Полимерцементные растворы: Полимерцементные растворы

Полимерцементные растворы

Строительные растворы на минеральных вяжущих (в том числе и цементные) отличаются рядом недостатков: у них низкая прочность при изгибе и растяжении, слабая
адгезия к другим строительным материалам, незначительная деформативность и низкая ударная вязкость, невысокая стойкость к истиранию, при истирании
растворов образуется много пыли.

Если в раствор на минеральных вяжущих ввести полимерные добавки в количестве 2…3 % от массы вяжущего, то указанные выше недостатки растворов можно
уменьшить или ликвидировать.

Чаще других применяют цементные растворы с полимерными добавками. Такие растворы называют полимерцементными.

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.

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.

Полимерцементные растворы

Категория: Выбор стройматериалов

Полимерцементные растворы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Выбор стройматериалов — Полимерцементные растворы

Полимерцементный раствор состав — Строительный журнал

Полимерцементный раствор: технические характеристики и применение смеси

Раствор полимерцементного характера является изобретением, позволяющим декоративно отделывать бетонные поверхности полов и стен. Благодаря составу, с каждым годом для смеси находят новую сферу применения, которая постоянно расширяется. Обладая качественными показателями, этот современный строительный материал заслуживает особого внимания.

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.

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 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.

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.

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.

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.

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: 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 — это… Что такое полимерцементный раствор?

Полимерцементный раствор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Полимерцементный раствор

Cтраница 1

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

Полимерцементный раствор ( смесь без крупных заполнителей), обладающий химической стойкостью и высокой адгезией, целесообразно применять для крепления керамических плиток к вертикальным бетонным поверхностям, кладки кислотостойкого кирпича.
 [2]

Тампонажные полимерцементные растворы с добавкой ПВС-24 / 6 с положительным результатом применены более чем на 1500 скважинах в различных нефтедобывающих районах страны.
 [3]

Полимерцементным растворам ( ПЦР) в гораздо меньшей степени присущи перечисленные выше недостатки обычных цементных растворов. Лабораторные и промысловые исследования, проведенные Р. Т. Булгаковым, А.
 [4]

Параметры полимерцементных растворов ( ПЦР) и их камня главным образом определяются природой вводимого полимера, его соотношением с цементом и содержанием других компонентов, участвующих в структурообразовании. Значительное влияние на параметры ПЦР и первоначальные прочностные характеристики камня могут оказать температура среды и другие факторы. Например, при использовании в качестве полимерной составляющей водорастворимых феноло-формальдегидных смол реакция поликонденсации фенола с формальдегидом сопровождается выделением большого количества тепла, что не может не отразиться на процессах гидратации цемента. Изучение влияния указанных факторов на свойства тампонирующего состава имеет первостепенное значение для практического применения ПЦР при строительстве нефтяных скважин, в частности при креплении.
 [5]

Помимо полимерцементных растворов или теста, для ремонта чистых поверхностей бетона могут применяться покрытия на основе эпоксидных, перхлорвиниловых и других смол, кремнийорга-нических лаков, а также тиоколовые мастики. Наиболее простым покрытием является мастика на основе эпоксидной шпаклевки ( ЭП-00-10), выпускаемой промышленностью в готовом виде. Эта мастика состоит из шпаклевки ЭП-00-10 и цемента, взятых в соотношении 1: 1, и отвердителя № 1 ( 50-ный растцор иксаметиленди-амина в этиловом спирте), который берется в количестве 8 5 весовых частей на 100 весовых частей шпаклевки.
 [6]

При использовании полимерцементных растворов в приготовленный описанным образом водный раствор смолы ТС-10 добавляли расчетное количество цемента и смесь тщательно перемешивали до получения однородной массы.
 [7]

Газизов 0.1. Исследование свойств полимерцементных растворов с добавкой водорастворимых полимеров.
 [8]

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

Однако практика цементирования эксплуатационных колонн полимерцементными растворами показала, что при несложности технологии применения новой смеси необходимо учитывать некоторые ее особенности. Лабораторными исследованиями было установлено, что указанное отклонение объясняется снижением содержания цемента в приготовленном растворе. Визуальные наблюдения показали, что часть цемента в растворе после прохождения через смесительные камеры находится в недиспергированном состоянии. Очевидно, сила струи, выходящей из насадки смесительной камеры при режиме приготовления водоцементных растворов, недостаточна для полного перемешивания цемента с водным раствором полимера вследствие его повышенной вязкости. К тому же последний является поверхностно-активным веществом, которое, обволакивая цементные частицы, тем самым снижает интенсивность растворения и гидратацию вяжущего.
 [11]

Трещины шириной более 1 мм заделывают полимерцементным раствором или тестом. Тесто состоит из цемента, эмульсии и воды; цемент ( марок не ниже 500) — 10 весовых частей; эмульсия ПВАЭ — 3 части; вода — 1 часть.
 [12]

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

Введение

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.

Задачи исследования

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.

Результаты исследований

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

т.д.) [2].

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.

Выводы

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.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

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.

Поступила в редколлегию 24.02.2009.

Полимерцементные бетоны

К полимерцементным бетонам относят бетонные растворы, в которых помимо цемента в качестве вяжущего используются специальные полимерные добавки. В отличие от обычных цементных бетонов, в которые полимерные добавки (ГКЖ-94, винсол и другие) вводятся в небольших количествах с целью улучшить эксплуатационные свойства, полимербетоны содержат существенный процент полимеров, которые выполняют функцию связывания частиц заполнителя между собой. Синтетические вещества в составе полимербетона влияют на формирование его структуры, что приводит к изменению физических показателей: большей морозостойкости, увеличению прочности, а также практически полной водонепроницаемости.

Компоненты большинства видов полимербетонов не отличаются от тех, что используется при производстве бетонов на основе цемента: в качестве заполнителя используется песок (предпочтительны кварцевые или дроблёные) и щебень (высокой прочности с размером гранул не более 20 мм).

Существуют три основные технологии получения полимерцементных бетонов. Первая из них состоит в том, что в бетон вводятся водные дисперсии полимеров (чаще всего используются составы содержащие поливинилацетат или синтетический каучук). Попадая в бетонную смесь, дисперсия разрушается: неусвоенная цементом вода выводится, а освободившийся полимер становится дополнительным вяжущим средством.

Вторая технология подразумевает приготовление водной смеси из водорастворимых мономеров и полимеров (поливинового и фуранового спиртов, фенолформальдегидных и эпоксидных смол и др.). Эти вещества способны связать что угодно, не только заполнитель в составе бетона, фактически это клей. Для ускорения процесса схватывания раствор нагревают или обрабатывают отвердителями.

Третья технология подразумевает обработку уже готового изделия из цементного бетона специальными маловязкими полимерами. Для этого применяются карбамиды, стирол и лак «Этиноль». Затвердение введённых полимеров происходит уже внутри объёма свежезалитого бетона.

