Цементнополивинилацетатные полы - незаслуженно забытые строительные изделия

Войтович В. Цементнополивинилацетатные полы - незаслуженно забытые строительные изделия // Строительные материалы. 2003 . №9. C. 12-13

В 60-80-е гг. XX века в СССР весьма распространенным видом промышленных полов были цементнополивинил-ацетатнобетонные (ЦПВБ). Их устраивали в механических, полиграфических, текстильных цехах, сухих складах, поскольку эти полы ударопрочные, износостойкие, беспыльные, непроницаемые для минеральных масел, негорючие.

Традиционные рецептуры смесей для ЦПВБ-пола содержат цемент, песок, щебень и поливинилацетатную гомополимерную грубодисперсную пластифицированную дисперсию (ЦПВД). Эти смеси готовят на обычном смесительном оборудовании и укладывают на основание традиционными приемами. Однако ЦПВД-смеси обладают повышенной липкостью, что затрудняет их приготовление и использование, то есть перемешивание, нанесение с помощью лопат, шпателей и т. п.

Для устранения этого недостатка предлагается использовать для приготовления ЦПВД-смесей поливинилацетатную дисперсию (ПВАД), совмещенную с этилсиликатами.

Под обобщающим названием ?этилсиликаты? понимают сегодня три вещества:

? тетраэтоксисилан (ТЭС), или этилсиликат-28;

? этилсиликат-32;

? этилсиликат-40.

Из них лишь ТЭС является индивидуальным химическим соединением - полным этиловым эфиром ортокремниевой кислоты. Внешне это прозрачная подвижная жидкость с легким эфирным запахом.

Этилсиликат-32 (ЭТС-32) является продуктом, представляющим собой смесь ТЭС с его ближайшим олигомером ? гексаэтоксидисилоксаном. Наряду с этим, в товарном ЭТС-32 может быть небольшое количество этанола и октаэтокситрисилоксана. Внешне это такая же жидкость, что и ТЭС. Этилсиликат-40 является продуктом, также представляющим собой смесь ТЭС, с гексаэтоксидисилоксаном и октаэтокситрисилоксаном, но в этой смеси низкомолекулярных продуктов очень мало. Среди этилсиликатов наиболее доступен ЭТС-32. Его и рекомендуется вводить в ПВАД.

Липкость - это способность жидких масс, соприкасающихся с двумя твердыми поверхностями, сопротивляться усилию, стремящемуся вызвать разделение последних. Работ, посвященных определению липкости ЦПВБ-масс, нам найти не удалось, поэтому мы воспользовались методикой, схема которой описана в [1].

ЦПВБ-смесь загружали в форму-противень, вибрировали на вибростоле с частотой 40 Гц и амплитудой 0,5 мм около 2 мин и тщательно разглаживали, делая поверхность плоской. После этого форму устанавливали горизонтально на специальное устройство, позволяющее плавно изменять угол наклона формы к горизонту. На край поверхности, поднимающийся во время опыта, клали стальной цилиндр диаметром 20 мм. При достижении поверхностью определенного угла наклона этот цилиндр начинал скатываться. Угол начала скатывания и принимался за критерий липкости. Установлено, что для ЦПВБ-смесей, содержавших 0; 1 и 2% ЭТС-32 по отношению к цементу, углы наклона, при которых начина-лось скатывание, равнялись 28, 22 и 15? соответственно.

На основании этих результатов можно сделать вывод, что ЭТС-32 существенно уменьшает липкость. Объяснить такое действие можно тем, что в начальный момент, до гидролиза, это вещество проявляет обычные для кремнийорганических жидкостей антиадгезионные свойства.

Снижение липкости ? не единственное положительное воздействие ЭТС-32 на ЦПВБ смеси. Улучшает он и реологические свойства. Наиболее важной реологической характеристикой цементных смесей является предельное напряжение сдвига. Построение пластограмм, то есть кривых, иллюстрирующих зависимость ?время ? предельное напряжение сдвига?, для твердеющей цементной смеси позволяет фиксировать во времени характер и кинетику структурообразования. Особенно эффективно использование этой методики в тех случаях, когда в цементные массы вводятся различные добавки.

Для построения пластограмм был использован конический пластометр КП-3 системы Воларовича и Маркова [2]. В качестве объекта исследований были использованы образцы цементнополивинилацетатного теста при отношении полимер:цемент = 0,2 и водоцементном отношении В/Ц = 0,47. При расчете водоцементного отношения учитывалась и вода, входящая в ПВАД.

