УДК 691.175

ПРЕДПОСЫЛКИ К ВЫБОРУ ОПТИМАЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ ПЕНОПОЛИМЕРЦЕМЕНТНЫХ СОСТАВОВ ДЛЯ ЗАЩИТНО-ОТДЕЛОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ СТЕН ИЗ ПЕНОБЕТОНА

Гусев Николай Иванович1, Кочеткова Майя Владимировна2, Щеглова Анна Сергеевна3
1Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, к.т.н., профессор
2Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, к.т.н., доцент
3Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, студент

Аннотация
Приводится теоретически обоснованный выбор полимерцементных композиций, на основании высокой предельной растяжимости и морозостойкости, твердеющих в воздушно-сухих условиях с предпочтительным обоснованием в пользу латекса СКС-65ГП.

Ключевые слова: водонепроницаемость, морозостойкость, природа коагуляции, прочность межпоровых перегородок, растяжимость, трещиностойкость, эффективность поризованных растворов


PREREQUISITES SELECTION OF OPTIMAL POLYMER-CEMENT COMPOSITIONS TO PROTECT THE WALLS OF THE FOAM CONCRETE

Gusev Nikolai Ivanovich1, Kochetkova Maya Vladimirovna2, Shcheglova Anna Sergeevna3
1Penza State University of Architecture and Construction, Ph.D., Professor
2Penza State University of Architecture and Construction, Ph.D., Associate Professor
3Penza State University of Architecture and Construction, student

Abstract
Provides a theoretically informed choices polymer-cement compositions based on high marginal extensibility and frost, curing in air-dry conditions with the preferred justification in favor of latex SKS-65GP.

Keywords: cold resistance, crack resistance, effectiveness of porous solutions, extensibility, nature coagulation, strength interporous partitions, water resistance


Библиографическая ссылка на статью:
Гусев Н.И., Кочеткова М.В., Щеглова А.С. Предпосылки к выбору оптимальных композиций пенополимерцементных составов для защитно-отделочных покрытий стен из пенобетона // Современная техника и технологии. 2014. № 12 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2014/12/5043 (дата обращения: 27.05.2017).

Одним из основных направлений заводской отделки крупноразмерных панелей, является их послеавтоклавная отделка с применением полимеров. Вместе с тем, отмечается эффективность применения поризованных цементных растворов.

При послеавтоклавном нанесении защитно-отделочного слоя на наружную поверхность панели можно применять разные составы раствора. Для сближения показателя их пористости с пенобетоном основной массы панели производится поризация отделочного слоя пеной. Поризованная структура отделочного слоя необходима и по соображениям быстрейшего достижения пенобетоном равновесной влажности, поскольку панели на стройку поступают с влажностью 15-20% и даже более.

Можно полагать, что полимерные добавки, введенные в поризованный раствор, могут значительно улучшить его свойства и расширить возможность применения, в том числе для нанесения на панели из пенобетона после их автоклавной обработки.

К этому имеются следующие предпосылки.

  1. Мелкозернистые бетоны с поризованной массой изменяют свои свойства в зависимости от степени пористости и качества межпоровых перегородок. Многие специалисты считают, что основой улучшения свойств бетона, в том числе и в перегородках между порами, является направленное структурообразование.
  2. Оптимизация свойств материалов ячеистой структуры в первую очередь связана с характером межпоровых перегородок, с их прочностью и деформативностью. От этого зависит прочность материала и, как следствие, его долговечность. Естественно, что для отделочного слоя, который выполняет защитные функции, улучшение структуры материала имеет важнейшее значение.
  3. Поливинилацетатная дисперсия и дивинилстирольный латекс СКС-65ГП, значительно увеличивают предельную растяжимость, повышают водонепроницаемость и морозостойкость бетона. В то же время они пластифицируют бетонную смесь, в результате чего должно снижаться ее водотвердое отношение.
  4. Молекулам синтетического каучука свойственна определенная ориентация в силовом поле, в результате которой происходит упорядочение их структуры. Это явление связано с действием в материале растягивающих напряжений. Как известно, напряжения растяжения для бетона представляют наибольшую опасность и приводят к образованию трещин. Полимерцементные композиции, особенно при использовании эластомеров, создают в этом отношении большие возможности.
  5. Послеавтоклавная отделка панелей предусматривает твердение отделочного слоя в воздушно-сухих условиях. Это неблагоприятно для композиций на основе гидравлических вяжущих веществ. Иное положение создается при использовании полимерцементных составов, поскольку последние наиболее интенсивно твердеют в воздушно-сухой среде.

Таким образом, сочетание цемента с полимерными добавками и применение соответствующих растворов для отделки панелей из пенобетона, есть основание считать прогрессивным направлением технологии. На основании информационных данных и практики строительства, наиболее приемлемыми добавками для данных целей являются дивинилстирольный латекс и поливинилацетатная дисперсия. Водные дисперсии каучука и поливинилацетата позволяют изготовить поризованные полимерцементные растворы (пенополимерцементные растворы) с требуемой степенью однородности, поскольку сам цемент смешивается с водой, если предотвращается коагуляция полимера.

Природа коагуляции неоднозначна, она связана с рядом факторов, но превалирующее значение имеют явления электрохимического порядка. Устойчивость суспензий и эмульсий, в основном, зависит от заряда на поверхности частиц, Именно благодаря наличию такого заряда на поверхности частиц в водной среде образуется двойной электрический слой, защищающий коллоидные частицы от коагуляции подобно сольватным оболочкам.