 Сравнительные эксплуатационные характеристики полимербетона и других строительных материалов

Принцип, лежащий в основе введения полимеров в монолит бетона, состоит в следующем. Структура любого бетона пористая, поскольку вяжущее вещество не проникает в мельчайшие пустоты заполнителя. Молекулы полимера крайне эластичны и способны заполнять мельчайшие поры, каверны и микротрещинки, таким образом образуется абсолютно монолитная структура. Однако следует учитывать, что переизбыток полимеров в составе бетона приведёт к снижению прочности, поскольку вяжущий цемент окажется изолированным от фрагментов заполнителя. Опытным путём было установлено, что оптимальное содержание полимерных добавок в объёме раствора — 15-20%.

Полимерцементные бетоны теряют до 50% своей прочности при воздействии температур свыше 80 °С (температура плавления полимеров). Бетоны с высоким содержанием полимеров в составе также боятся огня. После длительного нахождения во влажной среде бетоны с высоким содержанием полимеров набухают значительно сильнее и частично утрачивают прочность.

Растворы, модифицированные полимером | Журнал Concrete Construction

Q: Ремонт и ямочный ремонт бетонных поверхностей составляет значительную часть работы нашей компании. Кажется, существует много различных типов полимерных модификаторов для цемента и бетона. Что именно они делают и как узнать, какие из них использовать для различных приложений?

A: Модификация цементных составов полимерами обеспечивает многие важные свойства, которые делают возможным множество нишевых применений, включая бетонную заплату и ремонт, декоративные цементные покрытия, клеи для керамической плитки и многие другие.Чтобы получить характеристики, желаемые для любого из этих приложений, полезно понять некоторые основы того, почему полимеры добавляются в составы цемента.

Первое, что необходимо понять, это то, что полимеры в основном используются для модификации строительных растворов (портландцемент + вода + песчаный заполнитель), а не бетона (раствор + более крупные заполнители, такие как гравий или камень) из-за относительной стоимости. Основное исключение — модифицированный полимером бетон для перекрытий мостовых настилов и дорожно-ремонтных работ. В большинстве случаев применения модифицированного полимером цемента используется раствор толщиной не более одного-двух дюймов.Но начнем с основ.

Полимеры улучшают строительные растворы по четырем основным направлениям:

1. Более длительное отверждение цемента. Прочность цемента / бетона зависит от надлежащего отверждения, химической реакции (гидратации) между водой и цементом, которая вызывает рост кристаллов и обволакивание компонентов смеси. На ранних стадиях отверждения (примерно первые пять-семь дней) должно быть достаточно воды для поддержания процесса гидратации, иначе цемент / бетон не затвердеют должным образом.

Полимеры снижают скорость испарения воды, позволяя кристаллической структуре продолжать расти и наращивать прочность на этих критических ранних стадиях отверждения. Это уменьшенное испарение воды особенно важно при тонких применениях, где площадь поверхности для испарения высока по сравнению с объемом раствора.

Строительная химия Dow
Слева немодифицированный пластырь легко смещается из-за отсутствия гидратации во время отверждения и отсутствия адгезии.Справа: модифицированный пластырь, содержащий 10% полимера (весовой процент полимера по отношению к цементу), не сдвинется с места.

2. Повышенная удобоукладываемость. Модификация полимера заметно улучшает характеристики нанесения, делая раствор более жидким, более легким в обращении и нанесении. Некоторые полимеры также продлевают период гидратации, что может увеличить время работы, что является важной характеристикой в ​​жарком климате. Это означает, что подрядчики могут использовать меньше воды для повышения удобоукладываемости.Полимер действует как средство, уменьшающее количество воды, что в конечном итоге приводит к более прочному строительному раствору с меньшим количеством пустот или слабых мест.

3. Улучшенная адгезия. Полимерные модификаторы действуют как клей, позволяя модифицированному верхнему слою раствора прилипать к различным поверхностям, таким как бетон, каменная кладка, кирпич, дерево, жесткий полистирол и пенополиуретан, стекло и металлы. Адгезия является важным свойством, особенно при нанесении строительных растворов на тонкие срезы, таких как напыление, штукатурка и подложки, а также в приложениях с чрезмерной вибрацией и интенсивным движением.

4. Повышенная прочность и долговечность. Затвердевшие модифицированные полимером строительные растворы обычно имеют улучшенную прочность на разрыв, прочность на изгиб, ударопрочность и стойкость к истиранию, водостойкость и химическую стойкость по сравнению с немодифицированными растворами. Кроме того, полимер в растворе помогает сдерживать распространение микротрещин, что улучшает общую ударную вязкость раствора.

Приложения

Комбинация улучшенных удобоукладываемости, адгезии и характеристик отверждения позволяет использовать модифицированный полимером строительный раствор в нескольких нишах, что в противном случае было бы затруднительно или невозможно.У большинства этих применений есть одна общая черта — тонкий слой раствора, обычно не более 1–2 дюймов. Все они требуют одного или нескольких химических и / или механических свойств, упомянутых ранее.

Клеи и затирки: Стеновая и напольная плитка — керамика, мрамор, камень и т. Д. Адгезия, водостойкость / химическая стойкость, прочность на изгиб. Это наиболее распространенное применение для строительных смесей, модифицированных полимерами.

Растворы для ремонта и ремонта: Растворы для ремонта трещин и отслоения бетонных конструкций, таких как тротуары, проезды и стены.Адгезия, сопротивление истиранию, прочность на растяжение и изгиб. Новый раствор плохо держится на старом бетоне без модификации полимера.

Декоративные накладки: настенные покрытия и фактурная отделка зданий (модифицированная полимером штукатурка). Адгезия, прочность на растяжение и изгиб, внешняя прочность.

Испытание на ударную вязкость модифицированных и немодифицированных пятен раствора. Заплаты из строительного раствора растушевываются, чтобы сливаться с исходным субстратом. Адгезия является ключевым свойством заделки строительного раствора поверх существующего бетона.Без модификации полимера (слева) пластырь очень быстро слетает и ломается как чипсы. Обратите внимание на остатки раствора на бетонном основании. Пластырь, модифицированный 10% полимером (справа), не мог быть перемещен. Обратите внимание на следы гребешка внизу, где была предпринята попытка удаления.

Полы и тротуары: Может использоваться в растворах или бетонных покрытиях для промышленных / коммерческих полов. Склады, фабрики, больницы, лестницы, гаражи, железнодорожные платформы, взлетно-посадочные полосы аэропортов и т. Д.Устойчивость к истиранию, прочность на растяжение и изгиб, водостойкость, химическая стойкость и внешняя долговечность.

Гидроизоляция: Подвалы, резервуары для хранения воды, септики, палубы судов, настилы крыш и бетонные стены. Водонепроницаемость для всех; химическая стойкость, другие свойства в зависимости от области применения.

