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:

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:

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:

Гидроизоляция, исходя из определения термина, применяется во время:

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:

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.

Полимерцементная штукатурка для внутренних работ и как работать с таким составом

Технический состав раствора

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

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.

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.

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:

  1. Электросопротивление;
  2. Повышенная прочность;
  3. Устойчивость к деформации;
  4. Высокая пластичность, вследствие чего материал легко укладывается на бетон;
  5. 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.

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.

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:

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

Устройство бесшовных покрытий полов

Как готовят основание под полимерцементные наливные полы?

Из каких технологических операций состоит устройство полимерцементных наливных покрытий?

Какие связующее используют при приготовлении полимерцементных составов?

Как отделывают полимерцементные наливные покрытия?

Состав технологических операций.

Приготовление грунтовочных и выравнивающих составов; подготовка основания и установка маячных реек; грунтовка основания; нанесение выравнивающего слоя; снятие маячных реек и заделка борозд; отделка лицевой поверхности.

Механизмы, инструменты, приспособления, инвентарь.

Растворосмеситель с откидными лопастями, двумя бункерами-тачками для готового и приготовляемого растворов; электрическая шлифовальная машина с гибким валом; установка с соплом-форсункой для нанесения мастики; виброрейка; шлифовальная машина. Лещадь; растворная лопата; лопатка плиточная; флейцевая кисть (шириной 120 мм) или валик с ванночкой; шпатель со сменными полотнами; полутерок длиной 800 мм; гладилка; сито; фанерные щиты; маячные рейки с отфугованной верхней кромкой; резиновые перчатки, резиновая обувь, защитные очки, респиратор.

Цемент. Грунтовка-дисперсия ПВА, разбавленная в соотношении 1 : 8 мас. ч. (дисперсия : вода) по массе.

Состав для выравнивающего слоя, кг: сухая растворная смесь марки 150-100; дисперсия ПВА, разбавленная водой в соотношении 1 : 4 мас. ч. (дисперсия : вода) — 14.

Состав восковой мастики для отделки лицевого покрытия, мас. ч.: скипидар или бензин — 10; стеарин — 2; парафин — 1; воск — 1; канифоль — 0,25.

Схема организации рабочего места.

Необходимые материалы, механизмы, инструменты, инвентарь размещают у места работ или в смежном помещении.

Последовательность выполнения технологических операций.

Работу начинают после сдачи помещения под отделочные работы и закрепления на стенах помещения уровня чистого пола.

Приготовление грунтовочных и выравнивающих составов. Полимерцементную грунтовку приготовляют на месте работы в растворосмесителе со сменными бункерами-тачками. В бункер-тачку вводят дозированное количество поливинилацетатной дисперсии и воды, опускают лопастный вал, включают растворосмеситель и перемешивают в течение 2-3 мин; затем засыпают цемент, перемешивая смесь до однородности. Приготовленную грунтовку процеживают через сито.

Состав для выравнивающего слоя приготовляют, вливая в бункер-тачку растворосмесителя дозированный объем поливинилацетатной дисперсии, включают лопастный вал. При перемешивании добавляют дозированное количество воды; смесь перемешивают в течение 1-2 мин.

Затем, не останавливая смеситель, засыпают просеянную сухую растворную смесь, пигменты и продолжают перемешивание в течение 5-7 мин до получения однородного, без комков состава. Подвижность состава, контролируемого эталонным конусом, должна быть 5-7 см.

Приготовленные грунтовочные и выравнивающие полимерцементные составы доставляют в бункере-тачке к установке.

Подготовка основания и установка маячных реек. Выявленные дефекты основания при наложении двухметровой контрольной рейки отмечают цветными мелками. Выпуклости поверхности удаляют мозаично-шлифовальной машиной сначала с крупнозернистыми кругами, а затем среднезернистыми.

Основание очищают от мусора, грязи, обеспыливают пылесосом. После этого вдоль стен устанавливают фанерные или оргалитовые защитные щитки. По отметке уровня чистого пола, вынесенной на стены помещения, укладывают, выверяют по уровню и закрепляют маячные рейки с шагом 1,5-2 м. Высота маячных реек соответствует толщине покрытия.

Огрунтовка основания. На обеспыленное основание наносят грунтовочный состав, закрепляющий верхний слой основания и обеспечивающий более прочное сцепление выравнивающего слоя с основанием.

