Г.З.ШАЯХМЕТОВ, инж., Т.К.СУЛТАНБЕКОВ, канд.техн.наук (АО Алматыгорстрой); А.П.НЕЛИНА, инж., З.А.ЕСТЕМЕСОВ, д-р техн. наук, проф. (ЦеЛСИМ, НИИстромпроект), Сухие шпаклевочные смеси с полимерными добавками
С целью выбора оптимальных шпаклевочных составов исследовали полимерцементные растворы на различных полимерных вяжущих с содержанием их от 5 до 20%. В качестве полимерных вяжущих применяли водные дисперсии поливинилацетата (ПВА), дивинилстирольного латекса СКС-65 и стирол- бутадиеновой краски КЧ-26. Содержание полимеров в дисперсиях составляло 50%. Минеральными вяжущими служили белый портландцемент, гипс, известь-пушонка, заполнителями — кварцевый и мраморный пески.
Более глубокое исследование было проведено при использовании полимерного вяжущего (ПВА дисперсии). Оптимальное количество ПВА, необходимое для получения шпаклевочного раствора с наилучшими свойствами, определяли на растворах с применением белого Сос-Тюбинского портландцемента марки 300 и мраморного песка состава 1:4 (вяжущее:заполнитель).
Наибольшая прочность шпаклевочного раствора получена при содержании 15% ПВА. При этом прочность на растяжение (в 28-суточном возрасте) увеличилась в два раза по сравнению со стандартным раствором, твердеющим при той же относительной влажности окружающей среды. Прочность на растяжение при изгибе в 28- и 90- суточном возрастах также возросла в 1,5-2 раза. Повышение прочности на растяжение объясняется тем, что прочность пленок зависит прежде всего от величины молекулярных сил сцепления полимеров. Наибольшей энергией сцепления обладают макромолекулы поливи- нилацетата, поэтому при добавлении его в цемент получают растворы с максимальной прочностью на растяжение.
Для образцов стандартного раствора лучшими для твердения являются влажностные условия, для полимерцементных растворов — сухие условия твердения при небольшой относительной влажности воздуха (50%). Если сравнить прочность этих растворов, то добавка ПВА оказывает положительное влияние на прочность на растяжение и на растяжение при изгибе, прочность же на сжатие не увеличивается, а в ряде случаев снижается.
Структуру полимерцементного раствора при различных соотношениях ПВА и цемента исследовали под микроскопом на шлифах. При содержании до 8% ПВА (соотношение сухого вещества и цемента) образующаяся вокруг зерен пленка действует как пластификатор. Обволакивание зерен и заполнение пустот происходит в смеси при содержании ПВА 15-20%. Наибольшая прочность достигается при В/Ц=0,25 (количество воды, содержащейся в эмульсии, учитывалось при подборе В/Ц).
Исследования долговечности шпаклевочного раствора с добавкой ПВА в растворе сернокислого натрия показали, что образцы с добавками после нормативного числа циклов испытаний имели значительно меньше повреждений, чем контрольные образцы, твердевшие во влажностных условиях. Морозостойкость образцов после 20 циклов попеременного замораживания (при -22°С) и оттаивания в воде, затем пяти циклов замораживания и оттаивания в соляном растворе удовлетворительная. Водонепроницаемость исследуемых шпаклевочных растворов увеличивалась пропорционально повышению в них содержания ПВА. Наилучшие результаты показали смеси с содержанием 1520% ПВА.
Из результатов исследований следует, что для достижения максимальной прочности на растяжение и на растяжение при изгибе, химической и механической стойкости шпаклевочных растворов оптимальное содержание ПВА от массы цемента должно быть 15-20%. При дальнейшем увеличении количества ПВА эти свойства незначительно ухудшаются.
Шпаклевочные растворы с добавкой поливинилацетата рекомендуется готовить следующим образом. Предварительно централизованно на заводе-изготовителе перемешивается смесь заполнителя с основным вяжущим и доставляется на объект в необходимом количестве без смешивания с водой затворения. Дисперсия полимера с водой затворения готовится на объекте. При постоянном перемешивании (2-3 мин) в воду затворения постепенно добавляют сухие перемешанные компоненты.
Для повышения гидрофобных свойств шпаклевочных растворов в воду затворения вводили кремний- органические жидкости: этилсиликонат натрия (ГКЖ-10), метилсиликонат натрия (ГКЖ-11), водную эмульсию этилгидросилоксана (ГКЖ-136-41) или мылонафт.
Для приготовления растворов (см.таблицу) кремнийорганические добавки вводили в воду затворения в количестве 0,5% от массы цемента (для цементных и цементно-известковых растворов) или массы извести, гипса (для известковых и гипсовых растворов). Мылонафт вводили в воду затворения в количестве 0,5% от массы цемента, извести или гипса. Содержание воды в мылонафте учитывали при приготовлении 10%-ного раствора.
Водные растворы ГКЖ-10 и ГКЖ-11 готовили с учетом заводской концентрации этих жидкостей. При использовании ГКЖ-136-41 готовили 50%-ную водную эмульсию с 1%-ным раствором желатина в соотношении 1:1 по объему. Жидкость ГКЖ-136-41 в раствор желатина вводили малыми дозами и тщательно перемешивали. Эмульсию перед употреблением разводили пятикратным количеством воды. Для приготовления растворов с добавками следует соблюдать точное дозирование материала на замес. Увеличение содержания добавок выше 0,7% может замедлить рост прочности растворов.
Сухие смеси выгодно отличаются от мокрых смесей, так как их можно заготавливать в большом количестве и транспортировать на значительное расстояние, получая при этом на объекте смесь требуемой однородности. Растворы пластичны, удобоукладываемы, долговечны и просты в применении; их можно наносить на сухую, так и на влажную бетонную поверхность.
Бетон и железобетон, 1999 №2