Виды полимеров

В строительные растворы можно использовать множество различных типов полимеров, включая латексные полимеры, редиспергируемые сухие полимеры и водорастворимые полимеры, которых слишком много для полного обзора здесь.Подрядчики должны искать следующие важные вещи:

Следуйте инструкциям. Использование только 5% полимерона — половина рекомендуемого количества обеспечивает некоторую адгезию, но недостаточную для удержания воды для хорошей гидратации и надлежащего отверждения. В результате получается более слабый участок, который легко раскалывается и выдавливается лезвием 1/16 дюйма.

• Выберите раствор, подходящий для вашей работы. На этикетке должно быть указано, подходит ли раствор для наружных работ (стойкость к ультрафиолетовому излучению), гидроизоляции (водостойкость), керамической плитки (адгезия, водостойкость).Большинство этикеток не сообщают вам, что раствор для наружного применения модифицирован 100% акриловым полимером, но должны указывать, что он подходит для наружного использования и / или устойчив к солнечному свету.
• Аналогичным образом, на большинстве этикеток не указывается, что гидроизоляционный раствор модифицирован стирол-акриловым полимером, но должно быть указано, рекомендуется ли его использовать в качестве гидроизоляционного раствора.
• Выберите жидкий или сухой редиспергируемый полимер в зависимости от ваших потребностей и предпочтений. Жидкие полимеры обычно поставляются в кувшинах с инструкциями по добавлению в мешок сухой смеси, содержащей песок, цемент и другие ингредиенты. Он также будет включать инструкции по недопущению отрицательных температур; это влияет на целостность полимера. Сухие полимеры обычно добавляют в сухую строительную смесь заранее, поэтому подрядчику нужно только добавить воду в мешок с сухой смесью.

  Заплатку из 10% модифицированного полимерного раствора можно поцарапать, но она слишком прочная, чтобы ее выдолбить.Это гораздо более прочный и долговечный патч.

• Следуйте инструкциям на этикетке: Многие подрядчики пытаются «срезать углы», используя слишком мало полимера из кувшина или используя продукт там, где он не предназначен. Чтобы получить характеристики, необходимые для большинства применений, содержание полимера обычно составляет от 3% до 5% твердого полимера от общего количества (~ 10% -15% твердого полимера по массе на цемент). Что-нибудь меньше, и производительность пострадает.

Предоставлено Dow Construction Chemicals. Посетите www.dowconstructionchemicals.com. для дополнительной информации.

Страница не найдена для how_polymers_improve_mortar_properties

Имя пользователя*

Электронное письмо*

Пароль*

Подтвердить Пароль*

Имя*

Фамилия*

Страна

Выберите страну … Аландские острова IslandsAfghanistanAlbaniaAlgeriaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelauBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBonaire, Санкт-Эстатиус и SabaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийского океана TerritoryBritish Virgin IslandsBruneiBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral африканского RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongo (Браззавиль) Конго (Киншаса) Кук IslandsCosta RicaCroatiaCubaCuraÇaoCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland IslandsFaroe IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный Территория нг КонгВенгрияИсландияИндияИндонезияИранИракОстров МэнИзраильИталия Кот-д’ИвуарЯмайкаЯпонияДжерсиИорданияКазахстанКенияКирибатиКувейтКиргизияЛаосЛатвияЛебанЛезотоЛиберияЛибияоЛихтенштейнЛихтенштейнЛитва ЮжныйAR, ChinaMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorth KoreaNorwayOmanPakistanPalestinian TerritoryPanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalQatarRepublic из IrelandReunionRomaniaRussiaRwandaSão Tomé и PríncipeSaint BarthélemySaint HelenaSaint Китса и NevisSaint LuciaSaint Мартин (Голландская часть) Сен-Мартен (французская часть) Сен-Пьер и MiquelonSaint Винсент и GrenadinesSan MarinoSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Грузия / Sandwich ОстроваЮжная КореяЮжный СуданИспанияШри-ЛанкаСуданСуринамШпицберген и Ян-МайенСвазилендШвецияШвейцарияСирияТайваньТаджикистанТанзанияТаиландТимор-ЛештиТогоТокелауТонгаТринидад и ТобагоТунисТурция ТуркменистанТуркс и Острова КайкосТувалуУгандаУкраинаОбъединенные Арабские ЭмиратыВеликобритания (Великобритания) США (США) УругвайУзбекистанВануатуВатиканВенесуэлаВьетнамУоллис и ФутунаЗападная СахараЗападное СамоаЙеменЗамбияЗимбабве

Captcha *

Регистрируясь, вы соглашаетесь с Условиями использования и Политикой конфиденциальности.*

Страница не найдена для 4_cement_curing

Имя пользователя*

Электронное письмо*

Пароль*

Подтвердить Пароль*

Имя*

Фамилия*

Страна

Выберите страну … Аландские острова IslandsAfghanistanAlbaniaAlgeriaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelauBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBonaire, Санкт-Эстатиус и SabaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийского океана TerritoryBritish Virgin IslandsBruneiBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral африканского RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongo (Браззавиль) Конго (Киншаса) Кук IslandsCosta RicaCroatiaCubaCuraÇaoCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland IslandsFaroe IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный Территория нг КонгВенгрияИсландияИндияИндонезияИранИракОстров МэнИзраильИталия Кот-д’ИвуарЯмайкаЯпонияДжерсиИорданияКазахстанКенияКирибатиКувейтКиргизияЛаосЛатвияЛебанЛезотоЛиберияЛибияоЛихтенштейнЛихтенштейнЛитва ЮжныйAR, ChinaMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorth KoreaNorwayOmanPakistanPalestinian TerritoryPanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalQatarRepublic из IrelandReunionRomaniaRussiaRwandaSão Tomé и PríncipeSaint BarthélemySaint HelenaSaint Китса и NevisSaint LuciaSaint Мартин (Голландская часть) Сен-Мартен (французская часть) Сен-Пьер и MiquelonSaint Винсент и GrenadinesSan MarinoSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Грузия / Sandwich ОстроваЮжная КореяЮжный СуданИспанияШри-ЛанкаСуданСуринамШпицберген и Ян-МайенСвазилендШвецияШвейцарияСирияТайваньТаджикистанТанзанияТаиландТимор-ЛештиТогоТокелауТонгаТринидад и ТобагоТунисТурция ТуркменистанТуркс и Острова КайкосТувалуУгандаУкраинаОбъединенные Арабские ЭмиратыВеликобритания (Великобритания) США (США) УругвайУзбекистанВануатуВатиканВенесуэлаВьетнамУоллис и ФутунаЗападная СахараЗападное СамоаЙеменЗамбияЗимбабве

Captcha *

Регистрируясь, вы соглашаетесь с Условиями использования и Политикой конфиденциальности.*

