении при пересушивании воздуха в помещении.

Привлекает внимание и возможность укладки смеси на влажное бетонное основание или не полностью отвердевшую стяжку.

Кроме того, сами полимерцементные полы нередко используются в качестве основной стяжки, поскольку готовая смесь может быть нанесена достаточно толстым трехсантиметровым слоем. Причем заливка раствора исключает необходимость предварительной тщательной подготовки основания.

Полученное покрытие характеризуется антистатичностью, особенно актуальной для производственных помещений с множеством рабочей техники. То есть загрязняется полимерцементное покрытие пола крайне сложно, что значительно сокращает количество влажных уборок и говорит о практичности наливного пола.

Еще одно достоинство – легкость заливки в результате достаточной пластичности готовой смеси, которая, растекаясь по поверхности, заполняет все неровности и самонивелируется, а в дальнейшем «не усаживается», как, к примеру, эпоксидный наливной пол. Процесс устройства полимерцементных полов не сопровождается никакими неприятными химическими запахами за счет экологичного состава покрытия.

И, конечно же, нельзя не отметить декоративную составляющую рассматриваемой смеси в сочетании с ее дешевизной.

Полимерцементный наливной пол имеет один недостаток, состоящий в возможности укладки готовой массы только в закрытых помещениях, минимизировав сквозняки.

Выбор смеси для заливки

При выборе следует учитывать условное разделение полимерцементных наливных полов на две группы:

Смеси с минимальным содержанием полимерных веществ;
Покрытия с достаточной концентрацией полимера в цементной составляющей, в свою очередь, классифицируемые на:

наносимые методом заливки;
укладываемые по типу цементной стяжки.

Полимерцементные полы с относительно небольшой долей полимерных агентов в составе уместны для устройства на основания, не подвергаемые воздействию химических или щелочных раздражителей, с достаточным количеством существенных дефектов.

Для помещений с присутствием органических кислот или часто убираемых плоскостей с помощью разъедающих или кипящих жидкостей целесообразно отдать предпочтение наливному полу с большим процентом полимера.

Процедура заливки пола

Устройство полимерцементных полов включает в себя следующие этапы:

Тщательная подготовка поверхности и дальнейшая его очистка;
Грунтование очищенной поверхности, однако, этот этап можно пропустить, поскольку полимерцементный наливной пол и так хорошо сцепляется с основанием;
Приготовление смеси по инструкции, указанной на упаковке сухого раствора;
Непосредственная заливка приготовленной массы. Стоит подчеркнуть, что жизнеспособность готовой смеси не превышает 40 мин, поэтому работать следует достаточно быстро, дабы избежать появления первых признаков изменения степени густоты состава;
Выравнивание залитого раствора посредством специальных валиков;
Затирка полученного основания.

Полимерцементное покрытие для пола – уникальная самонивелирующаяся смесь, идеально подходящая для любых помещений производственного или коммерческого назначения. Благодаря такой наливной массе можно получить суперстойкое, ударопрочное и долговечное покрытие, отвечающее всем требованиям стандартов и безопасности.

Полимерцементный бетон

Бетонополимеры — это бетоны, поры которых заполнены полимером или другим твердым веществом. Существенным недостатком обычных бетонов является наличие разветвленной сети пор, капиляров, различных микродефектов, образующихся при формован бетонных и железобетонных изделий, в процессе их твердения и эксплуатации. Дефекты и поры понижают прочность бетона, а так же его долговечность и стойкость к воздействию агрессивных сред, так как открывают последним доступ внутрь бетона.

Полимербетон

Свойства бетона можно изменить, если поры и капилляры заполнить другим веществом. Для этого готовые бетонные или железобетонные изделия или конструкции подвергают специальной обработке. Эта обработка включает сушку изделий, вакуумирование, пропитку специальным составом и полимеризацию, если для пропитки используют мономеры. Окончательные свойства материала будут зависеть как от свойств обрабатываемого бетона и применяемого для заполнения пор вещества или состава, так и от технологии обработки.

Увеличения долговечности и непроницаемости бетона достигают, если его пропитывают вязкими составами без их последующей полимеризации и упрочнения, например битумами; новые материалы, по свойствам значительно превосходящие бетон, получают, если его пропитывают мономером с последующей его полимеризацией в теле бетона.

Прочность полимербетона при сжатии по сравнению с исходным контрольным бетоном повышается в 2. 10 раз и может достигать 200 МПа. Прочность бетонополимера возрастает с увеличением содержания полимера в бетоне. Прочность бетонополимера при растяжении по сравнению с исходным бетоном увеличивается в 3. 10 раз, достигая 18 МПа. Введение полимера в бетон удорожает материал, поэтому применение такого сырья должно обосновываться технико-экономическим расчетом.