Грунтовку наносят волосяными щетками, а при большом объеме работ — форсункой с помощью установки. По просохшей грунтовке с помощью шпателя составом, предназначенным для выравнивающего слоя, исправляют мелкие дефекты основания.

Нанесение выравнивающего слоя. После схватывания шпатлевки в дефектных местах наносят форсункой лицевой слой полимерцементного покрытия с помощью установки до уровня уложенных маяков. Слой разравнивают правилом или гладилкой, уплотняют виброрейкой, опирая концы ее на маячные рейки.

Отделка лицевой поверхности. После твердения выравнивающего слоя через 18-24 ч лицевую поверхность слегка увлажняют и обрабатывают шлифовальной машиной с мелкозернистым шлифовальным кругом.

Дошлифовку труднодоступных и стесненных мест, узких полос вдоль стен выполняют вручную бруском, закрепленным в обойме лещади.

Мелкие дефекты поверхности (выкрошенные песчинки и т. д.) шпатлюют составом, предназначенным для выравнивающего слоя, а после высыхания шлифуют мелкозернистыми кругами без увлажнения поверхности.

После твердения всей площади покрытия, а также после шлифования его наносят восковую мастику или покрывают лаком.

Контроль качества.

Полимерцементное мастичное покрытие должно иметь заданную толщину, горизонтальную ровную поверхность без раковин, трещин, выбоин и других дефектов. Цвет, тон покрытия должны соответствовать проекту. Просветы между двухметровой контрольной рейкой, прикладываемой к поверхности покрытия во всех направлениях, не должны превышать 4 мм.

Читайте также:  Необычный загородный дом после бюджетной рекоснтрукции

Трудовые затраты.

Норма времени на устройство 1 м2 однослойных полимерцементных полов — 0,31 чел-ч; норма выработки на 1 чел-дн — 25,8 м2.

Техника безопасности.

Помещения, в которых устраивают полимерцементные наливные полы, должны иметь вентиляцию. Работать с электрифицированными механизмами нужно в резиновой обуви и перчатках. При работах, связанных с выделением пыли, пользуются защитными очками, а при покрытии полов лаком и респиратором.

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.

Преимущества и недостатки

Благодаря особой прочности такое покрытие хорошо переносит:

Среди преимуществ такого пола:

Смесь можно укладывать на влажное бетонное основание. Она также используется в качестве стяжки. Наносят её толстым трёхсантиметровым слоем. Основание при этом не требует тщательной подготовки. Анти статичность особенно актуальна для производственных помещений. В условиях вредной среды и большого количества рабочей техники полы не загрязняются.

Материал достаточно пластичный, что способствует легкой заливке смеси. Она растекается по поверхности и заполняет все неровности основания.Состав очень экологичный и не имеет неприятного запаха. Приятная декоративная составляющая смеси. Невысокая стоимость.

Недостаток у такого покрытия только один: укладывать его можно в закрытом помещении, чтобы не возникало сквозняков.

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.

Разновидности покрытия

Полимерцементные полы делятся на два вида:

Второй вид имеет разные способы монтажа:

Покрытия с небольшим содержанием полимеров применяют в помещениях, которые не подвергаются сильному химическому воздействию. В помещениях, наполненных испарениями кипящих жидкостей или органических кислот, необходимо использовать вариант с большим процентом полимеров.

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.

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.

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.

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.

Читайте также:  Паркет «елочка» (39 фото): дубовый паркет с бесшовной текстурой в виде французской, венгерской и английской елки, правильная раскладка и размеры

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.

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:

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:

  1. Электросопротивление;
  2. Повышенная прочность;
  3. Устойчивость к деформации;
  4. Высокая пластичность, вследствие чего материал легко укладывается на бетон;
  5. 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:

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:

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:

Преимущества:

Технические характеристики

№ п/пНаименование характеристикиЗначение характеристики для:
цементного раствораПЦРЭ-20ПЦРЭ-30ПЦРЭ-35ПЦРЭ-40
1Плотность, г/см32,202,061,911,791,72
2Прочность при сжатии (через 28 сут), МПа, не менее14,850353030
3Прочность при изгибе (через 28 сут), МПа, не менее0,564,06,78,09,0
4Водопоглощениеза 42 сут, %11,03,3-3,51,8-2,01,3-1,50,98-1,0
5Адгезия, МПакогезионный отрыв по бетону
6Подвижность массы410151517

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.