Страница не найдена для приложений

Имя пользователя*

Электронное письмо*

Пароль*

Подтвердить Пароль*

Имя*

Фамилия*

Страна

Выберите страну … Аландские острова IslandsAfghanistanAlbaniaAlgeriaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelauBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBonaire, Санкт-Эстатиус и SabaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийского океана TerritoryBritish Virgin IslandsBruneiBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral африканского RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongo (Браззавиль) Конго (Киншаса) Кук IslandsCosta RicaCroatiaCubaCuraÇaoCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland IslandsFaroe IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный Территория нг КонгВенгрияИсландияИндияИндонезияИранИракОстров МэнИзраильИталия Кот-д’ИвуарЯмайкаЯпонияДжерсиИорданияКазахстанКенияКирибатиКувейтКиргизияЛаосЛатвияЛебанЛезотоЛиберияЛибияоЛихтенштейнЛихтенштейнЛитва ЮжныйAR, ChinaMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorth KoreaNorwayOmanPakistanPalestinian TerritoryPanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalQatarRepublic из IrelandReunionRomaniaRussiaRwandaSão Tomé и PríncipeSaint BarthélemySaint HelenaSaint Китса и NevisSaint LuciaSaint Мартин (Голландская часть) Сен-Мартен (французская часть) Сен-Пьер и MiquelonSaint Винсент и GrenadinesSan MarinoSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Грузия / Sandwich ОстроваЮжная КореяЮжный СуданИспанияШри-ЛанкаСуданСуринамШпицберген и Ян-МайенСвазилендШвецияШвейцарияСирияТайваньТаджикистанТанзанияТаиландТимор-ЛештиТогоТокелауТонгаТринидад и ТобагоТунисТурция ТуркменистанТуркс и Острова КайкосТувалуУгандаУкраинаОбъединенные Арабские ЭмиратыВеликобритания (Великобритания) США (США) УругвайУзбекистанВануатуВатиканВенесуэлаВьетнамУоллис и ФутунаЗападная СахараЗападное СамоаЙеменЗамбияЗимбабве

Captcha *

Регистрируясь, вы соглашаетесь с Условиями использования и Политикой конфиденциальности.*

Полимерцементный раствор с карьерными отходами в качестве замены песка

Деятельность по добыче карьера создает проблемы загрязнения ландшафта, например, твердые отходы, сбрасываемые на открытые свалки в центральной Мексике. В данной статье представлено технологическое применение этих твердых отходов в новом полимерном материале со свойствами, аналогичными свойствам традиционного строительного раствора. Сделан вывод, что в полимерном материале используется небольшое количество цемента по сравнению с традиционным строительным раствором, и он разработан с использованием переработанного карьера, поскольку они представлены в его гранулометрии.Используемый полимер имел низкое соотношение вода / цемент (0,3), что не позволяло снизить сопротивление из-за мелкодисперсной природы материалов (остатков и цемента) в дополнение к сохранению удобоукладываемости материала. Остаток карьера был классифицирован как ил с низкой пластичностью и был охарактеризован дифракцией рентгеновских лучей и флуоресценцией для определения 76% SiO ₂ , поэтому он использовался в качестве каменного заполнителя, хотя содержание мелких частиц составляло приблизительно 93%. Максимальное сопротивление сжатию, полученное через 28 дней, составило 8 МПа при соотношении полимер / твердое вещество 0.10, вода / твердые вещества 0,30 и карьер / твердые вещества 0,67. Линейные уравнения были проанализированы для получения более репрезентативных значений с поправкой на квадрат R .

1. Введение

При добыче полезных ископаемых в карьерах (вулканические туфы типа Риолитика), как показано на Рисунке 1, образуется огромное количество твердых отходов, которые загрязняют окружающую среду и образуют много пыли в окружающей среде. Экономическая горнодобывающая деятельность в районе Уичапан, Идальго, Мексика, представленная банками материалов для различных отраслей, занимает второе место по значимости в районе добычи неметаллических руд в штате Идальго.Компании добывают резной камень, который продается на национальном и международном рынках. Конечными продуктами являются плитка для полов и фасадов, колонны, блоки и изделия ручной работы [1]. Объем добычи на карьерах в штате Идальго, Мексика, за последние 5 лет составляет в среднем 58 × 106 кг с годовой стоимостью более 214 000 долларов США [2]. По оценкам, около 40% производственного объема теряется [3], что составляет 23,2 × 103 кг отходов в год. Текущая стратегия обращения с отходами заключается в их выгрузке на свалки на открытом воздухе, независимо от потенциального использования этих побочных продуктов в других отраслях промышленности.Такие отходы подразделяются на два типа: твердые отходы, образующиеся на карьерах или в технологических установках, и шлам, образующийся в процессах резки и детализированный водой, используемой для охлаждения и смазки машин, используемых в указанных процессах. Эти илы накапливаются постепенно, сокращая производственные площади внутри компании, или выбрасываются по обочинам дорог, накапливаются на неиспользуемых землях, которые со временем выщелачиваются или утаскиваются, и препятствуют потоку водоносных горизонтов или дренажей. Уже накопленные большие количества отходов требуют быстрого решения, которое может быть устойчивым и экономически выгодным для карьерной промышленности: как указали Галетакис и Соултана [4], ключом к успешному использованию карьерной пыли является ее адекватная характеристика и разработка простого и экономически жизнеспособного процесса преобразования этих отходов в товарные продукты.

Производство и захоронение твердых отходов привело к увеличению выбросов углерода и загрязнению в мегаполисах по всему миру. Управление отходами остается глобальной проблемой как для развитых, так и для развивающихся стран [5]. Значительное количество исследователей изучали использование карьерных отходов в строительстве, предлагая эффективные решения этой проблемы. Преимущественно предлагаемые области применения — производство бетона (42%), производство самоуплотняющегося бетона (26%) и производство блоков (18%) [4].Алмейда и др. [3] произвел высокоэффективный бетон, используя переработанный каменный шлам и заменив 5% песка карьерной пылью, улучшив показатели прочности и долговечности во всех смесях, содержащих менее 20% пыли. Баламуруган и Перумал [6] использовали карьерную пыль в регионе Тамил Наду, Индия, в качестве заменителя песка для производства бетона с максимальным увеличением прочности на сжатие (19,18%), прочности на разрыв (21,43%) и сопротивления изгибу (17,8%). ) с 50% заменой песка карьерной пылью.Сурешчандра и др. [7] заменили песок карьерной пылью для производства пустотелых бетонных блоков. Блоки с заменой 50% песка карьерной пылью показали лучшие характеристики, чем блоки с полной заменой песка. Arunachalam et al. [8] использовали карьерный порошок в качестве легкого заполнителя и алюминиевый порошок в качестве воздухововлекающего агента для производства легкого бетона, получая сопротивление 3–7 МПа для смесей с карьерной пылью. Adajar et al. [9] исследовали структурные характеристики бетона с карьерными отходами в качестве заменителя мелких заполнителей в бетонной смеси.Они сформулировали модель для прогнозирования прочности на сжатие приготовленных смесей. Lohani et al. [10] частично заменили песок в производстве бетона. Содержание пыли до 30% увеличивает прочность бетона на сжатие. Если содержание пыли превышает 30%, сопротивление постепенно снижается. Safiuddin et al. [11] пришли к выводу, что добавка мелкодисперсных карьерных отходов может использоваться как хороший заменитель песка при производстве бетона. Galetakis et al. [12] разработали лабораторный метод производства переработанных строительных элементов карьера.Венкатакришнайя и Раджкумар [13] армировали бетон пластиковыми отходами волокна, заменив природный песок карьерной пылью из региона Тамил Наду, Индия. Максимальное сопротивление и лучшая обрабатываемость были при замене песка на 30%.

