Новые цементно-полимерные бетоны с малыми добавками водорастворимых смол
Введение полимерных добавок в цементные бетоны существенно улучшает их свойства. Такими добавками для получения цементно-полимерных бетонов могут служить водорастворимые смолы смола 89, эпоксидные смолы ТЭГ н ДЗГ, МФ-,17, М-70 н др.1.
Цементно-полимерные бетоны с водорастворными смолами твердеют не только в воздушно-влажных условиях, но н во влажных п водных. Добавки вводятся в значительно меньших количествах по сравнению с ПВАД и латексами; способствуют некоторому у/величениию прочности и пластифицируют бетонные смеси; не увеличивают, а в некоторых случаях даже снижают усадку и ползучесть при сжатии; повышают плотность, водонепроницаемость, морозостойкость и трещиностойкость бетона; позволяют экономить цемент (12—15%). Особенно удобна в этом отношении смола 89, не требующая введения отвердителя.
Исследования цементно-полимерных бетонов с водорастворимыми смолами, начатые ЛИИЖТом, проводились в ТАШИИТе, Ленинградском и Минском политехнических институтах, Вильнюсском, Воронежском инженерно-строительных институтах и др. Исследованы свойства бетонов и растворов, механизм поведения смол в бетоне, их влияние иа процесс твердения цемента, структурообразования цементного камня и бетона, а также установлено влияние полимерных добавок на работу конструкций.
Смола 89 ускоряет структурообразование в твердеющем цементном тесте, способствует быстрому увеличению пластической прочности с дальнейшим нарастанием ее в течение нескольких лег. Смолы ДЭГ и ТЭГ замедляют процесс структурообразования в начальный период, так как они медленно отверждаются в щелочной среде цементного камня, но затем процесс ускоряется, и эти смолы, как и смола 89, способствуют улучшению свойств растворов и бетонов.
При введении добавок водорастворимых смол углубляется гидратация цемента, увеличивается количество низкоосновных тоберморито-подобных гидросиликатов кальция и повышается дисперсность новообразований цементного камня. Микроскопическими исследованиями установлено образование промежуточной контактной зоны между цементным камнем и заполнителем, которая способствует деформативности бетона.
Данные говорят о полимеризации смолы 89 в щелочной среде с сохранением групп, о сшивке молекул смолы между собой и присоединении фрагментов полимера к новообразованиям цементного камня. Смола 89 взаимодействует со щелочами цемента и Са(ОН)2, выделяющимися при гидролизе алита, я, коагулируя, образует нерастворимые гелеобразные резиноподобные пленки на поверхности частиц цемента [4].
Введение водорастворимых смол повышает сопротивление ударным нагрузкам. Испытания, проведенные в ЦНИИС МТС, показали,что введение смолы ДЭ.Г повышает выносливость бетона при многократной пульсирующей нагрузке.
Водорастворимые смолы способствуют некоторому повышению модуля упругости (до 10%), увеличению растяжимости в 1,5—2 раза без существенного увеличения сжимаемости и ползучести при сжатии. Наоборот, ползучесть бетона понижается на 20% [1].
Так как введение смол делает структуру бетона более плотной то испарение воды из него резко снижается и, как следствие этого, усадка цементно-полимерпых бетонов ниже, чем у бетона без добавок. Все это ведет к повышению трещиностонкости бетона, которая определяется не одним, а несколькими его свойствами: прочностью на растяжение, растяжимостью, модулем деформации и усадкой. Условный коэффициент трещин DCTOH.KOCTH бетона возрастает более чем в 2 раза. Увеличение трещшюстойкости конструкций на 20— 40% за счет введения добавок водорастворимых смол в бетоны для преднапряженных железобетонных балок позволяет значительно облегчить конструкции. Повышение термической трещино-стойкости бетона важно, для массивных гидротехнических сооружений.
Уменьшение общей пористости и количества крупных-пор обусловливает существенное повышение водонепроницаемости и газонепроницаемости бетона. Не снижается, а возрастает морозостойкость цементно-полимерных бетонов.
Введение смолы 89 заметно улучшает свойства керамзитобетона -[8], а исследования Воронежского инженерно-строительного института дают основания для введении смол и в ячеистые бетоны, недостатком которых является сравнительно низкая прочность и плохая трещиностойкость.
Безавтоклавный пенобетон с добавкой смол по свойствам эквивалентен, а по прочности на изгиб и растяжимости значительно превосходит автоклавный ячеистый газобетон [9].
Цементно-полимерные бетоны с водорастворимыми смолами получили некоторое применение для повышения тре- щиностойкости предналряжеиных конструкций (конструкции прямоугольного й кольцевого сечения, шпалы, пролетные строения мостов и др.) [1], а также для увеличения водонепроницаемости и плотности бетона (подземные конструкции, фундаменты, колодцы, очистные сооружения, гидроизоляционные и защитные покрытия) [I, 10].
Полимербетоны на бесстирольных полиэфирных связующих
Повышение водонепроницаемости бетона очистных сооружений путем введения смолы 89 в его состав дало годовую экономию амортизационных расходов 22,15 руб. на I м железобетона марки 200 со сроком окупаемости в 6,5 месяцев.
По данным Белорусского министерства промышленного строительства применение цементно-полимерных бетонов на предприятиях минеральных удобрений для защитных покрытий взамен многослойной изоляции снизило стоимость конструкций в несколько раз [10].
Расширению опыта применения этих новых бетонов и растворов в разных областях строительства будет способствовать увеличение выпуска водорастворимых смол для строительных целей! Следует составить специальные ТУ на цементно-полимерные бетоны со смолами и внести дополнения в изданные ранее НИИЖБом Госстроя СССР рекомендации по применению бетонов и растворов с добавками полимеров, так как водорастворимые смолы эффективнее указанных в этих рекомендациях полимерных добавок, не считая крсмнийорганических жидкостей, хорошо себя зарекомендовавших в качестве добавок, повышающих морозостойкость бетона.
Разработка и применение новых цементно-полимерных бетонов перспективны в технико-экономическом отношении, н это направление в технологии бетона должно развиваться. Несомненно будут найдены и другие эффективные полимерные добавки в бетоны и растворы.