Состав 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.

наливные полы и отделка потолков в домах, гидроизоляция, изготовление лотков, памятников и другие сферы

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.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

Мой мир

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 наливной пол: характеристики, особенности, свойства

Полимерцементный наливной пол – самая прочная, твердая и износоустойчивая разновидность смесей, предназначенных для заливки и выравнивания. Такие свойства он получил благодаря наличию уникальных полимерных добавок и цементной минеральной смеси.

Состав наливного пола

Полимерцементные смеси для пола – это моно- или двухкомпонентные компаунды. Кроме цемента и полимерных веществ в состав включается песок с определенной гранулометрией для повышения антискользящих свойств, окрасочные пигменты.

Роль полимерных компонентов могут играть пластифицированные ПВА-дисперсии, латексы синтетических каучуков или суспензии ПВА-сополимеров. Для получения декоративной составляющей помимо щелочестойких пигментов используется и цветной портландцемент.

Полимерцементное покрытие пола включает в себя два активных компонента – минеральное вяжущее (связующее) и органическое вещество. Именно минеральный вяжущий агент относит наливные полы такого типа к новому поколению бетона, поскольку он в большинстве, а в некоторых случаях и полностью, заменил пластификаторы.

Связующее при взаимодействии с водой способствует образованию цементного камня, выполняющего функцию склеивающего вещества между крупинками заполнителя и монолитом.

А посредством полимера при естественном испарении воды с поверхности пола образуется тончайшая пленка, наделенная безупречной адгезией и увеличивающая сцепляющие характеристики между цементным камнем и заполняющей частью. Также она придает составу эластичность и, в то же время, прочность.

Полимерцементные полы наиболее уместны для обустройства:

• полов, расположенных в коммерческих или промышленных строениях;
• полуподвалов, подвалов, помещений цехов, складов и гаражей;
• полов в спортзалах и фитнес-центрах, а также танцевальных площадок;
• паркингов, аэропортов.

Технические характеристики полимерцементного пола

• толщина нанесения – 5-80 мм;
• крупность наполнителя 1-3 мм;
• расход смеси при толщине слоя в 1 мм – 1,5-2,0 кг/м²;
• расход воды для приготовления 1 кг взвеси – 0, 20-0,30 л;
• водостойкость – высокая;
• прочность адгезии с бетонной поверхностью – не менее 1 МПа;
• прочность на изгиб спустя месяц – не менее 5 МПа;
• прочность на сжатие спустя месяц – не менее 20 МПа;
• жесткость отвердевшего покрытия – 9—11 рН;
• усадка полученного покрытия через месяц – не более 0,5 мм/М;
• отвердевание слоя – минимум 2,5 ч;
• температура в помещении — +15-+25 °C;
• жизнеспособность смеси – 30-40 мин.

Преимущества и недостатки

Ранее отмеченная прочность позволяет феноменально стойко переносить даже самые агрессивные механические нагрузки, истирания, воздействие химических и масляных сред, что свидетельствует о долговечности наливного пола.

Если же повреждения декоративного основания все-таки не удалось избежать, то деформированный участок с легкостью демонтируется и заполняется свежеприготовленной массой.

Обладая хорошей паропроницаемостью, полимерцементные смеси для пола способствуют микроциркуляции водяных паров через поверхность пола путем поглощения излишней влаги при ее избытке и, наоборот, ее выделении при пересушивании воздуха в помещении.

Привлекает внимание и возможность укладки смеси на влажное бетонное основание или не полностью отвердевшую стяжку.

Кроме того, сами полимерцементные полы нередко используются в качестве основной стяжки, поскольку готовая смесь может быть нанесена достаточно толстым трехсантиметровым слоем. Причем заливка раствора исключает необходимость предварительной тщательной подготовки основания.

Полученное покрытие характеризуется антистатичностью, особенно актуальной для производственных помещений с множеством рабочей техники. То есть загрязняется полимерцементное покрытие пола крайне сложно, что значительно сокращает количество влажных уборок и говорит о практичности наливного пола.

Еще одно достоинство – легкость заливки в результате достаточной пластичности готовой смеси, которая, растекаясь по поверхности, заполняет все неровности и самонивелируется, а в дальнейшем «не усаживается», как, к примеру, эпоксидный наливной пол. Процесс устройства полимерцементных полов не сопровождается никакими неприятными химическими запахами за счет экологичного состава покрытия.

И, конечно же, нельзя не отметить декоративную составляющую рассматриваемой смеси в сочетании с ее дешевизной.

Полимерцементный наливной пол имеет один недостаток, состоящий в возможности укладки готовой массы только в закрытых помещениях, минимизировав сквозняки.

Выбор смеси для заливки

При выборе следует учитывать условное разделение полимерцементных наливных полов на две группы:

1. Смеси с минимальным содержанием полимерных веществ;
2. Покрытия с достаточной концентрацией полимера в цементной составляющей, в свою очередь, классифицируемые на:

• наносимые методом заливки;
• укладываемые по типу цементной стяжки.

Полимерцементные полы с относительно небольшой долей полимерных агентов в составе уместны для устройства на основания, не подвергаемые воздействию химических или щелочных раздражителей, с достаточным количеством существенных дефектов.

Для помещений с присутствием органических кислот или часто убираемых плоскостей с помощью разъедающих или кипящих жидкостей целесообразно отдать предпочтение наливному полу с большим процентом полимера.