Цементный раствор и бетон обладают такими недостатками, как замедленное твердение, низкая прочность на разрыв, усадка при высыхании и низкая химическая стойкость. Чтобы уменьшить эти недостатки, использование полимеров для изменения свойств строительного раствора и цемента было доминирующим материалом в строительной отрасли с 1980-х годов, которые сейчас широко используются в развитых странах [14, 15].Модифицированные полимером цементные растворы используются в гражданских инфраструктурах, мостах, изоляционных материалах для стен, самовыравнивающихся растворах и бетоне для ремонта трещин благодаря их превосходной стойкости, защите окружающей среды и удобоукладываемости [2]. Существует большое количество коммерческих латексных полимеров, в основном на основе эластомерных и термопластичных полимеров, которые образуют сплошные полимерные пленки при дегидратации [16, 17]. Латексные полимеры включают бутилбензольный латекс, неопреновую эмульсию, эмульсию поливинилхлорид-винилиденхлорид, стирол-акриловую эмульсию, стирол-бутадиен-карбоксилатекс, полиакрилатный латекс и так далее [18].Содержание пыли, с которым обычно приходится работать, составляет менее 30%, чтобы не повлиять на удобоукладываемость и прочность на сжатие [19].

Полимеры, такие как латекс, редиспергируемые полимерные порошки, водорастворимые полимеры, жидкие смолы и мономеры, используются для модификации строительного раствора или цемента. Латекс — наиболее широко используемая добавка [20]. Как правило, полимеры латексного типа представляют собой сополимерные системы, состоящие из двух или более мономеров, и их общее твердое содержание соответствует 40% или 50% от их веса [21].Гидратация цемента предшествует процессу образования тонких пленок полимера, который приводит к монолитной коматриксной фазе, в которой органическая полимерная матрица и матрица цементного геля гомогенизированы [22, 23]. Обычно соотношение полимер / цемент от 5% до 15% и соотношение вода / цемент от 30% до 50% модифицированного латексом бетона зависит от удобоукладываемости [24].

Рост строительной индустрии привел к чрезмерной эксплуатации природных ресурсов, таких как гравий и речной песок, при производстве бетона.Итак, мировая тенденция заключается в использовании альтернативных материалов (переработанных материалов) в строительной индустрии для рационального и устойчивого использования природных материалов и, следовательно, снижения затрат на строительство [9].

2. Материалы и методы

2.1. Материалы

Были использованы следующие материалы: (a) Цемент CPC 30R (Обычный портландцемент), который соответствует характеристикам, установленным в мексиканском стандарте NMX-C-414-ONNCCE. (B) Отходы карьеров (риолитовый вулканический туф), извлеченные из твердые каменные отходы карьеров «Харамилло» в городе Мани, Уичапан Идальго, Мексика.Он был использован в качестве сокращенного обозначения отходов карьера или остатков карьера в тексте. (C) Используемый полимер представлял собой синтетическую латексную эмульсию и акриловые смолы, которые соответствовали требованиям стандарта ASTM-1059-99 типа I. (d ) Вода, используемая для смешивания и отверждения материала, со значением pH 7 (определяется с помощью тест-полоски).

2.2. Методы

Для экспериментов использовались следующие методы: (a) Геотехническая характеристика отходов. Полевая идентификация [25] материала была сделана, а также гранулометрический состав [26], пластические свойства [27] и классификация грунтов [28].(b) Физико-химическая характеристика отходов. Минералогическая характеристика для определения первичных минеральных видов (минеральных ассоциаций месторождений) была выполнена методом рентгеновской дифракции (XRD) на оборудовании Bruker D8-Advance с использованием зеркала Гебеля (неплоские образцы), высокотемпературной камеры (до 900 ° C). , Рентгеновский генератор KRISTALLOFLEX K 760-80F (мощность: 3000 Вт, напряжение: 20–60 кВ, ток: 5–80 мА) и модель Seifert JSO-DEBYEFLEX 2002 с медным катодом и никелевым фильтром.(c) Анализ и сравнение гранулометрического состава [26] различных типов песков, а также их минералогического состава, определенного с помощью дифракции рентгеновских лучей и флуоресценции. (d) Испытание на сжатие согласно [29]. Прочность смесей на сжатие определяли в соответствии со стандартным методом испытания прочности на сжатие цилиндрических образцов бетона ASTM C39 / C39M-2016b через 3, 7, 14 и 28 дней. Для испытания на сжатие [29] использовался гидравлический пресс мощностью 20 тонн с датчиком давления WIKA, модель A10, от 0 до 200 бар и аналоговым выходом от 0 до 10 В постоянного тока, мультиметром Fluke Brand Model 115.

3. Результаты и обсуждение

3.1. Геотехническая характеристика отходов

В соответствии с полевой идентификацией, анализом гранулометрического состава [26], определением пределов пластичности (жидких и пластичных) [27] и классификацией почв [28] были получены следующие результаты:

Судя по полевой идентификации, переработанные остатки карьера были материалами с низкой прочностью и медленным расширением, а также имели очень низкое сопротивление в сухом состоянии. Запаха не было.Цвет материала был от коричневого до белого в светлых тонах. Исходя из классификации почв, материал представлял собой каменный порошок с небольшим содержанием слегка пластичной неорганической глины, расположенный ниже линии «А» на диаграмме пластичности. На рис. 2 показаны аналитические кривые гранулометрического состава пяти проб отходов [26]; данные показали, что более 90% материала прошли через 200 меш. Предел жидкости составил 24,98%, а предел пластичности — 21,25%. Пластический индекс в среднем составил 4%. Так, классификация грунтов [28] была ML (неорганическая известь с низкой сжимаемостью, материал, частицы которого имеют определенное сцепление между собой в присутствии воды).Согласно [24], карьер для отходов имеет следующие важные технические свойства, когда материал уплотнен и насыщен: проницаемость от полупроницаемой до непроницаемой, приемлемая прочность на сдвиг, средняя сжимаемость и приемлемая обрабатываемость в качестве строительного материала. На Рисунке 3 показан использованный Карьер для отходов.

