Полимерные и полимерцементные бетоны, растворы и мастики

ПОЛИМЕРЦЕМЕНТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛИМЕРАХ

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

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

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

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

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

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

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

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

Из-за замедленного структурообразования полимерцементных бето­нов и растворов с водорастворимыми полимерными связующими и мед­ленного высыхания такого бетона его марку рекомендуется опреде­лять не через 28, а через 45 ...60 сут твердения. Для ускорения процесса твердения цемента рекомендуется вводить ускорители твердения, напри­мер хлорид кальция СаС12 в количестве 1—1,5% от массы цемента.

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