Процедура заливки пола

Устройство полимерцементных полов включает в себя следующие этапы:

• Тщательная подготовка поверхности и дальнейшая его очистка;
• Грунтование очищенной поверхности, однако, этот этап можно пропустить, поскольку полимерцементный наливной пол и так хорошо сцепляется с основанием;
• Приготовление смеси по инструкции, указанной на упаковке сухого раствора;
• Непосредственная заливка приготовленной массы. Стоит подчеркнуть, что жизнеспособность готовой смеси не превышает 40 мин, поэтому работать следует достаточно быстро, дабы избежать появления первых признаков изменения степени густоты состава;
• Выравнивание залитого раствора посредством специальных валиков;
• Затирка полученного основания.

Полимерцементное покрытие для пола – уникальная самонивелирующаяся смесь, идеально подходящая для любых помещений производственного или коммерческого назначения. Благодаря такой наливной массе можно получить суперстойкое, ударопрочное и долговечное покрытие, отвечающее всем требованиям стандартов и безопасности.

как изготовить полимерцементный раствор, состав, технология, применение

Использование бетона является обязательным при любом строительстве (промышленном, дачном, частном).

Без этого материала не обойтись при облагораживании садовых участков, утеплении конструкций и т.д.

На помощь строителям пришел новый класс материалов – полимерный фибробетон.

Изготовить его можно самостоятельно, используя при этом отходы пластика, которые в буквальном смысле лежат под ногами. Несложная технология изготовления полимербетона позволяет осуществить этот процесс своими руками.

В этой статье пойдет речь о производстве полимербетона на основе вторичных полимеров.

Преимущества полимерного бетона

Армировать бетон строители научились достаточно давно. Еще в начале прошлого столетия был запатентован способ упрочнения бетона металлом.

Использование же в качестве усиливающих агентов полимеров появилось относительно недавно.

Пластик имеет ряд преимуществ, которые способны потеснить традиционные армирующие материалы: металл и стекло. Полимер более технологичен, он удобен и безопасен в обращении.

Многие строители отрицательно отзываются о пластике, поскольку он может комковаться при смешивании. Сейчас есть множество добавок, которые помогут решить эту проблему.

Полимер более легкий, чем металл или стекло. Поэтому он даже способен несколько облегчить конструкцию. Пластмассовые армирующие частицы устойчивы к коррозии и атмосферному воздействию. Можно добиться такого соотношения ширины и длины волокна, которое позволит упрочнить бетон в несколько раз по сравнению со стандартным образцом.

Рецептура и состав

Содержание армирующего наполнителя никак не отражается на основной рецептуре бетона.

Вот примерное соотношение компонентов, рекомендуемое для приготовления смеси:

1. Цемент. Берется из расчета 1 части. В зависимости от типа производимых работ, можно выбрать быстро отверждаемые марки, либо стандартные.
2. Песок. В рецептуру рекомендуется добавлять из расчета 4 части на 1 часть цемента. Для более прочных марок допустимо уменьшить пропорции до 3 частей. Требования к качеству песка довольно высокие. Его нужно хорошо просеять от крупных частиц и при необходимости промыть водой. Такая процедура позволит сделать матрицу прочнее.
3. Армирующие компоненты. Измельченный пластик рекомендуется добавлять из расчета от 3 до 10 килограмм на 1 кубометр смеси.
4. Пластификаторы. Это тип добавок, улучшающих пластичность смеси при заливке и повышающих прочностные характеристики. Дозировка указана на упаковке, обычно стандартно вводят от 0,25 до 0,50% от общей массы.
5. Гидрофобизатор. Позволяют повысить устойчивость к водной эрозии, поскольку создают слой на поверхности бетона. Дозировка небольшая, до 0,5%, в зависимости от рекомендации на этикетке.

Требования к армирующим пластикам

В качестве усиливающего компонента рекомендуется использовать полиолефиновые марки (полиэтилен, полипропилен). Они удачно сочетают в себе прочность и гибкость, что позволяет не ломаться при воздействии нагрузки.

Полиолефины отличаются морозостойкостью, которая позволит армирующей добавке противостоять атмосферному воздействию и даже проводить работы при отрицательных температурах.

Пластик наиболее проявляет свои усиливающие свойства тогда, когда соблюдается большое соотношение длины и ширины кусков.

Поэтому качественный и правильный упрочняющий материал можно получить экструзией и резкой на рубильном станке соответствующего полимера.

Эта технология более затратная и трудоемкая, но полученный таким способом армирующий пластик может использоваться даже в промышленном строительстве.

Если не стоит задача получить бетонную смесь для фундаментальной застройки, то можно использовать дробленый на мелкую фракцию пластик.

Для равномерного распределения полимера по матрице лучше предварительно обработать его замасливателем.

Это силиконовые составы, например, гидрофобизатор или грунтовка на основе силана. Они тонким слоем покрывают дробленку, предотвращая комкование.

Технология изготовления раствора

Очень важен порядок загрузки компонентов:

1. Если используется аппрет, то лучше предварительно замешать его с дробленкой в бетономешалке. Перемешивание лучше вести до тех пор, пока не покроются равномерным слоем все куски пластика.
2. Далее в определенной пропорции засыпают цементо-песочную смесь и все тщательно перемешивают.
3. Постепенно, не прекращая вращение, вливается вода. Количество жидкости определяется необходимой вязкостью смеси. Если нужен бетон для блоков, то состав делают более густым. И наоборот, для заливки фундамента можно делать раствор более текучим.
4. При добавлении армирующего пластика рекомендуется увеличить время смешения примерно в 2 раза по сравнению со стандартным бетоном.