3.2. Геологическая и физико-химическая характеристика отходов карьера

Геологический анализ отходов [30] показал, что геология кальдеры Уичапан соответствует верхнему игнимбриту с столбчатой ​​трещиной и частично сварным швом.Игнимбрит содержит каменные фрагменты андезита, кварца и полевого шпата в стекловидной матрице (слабо раздробленные стекловидные фрагменты).

Качественный анализ карьерной пыли с помощью дифракции рентгеновских лучей представлен на рисунке 4. Основным компонентом отходов карьера был диоксид кремния.

В таблицах 1 и 2 показаны результаты рентгенофлуоресцентного анализа переработанного карьера (результаты выражены в процентах от соединений, присутствующих в отходах). Таблицы 1 и 2 показывают следующее: (1) Диоксид кремния является основным компонентом и присутствует в количестве 76%.Согласно [31], силикаты являются наиболее важным компонентом гидратированного цемента и причиной их стойкости. Соединение диоксида кремния представляет собой существенную разницу между отходами карьера и цементом, поскольку для последнего требуется только 25% содержания. Согласно [32], этот избыток диоксида кремния будет способствовать уменьшению пористости смеси для улучшения границы раздела пасты портландцемента, прилипшей к заполнителю. Таким образом увеличивается прочность и компактность конечного продукта.(2) CaO — это соединение, которое обеспечивает наибольшую стойкость к цементу [31]: в этом исследовании отходы карьера содержат гораздо меньшие количества, чем цемент, 2,4% и 67% соответственно. Можно было бы ожидать, что смеси, содержащие высокий процент карьерных отходов, будут иметь низкое сопротивление. (3) Щелочные соединения (такие как Na ₂ O) вызывают разрушение бетона и влияют на скорость увеличения прочности цемента [31]. Содержание соединения Na ₂ O (0,96%) в отходах карьера находится в пределах допустимого диапазона 0.От 2 до 1,3% цемента. (4) Оксид магния (MgO) [31] — это вещество, которое часто сопровождает оксид кальция. MgO не объединяется в процессе варки портландцемента и поэтому не образует гидравлических компонентов, а остается в виде свободного MgO. MgO похож на известь. Таким образом, вода гидратирует и увеличивает объем MgO. Высокий процент MgO предполагает риск расширения [33]. Расширение с помощью MgO более опасно, потому что с годами оно проявляется очень медленно. По этой причине стандарт на цемент устанавливает максимальный предел содержания MgO в 5%.В этом исследовании содержание MgO было благоприятным — всего 0,15%. Серо-зеленый цвет портландцемента обусловлен MgO [31].

2

2 Анализ и сравнение гранулометрического состава и минералогического состава песков

На рис. 5 показан сравнительный анализ химического состава, полученного методом рентгеновской дифракции карьера, речных песков Boye-HUI-53 и Chap-HUI-51 [ 2], полевошпатовый песок, цеолитный туфовый песок и литейный кварцевый песок.Речные пески взяты из районов, близких к месту добычи игнимбрита (карьерных отходов). Полевой шпат используется в керамической промышленности [34], а цеолитный туфовый песок — для облицовочного раствора [35]. Производство высококачественного кварцевого песка является побочным продуктом производства черных и цветных металлов [36]. Результаты показали, что минералогический состав всех песков и карьеров очень похож.

Было сообщено о сравнительном анализе гранулометрического состава [26], соответствующем цеолитному песку [35], литейному песку [36], игнимбритовому риолиту и 2 типам песков для строительства в регионах Чапантонго и Бойе в Идальго, Мексика на рисунке 6.

При сравнении песков (рис. 6) было замечено, что пески Chapantongo и Boyé имели схожий гранулометрический состав со средним размером зерна 2,36 мм, превышающим 80% -ное содержание по ячейке 16. Песок Chapantongo. был немного тоньше, так как 39% анализируемого материала проходили через 50 меш (размер зерна 0,3 мм) по сравнению с 26% песка Бойе, который проходил через ту же самую сетку. Цеолитовый песок и формовочный песок имели более мелкую гранулометрию, агрегаты которого в обоих случаях проходили на 60% через 30 меш (0.60 мм). Кривая игнимбритов имеет очень плавный наклон, что указывает на то, что их размер зерна значительно отличается от других песков. Более 95% игнимбрита прошли через 200 меш (0,075 мм).

Основываясь на сравнительном анализе физико-химических характеристик отходов карьера и различных песков, было замечено, что замена песка на мелкий заполнитель возможна по схожести химического состава. Из кривых гранулометрического состава было замечено, что песок имел более однородные размеры (песчаные агрегаты с очень небольшим количеством мелких частиц).С другой стороны, игнимбрит представляет собой мелкозернистый грунт, и поэтому его механическое поведение может быть менее благоприятным. Однако, исходя из сходства химического состава и гранулометрии карьера и различных изученных песков, возможность замены 100% песка в виде мелкозернистого заполнителя игнимбритом может быть использована при производстве строительных растворов и бетонов. Согласно [37], такая замена приводит к увеличению прочности и ударопрочности изделий, а также к снижению усадки из-за высыхания и растрескивания в затвердевшем состоянии.

3.4. Анализ испытаний на сжатие

Испытания на прочность на сжатие проводились в возрасте 3, 7, 14 и 28 дней на цилиндрических образцах диаметром 0,051 м и длиной 0,102 м, поддерживая отношение длины к диаметру равное 2, согласно [38]. Разработано 12 смесей различных пропорций, исходя из следующих предпосылок: (1) использовать наибольшее количество карьерной пыли; (2) использовать наименьшее количество воды, не влияя на такие аспекты, как обрабатываемость образца, и без использования добавок, таких как суперпластификаторы; и (3) использовать наименьшее количество полимера.В таблице 3 показаны 12 пропорций для различных образцов, рассмотренных в настоящем исследовании. Образцы были пронумерованы в соответствии с столбцом MIX, где M1 — образец номер один, и так далее. Цемент колонн, карьер, вода и полимер показывают количества, используемые в граммах для каждой смеси. Количество 100 г цемента было постоянным во всех смесях, добавляя двойное количество Quarry (200 г) для смесей M1-M6 и тройное количество Quarry (300 г) для смесей M7-M12. В столбце Карьер / твердые вещества высокое содержание остатков игнимбрита выделено по отношению к количеству обрабатываемых твердых частиц, равному 0.67 и 0,75 (отношения рассчитаны по (2)). Количества 90, 120 и 160 г воды, используемые в смесях, соответствуют соотношениям воды 0,3 и 0,4 по отношению к количеству твердых веществ (указано в столбце вода / твердые вещества и рассчитано по (3)). Полимер смешивали в соотношениях 0,10, 0,15 и 0,20 по отношению к количеству твердых веществ (указанному в столбце полимер / твердые вещества и рассчитанному по (4)). Вышеупомянутые твердые частицы указаны как сумма цемента и карьера в (1).

