Полимерцементные бетоны

Полимерцементными называются бетоны, модифицированные полимерными добавками. Первый патент на применение полимерцемента с добавкой латекса был выдан Крессону в 1923 году.
В качестве полимерных добавок в цементных системах применяют:
- эластомеры – синтетические каучуки (бутадиенстирольный,
хлоропреновый, дивинилстирольный и др.);
- термопласты (поливинилацетат, сополимеры винилацетата, поливинилхлоропрен и др.);
- реактопласты (эпоксидные, фурановые, полиэфирные и
ДР);
водорастворимые смолы (диэтиленгликолевые, мочевиноформальдегидные, ацетоноформальдегидные и др.).

Дисперсии эластомеров и термопластов в полимерцементные смеси вводят обычно в количестве 10-20% от массы цемента, водорастворимые смолы - 1-3%. Для предотвращения коагуляции эластомеров при смешивании их с цементом необходимо введение стабилизаторов (гидрофильных коллоидов, электролитов). Водорастворимые смолы применяют без или с отвердителем и вводят в воду затворения.
Наиболее общую схему механизма модификации цементных систем полимерными дисперсиями предложил И. Охама, хотя имеется значительное число исследований, в которых сделаны попытки предложить другие механизмы взаимодействия цементных систем с полимерными добавками. В соответствии с этой схемой выделяются три фазы твердения полимерцементных смесей:
1. Диспергирование полимерных частиц в цементном тесте и
оседание их на поверхности цементного геля и непрореагировавших частиц цемента.
2. Заполнение полимерными частицами капиллярных пор, их коагуляция с образованием уплотненного слоя.
3. Связывание частиц уплотненного полимера на продуктах гидратации цемента в непрерывные пленки или мембраны и образование с цементным гелем единой матричной фазы. Количество полимера, создающее непрерывную фазу, определяется восновном величиной частиц. Так, для латекса, имеющего размер частиц 0,8-1 мкм оптимальное отношение полимер : цемент (П/Ц) равно 0,1, а для поливинилацетата (ПВА) с величиной частиц 2-5 мкм ПЦ = 0,15-0,2.
При низких полимерцементных отношениях вододиспергируемые и водорастворимые полимеры, как правило, обладают пластифицирующим и воздухововлекающим действием. Модифицированные цементные смеси выгодно отличаются от обычных повышенной водоудерживающей способностью, которая увеличивается с ростом полимерцементного отношения. Это позволяет значительно улучшить удобоукладываемость, предотвращать «высыхание», достигать хорошего сцепления с пористыми основаниями.
Подвижность полимерцементных смесей увеличивается как с увеличением полимерводоцементного, так и полимерцементного отношения. У большинства модифицированных составов наблюдается большее воздухововлечение из-за действия ПАВ, содержащихся в полимерных добавках в виде эмульгаторов и стабилизаторов. По сравнению с обычными полимерцементные бетоны обладают значительно большей водоудерживающей способностью, чему способствуют гидрофильность и коллоидные свойства полимеров.
Схватывание цемента в бетонах, модифицированных полимерной добавкой, обычно замедляется по мере увеличения полимерцементного отношения особенно при наличии в полимерах добавок ПАВ, замедляющих процессы гидратации.
Повышение прочности цементных бетонов на растяжение и их деформативности - один из главных результатов введения полимерных добавок. При введении добавок поливинилацетата (ПВА) илатексов возможно увеличение прочности при изгибе в 2-3 раза. Отмечается также рост предельной растяжимости и сцепления с поверхностью старого бетона и арматуры. Так, введение ПВА как добавки к растворам повышает растяжимость до 2 раз.
Однако этот эффект ощущается лишь в воздушно-сухих условиях твердения. В отличие от ПВА добавки водорастворимых смол положительно влияют на растяжимость как при сухих, так и при водных условиях твердения, хотя величина этого эффекта и менее значительна.
Прочность при сдвиге, характеризующая клеющую способность при введении полимерных добавок, увеличивается в 3-8 раз. Существенным также является увеличение ударной прочности, стойкости к истиранию, водонепроницаемости и коррозионной стойкости.
По данным М. Брокарда поливинилацетатцементный бетон, хранившийся в условиях 50%-ной влажности при полимер-цементном отношении (П/Ц) 0,05 имеют в 3 раза большую стойкость к истиранию, чем обычный бетон. При П/Ц = 0,1 и П/Ц = 0,2 этот показатель соответственно возрастает в 12 и 20 раз. В сухих условиях твердения с повышением П/Ц многократно возрастает также прочность склеивания.
Для полимерцементных материалов характерна повышенная Усадка. При полимерцементном отношении 0,15 для бетона с добавкой ПВА усадка примерно на 25% выше усадки обычного бетона. Величина усадки зависит прежде всего от содержания воды в полимерной дисперсии, в меньшей степени оказывает влияние вид полимера.
При хранении в воде образцы из бетона с добавкой ПВА набухают в несколько раз сильнее обычных цементных бетонов. В отличие от полимерных дисперсий добавки водорастворимых смол приводят к заметному снижению деформаций усадки и набухания. При повышенных дозах полимеров, особенно в условиях увлажнения и повышения температуры, существенно возрастает ползучесть.
Снижение пористости и заполнение пор полимерами, а также вовлеченным воздухом приводит к повышению морозостойкости бетонов.
Особенности структуры полимерцементных бетонов обусловливают понижение водопоглощения и паропроницаемости. Бетоны, модифицированные добавкой поливинилацетатной эмульсии, имеют более высокую водонепроницаемость.
Поливинилацетат в щелочной среде частично гидролизуется с образованием поливинилового спирта и ацетата кальция.
Полимерцементные бетоны имеют обычно меньшую водостойкость и их прочность снижается при высокой влажности.
По сравнению с обычными бетоны этого вида характеризуются повышенной прочностью сцепления с различными основаниями. Охама установил почти десятикратное увеличение сцепления с обычным цементным раствором раствора, модифицированного латексом синтетического каучука, при полимерцементном отношении 0,2. Примерно во столько же раз возросло и сопротивление удару. Сопротивление истиранию увеличивается в 20-50 раз по сравнению с немодифицированным раствором.
Химическая стойкость полимерцементных бетонов зависит от природы полимеров, полимерцементного отношения и свойств агрессивных химических веществ. Модифицированные полимерами бетоны отличаются химической стойкостью по отношению к эфирам и маслам.
Большинство модифицированных бетонов теряет до 50% и больше прочности при температуре, превышающей 50°С. Наиболее значительное снижение температуры имеет место при температуре изменения структуры полимеров (как правило, 80-100°С). При температуре 100-150°С прочность полимерцементных бетонов практически не отличается от прочности немодифицированных бетонов. По мере увеличения полимерцементного отношения уменьшается стойкость бетонов к возгоранию.

Авторы: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин

• При помощи системы «М350» всякий прораб сможет приобрести бетон с доставкой в Пушкинском районе в объеме от 10 кубических метров.
• В нашей организации расценки на бетон цена за 1 м3 с доставкой в Щелково получается по итогу конкурентной борьбы между допропорядочными растворными узлами Щелковского и окрестных районов.
• С помощью нашей организации всякий юридическое лицо сможет купить бетон в троицке московской области в объеме от 10 кубов.