Необходимое оборудование

Процесс можно разделить на два ключевых этапа, исходя из которых можно определиться с основными единицами оборудования:

1. Изготовление дробленого пластика. Для этого в самом простом исполнении нужна дробилка роторного типа и приемник для дробленки (лоток, бак, ёмкость большого объема). Зазор между ножами должен регулироваться для наработки фракции дробленки нужного размера.
2. Приготовление смеси в бетономешалке. Подойдет стандартная с перемешивающими лопастями. Вспомогательный инструмент – лопата, ведра, совки и т.д.

Области применения

Армированный бетон может применяться там, где необходима высокая прочность и долговечность.

Тонкие волокна, равномерно распределенные по всем направлениям, усиливают конструкции. Поэтому из армированного бетона можно изготавливать блоки для монолитного строительства.

Полимерные частицы позволяют повысить прочность бетона на растяжение, повысив тем самым его марку.

Поскольку сейчас технологии строительства изменились, то использование тяжелых блоков, армированных стальными прутьями, более невозможно. На смену им приходят такие же прочные, но гораздо более легкие полимербетоны.

Кроме того, введенный в состав цемента пластик может повысить теплоизоляционные свойства бетонной плиты.

Полимерцемент не дает сильную усадку, что важно при отливке сборных конструкций, когда есть риск получить детали разного размера. Помимо изготовления строительных блоков, полимербетон можно использовать для заливки фундаментов, тротуарной плитки, несъемной опалубки и т.д.

Есть интересные идеи изготовления садовых скульптур, скамеек, фонтанов и вазонов. Из полимербетона такие конструкции получаются более прочными.

Видео по теме

В данном видео показано изготовление красивого искусственного мрамора из полимербетона с разводами:

Вывод

Полимербетон – более современный материал, в отличие от традиционных цементных составов. Помимо своих полезных характеристик, он уникален тем, что может послужить отличным способом использования вторичного пластика.

Количество отходов на нашей планете колоссальное, а использование их в бетоне – отличная идея утилизации.

Возрастающие темпы строительства и, соответственно, нарастающие объемы потребления полимербетона могут наладить использование пластиковых отходов в строительных технологиях не только в кустарных, но и промышленных масштабах.

Зная, как смешивать компоненты и обладая соответствующим оборудованием, вполне возможно изготовить полимерцементный раствор в домашних условиях.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

Мой мир

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:

• вязкие олигомерные вещества;


• водные дисперсии;


• порошки.

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.

Широкий выбор полимерных растворов представлен на сайте http://esfloor.ru/product/isomat-durocret-fast

Если вы заметили ошибку в тексте, выделите его и нажимите Ctrl+Enter

Полимерно-модифицированный строительный раствор - Типы, свойства и применение

Полимерно-модифицированный раствор получают путем смешивания воды с полимерными добавками, портландцементом и песком. Добавление полимера улучшает характеристики строительного раствора и, следовательно, может быть выгодно и экономично использовано в нескольких областях применения.

Латексные полимеры, редиспергируемые сухие полимеры, водорастворимые полимеры - это различные типы полимеров, используемых для производства модифицированных полимером строительных смесей. Помимо улучшения обрабатываемости, полимеры улучшают адгезию, ударную вязкость, прочность на изгиб или растяжение, а также устойчивость к химическим веществам, а также сопротивление замораживанию и оттаиванию строительного раствора.

Полимерно-модифицированный раствор также требует меньше воды по сравнению с традиционным раствором, что приводит к более плотному раствору с меньшим количеством пор.

Как полимеры улучшают свойства строительного раствора

1. Прочность и долговечность

Снова и снова было продемонстрировано, что полимеры улучшают прочность на разрыв, прочность на изгиб, ударопрочность и стойкость к истиранию, водостойкость и химическую стойкость полимерно-модифицированных строительных растворов по сравнению с растворами без полимеров.Кроме того, полимеры ограничивают распространение микротрещин, что улучшает общую ударную вязкость раствора.

2. Технологичность

Полимеры делают строительный раствор более текучим, его легче обрабатывать и наносить. Он действует как водоудерживающий агент, что в конечном итоге приводит к более прочному раствору с меньшим количеством пустот. Определенные типы полимеров продлевают период гидратации, что увеличивает время работы. Это значительно выгодно в жарком климате.

3. Адгезия

Благодаря тому, что полимеры действуют как клей, они улучшают адгезию раствора к различным поверхностям, таким как бетон, кирпичная кладка, кирпич, дерево, жесткий полистирол и пенополиуретан, стекло и металлы.Это свойство особенно важно при нанесении раствора для перекрытия тонкого сечения и в приложениях с чрезмерной вибрацией и интенсивным движением.

4. Отверждение цемента

Отверждение раствора - один из основных факторов, определяющих его прочность. Требуется обеспечить достаточное количество воды для надлежащего отверждения, особенно на ранних стадиях процесса отверждения; примерно первые пять-семь дней.

Также было продемонстрировано, что полимеры улучшают отверждение строительного раствора, поскольку они снижают скорость испарения воды.Эта пониженная скорость испарения воды особенно важна в тонких приложениях, где площадь поверхности для испарения высока по сравнению с объемом раствора.

Наконец, поскольку модифицированный полимером строительный раствор требует меньше воды по сравнению с обычным строительным раствором, он не испытывает такой усадки при высыхании, как традиционный строительный раствор.