14299 9 для испытаний на сжатие в соответствии с 3 испытаниями, при сжатии 9 и 28 дней представленные результаты представляют собой среднее значение трех испытаний на сжатие каждой из 12 выполненных смесей. Нагрузка прикладывалась в осевом направлении и непрерывно до разрушения образца с указанием максимальной приложенной нагрузки и типа разрушения в соответствии с [29].Через три дня наибольшее сопротивление 3 МПа имело место в смеси M1 с соотношением карьер / твердые частицы 0,67, вода / твердые частицы 0,30 и полимер / твердые частицы 0,10. Результаты показаны на Рисунке 7.

На Рисунке 8 показаны результаты, полученные через 7 дней, с выделением M1 и M7 в отношении сопротивления, измеренного через 3 дня, с увеличением на 130% и 142%, достигающим 7 и 4 МПа, соответственно. Результаты через 14 дней представлены на Фигуре 9, где выделяется M4, который увеличивал полученную устойчивость до 7 дней с 2.От 6 МПа до 6 МПа за 14 дней при соотношении вода / твердые частицы 0,4. Другое значительное увеличение сопротивления произошло в M7, которое достигло 4 МПа при низком соотношении вода / твердые частицы 0,3 и полимер / твердые частицы 0,1, но значительном соотношении карьер / твердые частицы 0,75.

На рисунке 10 показано, что M1 достиг наивысшего сопротивления через 28 дней, порядка 8 МПа, а M2 показывает сопротивление, близкое к M1 с соотношением полимер / твердые частицы 0,15. M8 также отличается сопротивлением, близким к 7 МПа, и самым высоким соотношением карьер / твердые частицы, равным 0.75.

На рис. 11 показано увеличение сопротивления по мере увеличения возраста образцов, при этом во всех случаях M1 является наилучшим поведением, достигая сопротивления 8 МПа в возрасте 28 дней. Быстрый рост резистентности отмечается в возрасте от 7 до 14 дней. Через 14 дней наблюдается постепенное и медленное повышение устойчивости до 28 дней. Линии тренда были приложены к рисунку 11. Соответствующие линейные уравнения и значение квадрата линий тренда R показаны в таблице 4.Значение квадрата R показывает, что значения привязаны к прямой линии тренда с запасом отклонения менее 20% в большинстве случаев.

Сжимающая нагрузка [29] была приложена в возрасте 14 дней.Рисунок 12 включает только образцы с максимальной записанной нагрузкой (M1, M3, M7, M8 и M11). Вышеупомянутые образцы демонстрируют структуру трещин конического типа, то есть конус четко очерчен только на одном конце и вертикальные трещины через цилиндрическую колонну (также называемые трещинами второго типа). Такой характер трещин является обычным и характерным для цементирующего материала. Только в M9 вертикальные трещины образовывались поперек концов, без четко выраженного конусообразного образования или трещин третьего типа. На рисунке 13 показаны трещины в возрасте 28 дней у образцов M1, M3, M5, M7 и M8, при этом во всех случаях наблюдаются конические трещины второго типа.

4. Выводы

Отходы, полученные из карьера, были классифицированы как неорганическая известь с низкой сжимаемостью в соответствии со свойствами пластичности и гранулометрическим составом.

Геологический анализ игнимбрита (карьерного камня) показал, что он содержит каменные фрагменты андезита, кварца и полевого шпата в стекловидной матрице (слабо раздробленные стекловидные фрагменты).

Основываясь на сравнительном анализе физико-химических характеристик отходов карьера и различных песков, было замечено, что замена песка на мелкий заполнитель возможна по схожести химического состава.Основным компонентом отходов является диоксид кремния (76%), поэтому было сочтено целесообразным заменить песок, который обычно составляет строительный раствор.

Сделан вывод, что в полимерном материале используется небольшое количество цемента по сравнению с традиционным раствором, и он разработан с использованием переработанного карьера, поскольку они представлены в его гранулометрии, что избавляет от необходимости выбора размера.

В соответствии с более высоким сопротивлением, полученным при испытаниях на сжатие образцов возрастом 28 дней, можно сделать вывод, что можно заменить использование песка в качестве мелкого заполнителя карьерной пылью без значительного снижения прочности растворов на сжатие.

Использование остатков игнимбрита (отходы карьеров) в производстве строительных смесей обеспечивает наилучшее сопротивление сжатию в возрасте 28 дней с сопротивлением 8 МПа со следующими оптимальными пропорциями: полимер / твердые вещества 0,1, вода / твердые вещества 0,3. и Quarry / solids 0,67. При соотношении полимер / твердое вещество более 0,15 значительно снижается прочность на сжатие [20]. Аналогичным образом, прочность на сжатие значительно снизилась, когда соотношение карьер / твердые частицы больше 0.67 были использованы.

Полимер, используемый в строительном растворе, обеспечивает низкое соотношение вода / твердые вещества (0,3) и приемлемую удобоукладываемость.

Эта стратегия повторного использования отходов игнимбрита имеет преимущество использования большого количества этих остатков по сравнению с количеством цемента без использования дополнительных процессов в отходах. Использовались отходы карьера, так как они собирались непосредственно с месторождений. Это эффективное и устойчивое решение рассматривается для управления твердыми отходами в карьерной промышленности и представляет собой альтернативу сырьевым материалам для производства строительных растворов.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Руководство по выбору полимербетона и строительного раствора

Полимербетон и строительный раствор — это связующие, компаунды и смеси заполнителей, в которых используются эпоксидные, полиэфирные, винилэфирные или другие связующие на основе полимерных смол. Они отверждаются или закрепляются за счет химических реакций, термореактивных связей и многокомпонентных связующих систем. Полимербетон и раствор обеспечивают гораздо большую коррозионную стойкость, чем обычные строительные материалы, такие как портландцемент.Полимербетон состоит из полимерного цемента, смешанного с водой, крупного заполнителя, такого как гравий или щебень, и мелкого заполнителя или песка. Полимерный раствор представляет собой смесь полимерного связующего или клинкера и мелкого заполнителя. И полимербетон, и полимерный раствор используются для соединения компонентов и формирования конструкций. Такие продукты, как затирка и герметик, используются для заполнения зазоров между плиткой и кирпичом. Материалы с тонким схватыванием, такие как раствор для сухого схватывания и раствор для сухого связующего, включают полимерный цемент и используются в покрытиях.Обычно доступны сборные формы, такие как блоки и листы.

Есть несколько химических систем для полимербетона и раствора. Акриловые связующие обеспечивают отличную устойчивость к воздействию окружающей среды и быстрое схватывание. Эпоксидные смолы или связующие демонстрируют высокую прочность и низкую усадку во время отверждения. Они также обладают прочностью и устойчивостью к химическим и экологическим повреждениям. Фурановые смолы образуются в результате полимеризации или поликонденсации фурфурола, фурфуролового спирта или других соединений, содержащих фурановое кольцо.Они обычно используются в литейных связующих, шлифовальных кругах, огнеупорах и других высокотемпературных приложениях. Смолы или связующие на основе полимочевины используются вместо фенольных смол или других формальдегидных смол в связующих для древесно-стружечных плит или древесноволокнистых плит. Полиуретан обеспечивает отличную гибкость, ударопрочность и долговечность. Другие химические системы для полимербетона и строительного раствора включают силикон, полиэфир и винилэфир.

Технические характеристики

Полимербетон и раствор различаются по основным характеристикам, а также механическим, электрическим и термическим свойствам.Основные характеристики включают:

• набор / время отверждения
• температура установки / отверждения
• плотность
• усадка

Плотность измеряется как масса на единицу площади. Усадка выражается в максимальных процентах. Механические свойства полимербетона и раствора включают прочность на сжатие, прочность сцепления, прочность на разрыв и модуль разрыва (MOR). Электрические свойства включают удельное электрическое сопротивление, электрическую прочность и относительную диэлектрическую проницаемость.Диэлектрическая проницаемость — это относительная диэлектрическая проницаемость материала по сравнению с вакуумом или свободным пространством. Термические свойства полимербетона и раствора включают рабочую температуру, теплопроводность и коэффициент теплового расширения (КТР), величину линейного расширения или усадки, которая возникает в материале при изменении температуры.

Характеристики

Для полимербетона и строительного раствора существует множество характеристик. Некоторые продукты являются стойкими к истиранию, литьевыми, химически стойкими, проводящими, армированными волокном, распыляемыми или водонепроницаемыми.Другие продукты обеспечивают защиту от износа, коррозии или электростатического разряда (ESD).

Приложения

Полимербетон и строительный раствор часто используются в электроэнергетике, высоковольтном (ВН), строительстве и строительстве. Некоторые продукты используются как наполнители и герметики. Сухие и влажные торкрет-смеси (например, торкретбетон или ганнит) загружают пистолетными устройствами для формирования стен. Цемент с мокрым набивным слоем обладает достаточной пластичностью, чтобы можно было утрамбовывать или формировать влажную смесь на месте. Также доступны строительные растворы, шпаклевочные составы и отделочные цементы с хорошими затирочными или затирочными свойствами.

Связанная информация

Engineering360 — Построено в США: замена 559 мостов за 3 года

Engineering360 — Разработан огнестойкий самоуплотняющийся бетон

Изображение предоставлено:

Декоративное бетонное королевство / CC BY-SA 2.0

(PDF) Разработка полимерно-модифицированных цементных растворов для гидроизоляции

1

Содержимое этой работы может использоваться в соответствии с условиями Creative Commons Attribution 3.0 лицензия. Любое дальнейшее распространение

этой работы должно содержать указание на автора (авторов) и название работы, цитирование журнала и DOI.

Опубликовано по лицензии IOP Publishing Ltd

1234567890 ‘’ “»

IWMSE2018 IOP Publishing

IOP Conf. Серия: Материаловедение и инженерия 381 (2018) 012086 doi: 10.1088 / 1757-899X / 381/1/012086

Разработка полимерно-модифицированных цементных растворов для

Водонепроницаемый

Guozhong Lu1, 2, Xiujuan Ding1, 2, Weixuan Zhao1 , 2 и Jiayang Zhang1, 2

1Пекинский научно-исследовательский центр пассивных низкоэнергетических строительных технологий,

Пекин, 100041

2Пекинская академия наук о строительных материалах, Пекин, 100041

Эл.com

Аннотация. В статье описаны сырье и свойства полимерцементных смесей

для гидроизоляции. В этой статье обсуждались следующие аспекты: влияние

различного соотношения полимер-цемент на отношение прочности на сжатие к прочности на изгиб, механизм

улучшения водонепроницаемости, долговечности и вязкости за счет сотрудничества

суперминерала порошок и повторно диспергируемые порошки соответственно.Кроме того, было изучено влияние гранулированного песка и волокна

на сопротивление растрескиванию и сжимаемость строительного раствора.

1. Введение

В связи с постоянно растущими требованиями к качеству строительной инженерии и функциональности зданий,

гидроизоляция стен и поверхностей влажного основания становится предметом озабоченности и внимания архитектурного сектора. В

традиционная концепция гидроизоляции, жесткая гидроизоляция обычно рассматривается как вспомогательная функция

строительной конструкции, поэтому основное внимание уделяется самоизоляции конструкции или плотному и толстому бетонному слою

(обычно толщиной 40 мм), тесно связанному с конструкцией; гибкие водонепроницаемые материалы

, такие как мембрана, лист и покрытие, применяются в технике как самостоятельные водонепроницаемые материалы.

Эти гибкие материалы обладают соответствующими преимуществами, например, хорошей деформируемостью и легкостью применения

на крупномасштабных планах. Однако такие материалы требовательны к сухости основного слоя, а содержание влаги

ограничено в пределах 9%, что трудно реализовать в подземном строительстве, особенно в глубоком фундаменте

; покрытие, нанесенное на фасаде, удобно, но конструкция мембраны и листа

намного сложнее, и проблема заключается во вторичной отделке после того, как мембрана и лист

нанесены на фасаде.Наклеивать облицовочную плитку или шпон непосредственно на гибкий водостойкий слой

сложно, что доказано опытом и уроками. Можно с уверенностью сказать, что гибкие водонепроницаемые материалы

не подходят для гидроизоляции возвышений и влажных оснований.

В последние годы, во время масштабного освоения и реконструкции городского подземного пространства,

восстановление и использование ряда подземных сооружений гражданской обороны, нижнего забоя

был принят метод строительства с использованием как жестких, так и гибких материалов, а также многокомпонентных материалов. Layer

Метод гидроизоляции

, поэтому рыночный спрос на водостойкий раствор велик, так как такой раствор может быть принят

в водонепроницаемых конструкциях на нижней и верхней стороне, в подземных, кровельных и наружных стенах

гидроизоляционные работы, а также на влажной поверхности основания.Тем не менее, во время применения жесткого водонепроницаемого раствора в инженерии

было обнаружено несколько проблем, таких как слабая непроницаемость, высокое водопоглощение

и скорость сухой усадки, а также легкость растрескивания.

В настоящее время были приняты гидроизоляционные материалы и другие меры, чтобы заблокировать просачивание воды в галерею

, что в некоторой степени помогает устранить дефекты бетона и цементного раствора, но эффект

нежелателен, так как внутренняя структура материала не изменилась.