Полимерцементные бетоны

это цементные бетоны с добавками различных высокомолекулярных органических соединений в виде водных дисперсий полимеров: винилацетата, винилхлорида, стирола, латексов или водорастворимых коллоидов: поливинилового и урилового спиртов, эпоксидных водорастворимых смол, полиамидных и мочевиноформальдегидных смол. Добавки вводят в бетонную смесь при ее приготовлении.

Полимерцементные бетоны (полимербетоны) характеризуются наличием двух активных составляющих: минерального вяжущего и органического вещества. Вяжущее вещество с водой образует цементный камень, склеивающий частицы заполнителя в монолит. Полимер по мере удаления воды из бетона образует на поверхности пор, капилляров, зерен цемента и заполнителя тонкую пленку, которая обладает хорошей адгезией и способствует повышению сцепления между заполнителем и цементным камнем, улучшает монолитность бетона и работу минерального скелета под нагрузкой. В результате полимерцементный бетон приобретает особые свойства: повышенную по равнению с обычным бетоном прочность при растяжении и изгибе, более высокую морозостойкость, хорошие адгезионные свойства, высокую износостойкость, непроницаемость. В то же время полимерная составляющая определяет и другие особенности полимербетона: несколько повышенную деформативность, снижение прочности при водном хранении.

При смешанной связующей основе получают полимерцементный бетон. При этом основа содержит латексы, водорастворимые смолы и цемент. Когда эта смесь остывает, то на ее поверхности появляется пленка, набухающая при наличии большого количества влаги.

Выделяют два вида – каркасный и наполненный.

Применение.

Материал активно применяют для ландшафтного дизайна, наружной и внутренней отделке стен, фасадов здания и при устройстве полов. Полимерцементный бетон удобен в использовании, его легко наносить как механизированным, так и ручным способом.

Применению полимерцементного бетона на основе эпоксидного связующего в дорожностроительства дорожных и аэродромных покрытий из мелкозернистого и песчаного полимерцементного бетона.

Ниже приведены материалы для приготовления полимерцементного бетона и требования к ним; составы эпоксидного связующего и эпоксидной эмульсии; особенности проектирования состава полимерцементного бетона, технологии приготовления эпоксидного связующего, растворов фурилового спирта и полиэтиленполиамина, а также эпоксидной эмульсии. Изложены технология приготовления и укладки полимерцементобетонной смеси и техника безопасности при работе с полимерными материалами.

Общие положения

1 . Настоящие рекомендации для строительства дорожных и аэродромных покрытий из мелкозернистого и песчаного полимерцементного бетона (ПЦБ), приготовленного с применением цемента и эпоксидного связующего.

2 . Полимерцементный бетон имеет органоминеральную структуру и обладает свойствами, полученными как от цемента, так и от полимера — эпоксидного связующего.

3 . Добавку эпоксидного связующего в полимерцементный бетон рекомендуется вводить в количестве 3 — 8 % от массы цемента.

4 . Прочность на растяжение при изгибе ПЦБ при такой дозировке эпоксидного связующего на 50 — 80 % выше максимальной по ГОСТ 8424-72 «Бетон дорожный». За предельную марку по пределу прочности ПЦБ на растяжение при изгибе следует считать 70.

5 . Марка ПЦБ на основе эпоксидного связующего по прочности при сжатии должна соответствовать ГОСТ 8424-72; прочность при сжатии должна быть не ниже 300 кгс/см 2 , независимо от прочности на растяжение при изгибе.

6 . Модуль упругости ПЦБ на основе эпоксидного связующего снижается до 250000 — 300000 кгс/см 2 (вместо 280000 — 380000 кгс/см 2 у равнопрочных на растяжение при изгибе обычных бетонов).

7 . Коэффициент линейного температурного расширения и усадка полимерцементного бетона на основе эпоксидного связующего равны аналогичным показателям обычных бетонов; коррозионная стойкость при попеременном замораживании-оттаивании в растворах хлорис тых солей более чем в 2 раза выше; истираемость в 2 — 2,5 раза меньше. Кроме того, ПЦБ на основе эпоксидного связующего обладает повышенной адгезией к «старому» бетону.

Область применения полимерцементного бетона

8 . Полимерцементный бетон (мелкозернистый и песчаный) рекомендуется применять:

для устройства верхних слоев дорожного и аэродромного покрытия;

при усилении существующего дорожного и аэродромного покрытия;

для восстановления отдельных участков поверхности, углов и кромок швов цементобетонного покрытия автомобильных дорог и аэродромов.

