ГлавнаяВ качестве добавок к свежему раствору или бетону для строительной практики имеют значение две группы добавок: дисперсии полимеров и совместимые с водой реактивные смолы,
Дисперсии полимеров
Полимерные дисперсии, добавляемые к цементобетону, должны обладать хорошей устойчивостью против омыляющего действия OH- -ионов. В международной практике применяются прежде всего сополимеры на базе бутадиена, эфиров акриловой и метакриловой кислот. Такие пластоцементорастворы обладают достаточной погодоустойчивостью.
► Получение
При изготовлении пластоцементорастворов полимерную дисперсию нельзя добавлять прямо к предварительно подготовленной сухой смеси из заполнителей и цемента, так как цемент и тонкие фракции заполнителя отбирают воду у дисперсии (образование комков). Добавление воды к раствору не позволяет ни снизить уже возникшее комкование, ни добиться равномерного распределения материала. Дисперсию необходимо либо смешивать с водой затворения и затем добавлять к сухому раствору, либо равномерно вводить в свежий раствор при перемешивании. Дисперсии содержат воду, как правило, 50—60% по массе. При определении количества воды затворения нужно учитывать не только дисперсионную воду, но и возможное пластифицирующее действие дисперсии. Влияние отдельных дисперсий на удобоукладываемость раствора различно. Порошкообразные дисперсии следует смешивать с сухим раствором при последующем добавлении воды затворения.
Рекомендации по составам заполнителей для пластоцементорастворов и -бетонов приведены в табл. 4.12.
При изготовлении монолитных полов и бетонных работах с пластоцементорастворами и -бетонами рекомендуется уплотнение материала при помощи вибробруса. Штукатурные и отделочные работы должны производиться с использованием распылителей раствора и нагнетающих устройств при давлении около 0,5 МПа.
► Свойства
Добавление полимерных дисперсий к цементораствору или -бетону часто влечет за собой повышенное образование воздушных пор, причиной которого является пенообразование, вызываемое даже небольшими количествами эмульгаторов. Эти воздушные поры, неизбежно образующиеся в процессе перемешивания, практически не поднимаются к поверхности раствора. При большем количестве дисперсии содержание воздушных пор незначительно снижается, что объясняется размещением в воздушных порах частичек полимера. Кроме того, поры небольшого размера могут поглощаться слишком крупными и удаляться из раствора. В состав многих полимерных дисперсий для подавления пенообразования вводятся специальные препятствующие пенообразованию средства (например, силиконы). Способ перемешивания через количество вовлеченного воздуха изменяет свойства раствора (рис. 4.14). Кроме того, на свойства пластоцементораствора влияет распределение частиц полимера. При гидратации цемента они не располагаются равномерно в гидратных фазах, а скапливаются на границе цементного камня. Схематически этот процесс показан на рис. 4.15.
Добавки полимерных дисперсий с одинаковой основой могут оказывать различное влияние на прочностные характеристики бетона, так как вид эмульгаторов и других вспомогательных средств дисперсий сильно влияет на свойства, например, через образование воздушных пор. Как правило, дисперсии в количестве 10—20% (в расчете на цемент) обусловливают оптимальные прочностные характеристики. При более высоких количествах ослабляется вяжущее действие цемента вследствие упомянутого распределения полимерных частиц. При воздушном твердении достигаются более высокие прочности, чем при водном (рис. 4.16). Расположенные в цементобетоне частицы полимера действуют как клей, и только после его высыхания. Недостижение температуры пленкообразования дисперсии при твердении также не приводит к улучшению свойств. В то время как водное хранение пластоцементорастворов и -бетонов не приводит к повышению прочности по сравнению с прочностью цементных растворов и бетонов одинаковой удобоукладываемости, длительное хранение их на воздухе и при последующем воздействии воды может повышать прочность на растяжение при изгибе. Потеря прочности при водном хранении повышается с увеличением содержания полимера.
Усадка пластоцементорастворов в некоторых случаях соответствует усадке цементных растворов. Часто она бывает выше. Склонность к усадке пластоцементррастворов увеличивается с увеличением возраста образцов при переменном хранении: влажное — сухое. При увеличении разницы между усадкой и расширением с ростом числа влажно-сухих смен могут возникать значительные переменные напряжения в растворе.
Пластоцементобетоны после изготовления необходимо защищать от осадков, солнечного излучения и тяги воздуха. Покрытия полов из них должны поддерживаться равномерно влажными в течение примерно 7 дн. с помощью защитного слоя из опилок или песка. Благодаря такой обработке прочность по сравнению с прочностью при нормальном воздушном хранении повышается, склонность к усадке уменьшается. Обливание же или обрызгивание поверхности водой приводит к ухудшению свойств.
Совместимые с водой реактивные смолы
Существенный недостаток полимерных дисперсий заключается в том, что они имеются в бетоне уже в виде макромолекул с термопластичными свойствами и обладают заметными водопоглощением и набухаемостью. Достоинством водосовместимых реактивных смол (особенно на базе эпоксидных смол) наряду с их неомыляемостью является то, что макромолекулы образуются только при твердении пластоцементобетона в результате химических реакций. Тем самым свойства твердого бетона обусловливаются совместным действием цемента и реактивной смолы как вяжущего. Такие пластоцементобетоны в международной практике называются бетонами, модифицированными смолой, причем прежде всего для этих целей используются эпоксидные смолы, эмульгированные в воде. Подходят такие эмульсии, в которых под микроскопом не различимо образование капель, и отверждение которых не препятствует вода. Смоляная система в состоянии образовать связь с цементным камнем, но имеется также в виде округлых изолированных частичек вокруг зерен цементного камня. Такие пластоцементорастворы и -бетоны при сухом хранении также достигают лучших прочности на растяжение при изгибе и относительного удлинения при разрыве, чем при хранении их в воде.