На рисунке приведены полученные пластограммы. Их характер позволяет сделать вывод, что ЭТС повышает предельное напряжение сдвига в ранние сроки твердения и затем понижает его. Это означает, что ЭТС-32 способствует быстрому возникновению в ЦПВБ-смесях довольно прочной, но коагуляционной структуры, и замедляет образование кристаллизационной. Это при-водит к большей тиксотропности смесей с ЭТС-32 в раннем возрасте, что делает их технологически более удобными для использования.



Изменения кинетики пластичности по методике ЦНИИПС [3] для цементнополивинилацетатного теста описанного выше состава позволяют сделать вывод, что введение ЭТС незначительно понижает пластичность в первый час твердения, но снижает скорость ее уменьшения. Этот факт позволяет считать эту добавку улучшающей технологические свойства ЦПВБ-смесей. На-ряду с реологическими, ЭТС-32 повышает показатели и физико-механических свойств ЦПВБ-камня.

Механизм влияния ЭТС-32 на ЦПВБ-смеси аналогичен тому, который проявляет микрокремнезем, поскольку ЭТС-32 в цементных смесях подвергается гидролитической поликонденсации с образованием частиц аморфного кремнезема с удельной поверхностью до 800 м2/г.

Традиционная рецептура ЦПВБ состоит из портланд-цемента, ПВДД, песка и щебня, взятых в соотношении 100:40:300:200 мас. ч. соответственно. Водотвердое отношение подбирается опытным путем. Цемент предпочтительнее использовать марки 500. Для снижения усадки, происходящей при твердении такой смеси, желательно часть портландцемента заменять расширяющимся цементом.

Технология приготовления смеси ? традиционная, однако ПВАД следует предварительно диспергировать в половинном количестве воды затворения. К сухой смеси компонентов добавляют вторую половину воды, перемешивают до полного смачивания твердых частиц, потом добавляют ПВАД и перемешивают до готовности к укладке. Если ЦПВБ готовят с использованием ЭТС-32, то последний предварительно вводят при перемешивании в ПВАД, а образовавшуюся композицию используют так же, как описано выше.

Технология укладки смеси такова. Вначале готовят основание. Если оно бетонное, то его прочность при сжатии должна быть не менее 25 МПа. Поверхности основания после обеспыливания должны быть загрунтованы ПВАД, разбавленной водой в 10 раз. Смесь укладывают участка-ми в виде полос через одну шириной не более 1?1,5 м, ограниченных деревянными строгаными рейками или металлическими трубами, служащими маяками. Внутри полосы смесь равномерно распределяют металлическими граблями таким образом, чтобы ее слой был несколько выше маяков. Через 15?20 мин, считая с начала укладки, смесь уплотняют виброрейками или металлическими катками до появления ?молочка? на поверхности слоя.

Уплотнение металлическим катком производят путем многократной проходки по уложенной смеси во взаимно перпендикулярных направлениях. Во избежание прилипания теста к катку поверхность его периодически протирают мокрой щеткой. Вслед за уплотнением слой смеси заглаживают металлическими гладилками; заглаживание заканчивают до начала схватывания смеси. Тщательное уплотнение ЦПВБ-смеси является обязательным условием для получения прочного слоя бетона. Этим предотвращается размывание поверхностного слоя покрытия.

При перерыве в работе перед возобновлением укладки затвердевший слой в местах швов грунтуют разбавленной ПВАД. Свежеуложенную смесь в этих местах уплотняют и заглаживают особенно тщательно во избежание разрушения покрытия, которое в процессе эксплуатации обычно начинается со швов.

На проезжей части цеха рекомендуется производить устройство покрытия, не прерывая процесса укладки ЦПВБ-смеси. Примыкание покрытия пола к стенам оформляют плинтусом.

По окончании укладки, а также при перерывах в работе тару, инструменты и механизмы тщательно очищают и промывают водой.

При твердении покрытия температура воздуха в помещении, измеренная на уровне пола, в течение всего периода твердения (не менее 10 сут) должна быть не ни-же +10?С. Покрытие в первые сутки увлажняют водой; дальнейшее твердение должно происходить в воздушно-сухих условиях.

Список литературы

1. Соломатов В.И. Полимерцементные бетоны и пластобетоны. М.: Стройиздат. 1967. 184 с.

2. Воларович М.П., Марков С.Н. // Торфяная промышленность. 1961. № 10. С. 28.

3. Сорокер В.И. Пластичные кладочные растворы без извести и глины. М.: Стройиздат. 1950.