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.

§ 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):

Читайте также:  Работаем с красками самостоятельно: какие цвета смешать, чтобы получить коричневый

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.

Полимерно-цементные растворы для строительства и ремонта зданий и сооружений Текст научной статьи по специальности « Химические технологии»

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Пшинько А. Н., Палий В. В., Краснюк А. В.

В статье приведен анализ полимерно-цементных растворов для применения их при строительстве и ремонте зданий и сооружений . Описаны основные свойства известных полимерно-цементных растворов , применяемых с этой целью. Показаны преимущества применения в качестве ремонтных материалов полимерноцементных растворов .

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Пшинько А. Н., Палий В. В., Краснюк А. В.

POLYMER AND CEMENT MORTARS FOR THE CONSTRUCTION AND REPAIR OF BUILDINGS AND STRUCTURE

In the article the analysis of polymer-cement mortars for their application in construction and repair of buildings and structures is presented. The main properties of known polymer-cement mortars used for this purpose are described. The advantages of application of polymer-cement mortars as repair materials are shown.

Текст научной работы на тему «Полимерно-цементные растворы для строительства и ремонта зданий и сооружений»

А. Н. ПШИНЬКО, В. В. ПАЛИЙ, А. В. КРАСНЮК (ДИИТ)

ПОЛИМЕРНО-ЦЕМЕНТНЫЕ РАСТВОРЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕМОНТА ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

У статп наведено ан^з полiмерно-цементних розчишв для використання ïx при будiвництвi та peMOHTi будiвель i споруд. Описано основнi властивостi вщомих полiмерно-цементниx розчинiв, що використову-ються з щею метою. Показано переваги застосування полiмерно-цементниx розчинiв в якосп ремонтних матерiалiв.

В статье приведен анализ полимерно-цементных растворов для применения их при строительстве и ремонте зданий и сооружений. Описаны основные свойства известных полимерно-цементных растворов, применяемых с этой целью. Показаны преимущества применения в качестве ремонтных материалов полимерно-цементных растворов.

In the article the analysis of polymer-cement mortars for their application in construction and repair of buildings and structures is presented. The main properties of known polymer-cement mortars used for this purpose are described. The advantages of application of polymer-cement mortars as repair materials are shown.

Известно, что на железных дорогах Украины более 36 % зданий и сооружений эксплуатируются с просроченными сроками капитального ремонта. Среди этих объектов значительную долю занимают вокзалы и платформы. Следует отметить, что эти объекты наиболее активно эксплуатируются и от эффективного и качественного их ремонта зависит как безопасность пассажиров, так и их психологическое настроение при перемещении по железным дорогам Украины [1].

Поэтому на сегодняшний день актуальными остаются вопросы, связанные с выбором эффективных материалов для ремонта зданий и сооружений, которые обеспечат долговечную эксплуатацию отремонтированных объектов.

Для достижения поставленной цели важно проанализировать существующие полимерно-цементные составы и предложить новые или модифицированные, обладающие более высокими физико-механическими показателями для ремонта зданий и служебно-технических сооружений на железных дорогах Украины.

Известно, что наибольшее распространение сегодня получили сухие строительные смеси. Как правило, это цементные смеси, модифицированные полимерными добавками, способными к редиспергации, полученные высушиванием специальных водных дисперсий полимеров.

В качестве органических вяжущих, в основном, применяют дисперсные полимерные порошки на основе термопластических полимеров (винилацетат, этилен, винилхлорид, акрилат и

У полимерно-цементных растворов процесс полимеризации полимеров происходит или перед гидратацией цемента, или параллельно процессу гидратации. В зарубежной специальной литературе такие составы известны как PCC (Polymer Cement Concrete). В сравнении с обычными растворами, полимерно-цементные растворы являются более стойкими к воздействию динамических сил, способны к преобразованию и рассеиванию энергии, отличаются большими значениями прочности при сжатии, при изгибе, при растяжении, большей адгезией и низкой водонепроницаемостью. Используют такие составы, как правило, для строительства лестниц, дорог, полов, для ремонта та наращивания нового бетона на старый, для устранения трещин, укрепления перекрытий, антикоррозионной защиты [2].