Решение об использовании ПЦБ на основе эпоксидного связующего в каждом конкретном случае принимается на основе технико-экономического обоснования, составляемого проектной организацией при участии Союздорнии.

8 . Конструкция покрытий из полимерцементного бетона на основе эпоксидного связующего определяется проектной организацией. При проектировании учитывают требования следующих документов:

«Методических рекомендаций по конструированию и расчету цементобетонных покрытий на основаниях различных типов (Союздорнии. М., 1972) — автомобильные дороги;

«Указаний по проектированию аэродромных покрытий» СН 120-70 — аэродромные покрытия;

СН 120-70 и «Руководства по эксплуатационной оценке прочности жестких аэродромных покрытий «Аэропроект». М., 1973) — слой усиления аэродромов.

Требования к материалам для ПЦБ на эпоксидном связующем

10 . Заполнители, вода, портландцемент (марки не ниже 400) для дорожных полимерцементных бетонов должны соответствовать требованиям ГОСТ 8424-72.

11 . Для приготовления эпоксидного связующего требуются следующие материалы: эпоксидная смола марки ЭД-20 ( ГОСТ 10587 -76) или ЭИС-1 (ТУ 38109-71), полиэтиленполиамин (ТУ 6-02-594-70), фуриловый спирт (ТУ 69-267-62).

12 . Эпоксидные смолы марок ЭД-20 и ЭИС-1 не твердеют в водной среде. Для их твердения в водной среде бетонной смеси следует применять связующее следующего состава * (вес. ч.).

Эпоксидная смола . 100

Фуриловый спирт . 20

13 . Для достижения наибольшей равномерности распределения эпоксидного связующего в объеме бетонной смеси и получения бетона с высокими показателями свойств при минимальном расходе связующего составляющие его компоненты следует вводить в смесь раздельно в виде водных растворов.

14 . Эпоксидную смолу следует вводить в бетонную смесь в виде водной эмульсии. В качестве эмульгатора рекомендуется сульфитно-спиртовая барда в количестве 5 — 7 % от массы смолы.

15 . Растворы фурилового спирта, полиэтиленполиамина и эпоксидную эмульсию следует приготавливать на воде затворения бетона.

Особенности проектирования состава полимерцементного бетона

16 . Состав полимерцементного бетона на основе эпоксидного связующего проектируют и подбирают любым методом, обеспечивающим заданную прочность и требуемые физико-механические свойства.

17 . Расход эпоксидного связующего для получения бетона с заданной прочностью определяют по графику (см. рисунок).

График для определения расхода эпоксидного связующего

18 . Количество воды, необходимое для достижения требуемой подвижности (жесткости) полимерцементного бетона, определяют экспериментально с учетом введенного количества эпоксидного связующего.

Ориентировочное значение В/Ц при одинаковой подвижности смеси в зависимости от расхода эпоксидного связующего приведено в таблице.

Расход связующего в смеси, % массы цемента

19 . Пробным замесом с заданным пределом подвижности полимерцементобетонной смеси определяют фактический ее объемный вес при принятом методе уплотнения, рассчитывают коэффициент выхода и фактический расход материалов на 1 м 3 .

Технология приготовления эпоксидного связующего и составляющих его компонентов

20 . Перед приготовлением эпоксидного связующего в отдельные емкости отвешивают составляющие его компоненты (см. п. 12 ) и приготавливают затем растворы каждого компонента в части воды затворения бетона.

21 . При приготовлении растворов полиэтиленполиамина и фурилового спирта эти вещества вводят в воду и перемешивают до получения однородной массы.

22 . Для приготовления эпоксидной эмульсии в эмульсионной машине периодического действия (акустическом диспергаторе) объединяют эпоксидную смолу и водный раствор эмульгатора, дозируемые в определенных соотношениях. Температура смолы и эмульгатора должна быть в пределах 40 — 45 °С.

Количество раствора эмульгатора и эпоксидной смолы, необходимое для одного цикла, рассчитывают предварительно с целью получить эмульсию требуемой концентрации.

23 . Заполнять бак диспергатора следует так, чтобы гидродинамический преобразователь (вибратор) был полностью погружен в жидкость.

В подогретый бак диспергатора заливают отмеренный объемным дозатором раствор эмульгатора и включают насос, обеспечивающий циркуляцию этого раствора через вибратор. После установившегося колебательного движения пластины вибратора из второго объемного дозатора начинают подавать подогретую до 40 — 45 ° С эпоксидную смолу со скоростью 30 — 40 л/мин.

