Строительство и архитектура/4. Современные строительные материалы

Бобрышев А.А., Рылякин Е.Г., Лахно А.В.

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, Россия

Цементные композиции на основе сухих смесей
с порошковыми полимерными модификаторами

Требования современной индустрии вызывают необходимость разработки новых отделочных клеевых растворов на основе сухих смесей с многофункциональными комплексными порошковыми полимерными добавками. Ограниченная номенклатура отечественных порошковых полимеров, разработанных именно для многофункциональных сухих смесей, их низкое качество и отсутствие глубокой информации по модификации и разработке рецептур сдерживает развитие в данной отрасли.

Российским потребителям сухих смесей приходится довольствоваться отечественными эфирами целлюлозы низкого качества, или же приобретать дорогостоящие продукты тонкой химии иностранного производства, инвестируя тем самым чужую промышленность. Для сравнения, полимерные загустители и редиспергируемые порошки иностранного производства, разработанные специально для сухих смесей, сегодня стоят в России, соответственно, 7¸10 EUR/кг и 3¸5 EUR/кг. Отечественные полимеры, которые возможно использовать в сухих смесях, приобретаются по цене 30¸80 руб./кг. Сегодня высокоэффективная сухая смесь Российского производства состоит из отечественных неорганических вяжущих, наполнителей и заполнителей, и как правило порошковых многофункциональных полимерных добавок и редиспергируемого полимера иностранного производства.

На данный момент поиск и замена полимерных добавок зарубежного производства на отечественные продукты тонкой химии является первостепенной задачей. В России сегодня производят большое количество порошковых полимеров для различных отраслей промышленности, таких как: бумажная, керамическая, горно-обогатительная и горно-химическая, фармацевтическая и т. д., но не для сухих смесей. Некоторые из этих полимеров представляют особый интерес, т. к. возможно их использование в различных отраслях, к этим полимерам относятся: катионные флокулянты, полиакриламид, полиоксиэтилен. Благодаря поиску и предварительным исследованиям выбор пал на порошковый полимер полиоксиэтилен (ПОЭ) Казанского ПО «Оргсинтез» и метилцеллюлозу ООО «Химпромусолье».

Полиоксиэтилен, как загуститель обладает небольшой ценой, высокой дисперсностью порошка, что очень важно для модификаторов, используемых в сухих смесях, хорошей растворимостью и функциональным особенностям в цементно-песчаных растворах.

Некоторые метилцеллюлозы марок МЦ, производимые в волокнистом виде обладают высокой водоудерживающей и загущающей способностью, они приближаются по эффективности к отдельным метилцеллюлозам иностранного производства. Намечен выпуск порошкообразных МЦ отечественного производства, которые могут заменить в целом ряде сухих смесей зарубежные аналоги.

В этой связи актуальным является поиск эффективных отечественных полимеров, изучение механизмов влияния водорастворимых и водонабухаемых порошковых полимерных добавок и редиспергируемых латексных порошков на технологические и физико-механические показатели клеевых отделочных смесей.

В исследованиях использовались водорастворимые полимерные добавки, редиспергируемые порошки отечественного и зарубежного производства, водорастворимые и водонабухаемые порошковые полимеры: Na–карбоксиметилцеллюлоза Na-КМЦ; метилгидроксиэтилцеллюлоза МГЭЦ; этилгидроксиэтил целлюлоза ЭГЭЦ; метилцеллюлоза МЦ; полиоксиэтилен ПОЭ; поливиниловый спирт ПВС; редиспергируемые латексные порошки РЛП №22 и РЛП №23 - сополимеры винилацетата (80%) и винилверсатата (20%).

Установлено, что если полное сохранение воды в цементно-песчаном растворе достигается введением (0,25¸0,30) % добавок МЦ, МГЭЦ, ЭГЭЦ от сухих составляющих смеси (Ц:П=1:3), то обеспечение такого действия с помощью ПОЭ возможно лишь при увеличении концентрации добавки до (0,6¸0,7)%, а с помощью Na КМЦ – до (1,1¸1,2)% (рис. 1). Добавки РЛП №22 и РЛП №23 при их концентрации в растворе, соответственно, до 0,8% и 1,4% не обладают водоудерживающей способностью, т.к. не связывают свободную воду в структуре раствора (рис. 1), а, напротив, усиливают водоотдачу по сравнению с контрольным составом, это характеризует данные продукты как слабые разжижители при указанных концентрациях.

Рисунок 1 – Зависимость водоудержания цементно-песчаных растворов от концентраций полимерных добавок. 1-МЦ; 2-МГЭЦ; 3-ЭГЭЦ; 4-ПОЭ; 5-Na КМЦ; 6-ПВС; 7-РЛП №22; 8-РЛП № 23

Таким образом, использование комплексных добавок, состоящих из полимерного порошкового загустителя и редиспергированного латексного порошка, позволяет эффективно регулировать технологические и эксплуатационные показатели клеевых растворов на основе сухих смесей.