РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ
Модификация строительных смесей
производится эфирами целлюлозы, редиспергируемыми порошками и другими
добавками, что существенно влияет на физико-механические свойства растворов.
Добавки позволяют достичь таких свойств, которых обычные цементные растворы
проявить не могут.
Специальные реологические свойства
необходимо придавать и таким смесям, как штукатурки, которые при перекачке
должны свободно течь по шлангу, а после нанесения на стену фиксироваться без
сползания. Для приклеивания потолочной плитки требуется хорошая клейкость
пастообразного раствора.
Реология – это раздел физики, изучающий
течение и деформацию сплошных сред, обладающих вязкостью, пластичностью,
упругостью; она занимает промежуточное положение между гидродинамикой и теорией
упругости.
Как известно, сухие строительные смеси с
точки зрения коллоидной химии относятся к дисперсным системам. Все дисперсные
системы можно разделить на две большие группы – бесструктурные системы,
лишенные сплошной структуры, пронизывающей вес объем, и структурированные
системы (дисперсные структуры).
В бесструктурных системах частицы
дисперсной фазы, являясь свободными, не связаны друг с другом в сплошную сетку,
движутся независимо друг от друга в окружающей среде под действием внешних сил,
например, при седиментации, под действием тяжести или центробежных сил.
При этом каждая отдельная частица
дисперсной фазы может представлять собой либо первичную массивную частицу в
отсутствие заметной коагуляции, либо агрегат таких частиц. Все эти системы
обладают общим признаком: их механические свойства являются качественно такие
же, что и у дисперсионной среды в чистом виде. По агрегатному состоянию эти
системы являются такими же, что и чистая дисперсионная среда, - они обладают
постоянной вязкостью и не наблюдается статическая
упругость при сдвиге, то есть не обладают механической прочностью.
Количественное различие в таких системах
сводится к тому, что их вязкость является повышенной, как это впервые было
теоретически установлено А.Эйнштейном, за счет заполненности части объема
дисперсионной среды, причем относительное повышение вязкости при частицах
заданной формы не зависит от абсолютных размеров частиц и от молекулярной
природы частиц и среды.
В отличие от систем со свободными
частицами структурированные системы обладают в качестве основного признака
более или менее развитыми твердообразными механическими свойствами.
Дисперсные системы, обладающие
способностью к образованию сплошной структуры, по своим физическим свойствам
занимают промежуточное положение между жидкими и твердыми телами, приближаясь к
тем или иным, в зависимости от степени развития и прочности структурной сетки. К
таким системам относятся гели, суспензии различной концентрации, включая и
предельно концентрированные суспензии – пасты, а также концентрированные
эмульсии и пены.
Именно наличие структуры придает
дисперсной системе своеобразные механические свойства. Эти свойства –
упругость, прочность, пластичность, вязкость, зависят от химической природы
веществ, образующих данную систему, определяются молекулярными силами сцепления
между элементами структуры,
взаимодействием их с дисперсионной средой и степенью развития структуры
во всем объеме системы. Таким образом, вязкость раствора меняется при различных
условиях приготовления его замеса, поэтому изготовители сухой смеси должны
указывать, какое количество воды требуется при применении того или иного
механизма или при ручном замесе.
Как правило, полученные, из сухих смесей
строительные растворы состоят из многих компонентов с различной реологией. На
твердые частицы раствора воздействуют внешние усилия не только от рабочего
инструмента, но также силы притяжения и отталкивания, которые зависят от вида и
дозировки модифицирующих добавок, физических и химических свойств цемента и
заполнителей.
Одним из способов устранения этого
недостатка является введение в сухие смеси диспергирующих добавок,
поверхностно-активных веществ, снижающих поверхностное натяжение воды. Кроме
диспергирующего действия такие добавки снижают толщину водяных пленок между
твердыми частицами в растворе. Иногда для повышения подвижности раствора и тем
самым снижения В/Ц в сухие смеси вводят порообразующие добавки.
Большую роль играет правильный подбор
компонентов сухой смеси и с точки зрения предотвращения седиментации
заполнителя.
Таким образом, и добавка дисперсионного
порошка оказывает воздействие на реологию строительного раствора. Иногда
небольшое количество дисперсионного порошка добавляют для улучшения
пластичности и удобоукладываемости раствора. Это объясняется упруго-эластичными
свойствами частиц полимера. Такие частицы уменьшают трение между зернами
инертных наполнителей.
Таким образом, химические добавки
незаменимы при производстве высококачественных строительных материалов, в том
числе для придания им необходимых реологических свойств.
Литература:
1.
Калашников В.И.,
Демьянова В.С., Дубошина Н.М. Сухие строительные смеси на основе местных
материалов // строит. материалы. 2000. №5. С 30-34.
2.
Кузьмина В.П.
Организация собственного производства смешанного цемента для ССС// строит.
материалы. 2006. №12. С49-51.