Гидроизоляционные полимерце­ментные растворы (ПЦР), разрабо­танные во ВНИИГ им. Б. Е. Ведене­ева [1—3], нашли широкое приме­нение для штукатурной гидроизоля­ции подземных частей зданий и сооружений различного назначения. Многолетний опыт применения та­ких растворов показал их высокую надежность и долговечность (4).

Однако относительно жесткая консистенция растворных смесей требует при Их нанесении примене­ния специального, часто нестандар­тного оборудования [3, 5] и в значительной степени повышает трудоемкость работ. Наряду с необ­ходимостью применения полимер­ных добавок, в основном латексов различных марок, гидроизоляция ПЦР становится весьма дорогосто­ящей. Это не позволяет отечествен­ным ПЦР конкурировать на рынке гидроизоляционных материалов, особенно с такими новыми импор­тными разработками, как Poflec (Бельгия), Penetron, Calmairon, Хурех (США), а также продукцией фирмы Schomburg (Германия).

Вместе с тем в строительстве, преимущественно в технологии бе­тонных работ, получили широкое распространение добавки различ­ных суперпластнфикаторов (СП), Позволяющих получить сильно раз­жиженные бетонные смеси без на­рушения их связности. Введение СП в ПЦР оказывает аналогичное дей­ствие. Применение разжиженных ПЦР позволяет перейти к обычным штукатурным технологиям. Однако опыт практического использования СП в ПЦР мало известен. В насто­ящей работе сделан сравнительный анализ эффективности применения различных СП в ПЦР.

Для экспериментов использовали портландцемент М500 Волхонского цементного завода. В качестве доба­вок СП применяли разжижитель С-3 Сланцевского комбината «Стройде - таль», технические дигносудьфонаты ЛСТМ-2 Камского целлюлозно-бу­мажного комбината и НИЛ-20, пол­ученную адсорбционной очисткой ЛСТ от веществ, замедляющих твер­дение цементных систем.

Наряду с высокой разжижающей способностью СП лигносульфонат - ного типа обладают повышенной воздухововлекаюшей способностью [6, 7]. Это приводит к увеличению пористости гидроизоляции, что су­щественно Ухудшает основные экс­плуатационные характеристики (во­донепроницаемость, ' адгезионную прочность, долговечность). Учиты­вая большое разнообразие СП, в целях уменьшения трудоемкости ра­бот по подбору составов ПЦР воэ - духововлекающую способность СП Целесообразно оценить в первую очередь. В данной работе воздухо­вовлекающую способность оцени­вали по двум параллельным мето­дикам, исходя из одинаковой при­роды воздухововлечения и ценооб­разования [8].

Пенообразующую способность Водных растворов суперпластифи­каторов определяли на стандартной (только увеличенной вдвое По раз - меРу) установке Росса—Майлса 19). Сущность метода заключается в определении высоты столба и вре­мени разрушения пены, образую­щейся в результате истечения 500 мл водного раствора СП с высоты 750 мм через калиброван­ное отверстие на поверхность того же раствора. Критерием пенообра­зующей способности служит пара­метр Ц, определяемый по формуле:

^=/^ге/Гист ( ^ )

Где Н — высота столба пены непос­редственно после истечения раствора СП из верхнего сосуда, мм; те — время релаксации столба пены (уменьшения Величины Н в 2,73 раза), с '> тист — время истечения раствора СП, с.

Воздухово&декающую способ­ность добавок СП определяли в цементых пастах нормальной гу­стоты объемно-весовым методом в стандартном сосуде объемом 2000 мл. Дозировки добавок в обеих методиках составляли О— 1 % от массы цемента в Пересче­те на сухое вещество.

