Новые облицовочные материалы повышенной долговечности на основе модифицированных водными дисперсиями цементных систем
Выбор способа предотвращения коррозии цементно-песчаных растворов и изделий на их основе, гарантирующего требуемую долговечность сооружения в целом, обусловлен в первую очередь требованиями технико-экономической целесообразности и техническими возможностями строительной индустрии.
Это позволяет, как правило, существенно сократить объем и стоимость ремонтно-восстановительных работ. Следует отметить, что повышение долговечности бетона за счет технологических мероприятийтаких, как уплотнение, повышение расхода цемента, применение различных видов цемента, к настоящему времени практически исчерпаны, и дальнейшее увеличение коррозионной стойкости бетона методами первичной защиты возможно в основном за счет разработки эффективных химических добавок. Причем, поскольку применение первичных методов защиты осуществляется на стадии изготовления отделочных материалов и изделий, то существенно облегчаются ремонтные и отделочные работы.
В настоящее время наиболее эффективным подходом к поиску путей повышения прочности, плотности, химической стойкости и долговечности бетона стало создание обширной группы бетонов с добавками на основе полимеров, которые получили общее название полимербетоны. Причем, по нашему мнению, наибольший интерес представляют полимерцементные бетоны и растворы, то есть бетоны на цементном вяжущем, модифицированные полимерами. Наиболее перспективными для промышленного применения модификаторами такого вида являются водные дисперсии полимеров, объем и ассортимент выпуска которых постоянно возрастает в химической промышленности как в России, так и за рубежом.
К многочисленным достоинствам латексных строительных композиций относятся также экономичность, удобство применения, нетоксичность, пожаро- и взрывобезопасность, возможность использования для разнообразных целей. Именно поэтому основным научно-исследовательским направлением работ, проводимых в инженерном центре "Югстрой", является разработка и внедрение в промышленность экологически безопасных технологий производства строительных изделий на основе экологически чистых материалов для обеспечения долговечности бетонных и железобетонных конструкций и изделий.
Отличительной особенностью таких работ является целенаправленный комплексный подход к решению задачи, включающий не только поиск эффективных материалов, но и разработку технологий их промышленного производства и применения.
ИЦ "Югстрой" на протяжении нескольких лет проводил исследования влияния добавок водных дисперсий сополимеров винилового ряда на физико-технические свойства бетонов и цементных растворов.
Анализ основных факторов, определяющих долговечность бетона и железобетона, позволил учесть механизм влияния добавок водных дисперсий сополимеров на условия формирования цементного камня и его структуры, а рассмотрение физико-химических процессовпрогнозировать влияние добавок латексов на долговечность бетона при его эксплуатации в той или иной среде и разработать оптимальные составы многокомпонентных систем, в которых наиболее удачным образом решаются вопросы сохранения или взаимного усиления положительных эффектов, присущих отдельным составляющим комплексных систем при сведении к минимуму или практически полном исключении их нежелательного побочного действия.
Применение для изготовления строительных материалов различного назначения вместо органических составляющих водных дисперсий сополимеров позволяет снизить процент попадания в атмосферу вредных органических растворителей, исключить взрыво- и пожароопасные операции при производстве работ, отказаться от традиционно применяемых методов вторичной защиты железобетонных конструкцийнанесения лакокрасочных покрытий, эпоксидных компаундов или пропитки органодисперсиями полимеров (например, метилметакрилатами). Методы эти чрезвычайно трудоемки, энергоемки и сопровождаются значительными выбросами вредных веществ в атмосферу.
Природные отделочные материалы (гранит, мрамор) являются дефицитными и дорогостоящими. Однако в связи с возрастанием требований к архитектурно-художественной выразительности зданий расширяется спрос на декоративные, в том числе искусственные отделочные материалы.
Наиболее широко распространенные и традиционно применяемые искусственные отделочные материалытакие, как цементно-песчаная штукатурка и плиточные изделия на основе цветного и обычного портландцементав условиях агрессивных воздействий сред техногенного происхождения подвержены коррозии, что приводит к их разрушению в течение 2-3-х лет эксплуатации.
Таким образом, поиск новых видов искусственных отделочных материалов, приближающихся по свойствам и художественной выразительности к лучшим видам природных отделочных материалов и позволяющих применять их как для ремонта, так и для антикоррозионной защиты новых и уже эксплуатирующихся сооружений является в настоящее время одной из наиболее актуальных проблем.
Одно из направлений в области создания искусственных отделочных материаловизготовление изделий на основе минеральных гидравлических вяжущих (на обычном или декоративном портландцементе) с применением специальных видов химических добавок, улучшающих эксплуатационные качества готовых изделий.
Проведенные в производственных условиях опытно-промышленные испытания разработанных технологий и материалов позволили реализовать результаты исследований в практике строительства. В частности, разработана новая технология изготовления облицовочных плиток. Плитка представляет собой искусственный камень с блестящей или матовой поверхностью, изготовляемый из минерального вяжущего вещества (белого или серого портландцемента) с применением красителей, песка и химических добавок различного назначения. По внешнему виду и текстуре поверхность плитки может быть гладкой или рельефной, белой, цветной однотонной или многоцветной, имитирующей искусственный мрамор, малахит и другие виды естественного камня.
Облицовочные плитки могут быть самыми разнообразными по форме: квадратными, прямоугольными, фигурными. Основное назначение готовой плиткивнутренняя и наружная отделка жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений.
Изготовление облицовочной плитки осуществляется по литьевой технологии. Разработанная технология позволяет изготавливать изделия с заданными свойствами непосредственно на заводах железобетонных изделий без дополнительных затрат на реконструкцию существующего технологического оборудования при значительном снижении вредных выбросов. При этом существенно повышается коррозионная стойкость бетонов, их водонепроницаемость и морозостойкость. Разработанные составы бетонов, модифицированные латексами, во многих случаях позволяют полностью избежать затрат на вторичную антикоррозионную защиту.
Показано, что с целью сокращения расхода декоративных цементов изделия можно изготовлять из двух слоев: декоративного (отделочного) и основного.
Технология изготовления облицовочной плитки построена на следующих основных процессах:
— приготовление смесей сухих компонентов (механическое перемешивание);
— приготовление раствора для затворения смеси сухих компонентов, содержащего химические добавки различного технологического назначения;
— перемешивание смеси сухих компонентов с раствором затворения;
— формование изделий;
— выдержка отформованных изделий, в том числе тепловлажностная обработка (гидравлическое твердение);
— распалубка изделий;
— пакетирование.
Ниже представлены основные физико-механические показатели облицовочной плитки:
| Наименование показателя | Норма |
| Водопоглощение, %, не более | 8 |
| Предел прочности при изгибе, МПа, не менее | 15,0 |
| Предел прочности при сжатии, МПа, не менее | 50 |
| Марка по морозостойкости, не менее | F 100 |
Григорий КОНДРАШОВ, директор, к.т.н., филиал Федерального ГУП "Конструкторско-технологическое бюро бетона и железобетона Госстроя РФ Инженерный центр "Югстрой", Вологоград, Россия
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 49 за 2002 год в рубрике бетон
