Заказать обратный звонокКомплексный подход при разработке составов сухих строительных гидроизоляционных смесей АЖИО
Среди современных строительных материалов особое место занимают тонкослойные материалы на основе цемента с заданной ранней прочностью, которые используют для ремонта и выравнивания и гидроизоляции бетонных конструкций, при монтаже металлоконструкций на бетонное основание или установке анкеров и закладных деталей, для устранения активных течей и в некоторых других случаях.
Задача получения тонкослойных цементных композиций с нормируемой ранней прочностью и трещиностойкостью обычно решается с помощью методов, которые так или иначе связаны с образованием эттрингита, или гидросульфоалюмината кальция. При исследовании свойств гидроизоляционных сухих смесей сульфоалюминат кальция в готовом виде вводится в состав. Кроме того, известным способом повышения трещиностойкости составов на основе цемента является введение армирующих волокон. Увеличение трещиностойкости при использовании волокон обычно связывают с ростом прочности при растяжении. При разработке составов сухих смесей для гидроизоляции на основе цемента были рассмотрены базальтовые, стеклянные, целлюлозные, полипропиленовые, полиэтиленовые волокна. Для экспериментов использовались полипропиленовые волокна длиной 6 мм и толщиной 50 мкм, дозировка составляла 0,03 % от массы сухой смеси. Трещиностойкость определялась отношением прочности при растяжении к усадочным деформациям. Сравнивались составы с армирующим волокном и контрольные (без волокон). Приведенные ниже данные иллюстрируют эффективность использования армирующих волокон для повышения трещиностойкости составов с различной дозировкой добавки сульфоалюмината кальция (рис. 1, рис. 2). Из приведенных на рис. 2 данных следует, что введение фиброволокон увеличивает прочность при растяжении. Наибольшей прирост прочности в исследованных составах составил 16 %. Кроме того, при использовании волокон снижаются усадочные деформации, что может быть связано с уменьшением объема капиллярных пор, как известно, влияющих на усадочные деформации при испарении воды.
В качестве альтернативы использования глиноземистого цемента и расширяющихся добавок предложен следующий механизм получения безусадочных составов: расширение цемента достигается путем введения малых количеств алюминиевого порошка и образования пор с преимущественным диаметром
Рис. 1. Влияние армирующих волокон на усадочные деформации. (состав № 1 — 10 % добавки сульфоалюмината кальция от массы цемента, состав № 2 — 15 % )
Рис 2. Влияние армирующих волокон на прочность при растяжении. (состав № 1 — 10 % добавки сульфоалюмината кальция от массы цемента, состав № 2 — 15 % добавки)
В исследовании для определения усадочных деформаций использован прибор Терем-1. Его преимуществом является возможность измерения усадочных деформаций, начиная с момента укладки раствора в форму с регистрацией поступающих данных на электронный носитель в непрерывном режиме. Наличие датчиков влажности и температуры позволяет установить влияние температурно-влажностного режима на изменение усадочных деформаций на стандартных образцах 4×4х16 см. На рис. 3 ипредставлены графики усадочных деформаций цементного камня для различных цементов, полученные с помощью прибора Терем-1
Рис. 3 Усадочные деформации цементного камня, полученные на приборе Терем-1 (толщина слоя 40 мм).Образец 1 — ПЦ500Д0 Оскольского Ц.З., Образец 2 — ПЦ500Д0 Липецкого Ц.З., Образец 3 — ПЦ400Д20 Пикалевского Ц.З.
Исследуемые материалы с момента нанесения на подложку находятся в особых условиях. Растворная смесь имеет большую открытую поверхность и большую границу контакта с подложкой. Эти условия влияют на водосодержание незатвердевшего раствора, что особенно важно для составов с добавкой — суперпластификатором. Удержание воды в составе твердеющего раствора, используемого для гидроизоляции обязательно, т.к. высокая подвижность таких составов определяет формирование камня с высокой открытой пористостью. Испарение влаги из капилляров с радиусами менее 1000 Å всегда сопровождается усадкой. В связи с этим в разрабатываемых составах были использованы водоудерживающие добавки, обеспечивающие сохранение необходимого количества воды. В качестве регулятора водоудерживающей способности использовались следующие методы: введение метилцеллюлозы общей формулы [С6Н7О2(ОН)3-х(ОСН)х]n, а также тонкомолотых минеральных наполнителей. Экспериментально установлено, что введение в состав смеси в качестве наполнителя доломитизированного известняка (Sуд=2000 см2/г) в определенном соотношении приводит к повышению подвижности растворной смеси, без роста водопотребности.
С учетом описанных выше механизмов получения безусадочных составов высокой трешиностойкости разработана комплексная добавка для гидроизоляционных сухих смесей. Компенсация усадки цемента и высокая ранняя прочность достигается в результате совместного взаимодействия компонентов добавки, что позволяет получить камень микропористой структуры с последующим заполнением возникших пор образующимся продуктом — гидросульфоалюминатом кальция и фторидом кальция. Опыты по определению усадочных деформаций составов с комплексной добавкой производились на различных цементах. Установлено, что эффект от использования добавки зависит от состава цемента, конкретно от наличия алюминатных фаз и от содержания гипса (в пересчете на SO3). Произведено исследование цементного камня, твердеющего в присутствии добавки методом рентгено-фазового анализа. Данные рентгенограммы позволяют сделать вывод об образовании в составе цементного камня новых фаз: высокосульфатной формы гидросульфоалюмината кальция d=2,61Å; фторида кальция d=1,92Å. Результаты проведенного исследования использованы при разработке гидроизоляционных сухих смесей для литых растворов, укладываемых методом нагнетания за гидроизолируемую конструкцию.