Полимерные и полимерцементные бетоны, растворы и мастики

ПОЛИМЕРСИЛИКАТНЫЕ КИСЛОТОСТОЙКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Полимерсиликатными называют материалы (растворы, бетоны, замазки) на кислотоупорном цементе, модифицированном полимер­ными добавками. Кирлотоупорный цемент получают, затворяя смесь из тонкодисперсного кислотоупорного наполнителя (молотого квар­ца, диабаза, андезита и т. п.) и кремнефтористого натрия Na2 [SiF6] жидким стеклом. Жидкое стекло — раствор силиката натрия или ка­лия в воде.

Твердение кислотоупорного цемента происходит за счет взаимо­действия силиката натрия Na20 • nSi02 с кремнефтористым натрием с образованием фторида натрия NaF и геля гидрооксида кремния Si(OH)3. Гель, уплотняясь, соединяет частицы наполнителя, придавая ма­териалу камневидные свойства. Этот процесс ускоряется под дейст­вием минеральных кислот; образующийся продукт противостоит почти всем минеральным кислотам, но не достаточно стоек к обыч­ной воде.

Если в смесь кислотоупорного цемента добавить песок и круп­ный заполнитель из кислотостойких пород (кварца, андезита, диабаза, базальта), то получается кислотоупорный бетон. Основное назначение кислотоупорных бетонов и растворов — защита строительных конструк­ций от действия кислотных растворов (например, на химических, метал­лургических и других предприятиях). Поэтому от таких бетонов и растворов помимо кислотостойкости требуется высокая плотность и непроницаемость.

Основной компонент кислотоупорных бетонов — жидкое стекло — содержит довольно большое количество воды, почти не участвующей в процессе твердения материала. Поэтому даже при хорошем уплот­нении бетонной смеси после ее затвердевания вода, испаряясь, оставля­ет в цементном камне систему сообщающихся пор. Из-за этих пор бетон становится проницаемым и кислые растворы могут проникать через кислотоупорный бетон к основным конструкциям здания.

Превратить систему сообщающихся пор в отдельные замкнутые поры можно введением в кислотоупорный бетон полимерных доба­вок. Этот процесс называется кальматацией пор. При этом повышается и водостойкость кислотоупорных бетонов и растворов.

Полимерные добавки должны хорошо совмещаться с жидким стеклом; под действием кислых сред переходить в твердое состояние, устойчивое к длительному воздействию таких сред. Этим требованиям удовлетворяют фуриловый спирт, фурфурол, их смеси, а также водо­растворимые фенолформальдегидные смолы.

Полимерсиликатные бетоны и растворы используют для устройст­ва покрытий полов, наклеивания штучных кислотоупорных материа­лов, устройства кислотостойких конструкций (электролизных ванн, емкостей и т. п.).

Для крепления кислотостойких керамических плиток и запол­нения швов между ними рекомендуется следующий состав полимер - силикатного раствора (мае. ч.): натриевое жидкое стекло плотностью 1380 кг/м3 — 100; кремнефтористый натрий — 18; тонкомолотый наполнитель — 150; кварцевый песок крупностью до 1,2 мм — 200; фуриловый спирт — 3; отвердитель фурилового спирта (солянокис­лый анилин) — 0,4.

Для этих же целей рекомендуется кислотостойкая замазка состава (мае. ч.): жидкое стекло — 100; кремнефтористый натрий — 7; поли­мерная добавка (фуриловый спирт или смесь фурфурола с фуриловым спиртом 1:1) — 1,75; гидрофобизирующая кремнийорганическая добавка — 1,5...1,75 и тонкомолотый наполнитель — 120„.150.

Для покрытий полов при попеременном воздействии кислот и воды рекомендуется полимерсиликатный раствор следующего состава (мае. ч.): натриевое жидкое стекло — 100; кремнефтористый натрий — 15; тонкомолотый наполнитель — 110; кислотостойкий песок — 330; полимерная добавка — 4,5.

В качестве полимерной добавки используется 30 %-ный раствор фенолформальдегидной резольной смолы (ФРВ) в фуриловом спирте. Для увеличения деформативности в полимерсиликатные композиции вводят латекс СКС-65, а для обеспечения высокой адгезии к керамике и шлакоситаллам — эпоксидную циановую смолу ЭД-20 (3 мае. ч.) и в качестве отвердителя — формамид.

Адгезия при отрыве полимерсиликатных композиций 3...5,5 МПа. При этом коэффициент стойкости адгезионного соединения после 309^ной серной кислоты 1 ...1,15 (у обычного кислотоупорного раство­ра эти показатели соответственно 0,4...0,5 МПа и 0,9...1,1).

Крупноразмерные полимерсиликатные изделия получают из бетон­ных смесей. Примерный состав полимерсиликатного бетона (мае. ч.): жидкое стекло — 100; кремнефтористый натрий — 15; полимерная добавка (фуриловый спирт или смесь фурилового спирта с фурфуро­лом 1 : 1) — 4; гидрофобизирующая кремнийорганическая добавка — 3...4; тонкомолотый наполнитель — 150; песок кварцевый чистый — 230...250; щебень из кислотостойких пород крупностью 5...20 мм — 380...400. Такие полимерсиликатные бетоны имеют прочность 20 МПа и более.