Рис.1: Строительный раствор, модифицированный полимером

Типы полимеров

Существуют различные типы полимеров, которые используются для изготовления полимерно-модифицированного строительного раствора:

1. Латексные полимеры
2. Редиспергируемые сухие полимеры (например, этиленвинилацетат)
3. Водорастворимые полимеры, такие как поливиниловый спирт

Применения

1.Затирка стен и напольной плитки

Это наиболее широко применяемый раствор, модифицированный полимерами. Уменьшение проникновения воды и соли делает полимер-модифицированный раствор идеальным для кладки, подверженной атмосферным воздействиям и другим внешним условиям. Полимерно-модифицированный раствор тонкого отверждения предназначен для приклеивания плитки к основанию из бетона и цементных плит без предварительного замачивания плитки.

2. Установка и ремонт

Полимерно-модифицированные растворы широко используются в ремонтных целях из-за их минимальной усадки и способности связываться с самыми плотными поверхностями.Применяется для ремонта трещин и расслоения бетонной конструкции и трещин.

Рис. 2: Ремонт трещин в железобетонных балках с использованием полимерно-модифицированного раствора
Рис. 3: Раствор, модифицированный полимером, используемый для восстановления свай

3. Гидроизоляция

Его применение при строительстве подвалов, резервуаров для хранения воды, септических резервуаров, палуб судов, крыш и бетонных стен помогает обеспечить высокую стойкость к воде и химическим веществам.

4. Полы и тротуары

Полимерно-модифицированный раствор можно использовать для изготовления коммерческих напольных покрытий, складских помещений, фабрик, больниц, лестниц и гаражей.

Рис. 4: Использование полимерно-модифицированного раствора для укладки плитки .

Горючесть и механические свойства полимерно-модифицированного цементного раствора при высокой температуре

Хотя полимер-модифицированный цементный раствор (PCM) широко используется в качестве отделочного и ремонтного материала, необходимо понимать его свойства горения и механические свойства при высоких температурах. В этом исследовании оценивались характеристики горения с различными экспериментальными параметрами, такими как тип полимера, содержание полимера в единице, соотношение полимер-цемент и толщина образца.В этом исследовании также оценивалась прочность на сжатие и модуль упругости ПКМ с акцентом на влияние типа полимера, содержания полимерных единиц и соотношения полимер-цемент. В результате негорючесть ПКМ была в следующем порядке: SBR

1. Введение

Ремонт и усиление необходимы для продления срока службы существующих зданий. Полимерно-модифицированный цементный раствор (ПКМ) широко используется для ремонтных работ, поскольку ПКМ имеет превосходные характеристики как высокоэффективный материал, особенно для отделочных и ремонтных работ в бетонных зданиях [1–4].PCM также широко используются в гражданских инфраструктурах, мостах, растворах для изоляции внешних стен, самовыравнивающемся растворе и бетонных полях благодаря их превосходной прочности, защите окружающей среды, адгезии, гидроизоляции, устойчивости к химическому воздействию и удобоукладываемости [5–8] . Кроме того, ПКМ обладает выдающимися характеристиками по сравнению с обычным раствором в качестве ремонтных материалов для бетона в случае их нанесения на изношенную железобетонную конструкцию [9–12]. Однако выбрать подходящие материалы для заплаточного ремонта очень сложно из-за недостаточности экспериментальных данных по огнестойкости и безопасности ПКМ [12, 13].В связи со все более широким использованием ПКМ в зданиях возникла озабоченность по поводу поведения этого материала в случае пожара, поскольку ПКМ обычно горючий и подвержен ухудшению механических и связывающих свойств при повышенной температуре [12–14]. Поэтому необходимо уточнить его поведение при высокой температуре при воздействии огня; однако на этот счет данных недостаточно [14–16]. Чтобы соответствовать требованиям к огнестойкости, необходимо понимать характеристики этих материалов при повышенной температуре на основе оценки механических свойств [14].Однако, когда требуется ремонт, очень сложно выбрать подходящие материалы для заплаточного ремонта из-за недостатка экспериментальных данных по огнестойкости и безопасности ПКМ [7–9].

Поскольку PCM содержит органический полимер, необходимо понимать его свойства горения и механические свойства при высоких температурах, например, при пожарах, для которых недостаточно доступных данных. Традиционные технологии и существующие исследования в основном сосредоточены на механических свойствах, таких как адгезия и прочность на сжатие, пропорции смеси ПКМ и долговечность для использования перед ремонтом и после ремонта с использованием ПКМ в бетонной конструкции.

В этом исследовании оценивались характеристики горения ПКМ с помощью конического калориметра, испытаний на негорючесть и воспламеняемость с различными экспериментальными параметрами, такими как тип полимера, содержание полимера в единице, соотношение полимер-цемент и толщина образца. Влияние типа полимера, содержания единичного полимера и водоцементного отношения (W / C) оценивалось по результатам вышеупомянутых испытаний. Кроме того, были проведены испытания скорости воспламенения и тепловыделения для ПКМ различной толщины.Кроме того, механические свойства ПКМ оцениваются посредством испытания на горячее прессование. Влияние типов полимера и содержания элементарного полимера оценивается путем анализа прочности на сжатие и модуля упругости.

2. Методика эксперимента

В этом исследовании оценивались характеристики горения ПКМ с помощью конусного калориметра, испытаний на негорючесть и воспламеняемость с различными экспериментальными параметрами, такими как тип полимера, содержание полимера в единицах, соотношение полимер-цемент и толщина образца. [15, 16].В этом исследовании также оценивали прочность на сжатие и модуль упругости ПКМ, содержащих четыре типа полимеров (сополимер этилена и винилацетата (EVA), винилацетат-винилверсатат (VVA), бутадиенстирольный каучук (SBR) и сложный полиакриловый эфир (PAE)). с акцентом на влияние типа полимера, содержания полимера и соотношения полимер-цемент.

2.1. Горючие свойства ПКМ

2.1.1. Материалы и состав

Портландцемент и мелкий заполнитель (модуль крупности 2.97, плотность 2,63 г / см ( ³ , водопоглощение 1,81%). Полимеры, указанные в JIS A 6203 (полимерные дисперсии и редиспергируемые полимерные порошки для модификаторов цемента), EVA, VVA, PAE и SBR были использованы для модификаторов цемента. Между тем, к повторно диспергируемым полимерным порошкам добавляли 1% вспенивающего агента. К полимерной дисперсии добавляли 1% вспенивающего агента при различных соотношениях общих твердых веществ. Для испытаний было использовано шестьдесят композиций с фиксированным цементно-мелкозернистым заполнителем (массовое соотношение 1: 3) и различными типами полимеров, количествами полимеров и значениями W / C.В этом исследовании количество полимера выражается в весе на единицу объема. Например, 10 кг / м3 ³ удельной массы полимера в композиции ПКМ соответствует соотношению полимер-цемент 2%. Плоские образцы (100 × 100 × 10 (мм)) использовались для испытаний скорости тепловыделения, а цилиндрические образцы (диаметром 44 × 50 (мм)) использовались для испытаний на негорючесть. Образец 100 × 100 × 400 (мм), использованный для испытания на воспламенение, был разрезан на три типа образцов для испытаний: 100 × 100 × 10 (мм), 100 × 100 × 30 (мм) и 100 × 100 × 50 (мм). ), после отверждения в воде (20 ° C) в течение четырех недель.Физические свойства использованных полимеров представлены в таблице 1. В таблице 2 показаны состав ПКМ и экспериментальные параметры. Все образцы выдерживались в течение четырех недель в воде при 20 ° C, а затем подвергались отверждению на воздухе при 20 ° C и относительной влажности 60% в течение девяти недель. Наконец, образцы сушили при 60 ° C и охлаждали до комнатной температуры в эксикаторе в течение трех дней перед испытанием. Два образца с водопоглощением 0,5–2,0% были подвергнуты испытаниям на тепловыделение и воспламенение. Три экземпляра с 2.0% –4,0% водопоглощения подвергались тесту на негорючесть.

Тип полимера Летучая часть (%) Диаметр частиц (%) Кислотное число (мгКОН / мг) Кажущаяся плотность (г / мл) EVA Менее 2,0 Менее 2,0 Менее 2,0 0,50 ± 0,10 VVA Менее 2.0 Менее 2,0 Менее 2,0 0,53 ± 0,10 PAE Менее 2,0 Менее 2,0 Менее 2,0 0,50 ± 0,10 Полимерная дисперсия Соотношение твердых веществ (%) pH (20 ° C) Вязкость (мПа · с) Плотность (г / мл) SBR 44 .6 8,0–9,0 500–1500 1,0

Отношение остаточных масс после прохождения через сито 300 мкм м.

145 900 Тип полимера Содержание полимера (кг / м 3 ) Расход раствора (мм) W / C 45% W / C 50% W / C 60% 10 (мм) 30 (мм) 50 (мм) Нет 0 113 150 159 159 195 EVA 10 118 166 215 20 128 180 158 158 213 30 140 183 225 40 138 190 215 50 153 160 182 182 193 75 169 100 148 168 172 172 198 VVA 10 185 20 185 900 213 30 190 40 185 50 195 100 180 SBR 10 183 20 155 180 180 900 180 228 30 195 40 197 50 223 223 223 75 - 100 - - - PAE 900 10 190 20 177 30 191 40 193 50 190 75 203 100 208

Без добавления полимера; пустое поле означает отсутствие параметра; длинное тире означает, что измерение было невозможно.

2.1.2. Методы испытаний

Испытание скорости тепловыделения проводилось в соответствии с ISO 5660-1 (стандартный метод испытаний конического калориметра) [17]. Источником воспламенения служила электрическая искра, генерируемая конусным электричеством. Количество тепловыделения и скорость тепловыделения измеряли калориметрическим методом потребления кислорода [15–17]. Несгораемый материал показывает общую теплотворную способность менее 8 МДж / м ² в течение 20 минут после нагрева и максимальную скорость тепловыделения менее 200 кВт / м ² в течение 10 с непрерывно.Кроме того, такой материал не имеет трещин или отверстий на поверхности, которые делают его опасным при использовании в качестве антипирена. Испытания на негорючесть проводились в соответствии с ISO 1182 (реакция на огнестойкость строительных изделий: испытание на негорючесть) [18]. Измеряли температуру нагревательной печи и изменение веса образца. В рамках процедуры испытания цилиндрический образец помещали в нагревательную печь при 750 ° C и измеряли повышение температуры внутри печи.

В качестве важного требования при испытании на негорючесть разница между температурой негорючего материала и максимальной температурой внутри печи должна составлять 20 ° C в течение 20 минут после начала нагрева, а средняя температура через 1 минуту после прекращения нагрева. должна быть ниже 20 ° C, с потерей веса менее 30% образца.

Кроме того, поскольку раствор содержит воду и, следовательно, не является однородным материалом, для стабилизации температуры внутри печи потребуется более 20 минут.В этом исследовании время нагрева было установлено как 30 мин из предварительного эксперимента. Кроме того, некоторые образцы (удельное содержание полимера: более 50 кг / м ³ ), которые могли подвергнуться возгоранию или растрескиванию, были испытаны в соответствии с JIS A 9523 (теплоизоляционные материалы с неплотным заполнением) в предварительном эксперименте [19]. Температуры образца и внутренней части печи измерялись с помощью термоэлектрической пары К-типа, установленной как внутри, так и снаружи образца. На рис. 1 показана установка для испытаний на воспламеняемость и температуру.

2.2. Механические свойства ПКМ

2.2.1. Материалы и состав

Образец раствора для испытания механических свойств содержал те же материалы, что и в таблице 1. Экспериментальные параметры и состав ПКМ были скорректированы на основе типа полимера, соотношения полимер-цемент и испытания на горячее прессование, как показано в таблице. 3. Для испытаний использовались четыре пропорции с фиксированным водоцементным отношением, равным 50. В этом исследовании количество полимера представлено как вес на единицу объема, где 10 кг · м ⁻³ удельного веса полимера в Состав ПКМ соответствует соотношению полимер-цемент 2%.

Тип полимера Полимерцементное соотношение (%) Вода- цементное соотношение (%) Содержание воздуха (%) Расход (мм) Нет 0 50 4,9 171 EVA 5 50 6,2 207 10 7.6 217 20 8,7 222 VVA 5 50 7,7 193 10 7,6 201 20 7,7 205 PAE 5 50 6,8 194 10 8.2 203 20 9,2 224

Без добавления полимера.

Образцы для испытания на прочность на сжатие и испытания модуля упругости были цилиндрическими (диаметром 100 мм и высотой 200 мм), и для каждого испытания было подготовлено более трех образцов. Представленные ниже результаты являются средними. Каждый образец выдерживали в условиях относительной влажности 90% при 20 ° C в течение четырнадцати дней.Все образцы сушили в условиях относительной влажности 60% при 20 ° C в течение шестидесяти трех дней. Наконец, все образцы сушили в печи при 60 ° C в течение семи дней и хранили в эксикаторе. Используя эти процедуры, степень водопоглощения для каждого образца контролировалась в диапазоне 1,5 ~ 2,0%.

2.2.2. Методы испытаний

Для оценки механических свойств ПКМ при повышенной температуре был использован метод испытания горячего прессования. Как показано на Рисунке 2, в образец помещали пять термопар для измерения изменений температуры.Каждый образец был помещен в нагревательную печь для испытания на горячее прессование, как показано на рисунке 3. На основе предыдущих данных скорость и количество тепла, выделяемого из ПКМ, зависели от содержания полимера независимо от W / C. В этом исследовании количество выделяемого тепла соответствовало порядку VVA −3 и ПКМ с PAE при содержании полимера менее 30 кг · м ⁻³ , соответствуют требованиям как негорючие материалы.

(a) Термопара
(b) Нагревательная печь
(a) Термопара
(b) Нагревательная печь

При обычном методе испытаний при скорости нагрева 150 ° C · ч ⁻¹ , образец образовывал скалы после 3 ч нагревания со степенью водопоглощения 3%. В этом исследовании степень водопоглощения контролировалась в диапазоне 1,5 ~ 2,0%, и все образцы были нагреты со скоростью 100 ° C · ч ^-1 .

Диаметр испытуемого образца, использованного в эксперименте, составляет 100 мм.Как показано на рисунке 2 (а), термопары были встроены в образец для проверки температуры поверхности, внутри и в центре образца. Когда поверхность каждого образца достигала заданной температуры, температура нагрева поддерживалась до тех пор, пока центр образца не достиг заданной температуры. Время достижения одинаковой температуры внутри и снаружи PCM зависит от температуры и времени нагрева. Программа нагрева, используемая для печи, показана на рисунке 4.На рис. 4 показано время, необходимое для достижения полной внутренней температуры образца в каждом диапазоне температур нагрева. В этом исследовании температуры нагрева были установлены на 200 ° C, 400 ° C, 600 ° C и 800 ° C. Температура поверхности каждого образца достигает 2, 4, 6 и 8 часов соответственно. После этого время, при котором центральная температура каждого образца достигает соответствующей температуры, составляет 3, 2, 2 и 1 час соответственно. В случае нагрева до 200 ° C время достижения внутренней и внешней температуры до 200 ° C составляло 5 часов, а для 800 ° C потребовалось 9 часов, чтобы внутренняя и внешняя температуры достигли 800 ° C.

Как показано на рисунке 3, прочность на сжатие была измерена после того, как температура в центре образца достигла заданной температуры.

3. Результаты и анализ

3.1. Горючие свойства

3.1.1. Результаты испытаний скорости тепловыделения

Дымление образцов образовывалось в каждой серии SBR и серии EVA с содержанием полимера 40 кг / м ³ . Произошло возгорание ПКМ серии SBR с содержанием полимера более 40 кг / м3 ³ и серии EVA с содержанием полимера 100 кг / м ³ .Выкрашивание было особенно очевидным в случае образцов серии VVA с содержанием полимера ³ 100 кг / м3. Эти наблюдения показывают, что характеристики дымления, воспламенения и растрескивания ПКМ различаются в зависимости от типа полимера, содержания полимера в звеньях и W / C. Также было замечено, что образцы без сколов не имели трещин или отверстий, независимо от наличия полимера.

На рисунке 5 показано общее количество тепловыделения PCM в течение 20 минут после начала нагрева.В случае серий EVA и VVA, чем выше содержание полимера в единице, тем больше общее тепловыделение, независимо от разницы в W / C. В случае образцов серии SBR с содержанием полимера более 40 кг / м ³ общее количество тепловыделения увеличивалось с увеличением содержания полимера при воспламенении. Содержание полимера и скорость высвобождения превышали 40 кг / м ³ и 8 МДж / м ² соответственно.

SBR разлагается на стирол и бутадиен-латекс при температуре около 200 ° C и испаряется в результате пиролиза при температуре около 360 ° C.Температура в поверхностном слое образца превышала максимальную температуру разложения и испарения через 5 мин после начала нагрева. Считается, что быстрое увеличение количества тепловыделения и скорости тепловыделения было результатом потребления кислорода при воспламенении.

3.1.2. Результаты испытаний на негорючесть

В таблице 4 представлены результаты наблюдений за образцами во время испытания. Откол происходил между 80 и 180 с; чем выше содержание полимера в ПКМ, тем быстрее происходит растрескивание.Возгорание и дымообразование происходили между 90 и 320 с; опять же, чем выше содержание полимера в ПКМ, тем быстрее воспламеняется образец. На рисунке 6 также показана взаимосвязь между содержанием полимера в ПКМ и изменением температуры внутри печи.

9002 7 Состояние Тип полимера Содержание единичного полимера в PCM (кг / м 3 ) 0 10 20 30 40 50 100 Выкрашивание EVA △ △ ○ VVA △ △ ○ SBR △ ○ Воспламенение и дым EVA 900 ○ VVA ○ ○ SBR △ ○ ○ ○ ○

○: генерация на всех экземплярах; △: генерация у части особей.

.

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 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 тонкой 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, даже если 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 в среднем составляет 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 для других отраслей.Такие отходы подразделяются на два типа: твердые отходы, образующиеся на площадках карьеров или технологических установок, и шлам, образующийся в процессах резки и детализированный водой, используемой для охлаждения и смазки машин, используемых в указанных процессах. Эти отложения 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 мелких карьерных отходов может использоваться в качестве хорошей замены 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 имеют такие недостатки, как замедленное твердение, низкий предел прочности 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].Полимерно-модифицированные 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 обрабатываемость 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 отрасли 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 «Харамильо» 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. Была проведена полевая идентификация [25] материала, а также гранулометрический состав [26], свойства пластичности [27] и классификация почв [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, снабженная 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] был использован гидравлический пресс 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

По результатам полевой идентификации, анализа гранулометрического состава [26], определения пределов пластичности (жидких и пластичных) [27] и классификации грунтов [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 «A» на диаграмме пластичности. На рис. 2 показаны кривые анализа 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 грунта [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 карьерных отходов

Геологический анализ отходов [30] показал, что геология кальдеры Уичапан соответствует верхнему игнимбриту с столбчатой ​​трещиной и частично сваренным.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 устойчивости. Соединение диоксида кремния представляет собой существенную разницу между отходами карьера и цементом, так как последний требует 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 повышается 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 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]. Соединение 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, следовательно, 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 подразумевает риск расширения [33]. Расширение с помощью MgO более опасно, потому что с годами оно происходит 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].

Химический состав карьера SiO 2 Al 2 O 3 K 2 O CaO Na 2 O TiO 2 SO 3 MgO Cl P 2 O 3 Нормализованное значение 75.958 10,796 8,5099 2,4279 0,9631 0,4791 0,323 0,1486 0,1144 0,0567

Химический состав карьера

BaO	ZrO 2	Rb 2 O	ZnO	SrO	Y 2 O 3	CeO 2	O 2	Ga 2 3	Nb 2 O 3
Нормализованные средства	0.0541	0,0536	0,0307	0,0256	0,0209	0,0172	0,0169	0,0023	0,0021

3.3. Анализ и сравнение гранулометрического состава и минералогического состава песков

На рис. 5 показан сравнительный анализ химического состава, полученного с помощью 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 регионов, близких к месту добычи игнимбрита (карьерных отходов). Полевой шпат используется в керамической промышленности [34], а цеолитный туфовый песок - для облицовочного раствора [35]. Литейное 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], формовочному песку [36], игнимбритовому риолиту и двум типам песков для строительства в регионах Чапантонго и Бойе в Идальго, Мексика. на рисунке 6.

При сравнении песков (рис. 6) было замечено, что пески Чапантонго и Бойе имели схожий гранулометрический состав со средним размером зерна 2,36 мм, превышающим 80% -ное содержание по ячейке 16. Песок Чапантонго. 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 размер их зерен 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 мелким заполнителем может оказаться целесообразной из-за сходства химического состава. Из кривых гранулометрического состава видно, что песок имел более однородные размеры (песчаные агрегаты с очень небольшим количеством мелких частиц).С другой стороны, игнимбрит представляет собой мелкозернистый грунт, 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 мелкого 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, с соблюдением отношения длины к диаметру 2, согласно [38]. Разработано 12 смесей разных 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, использованные 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 относительно количества обрабатываемых твердых частиц, равного 0.67 и 0,75 (отношения рассчитаны по (2)). Количества 90, 120 и 160 г воды, используемые в смесях, соответствуют отношениям 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).

900 MIX Цемент (г) Карьер (г) Вода (г) Полимер (г) Карьер / твердые частицы Вода / твердые частицы Полимер / твердых веществ M1 100 200 90 30 0.67 0,30 0,10 M2 45 0,67 0,30 0,15 M3 60 0,67 0,30 0,20 M4 120 900 30 0,67 0,40 0,10 M5 45 0,67 0,40 0,15 M6 60 0.67 0,40 0,20 M7 300 120 40 0,75 0,30 0,10 M8 60 0,75 0,30 0,15 M9 80 0,75 0,30 0,20 M10 160 40 0,75 0,40 0,10 M11 60 0.75 0,40 0,15 M12 80 0,75 0,40 0,20

.

Механизм и долговечность ремонтных систем в полимерно-модифицированных цементных растворах

В данной статье исследован механизм и долговечность ремонтных систем, изготовленных из обычного ремонтного раствора на основе цемента и трех видов полимерно-модифицированных ремонтных растворов со старым бетоном, дисперсией SBR, SAE дисперсия и порошок SAE. Путем сравнения адгезионных свойств строительных растворов до и после эрозии было обнаружено, что полимеры могут эффективно улучшить долговечность ремонтной системы, а порошок SAE показал лучшее улучшение.Исследование микроморфологии ремонтного раствора и поверхности раздела ремонтного раствора со старым бетоном с помощью SEM показало, что полимерная пленка, образованная из порошка SAE, независимо от того, что находится в растворе или на границе раздела, была плотной и жесткой, пленка, образованная из дисперсии SAE, была рыхлой и слабой, в то время как пленка, образованная из дисперсии SBR, находилась между ними, что объясняет разницу в прочности связи при растяжении и долговечности ремонтных систем.

1. Введение

Бетон - самый распространенный и универсальный строительный материал в мире.С увеличением срока эксплуатации часто возникают повреждения конструкции, вызванные неправильным проектированием, управлением, плохой прочностью материала и т. Д. Это не только повлияло на нормальное использование строительства, но и привело к огромным экономическим потерям. Поэтому ремонт и усиление поврежденных конструкций - важные вопросы для строительной отрасли сегодня.

Цементный раствор, модифицированный полимером, широко используется в качестве ремонтного раствора из-за его высокой прочности, хорошей долговечности и хороших адгезионных свойств к старым бетонным конструкциям.Исследователи изучили механические свойства полимерно-модифицированного строительного раствора, используемого для ремонта, и результаты показали, что полимер может значительно улучшить ремонтные характеристики строительного раствора [1–3]. Кроме того, сообщалось, что полимер может улучшать долговечность ремонтного раствора, что было важным аспектом, который необходимо учитывать при строительстве [4–6].

Для строительного ремонта недостаточно только улучшения свойств ремонтного материала; нужно рассматривать всю систему, состоящую из ремонтных материалов и старого бетона.Морган [7] полагал, что производительность системы определяет качество ремонта, при котором наиболее важное влияние оказывает ремонтный раствор и старый бетон. К настоящему времени было сообщено о многих механизмах связывания системного интерфейса. Морган думал, что поверхность раздела ремонтного раствора и старого бетона можно рассматривать как поверхность раздела цемент-заполнитель, в которой старый бетон похож на большой заполнитель. Биджен и Салет [8] указали на то, что раствор и старый бетон были связаны посредством силы Ван-дер-Ваальса, силы механического укуса и поверхностного натяжения.В то время как Эммонс и Вайсбурд [9] приняли модель трехзонной связи, которая включала зону нового материала, зону раздела и зону старого материала для изучения границы раздела, были и другие исследования механизмов взаимодействия [10, 11], но мало изученных. основан на механизме модификации полимера на границе раздела.

В этой статье в качестве ремонтных растворов использовались три вида полимерцементных растворов на основе цемента. Путем помещения связанного ремонтного раствора и старого бетона в эрозионную среду было изучено влияние полимера на долговечность ремонтной системы.Морфология ремонтного раствора и граница раздела между ремонтным раствором и старым бетоном была изучена с помощью SEM, а также проанализирован механизм модификации полимером.

2. Программа экспериментов

2.1. Сырье

Цемент, использованный в этом исследовании, представлял собой портландцемент P · II 52,5R, химический состав которого показан в таблице 1. В этом эксперименте использовались водопроводная вода и стандартный песок. Для модификации обычного ремонтного раствора использовались три вида полимеров: дисперсия SBR (стирол-бутадиеновый каучук) (SD 623), дисперсия SAE (стирол-акриловый эфир) (S 400 F) и порошок SAE (FX 7000).Параметры этих трех полимеров показаны в таблице 2.

CaO SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 SO 3 MgO K 2 O Na 2 O f-CaO Потери при возгорании Нерастворимый остаток 62.72 20,24 5,29 3,4 1,97 1,18 0,57 0,11 0,23

.

---

Смотрите также

• 
  Характеристики теплоизоляционных материалов
• 
  Что значит фасад
• 
  Регистрация дома на земельном участке ижс 2020
• 
  Зачем при пайке нужна канифоль
• 
  Как снизить кислотность почвы
• 
  Сколько сохнут березовые дрова
• 
  Как отпугнуть голубей с подоконника
• 
  Пропорции арболита по госту состав
• 
  Сколько надо водоэмульсионной краски на 1м2
• 
  Коэффициент теплопроводности строительных материалов
• 
  Ванная на даче