После подачи всей порции эпоксидной смолы циркуляцию продолжают еще 5 — 7 мин., затем откачивают образовавшуюся эмульсию из бака и цикл повторяют.

24 . Температура готовой эпоксидной эмульсии, выходящей из диспергатора, должна быть не выше 45 °С.

25 . После 8 час работы машину промывают водой.

26 . Хранить эпоксидную эмульсию следует не более 1 месяца при температуре воздуха не ниже 0 °С.

27 . При более длительном хранении эпоксидной эмульсии возможно некоторое расслоение эмульсии; в этих случаях ее перед использованием необходимо перемешать.

Технология приготовления и укладки полимерцементобетонной смеси

28 . Приготовление полимерцементобетонной смеси должно осуществляться только в смесителях с порционным весовым дозированием материалов и с принудительным перемешиванием.

29 . Технология приготовления полимерцементобетонной смеси следующая: в смеситель подают заполнители и цемент, перемешивают смесь известным способом, затем вводят последовательно эпоксидную эмульсию, растворы фурилового спирта и полиэтиленполиамина; смесь после введения каждого раствора тщательно перемешивают. Через каждые 1 — 1,5 час работы мешалку очищают песком и промывают водой, а в конце смены — техническим ацетоном.

30 . Транспортировать полимерцементобетонную смесь от завода к месту укладки следует автомобилями-самосвалами. Чтобы предотвратить испарение воды из смеси, а также замедлить процесс отверждения эпоксидной смолы, кузов самосвала обязательно накрывают брезентом, мешковиной и т.п.

31 . Время с момента приготовления полимерцементобетонной смеси до момента уплотнения ее в покрытии не должно превышать 1 час.

32 . Укладывать полимерцементобетонную смесь следует на тщательно очищенное основание. Укладку, уплотнение и отделку полимерцементобетонной смеси производят в соответствии с требованиями действующих нормативно-технических документов, используя машины и механизмы, применяемые для работы с обычным бетоном.

33 . Через каждые 1 — 1,5 час работы бетоноукладочную машину следует тщательно очищать от остатков полимерцементобетонной смеси и промывать водой, а в конце смены — техническим ацетоном.

34 . Уложенную в покрытие полимерцементобетонную смесь следует укрывать рулонным пленочным материалом и выдерживать в таких условиях в течение 48 час.

35 . Открывать движение по покрытию, устроенному из полимерцементного бетона, можно через 14 суток.

36 . Методы контроля качества полимерцементобетонной смеси на основе эпоксидного связующего и полимерцементного бетона не отличаются от принятых для обычного бетона. Условия твердения контрольных образцов, предназначенных для испытания на прочность, должны быть следующие: образцы из полимерцементно го бетона, закладываемые на ЦБЗ, хранят до момента испытания при температуре 20 ± 2 °С и относительной влажности воздуха, близкой к 60 %. Образцы, закладываемые на месте укладки, хранят так же, как и полимерцементный бетон в покрытии.

37 . Усиление аэродромных покрытий тонкими слоями полимерцементобетонной смеси на основе эпоксидного связующего и предварительные операции по подготовке «старого» бетона должны осуществляться в соответствии с требованиями, изложенными в постановлениях по аэродромной службе в гражданской авиации СССР (НАСТА-71, М., 1972) и «Предложениях по использованию высокопрочных бетонов в тонких слоях для усиления и выравнивания цементобетонных покрытий на опытном строительстве», разработанных ГПИ и НИИ ГА «Аэропроект» в 1976 г. при участии Союздорнии.

38 . Восстановление отдельных участков поверхности, углов и кромок швов цементобетонного покрытия дорог и аэродромов с применением полимерцементобетонной смеси на основе эпоксидного связующего и предварительные операции по подготовке «старого» бетона должны осуществляться в соответствии с требованиями, изложенными в «Методических рекомендациях по ремонту цементобетонных покрытий с применением полимерных материалов» (Союздорнии. М., 1975).

39 . Работы по устройству и усилению покрытий дорог и аэродромов с использованием полимерцементобетонной смеси на основе эпоксидного связующего должны производиться при температуре воздуха не ниже + 5 °С.

40 . Эпоксидные смолы и фуриловый спирт транспортируют и хранят в герметических бидонах, отвердитель (полиэтиленполиамин) — в стеклянной таре. В зимнее время полимерные материалы хранят в помещениях с температурой воздуха не ниже 0 °С, в летнее время — не выше 35 °С.

ГЛАВА II. ПОЛИМЕРЦЕМЕНТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

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.

0 0 голоса

Рейтинг статьи