В результате установлено, что между критерием пенообразующей способности используемых добавок Ц и их воздухововлечением в цемен­тные пасты аВ существует довольно тесная корреляционная связь неза­висимо от вида используемых СП (коэффициент коррелят«! Г] = 0,943). Эта зависимость аппрокси­мируется уравнением

АВ = 0,81 + 0,22<?.. (2)

Оно справедливо для всего диа­пазона концентраций добавок С-3, НИЛ-20 и ЛСТМ-2 и для концент­раций до 0,6% от массы цементе При использовании добавки ЛСТ (рис. 1). Авторы предполагают, что при прочих равных условиях, ука­занный критерий является универ­сальным показателем воздухововле­кающей способности СП в цемент­ные системы. При этом воздуховов - лечение составляет до 14 <% для лигносульфонатных добавок и до 1 % - С-3.

Для повышения эффективности использования лигносульфонатных добавок в их состав целесообразно вводить воздуховытесняющие веще­ства или пеногасители. К этому классу добавок относятся, напри­мер, пропинол Б-400, карболениум и другие химические соединения.

Однако значительно больший ин­терес представляют такие пеногася­щие вещества, которые оказывали бы комплексное положительное действие и на другие характеристики растворных смесей, например на подвижность раствора, физико-ме­ханические характеристики, поро - АВ, %

Вую структуру и гидрофобность це­ментного камня и др. К числу таких добавок могут быть отнесены крем - нийорганичсекис соединения

[10. 11].

К числу химических соединений, обладающих полифункциональны - ми свойствами, принадлежит также добавка, представляющая собой сложные амины (СА). Ее получают путем смешивания кубовых остат­ков, выделяемых при ректификации гексаметилендиамина-сырца и гек - саметилендиамина. Продукт хорошо растворим в воде. Молекулы СА не образуют мицелл. Будучи более по­верхностно активными, чем молеку­лы лигносульфонатов, они вытесня-

Ют последние с поверхности раздела фаз, предупреждая этим ценообра­зование водных растворов ЛСТ. Исследованиями установлено, что для достижения полного пеноподав - ления, концентрация СА должна составлять 30-70 % массы лигно­сульфонатов (рис. 2). Эту законо­мерность описывает эмпирическое уравнение:

Сса = 0,б[1-(0,17 + 0,06 Со) х *^Со]. (3)

Где Со — концентрация добавки НИЛ-20 В водном растворе; Сса — содержание СА в водном растворе ПАВ по отношению к НИЛ-20 по сухому веществу.

Следует особо отметить очень высокий разжижающий эффект при введении в растворные смеси ком­плекса НИЛ-20+СА (рис. 3), что, несомненно, связано с присутстви­ем аминогрупп в этом комплексе. Аминосодержащие соединения, взаимодействуя с лигносульфоната - ми, образуют полиэлектролитный комплекс (ПЭК), в котором аминог­руппы выступают сильными, акцеп­торами, отбирающими электроны у сульфогрупп, входящих в состав молекул лигносульфонатов-.

Адсорбция образовавшихся ПЭК на частицах цемента сопровождает­ся химическим взаимодействием последних с активными центрами поверхности цементных зерен — предварительно гидроксилирован - ными Са-центрами или протониро - ванными О-центрами.

Причем в химических реакциях здесь в основном участвуют более полярные аминосодержащие груп­пы, нейтрализующиеся в результате реакции (происходит передача элек­тронов от аминогрупп ПЭК к Са - или О - центрам). Отрицательно заряженные сульфогруппы молекул лигносульфонатов в этом случае наделяют частицы цемента допол­нительным зарядом, что приводит к взаимоотталкиванию частиц и сни­жению сил межмолекулярного вза­имодействия между ними.

Таким образом, предварительные исследования показали, что наилуч­шими СП в ПЦР являются разжи - житель С-3 и комплексная добавка НИЛ-20+СА. Для доказательства этого положения дальнейшие ис­следования проводились с обычны-

Таблица 2

Ми ПЦР [3, 4], имеющими состав, мае. ч: портландцемент М500 Вол­ховского завода — 70; наполнитель

— песок молотый с 5у 2700 см2/г

— 30; песок с модулем крупности 2

— 150; вода — 30.