Однако основная масса производителей полимерно-цементных составов представляет зарубежные разработки и их стоимость в 5. 10 раз превышает себестоимость материалов. Поэтому разработка отечественных полимерно-цементных растворов, технологий их изготовления и нанесения остается актуальной задачей.

Для изготовления полимерно-цементных растворов на минеральных вяжущих, как правило, вводят полимерные добавки в количестве 2.30 % от массы цемента. Такие растворы называют полимерно-цементными (если их полу-

чают на основе других минеральных вяжущих, например гипсовых, то соответственно они называются полимерно-гипсовыми и т. д.) [3].

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 полимерно-цементные растворы существенно отличаются от растворов на чистых минеральных вяжущих, но при этом нерастворимый в воде полимер не так сильно замедляет гидратацию минерального вяжущего, как водорастворимый.

При введении полимерных дисперсий в растворную смесь может произойти коагуляция (створаживание) дисперсии, при этом необратимо теряются свойства полимерно-цементного раствора. Для предотвращения этого в большинстве случаев необходимо применять стабилизаторы – поверхностно-активные вещества (например, ОП-7, ОП-10) или некоторые электролиты (напр., 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 надо учитывать, что избыток водорастворимых стабилизаторов отрицательно влияет на гидратацию минеральных вяжущих.

Полимерно-цементные смеси из-за присутствия поверхностно-активных веществ, 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

полимер-цементном растворе размер пор не превышает 0,5 мм, а размер большинства (90.95 %) пор меньше 0,2 мм.

Растворные смеси с вовлечением воздуха 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 (воздухововлечение и пластификация) необходимо учитывать при дозировке воды затворе-ния в полимерно-цементных растворах. Мелкая замкнутая пористость полимерцементных растворов повышает их водопроницаемость и морозостойкость.

Повышенная адгезия полимерно-цементных 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 его содержания. Повышенные адгезионные свойства полимерно-цементных 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, входящих 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 бутадиен-стирольного 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 полимерно-цементного раствора с другим материалом (отделываемая поверхность, облицовка) будут в 2.3 раза меньше, чем у обычного цементного раствора. Второе важное следствие уменьшения модуля упругости и повышенной деформативной способности полимерцементных растворов заключается в

повышении 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 де-формативность раствора, поэтому по трещино-стойкости полимерно-цементные растворы не уступают обычным, а иногда и превосходят их.

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

Полимерно-цементные растворы для устройства покрытий полов характеризуются повышенным сопротивлением истиранию и не образуют пыли при износе. Обычно для таких растворов применяют дисперсию ПВА или бу-тадиен-стирольные 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 полимерно-цементные растворы используют в штукатурных работах. Штукатурки из латексно-цементных составов дают непыля-щую поверхность покрытия, обладают высокой коррозионной стойкостью. Полимерно-цементные 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 поливинилацетат-цементных растворов бетонные поверхности предварительно огрунтовывают 10.7 %-ным раствором ПВАД.

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

В отделочных работах широко используют гипсополимерно-цементные растворы на основе гипсоцементно-пуццоланового 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 для крепления керамических и стеклянных плиток.

В гипсополимерно-цементные 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 2 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 используют следующий состав раствора на гипсополимерно-цементном вяжущем веществе, масса в частях: 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 4.6 ч.

Проведенный анализ применения полимерно-цементных растворов позволяет рекомендовать их использование при строительстве и ре-

монте зданий и служебно-технических сооружений на железных дорогах.

Дальнейшие исследования и разработка новых полимерно-цементных материалов позволят существенно снизить стоимость ремонта, а использование в составах вторичных продуктов промышленности Украины позволит решить ряд экологических проблем.

1. Пшинько, А. Н. Анализ материалов для восстановления зданий и сооружений на железнодо-

рожном транспорте [Текст] / А. Н., Пшинько, А. В. Краснюк, В. В. Палий // Вюник Дшпро-петр. нац. ун-ту залiзн. трансп. iм. акад.. В. Ла-заряна. – 2007. – Вип. 16. – Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2007. – С. 101-103.

2. Будiвельне матерiалознавство [Текст] : тдруч-ник / П. В. Кривенко та ш. – К. ТОВ УВПК «ЕксОб», 2004. – 704 с.

3. Комар, А. Г. Строительные материалы и изделия [Текст] : учебник / А. Г. Комар. – М.: Высш. шк., 1971. – 560 с.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *