ГлавнаяИсходные материалы и процесс твердения
Испытание исходных материалов необходимо потому, что встречающиеся в них недостатки сильно обусловливают качество и гомогенность полимербетонов и -растворов. Исследования реологических свойств синтетических смол, дисперсий полимеров и мономеров, а также устойчивости дисперсий полимеров к гидролизу находятся на переднем плане. Испытаниями должно охватываться прежде всего взаимодействие исходных материалов при твердении.
• Реологические свойства
Реологические свойства исходных материалов в значительной мере обусловливают их перерабатываемость. Они хорошо характеризуются вязкостью. Высокомолекулярные вещества и их растворы, а также смеси синтетических смол с наполнителями имеют структурно-вязкие свойства, т.е. не существует пропорциональности между напряжением и градиентом сдвига. Определение вязкости жидких смол и мономеров производится с помощью вискозиметра (например, вискозиметр с падающим шариком по Хёпплеру). При испытании синтетических смол необходимо учитывать сильную температурную зависимость, поэтому необходимы термостатирование смолы и задание температуры измерения.
Получение кривых текучести (взаимосвязи между напряжением сдвига и скоростью сдвига) для дисперсий полимеров и смолорастворов производится с помощью ротационного вискозиметра. Если при постоянной скорости сдвига напряжение сдвига со временем становится меньше, то это говорит о наличии тиксотропных свойств. На рис. 4.18 показаны кривые вязкости смолорастворов (на примере эпоксидной смолы) для полимерных покрытий. Здесь необходимо известное предельное напряжение сдвига, чтобы раствор привести в текучее состояние. Для оценки перерабатываемости материалов в процессе нанесения покрытия, например при шпаклевании, решающее значение наряду с начальной вязкостью имеет вязкость при градиенте сдвига 5 с-1. При отсутствии кривых текучести, при применении для определения вязкости растворов одномоментных методов определения времени истечения или глубины проникания получаемые выводы имеют меньшее значение. После соответствующей поверки такие методы применимы в условиях строительной площадки.
• Реакционная способность
Реакционная способность синтетических смол с отвердительной системой может определяться путем определения ряда химических свойств исходных материалов. В строительной практике такие методы применяются лишь изредка. Целесообразнее измерение свойств, которые изменяются по мере отверждения. Стандартизированы, например:
• Изотермическое изменение вязкости. При этом определяется время достижения заданной вязкости.
• Повышение температуры. Определяется максимальная температура в середине пробы и время до ее достижения.
• Время мелирования.
Оно дает представление о том, что по истечении какого времени и при какой температуре проба переходит в желированное состояние, прежде чем перейти в жидкое.
• Щелочеустойчивостъ дисперсий полимеров
Поскольку цементобетон имеет щелочную среду (pH ≈ 12), при добавлении дисперсий полимеров к цементным растворам большое значение имеет степень их устойчивости против щелочей. Для сравнительных выводов относительно щелочной устойчивости подходит следующий быстрый способ определения: 10 г дисперсии, pH которой 7, смешиваются с 50 см3 н/10 натриевой щелочи и выдерживаются в течение 48 ч при 60°С. Обратное титрование производится н/10 соляной кислотой. По расходу последней определяется степень омыления. Чем выше расход соляной кислоты, тем устойчивее дисперсия полимера против омыления в увлажненном полимерцементном бетоне.
Готовые продукты
Показатели растворов и бетонов, связанных полимерами, полученные из кратковременных испытаний, весьма условны. Несмотря на то, что они получаются из стандартных испытаний, для конструирования и применения этих растворов решающую роль играют, однако, долговременные свойства. Кроме механической нагрузки, использования при температуре выше или ниже 20°С, контролируемые свойства обусловливаются еще такими факторами, как химически агрессивные среды, климатические условия. Поэтому при испытании готового продукта должны приниматься во внимание долговременные свойства. Особенно велико влияние температуры на механические свойства. Методом свободных крутильных колебаний в качестве метода определения механотермических свойств полимеров определяется среди прочего модуль сдвига при частоте колебаний от 0,1 до 10 Гц в зависимости от температуры. По результатам этих испытаний для практической оценки растворов и бетонов необходимо принимать во внимание следующие факторы:
- классификацию растворов в структурном отношении и в отношении технического применения;
- исследование подвижности молекул (релаксационные свойства, структурирование);
- свойства в агрегатных состояниях и переходных областях.
Для определения соотношения между вяжущим и наполнителем в случае свежих растворов и полимерцементных бетонов вяжущее экстрагируется подходящим растворителем. Содержание наполнителя в смолорастворах с кварцсодержащими наполнителями определяют посредством прокаливания.