Показана кинетика усадочных деформаций в полимерцементных составах с учетом количественных величин полимерных добавок поливинилацетатной дисперсии или каучукового латекса. Представлена информация о влиянии изменяющихся температур и количества добавок на прочность защитного композита.
Ключевые слова:усадочные деформации, зависимость деформаций от количества полимера в защитном покрытии, температурные деформации, коэффициент линейного расширения.
Известно, что в большой степени трещиностойкость материала зависит от величины усадки. Поэтому защитно-отделочное покрытие, подвергающееся многообразным процессам увлажнения и высушивания, в процессе эксплуатации наружных стен отапливаемых зданий, в наибольшей степени должны обладать и сопротивлением усадочным деформациям. Все эти факторы крайне необходимы в составах для защитно-отделочных покрытий. В то же время, их можно значительно улучшить, создавая композитные смеси на основе полимерных добавок в цементный раствор. Мы применяли полимеры, обладающие высокими адгезионными свойствами. Это поливинилацетатная дисперсия (ПВАД) и синтетический, каучуковый стирольный латекс СКС-65ГП.
При введение в цементный раствор полимера повышается его прочность при растяжении, способствующая в то же время повышению трещиностойкости. Одновременно с этим возрастает и усадка. Усадочные явления проявляются как в начале твердения бетона, так и при последующем его увлажнении и высыхании. Причем величина усадки становится тем выше, чем больше полимер подвержен набуханию при увлажнении. Например. раствор с ПВАД характеризуется значительно большей усадкой, чем каучукцементные растворы.
Нами изучалась усадка на призмах 4х4х16 см с реперами из нержавеющей стали. После 3-х суточного увлажнения проводился замер образцов с помощью индикаторов с ценой деления 0,02 мм. Образцы хранили в герметичных эксикаторах над слоем обезвоженного хлористого кальция. Замеры и взвешивания проводили через каждые четверо суток до прекращения изменения в весе и в отсчетах по индикатору. Затем образцы высушивали до постоянного веса и делали последний замер и взвешивание. По имеющимся данным подсчитывали величину усадки в мм/м при соответствующей влажности и строили кривые усадки (рис.1).
Рис. 1. Усадка полимерцементных растворов и пенобетона
Усадка растворов с ПВАД значительно превышает конечную усадку пенобетона более чем в два раза. В связи с этим следует признать малую эффективность защитных покрытий с ПВАД при испытании их на морозостойкость и переменное увлажнение и высушивание. Растворы с СКС-65ГП имеют усадку близкую к пенобетонам. Но при интенсивном высыхании, когда остаточная влажность становится менее 1 %, наблюдается повышенная усадка. Усадки у пенобетона и полимербетона практически одинаковые если добавка латекса не превышает 0,2 % от веса цемента, и лишь при существенном отличии от влажности этих материалов их усадочные деформации могут отличаться на 0,3 мм/м.
В связи с этим можно отметить, что при твердении полимерцементных растворов усадка растворов с латексом заканчивается через 7–8 суток, достигая величины 0,3 мм/м. У растворов с ПВАД усадочные деформации продолжают накапливаться более 30 суток. В начальный период твердения усадочные деформации в растворах с латексом протекают менее интенсивно, чем в растворах с ПВАД.
Для надежной совместной работы пенобетона и защитно-отделочного раствора нужно получить коэффициенты их температурного расширения одинаковыми или близкими по значению. Для пенобетонов коэффициент линейного расширения α при их охлаждении и нагреве от 0 до +100о С принимается α = 0,000008.
Нами определялись значения коэффициентов температурного расширения для пенополимерцементных растворов. Их значения в диапазоне температур от -10о С до +100о С оказались равными (8÷9) х10–6 с некоторым возрастанием по мере увеличения полимерцементного отношения.
Влияние колебаний температуры в защитно-отделочном покрытии стен из пенобетона изучалось путем анализа прочности при сжатии образцов в условиях повышенных температур до значений: +20; +50; +70; +90 и +110о С, хотя фактический нагрев фасадных поверхностей не превышает +75оС.
Таблица
|
Полимер |
П:Ц |
Прочность при сжатии (МПа) в условиях температур |
||||
|
+20оС |
+50оС |
+70оС |
+90оС |
+110оС |
||
|
– |
0 |
4,2 |
4,8 |
4,5 |
4,2 |
4,6 |
|
ПВАД |
0,07 |
5,7 |
5,3 |
5,3 |
5,9 |
4,9 |
|
0,10 |
7,6 |
7,8 |
6,4 |
6,4 |
5,7 |
|
|
0,20 |
11,8 |
8,2 |
6,1 |
5,6 |
5,6 |
|
|
СКС-65ГП |
0,07 |
4,5 |
4,7 |
4,5 |
4,4 |
3,9 |
|
0,10 |
5,9 |
5,6 |
5,0 |
5,8 |
4,8 |
|
|
0,20 |
5,6 |
3,5 |
3,2 |
2,9 |
2,7 |
|
Анализ прочности при повышенных температурах показал некоторое снижение прочности и модуля упругости композитов, что можно объяснить размягчением полимерной составляющей и переходом ее в высокоэластическое состояние в пенополимерцементном растворе.
Проведенные испытания показывают, что с ростом отношения П:Ц возрастает и проявление размягчения полимера во всех составах, выражающееся в снижении прочности и модуля упругости защитного раствора, нанесенного на пенобетон. Так в цементно-полимерном покрытии на основе ПВАД при П:Ц=0,2 прочность при +110о С, снизилась более чем в два раза, а в составе на основе латекса в 2,2 раза. Однако в диапазоне П:Ц от 0,07 до 0,10 это снижение не существенно, а при температурах до +75оС использование таких растворов для защитных целей вполне оправдано в том числе и исходя из требований долговечности покрытий.
Литература:
1. Гусев Н. И. Полимерцементные композиции для наружной отделки пенобетонных стен [Текст] / Н. И. Гусев, М. В. Кочеткова, К. С. Паршина // Региональная архитектура и строительство. — 2014. — № 2. –С. 74–78.
2. Гусев Н. И. Прочностные показатели полимерцементных композитов для наружного покрытия стен из пенобетона [Текст] / Н. И. Гусев, М. В. Кочеткова, К. С. Паршина // Региональная архитектура и строительство. — 2014. — № 4. — С. -.36–40.
3. Гусев Н. И. Прочность сцепления пенополимерцементных растворов тс пенобетонными наружными стенами отапливаемых зданий [Текст] / Н. И. Гусев, М. В. Кочеткова, К. С. Паршина // Региональная архитектура и строительство. — 2014. — № 4. — С. -.52–57.
4. Гусев Н. И. Методика исследований физико-механических свойств пенополимерцементных растворов для защиты наружных стен из пенобетона [Текст] / Н. И. Гусев, М. В. Кочеткова, А. С. Щеглова // Современная техника и технологии. — 2014. — № 12(40). — С. -.36–40.
5. Гусев Н. И. Исследование декоративных свойств поризованных растворов на атмосферные воздействия [Текст] / Н. И. Гусев, М. В. Кочеткова, Е. С. Аленкина // Современная техника и технологии. — 2014. — № 12(40). — С. -.115–118.
6. Гусев Н. И. Задачи исследования защитных свойств полимерцементных поризованных растворов для стен из пенобетона [Текст] / Н. И. Гусев, М. В. Кочеткова, А. С. Щеглова // Современные научные исследования и инновации. — 2014. — № 12(44). — С. -.84–87.