В качестве полимерной добавки использовали бутадненстирольный латекс СКС-65ГП«Б». Добавки СП вводили в смесь с водой затворения. Совместный помол портландцемен­та и наполнителя до 5У 4500 см2/г осуществляли непосредственно пе­ред приготовлением образцов в лабораторной вибромельнице.

В процессе испытаний определя­лись расплыв конуса растворной смеси (РК) — на встряхивающем столике по ГОСТ 310.4—86, прочно­сть на сжатие (До*) и изгиб (#„) — путем испытаний образцов-балочек размерами 40x40x160 мм, прочно­сть при растяжении (Я, ), испытанием образцов-восьмерок сечением

20 х 20 мм в средней части, прочность сцепления с подложкой (/?сц) испы­танием на срез растворной плашки, прибетонированной к образцу-кубу размерами 50*50*50 мм. Коэффи­циент трещиностойкости ПЦР (Ктр) определялся по методике, изложен­ной в [2]. Водопоглощение по массе (И'т), определялось путем полного водонасыщения образцов-кубов с ре­бром 50 мм, предварительно высу­шенных до постоянной массы при температуре 110 °С. На образцах указанных размеров определялся и коэффициент водоустойчивости ПЦР (/„). Все испытания образцов проводились в возрасте 28 сут. Ре­зультаты, полученные в исследовани­ях, представлены в табл. 1. Из нее следует, что наилучший раз­жижающий эффект имеет добавка С-3. Комплексная добавка НИЛ - 20+СА значительно сильнее разжи­жает растворные смеси, чем индиви­дуальные лигносульфонаты, особенно при относительно малых дозировках латекса — до 5 % массы цемента по сухому веществу.

Преимущество добавок С-3 и НИЛ-20+ СА над индивидуальными лигносульфонатами особенно силь­но сказывается при определении величин К-гр, /?р и /?сц, сильно зависящих от поровой структуры цементного камня. Введение этих добавок позволяет примерно в 2 раза снизить расход латекса без ухудшения не только прочностных характеристик, но и водопоглоще - ния ПЦР. Предлагаемые добавки существенно повышают надежность гидроизоляции.

Наконец, добавки С-3 и НИЛ-20 + СА позволяют в 1,2 — 1,4 раза снизить стоимость гидроизоляцион­ных работ (табл. 2), главным образом за счет перехода на традиционные штукатурные технологии, а также уменьшить расход латекса на 40 % По сравнению с традиционными составами при улучшении техниче­ских характеристик покрытий. При этом трудоемкость гидроизоляцион­ных работ составляет всего лишь

54,5 % от трудоемкости работ при использовании традиционных гид­роизоляционных составов.

Анализ результатов проведен­ных исследований позволяет сде­лать следующие выводы.

— Для прогнозирования величины воздухововлечения добавок су­перпластификаторов в полимер - цементные растворы рекоменду­ется использовать критерий це­нообразования 9, который, по - видимому, является универсаль­ным показателем воздухововле­кающей способности этих доба­вок, не зависящим от физико­химического состава добавки.

— Наиболее эффективными добавка­ми суперпластификаторов в пол - имерцементные растворы гидро­изоляционного назначения явля­ются разжижитель С-3, а также полиэлектролитный комплекс НИЛ-20+ СА. Предлагаемые до­бавки суперпластификаторов за счет перехода на традиционные штукатурные технологии позволя­ют в 1,33 — 1,7 раза снизить стоимость гидроизоляционных ра­бот и более чем в два раза их трудоемкость при высоких физи­ко-механических характеристиках гидроизоляционных покрытий по сравнению с покрытиями на ос­нове традиционных составов.

Оборудование по производству строительных материалов Машины, механизмы и оборудова­ние для строительства Строительные материалы и конструкции

450000, Россия, Уфа, Главпочтамт, а/я 1360А, Центр «РИД»