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.

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»