Отмеченное положение характерно для гидрофобных золей, в данном случае они представлены латексом СКС-65ГП. Стабилизация же цементных паст объясняется образованием сольватных оболочек. Такие оболочки препятствуют непосредственному слипанию частиц цемента.

Обычно латексы и дисперсии высокополимеров имеют глобулы с отрицательным зарядом, частицы же портландцемента в водной суспензии характеризуются положительным зарядом. Естественно, что сохранить достигнутую дисперсность полимеров при эмульгировании их в водной среде и последующем контакте такой дисперсии с цементным раствором не удается.

При отрицательно заряженных частицах высокополимеров наиболее интенсивно коагулирующими будут вещества, содержащие многовалентные ионы, например Ca2+. Последние образуются в результате гидролиза С3S портландцемента и их концентрация в твердеющем цементном тесте обусловливает высокие показатели pH.

Следует, вероятно, стремиться к максимальному сближению показателей щелочности цементного теста и модифицирующих его полимерных дисперсий. В этом отношении дивинилстирольный латекс СКС-65ГП имеет весьма благоприятный показатель, поскольку величина показателя pH у него составляет 11,5. Насыщенный же раствор гидроокиси кальция имеет величину pH = 12,5. Поровая жидкость бетона характеризуется показателем pH от 11 до 13. Для проверенной нами ПВАД величина pH составляет 4,96.

На стабильность водных дисперсий полимеров в настоящей работе было обращено самое серьезное внимание. При этом учитывалось, что выбор стабилизатора для применяемых дисперсий непосредственно отражается на структурной вязкости и пластической прочности полимерцементных композиций. Последние же, в свою очередь, предопределяют количество воды, необходимое для получения требуемой подвижности пенополимерцементных растворов.

Сродство модифицирующих добавок и цементной пасты по показателю pH имеет значение и с точки зрения кинетики твердения. Известно, что, чем больше щелочность среды, тем энергичнее происходит растворение клинкерных минералов и тем больше образуется продуктов гидратации в единицу времени.

Сопоставляя применяемые нами ПВАД и СКС-65ГП, с учетом взглядов, сформулированных выше, следует высказаться за более предпочтительное отношение к СКС-65 ГП, чем к ПВАД. Это мнение базируется не только на весьма неблагоприятном возрастании усадочных явлений у поливинилацетатцементных композиций, но и на их значительно более «кислой природе», чем у композиций с добавкой латекса.

Действительно, основой получения ПВАД служат два исходных продукта: эфир уксусной кислоты и виниловый спирт. Поливинилацетат имеет полярную карбоксильную группу, которая является «носителем» кислотных свойств.

Часть гидратной извести, образующейся в процессе твердения, вступает во взаимодействие с ПВАД, в результате чего происходит омыление основного продукта и образование поливинилового спирта. Этот процесс является, по существу, гидролизом в щелочной среде, в результате которого получаются хорошо растворимые в воде продукты.

Хотя омыление ПВАД способствует воздухововлечению и пластификации бетонной смеси, однако низкая водостойкость продуктов этой реакции не позволяет полностью реализовать указанное преимущество на практике.

Анализируя имеющиеся литературные источники по полимерцементным композициям, закономерно придти к выводу, что процессы их твердения не могут получить сейчас исчерпывающее теоретическое толкование.

Большинство специалистов едины во мнении о том, что химическое взаимодействие между цементным клинкером и полимером не имеет место. Таким образом, следует полагать, что глобулы полимеров откладываются в дефектных разрывах и «неплотностях» формирующегося цементного камня. Следуя этой гипотезе, закономерно признать протекающими и взаимно дополняющими два процесса:

Первый – представляет собой обычный процесс гидратации и твердения портландцемента;

Второй – постепенный процесс коагуляции (по мере уменьшения количества свободной воды) полимера в глобулы и пленки, которые откладываются дискретно в точках пространства свободных от продуктов твердения цемента.

Следует при этом учитывать, что стремясь к направленному структурообразованию цементного камня, нельзя игнорировать резкое различие в упругих свойствах последнего, также как и полимера.


Библиографический список
  1. Гусев Н.И., Кочеткова М.В., Паршина К.С. Наружные стены отапливаемых зданий из высокоэффективного материала // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 11 [Электронный ресурс]. URL:http://web.snauka.ru/issues/2014/11/40691 (дата обращения: 18.11.2014).
  2. Гусев Н.И., Кочеткова М.В., Алёнкина Е.С. Выполнение строительных процессов с применением растворов и бетонов // Современные научные исследования и инновации. – Май 2014. – № 5 [Электронный ресурс]. URL:http://web.snauka.ru/issues/2014/05/34554 (дата обращения: 17.05.2014).
  3. Гусев Н.И. Технология создания строительной продукции [Текст] / Н.И. Гусев, М.В. Кочеткова, Ю.П. Скачков. – Пенза: ПГУАС, 2014. – 147 с.
  4. Гусев Н.И. Организационные основы строительных процессов [Текст] / Н.И. Гусев, М.В. Кочеткова, В.И. Логанина. – Пенза: ПГУАС, 2014. – 271 с.
  5. Гусев Н.И. Полимерцементные композиции для наружной отделки пенобетонных стен [Текст] / Н.И. Гусев, М.В. Кочеткова, К.С. Паршина //  Региональная архитектура и строительство. – 2014. – №2. –С. 74-78.
  6. Гусев Н.И. Из опыта реставрации старых зданий [Текст] / Н.И. Гусев, М.В. Кочеткова, К.С. Паршина //  Региональная архитектура и строительство. – 2014. – №1. – С. 128-131.


Все статьи автора «Кочеткова Майя Владимировна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: