СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

При изготовлении модифи­цированных латексом раствора и бетона используют компози­ционное вяжущее из неорга­нических цементов и органи­ческих полимерных латексов. Полученные раствор и бетон имеют решетчатую структуру, которая состоит из цементного геля и микроволокон полимера. Свойства модифицированного раствора и бетона значитель­но лучше, чем у обычного раствора и бетона. На свойст­ва затвердевших растворов и бетонов и их Ьсобенности в процессе изготовления влияет множество факторов, в том чис­ле тип полимера, полимерце — ментное отношение, водоце — ментцое отношение, содержание воздуха и условия выдержки.

7.4.1. Свойства незатвердев — ших растворов и бетонов.

7.4.1.1. Удобообрабатывае — мость. Обычно модифициро­ванные латексом раствор и бетон[20] обеспечивают хорошую удобообрабатываемость по сравнению с обычными раство­ром и бетоном. Это главным образом объясняется улучшен­ной консистенцией (вследствие эффекта шарикоподшипника) полимерных частиц и вовлечен­ного воздуха и диспергирую­щим эффектом поверхностно — активных веществ в латексах. На рис. 7.9 и 7.10 [55, 56] по­казано влияние воды (или водо­цементного отношения) и поли- мерцементного отношения на консистенцию модифицирован­ных растворов и бетонов.

Подвижность модифициро­ванных растворов увеличивает­ся с увеличением водоцемент­ного и полимерцементного от­ношения. Осадка конуса моди­фицированных бетонов имеет тенденцию к увеличению с повышением содержания еди­ницы воды (или водоцементного отношения) и полимерцемент­ного отношения. С увеличением содержания воды в полимер — цементе увеличивается его под­вижность. Эта тенденция воз­растает при уменьшении про­центного содержания песка и увеличении содержания цемен­та. Принимая во внимание указанные факторы, Охама и др. [56] распространили пра­вило Ли относительно постоян­ного содержания воды на обыч­ный цементный бетон [57] и

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

1 Л Ш Ж F Ш

Рис. 7.9. Влияние водоцементного отношения н полнмерцементного отношения на подвижность растворов, модифицированных (в скобках дано отношение цемента к песку по массе):

/ — БСК (1:2); // — ПАЭ (1:2); III — ПВ (1:2); IV — БСК (Г. З); V — ПАЭ (1:3); VI — ПВА (1:3)

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

1—f I—1— 1——- 1 Ml—1——— 1——- 1 <—I f—I—— 1——- 1

0 75 100 725 0 90 120 150 0 120 160 200

Содержание Воды, кг/м3 Рис. 7.10. Влияние водоцементного и полимерцементного отношения на осадку конуса (ОК) бетона, модифицированного БСК (Я/3 — отношение песка к запол­нителю, %)

I—III— содержание цемента соответственно 250, 300 и 400 кг/м3

В/Ц,%

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Рис. 7.11. Вычисление осадки конуса (О К) бетона, модифицированного БСК (при содержании цемента 250, 300 и 400 кг/м3) (у — коэффициент корре­ляции)

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Рис. 7.12. Связь между полимерце — ментным и водоцементным отношением бетонов, модифицированных БСК (на кривых указана осадка конуса в см)

Определили фактор контроля осадки конуса следующим об­разом:

<r=v„ + v

Где ф — фактор контроля осадки ко­нуса модифицированных бетонов, а К„ и К, — соответственно объемы по­лимера и воды на единицу объема модифицированных бетонов.

Типичный пример взаимо­связи фактора контроля осадки конуса с осадкой конуса при различном содержании песка представлен на рис. 7.11 [58]. Как видно из этого рисунка, взаимосвязь между ними вели­ка в интервале осадки конуса 1—21 см. Осадка конуса моди­фицированных латексом бето­нов может быть выражена как функция фактора контроля осадки конуса следующим об­разом:

OK = ky — l(\—S/a),

Где ОК — осадка конуса модифици­рованных латексом бетонов; <р — фак­тор контроля осадки конуса; S/a — отношение песок : заполнитель или про­центное содержание песка; K и / — эмпирические константы.

Как видно из рис. 7.12 [58], водоцементное отношение моди­фицированного бетона при за­данной осадке конуса заметно снижается с увеличением поли — мерцементного отношения. Ус­тановлено, что такое снижение водопотребности значительно влияет на увеличение прочнос­ти и снижение трещинообра — зования.

7.4.1.2. Воздухововлечение. У большинства модифициро­ванных растворов и бетонов наблюдается большее воздухо­вовлечение по сравнению с обычными цементными раство­рами и бетонами из-за дейст­вия поверхностно-активных ве­ществ, содержащихся в поли­мерных латексах в виде эмуль­гаторов и стабилизаторов. Не-

Зо

Которое воздухововлечение по­лезно для получения улучшен­ной удобообрабатываемости, как указано в п. 7.4.1.1. Из­лишнее количество вовлечен­ного воздуха вызывает сни­жение прочности и должно регулироваться применением подходящих пеногасителей. По­следние коммерческие латексы, применяемые в качестве моди­фикаторов цемента, обычно со­держат надлежащие пеногаси — тели, которые значительно сни­жают воздухововлечение. В результате содержание воздуха в большинстве модифицирован­ных растворов составляет от 5 до 20%, а в большинстве мо­дифицированных бетонов — меньше 2%, т. е. в основном столько же, сколько в обыч­ном цементном бетоне. Мень­шее содержание воздуха в мо­дифицированных бетонах по сравнению с модифицирован­ными растворами, вероятно, объясняется тем, что воздух с трудом вовлекается в бетон из-за большей крупности ис­пользуемых в нем заполнителей. Эти зависимости показаны на рис. 7.13 [60] и 7.14 [61]. На рис. 7.13 содержание возду­ха уменьшается с увеличением полимерцементного отношения при постоянной подвижности или постоянном водоцементном отношении. Содержание возду­ха в модифицированных раст­ворах увеличивается быстрее, чем в модифицированных бе­тонах, с увеличением полимер — цементного отношения.

Влияние пеногасителей на содержание воздуха и проч­ность модифицированных си­стем рассмотрено в п. 7.4.2.1.

7.4.1.3. Водоудерживаюшая способность. Модифицирован­ные раствор и бетон обладают значительно большей водоудер — живающей способностью по сравнению с обычным цемент­ным раствором и бетоном. Водоудерживающая способ­ность зависит от полимерце­ментного отношения. Вероят­но, это объясняется гидрофиль — ностью и коллоидными свойст­вами самих полимеров и за­медлением испарения воды из — за изолирующего действия об­разующихся непроницаемых по­лимерных пленок. Соответст­венно достаточное количество воды, требующейся для гидра­тации цемента, задерживается в растворе и бетоне, поэтому для большинства модифициро­ванных систем более предпоч­тительно сухое выдерживание, чем влажное или водное (см. п. 7.4.2.1).

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

На рис. 7.15 [62] показана зависимость полимерцементно­го отношения от водоудержи — вающей способности модифи­цированных растворов, изме­ренной в соответствии с JIS А 6908 и ASTM С 91 (Стандарт на кладочный цемент). Водо­удерживающая способность в

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

О 51015200 5101520 0 5101520 0 5101520 П/Ц,%

Рис. 7.15. Зависимость водоудержи — вающей способности от полимерце­ментного отношения растворов, моди­фицированных (при отношениях це­мент: песок=1:2 и 1:3): 1 БСК; //— АНБДК; /// — ПАЭ; IV — ПВА

Основном возрастает с увели­чением полимерцементного от­ношения и становится близкой к постоянной при полимерце — ментном отношении от 5 до 10%.

Высокая водоудерживаю­щая способность модифициро­ванных растворов наиболее эффективна для замедления явления «высыхания» (замед­ление гидратации цемента из — за потери воды в растворе или бетоне) в тонких облицовоч­ных слоях или покрытиях на таких сильно абсорбирующих воду основаниях, как затвер­девшие цементные растворы и керамические плитки.

Рис. 7.14. Зависимость содержания воз­духа в бетоне, модифицированном БСК, от полимерцементного отношения (на кривых указана осадка конуса в см)

7.4.1.4. Выделение цемент­ного молока и расслоение. В противоположность обыч­
ным цементным растворам и бетонам, в которых происхо­дит выделение цементного мо­лока и расслоение, модифици­рованные растворы и бетоны в значительно меньшей степени выделяют цементное молоко и в них не наблюдается расслое­ния, несмотря на их повышен­ные характеристики пластич­ности. Это объясняется гидро- фильностью и коллоидными свойствами самих латексов и воздухововлекающим и водопо — нижающим эффектами поверх — ностно-активных веществ, со­держащихся в латексах. Соот­ветственно в модифицирован­ных системах отсутствуют та­кие недостатки, как снижение прочности и водонепроницае­мости, вызываемые выделением цементного молока и расслое­нием.

7.4.1.5. Особенности схваты­вания. Обычно схватывание мо­дифицированных раствора и бетона в некоторой степени замедлено по сравнению с обыч­ным цементным раствором и бетоном. Это замедление за­висит от типа полимера и по- лимерцементного отношения. На рис. 7.16 [63] и 7.17 [61] показано поведение модифици­рованного раствора и бетона при схватывании.

Схватывание замедляется при увеличении полимерцемент- ного отношения, что не вызы­вает затруднений при практи­ческом применении. В раство­ре, модифицированном ПКЛ, в большинстве случаев схваты­вание замедляется. Обычно схватывание замедляется при наличии поверхностно-актив­ных веществ—сульфатов алкил — бензола и казеинатов, содер­жащихся в латексах и замед­ляющих гидратацию цемента. Реологические исследования бетона, модифицированного ПВДХ, проведенные Живицей [65], позволили установить, что гидратация цемента за­медляется из-за адсорбции по­верхностно-активных веществ на поверхности вяжущего.

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Рис. 7.16. Зависимость степени схва­тывания от времени растворов, моди­фицированных (вверху — игла 1 мм, внизу — игла 3 мм; Я/Д=20 %)

1 — ^модифицированный раствор; 2 — БСК; 3 — ПЭВ А; 4 — ПАЭ-1; 5 — ПВА; «—ПКЛ; 7 — ПАЭ-2

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Рис. 7.17. Зависимость сопротивления прониканию бетона, модифицированно­го БСК, от времени (на кривых ука­зано полимерцементное отношение, %)

I — начало схватывания; // — конец схватывания

7.4.2. Свойства затвердев­шего раствора и бетона.

7.4.2.1. Прочность. В основном модифицированные раствор и бетон показывают значитель­ное увеличение прочности при разрыве и изгибе, но прочность при сжатии у них не увели­чивается по сравнению с обыч­ным цементным раствором и бетоном. Это объясняется вы­сокой прочностью при разрыве самого полимера и общим уси­лением связей цемента с за­полнителями. На прочностные свойства модифицированного раствора и бетона влияют раз­личные взаимодействующие друг с другом факторы: свойст­ва используемых материалов — латексов, цементов и запол­нителей, факторы контроля для подбора состава смеси (т. е. полимерцементное и водоце- ментное отношения, отношение вяжущего к объему пор и т. д.), методы выдержки и методы контроля.

А)

Ризг, мпа

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

5)

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Рис. 7.18. Влияние содержания моно­мера в латексах ПЭВА и БСК на проч­ность модифицированных латексом растворов при изгибе йизг(а) и сжа­тии Лсж(б)

/ — БСК, 20%; 2 — БСК, 10%; 3 — ПЭВА, 20%; 4 — ПЭВА, 10%; С — содержание свя­занного стирола или этилена

Влияние свойств ма­териалов. Свойства полиме­ров в латексах главным об­разом зависят от количества мономера в сополимерах, а также от типа и количества пластификаторов. Такие свойст­ва латексов, как механичес­кая и химическая стабиль­ность, выделение воздуха, нор­мальное схватывание при высы­хании, зависят от типа и количества поверхностно-ак­тивных веществ и пеногасите — лей и размера дисперсных по­лимерных частиц. Охама [32, 66] изучил эффект мономер­ного отношения в латексах ПЭВА и БСК на прочность модифицированных растворов (рис. 7.18).

Количество мономера влия­ет на прочность модифициро­ванных латексом растворов в такой же степени, как поли­мерцементное отношение. Мак­симальная прочность раствора, модифицированного ПЭВА, до­
стигается при содержании свя­занного этилена 13%. Проч­ность раствора, модифициро­ванного БСК, повышается с увеличением содержания свя­занного стирола. Подобные же результаты получены Черкин — ским и др. [67]. Прочность при растяжении сухой пленки из латекса БСК резко возрас­тает, когда содержание связан­ного стирола повышается. Име­ется четкая взаимосвязь между прочностью этой пленки и проч­ностью при изгибе раствора, модифицированного БСК, с по- лимерцементным отношением около 10% (рис. 7.19) [32]. Влияние содержания пластифи­катора (т. е. дибутилфталата) в латексе ПВА на прочность модифицированного им раство­ра показано на рис. 7.20 [6§].

Так же, как у раствора, модифицированного БСК, проч­ность раствора, модифициро­ванного поливинилацетатом (с различным содержанием плас­тификатора), уменьшается с увеличением содержания плас­тификатора.

Обычно механическая и хи­мическая стабильность латек- сов улучшается с увеличением содержания поверхностно-ак — тивных веществ, выбранных в качестве стабилизаторов. Ста­билизированные латексы могут эффективно диспергировать без коагуляции в модифицирован­ных растворе и бетоне. С дру­гой стороны, излишнее коли­чество поверхностно-активных веществ может оказать отри­цательное воздействие на проч­ность модифицированных раст­вора и бетона из-за уменьше-

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Рис. 7.19. Соотношение между макси­мальной прочностью при растяжении Яраст латексиой пленки БСК и проч­ностью при изгибе Rnr раствора, мо­дифицированного БСК (иа кривых ука­зано полимерцементное отношение, %)

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Rex,МПа

Рис. 7.20. Влияние содержания пласти­фикатора иа прочность раствора, мо­дифицированного ПВА

I — прочность при сжатии; 2 — прочность при изгибе; С — содержание дибутилфталата, % по-

Ния прочности латексной плен­ки, замедления гидратации цемента и избыточного возду­хововлечения. Следовательно, латексы, используемые в ка­честве модификаторов цемен­та, должны иметь оптималь-

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Рис. 7.21. Соотношение между содер­жанием С поверхностно-активного ве­щества (ПАВ) (в % общего количе­ства твердого вещества в латексе) и прочностью при изгибе растворов, мо­дифицированных

/ — ПВДХ (П / U — 2,95 %); ПАВ — полиокси — этилен сложного алкилового эфира; 2 — АНБДК, 20 % (ПАВ — полиоксиэтилен фенолалкилового простого эфира); 3 — БСК, 20%; ПАВ — по­лиоксиэтилен фенолалкилового простого эфи­ра; 4 — битум 20 % (ПАВ — триметилхлорид ал — киламмония)

Ное содержание поверхностно — активных веществ, чтобы обес­печивалась высокая прочность модифицированных раствора и бетона. Оптимальное содержа­ние поверхностно-активных ве­ществ колеблется в пределах от 5 до 30% по массе от об­щего содержания твердого ве­щества. На рис. 7.21 [69] по­казана связь между содержа­нием поверхностно-активных веществ в латексах и проч­ностью при изгибе модифици­рованных растворов.

Поверхностно-активные ве­щества обычно добавляют к ла — тексам для того, чтобы воспре­пятствовать излишнему возду — хововлечению. На рис. 7.22 [70] показано влияние пеногасителя из силикона эмульсионного ти­па на содержание воздуха и прочность при сжатии модифи­цированных растворов. Повы­шенное содержание пеногаси­теля приводит к явно выра­женному уменьшению содержа­ния воздуха и увеличению проч­ности при сжатии. Как видно из табл. 7.7 [71], очень важно

Таблица 7.7. ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ И ПЕНОГАСНТЕЛЕЙ НА СРОКИ СХВАТЫВАНИЯ ЦЕМЕНТА

Поверхностно-ак­тивное вещество и пеногаситель

Содер­жание, % це — мента

Время схватыва­ния, ч—мин

Начало

Конец

Без добавки

0

2—40

3—30

Нонилфенило­

Вый эфир ПОЛИ-

Этиленгликоля

0,05

2—45

3—45

0,1

2—40

3—40

0,4

2—10

3—45

0,7

2—45

3—10

1,0

2—25

3—30

Алкил бензол-

Сульфат натрия

0,05

2—20

3—25

0,1

2—45

4—00

0,4

3—25

5—45

0,7

11-00

14—00

1,0

16—15

18—35

Пеногаситель

Типа

0,1

2—40

3—45

Силиконовой

Эмульсии

0,5

2—45

4—15

1,0

2—30

3—35

Выбирать пеногасители и по­верхностно-активные вещества, как стабилизаторы, так и эмуль­гаторы, так, чтобы они не ока­зывали отрицательного влияния на гидратацию цемента.

Нонилфениловый эфир по-

Ф

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Лиэтиленгликоля и силиконовая эмульсия относятся к числу хороших соответственно по­верхностно-активных веществ и леногасителей, но большое ко­личество алкилбензолсульфата натрия, который является по­пулярным эмульгатором, вы­зывает замедление гидратации цемента и удлиняет сроки схва­тывания.

S)

"Па

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Рис. 7.22. Влияние содержания пено — гасителя С из силикона эмульсионно­го типа (в % общего содержания твер­дых веществ в латексе) иа содержа­ние воздуха (а) и прочность при сжа­тии (б) растворов, модифицирован­ных (Я/Я = 20 %; прочность при сжа­тии определялась при комбинирован­ной водной и сухой выдержке) 1 — ПВДХ; 2 _ БСК; З — ПАЭ

\

Размер диспергированных полимерных частиц в латексах может до некоторой степени влиять на прочность модифици­рованных раствора и бетона. Райст и др. [72], а также Брокард [73] установили, что раствор, модифицированный ПВА (поливинилацетатом), достигает максимальной проч­ности при размерах частиц от 1 до 5 мкм и от 2 до 5 мкм. Вагнер и другие наблюдали увеличение прочности при сжа­тии и растяжении раствора, модифицированного ПВДХ, при уменьшении размера час­тиц (табл. 7.8) [29].

Таблица 7 8. ПРОЧНОСТЬ МОДИФИЦИРОВАННОГО РАСТВОРА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РАЗМЕРА ЧАСТИЦ ЛАТЕКСА

Размер час­тиц, нм

Прочность при сжатии, МПа

Прочность при растяжении, МПа

163

38,0

5,5

143

44,4

6,4

130

46,4

7,3

110

51,0

7,7

105

53,8

8,3

Очевидно, что молекулярная масса латексных полимеров не влияет на прочность мо­дифицированного раствора и бетона [73].

%2> МПа 20

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Рис. 7.23. Зависимость прочности при изгибе растворов, модифицированных БСК, от типа цемента (П/Ц—20 %; комплексная мокрая и сухая выдержка)

1 — немодифицированиый раствор; 2 — модифицированный БСК; 3 — модифицированный ПАЭ; А — обычный портландцемент; В — портландцемент с высокой ранней прочностью; С — белый портландцемент; D — портландцемент с умеренной экзотермией; Е—цемент с доменным шлаком; F—цемент с золой — уносом; G — глиноземистый цемент

Тип цемента не оказывает заметного влияния на проч­ность модифицированных си­стем, исключение составляет высокоглиноземистый цемент (рис. 7.23) [74]. На рис. 7.24 [75] показано влияние модуля крупности песка на прочность модифицированных растворов. Прочность при изгибе и проч­ность при сжатии возрастают с увеличением модуля крупнос­ти, т. е. размеров частиц песка, как и для немодифицирован — ного раствора.

Влияние факторов контроля на подбор со­става смеси. Вяжущее — мо­дифицированных раствора и бетона состоит из полимерного латекса и неорганического це­мента, их прочность развивает­ся как результат взаимодейст­вия между ними. Полимерце­ментное отношение имеет боль­шее влияние на прочностные свойства, чем водоцементное отношение. Это влияние за­висит от типа полимера, со­держания воздуха, условий вы­держки и т. д. Взаимоотноше­ние между прочностными ха­рактеристиками и полимер — цементным отношением рас­сматривается в ряде работ [27, 76—78]. Обобщающие результаты, полученные в этих работах, представлены на рис. 7.25.

В табл. 7.9 [79] приведены

Модуль крупности

Рис. 7.24. Влияние модуля крупности песка на прочность модифицированных латексом растворов при изгибе (а) и при сжатии (б); П/Ц=20 % (на кри­вых указаны отношения цемент:песок)

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Рис. 7.25. Взаимосвязь между проч­ностными характеристиками и поли — мерцементным отношением модифици­рованных латексом раствора и бетона

А — сухая выдержка и комбинированная мокрая и сухая выдержка; б — водная выдержка

/ — немодифицироваиный раствор; 2—модифи­цированный БСК; 3 — модифицированный ПАЭ прочностные характеристики типичных модифицированных латексами бетонов при различ­ных водоцементных отношениях и постоянной осадке конуса 18±1 см, которые определены при следующих режимах вы­держки: 2 сут влажностного режима при температуре 20 °С; 5 сут водного режима при тем-

Таблица 7.9. ВЗАИМООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ ПРОЧНОСТНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ БЕТОНОВ

Тип бетона

Поли- мерце — мент — ное от­ноше­ние, %

Водо це­мент­ное от­ноше­ние, %

Относительная прочность, %

Отношение прочностей

1

При сжатии

L ..

При изгибе

1

При одно­осном рас­тяжении

При сдвиге

Се

О;

*

Сё

Аг сё

CJ 0

Немодифициро-

Ванный

0

60,0

100

100

100

100

6,88

12,80

1,86

0

Модифицирован­

Ный БСК

5

53,3

123

118

126

131

7,13

13,84

1,94

0

10

48,3

134

129

154

144

7,13

12,40

1,74

0

15

44,3

150

153

212

146

6,75

10,05

1,49

0

20

40,3

146

178

236

149

5,64

8,78

1,56

0

Модифицирован­

Ный ПАЭ-1

5

43,0

159

127

150

111

8,64

15,17

1,77

0

10

33,6

179

196

158

116

8,44

16,23

1,96

0

15

31,3

157

143

192

126

7,58

11,65

1,55

0

20

30,0

140

192

184

139

5,03

10,88

2,19

0

Модифицирован­

Ный ПАЭ-2

5

59,0

111

106

128

103

7,23

12,92

1,81

0

10

52,4

112

116

139

116

6,65

11,40

1,171

0

15

43,0

137

167

219

118

5,64

3,06

1,62

0

20

37,4

138

214

238

169

4,45

8,39

1,88

0

Модифицирован­

Ный ПВА

5

51,8

38

95

112

102

7,13

12,53

1,78

0

10

44,9

82

105

120

106

5,37

9,76

1,81

0

15

42,0

55

80

90

88

4,69

8,39

1,81

0

20

36,8

37

62

91

60

4,10

5,76

1,38

0

Пературе 20 °С; 21 сут сухого режима при температуре 20 °С и относительной влажности 50%.

Развитие прочностей при растяжении и изгибе имеет большее значение, чем прочнос­ти при сжатии и сдвиге, за исключением показателей для бетона, модифицированного ПВА. Большинство модифици­рованных растворов и бетонов показывают максимальную прочность при полимерцемент — ных отношениях от 10 до 20% и от 20 до 30% при сухой выдержке и комбинированном водном и сухом режиме хра­нение, а при водной выдерж­ке — при полимерцементных от­ношениях от 5 до 15% и от

Туры раствора или бетона, но дальнейшее увеличение поли — мерцементного отношения при­водит к разрывам в микро­структуре, которые снижают прочность. Применение низких значений полимерцементного Отношения (ниже 5%) неэф­фективно, поскольку это при­водит к низкой прочности. Поэтому на практике исполь­зуется полимерцементное от­ношение в пределах от 5 до 20%.

Как видно из табл. 7.9, при заданном составе бетона зна­чительное снижение водоце­ментного отношения, связанное с повышением полимерцемент­ного отношения, приводит к увеличению прочности боль­шинства модифицированных — систем.

Воздухововлечение оказы­вает заметное влияние на проч­ность модифицированных си­стем (см. рис. 7.22).

Вагнер [80] распространил теорию Пауэрса и Браунъярда на обычное цементное тесто и разработал общую формулу для предсказания прочности при сжатии модифицированных латексом растворов, исполь­зуя водоцементное отношение и содержание вовлеченного воздуха:

^Ж = С, + С2/(В/Ц)+С3А,

Где /?сж — прочность при сжатии мо­дифицированных латексом растворов; В/Ц— водоцементное отношение; А — объем вовлеченного воздуха в процентах; С і, Сі и С з—константы.

Однако это уравнение было получено в специальных услови­ях полного исключения потерь воды при выдерживании, и его весьма сложно применять на практике.

С целью разработки урав­нений для прогнозирования прочности при сжатии моди­фицированных растворов и бе­тонов необходимо учитывать Различные факторы: полимер­цементное отношение, водоце­ментное отношение и содержа­ние воздуха. Расширив теорию Тэлбата о порах [82] в обыч­ных цементных растворах и бетонах, Охама [33, 34, 83] определил отношения «вяжу­щее — объем пор» а и «объем П5>р — вяжущее» Р и предложил эмпирическое уравнение, ис­пользуя аир для прогнози­рования прочности при сжатии модифицированных латексом растворов и бетонов.

Растворы, модифицирован­ные латексами:

Log&Ж = (А’/В’»)+С’ или Ясж = = (А’/В">) + С’.

Бетоны, модифицированные латексами:

Ясж = аа + 6,

Где ЯСж — прочность при сжатии раст­воров и бетонов, модифицированных латексами;

Fi=L/A = (VA+V.)/(V, ,+ V,,).

Где Vn, Vn, VA и l/B — объемы ис­пользуемых цемента, полимера, воздуха и воды на единицу модифицированных латексами растворов и бетонов; А, ‘В, С,"а и B — эмпирические константы.

Примеры этих соотношений представлены на рис. 7.26 и 7.27 [34, 83].

Влияние отношения песок: цемент. Когда от­ношение песок: цемент воз­растает, прочности при растя­жении и сжатии значительно

Снижаются, и влияние на них полимерцементного отношения постепенно становится меньше.

Как видно из рис. 7.28 [84], добавка стальных волокон в мо­дифицированные латексами системы оказывает положитель-, ное действие на прочность при увеличении полимерцемент­ного отношения и содержания стальных волокон. Прочность при изгибе и сжатии можно вычислить с помощью следую­щих уравнений:

Прочность при изгибе R^=ARmr0(\+N/U) (I —В/Ц) +

Прочность при сжатии:

Ясж = аЯс».о(1+Я/Д) (1 + 1/,) +

+ Ь{\-В/Ц),

Где RЭг и Яеж — прочности соответ­ственно при изгибе и сжатии моди­фицированного латексом раствора, ар­мированного стальными волокнами; ■ Яизго и £сж0 — соответственно прочнос­ти при изгибе и сжатии немодифн — цированных растворов, армированных стальными волокнами с постоянным содержанием по фракциям; П/Ц — по- лимерцементное отношение; В/Ц — Водоцементное отношение; V/ — содер­жание стальных волокон по фракциям; А/ В/ а и B — эмпирические кон­станты.

Эти соотношения показаны на рис. 7.29 [84, 85].

,мпа

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Рис. 7.26. Взаимосвязь между отноше­нием объема пор к объему вяжущего Р и прочностью при сжатии RciK моди­фицированных латексом растворов (кроме раствора, модифицированного ПВА) при отношении песок:цемент, равном 3

О 7 2 J 4 5" 73

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 оT

Рис. 7.27. Взаимосвязь между отно­шением объема вяжущего к объему пор А и прочностью при сжатии Rcm мо­дифицированных латексом бетонов (у — коэффициент корреляции)

Влияние условий выдержки. Требования к благоприятным условиям вы­держки для модифицированно­го раствора и бетона отличают­ся от аналогичных требований для обычного цементного раст­вора и бетона, так как их вяжущее состоит из двух фаз — латекса и гидравлического це­мента с различными свойства­ми. Оптимальная прочность в цементной фазе развивается

Rux, МПа 25

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

2,0 1,0 0,5

Рис. 7.28. Зависимость прочности при изгибе У? изг модифицированных ла­тексом бетонов от содержания сталь­ных волокон Сст, % объема, и поли­мерцементного отношения

Рис. 7.29. Прогнозирование прочностей при сжатии (а) и изгибе (б) моди­фицированных латексом растворов, армированных стальным волокном (вверху указано содержание стальных волокон, % объема); у — коэффициент корреляции

Во влажной среде — при погру­жении в воду и при высокой влажности, в то время как раз­витие прочности в латексной фазе достигается в сухой среде. На рис. 7.30 и 7.31 [86, 87] показано влияние условий вы­держки на прочность соответ­ственно модифицированных растворов и бетонов.

Из приведенных данных очевидно, что оптимальная А)

200

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

RcxUB/Ю

Прочность большинства моди­фицированных растворов и бе­тонов достигается при доста-

Точном количестве’гидратиро — ванного цемента во влажных условиях в раннем возрасте с последующей выдержкой в су­хом режиме для стимуляции образования полимерной плен­ки. Другими словами, такие условия выдержки являются наиболее подходящими или иде­альными Для большинства мо­дифицированных растворов и бетонов, что подтверждено в ра­боте Вагнера [27]. Из этих данных очевидно, что условия выдержки для растворов имеют большее значение, чем для бе­тонов, из-за разницы в водо — удерживающей способности, обусловленной размерами их образцов.

Водостойкость модифициро­ванных систем, оцениваемая, при изменении прочности пос­ле погружения их в воду, будет рассмотрена в п. 7.4.2.4, в том числе самая низкая водостойкость систем, модифи­цированных ПВА. Погружение в воду с последующей сухой выдержкой вызывает резкое снижение прочности всех моди­фицированных систем. Такое влияние на прочность, очевид­но, является обратимым из-за восстановления прочности при сухом хранении после водного погружения, как установлено Охамой [88] и Фрондисту — Яннасом и Шахом [89].

Зависимость прочности при сжатии от периода сухой вы­держки после влажной вы­держки в течение 2 сут и вод­ной выдержки в течение 5 сут, а также зависимость прочности при сжатии от отношения площади поверхности к объему и полимерцементного отноше­ния модифицированных бетонов показаны на рис. 7.32 и 7.33 [90].

Ъж, мпа

40 ——

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Немодшрици-

Рованный ПВА БСК ПАЭ

Рис. 7.3). Влияние условий выдержки на прочность при сжатии модифици­рованных латексом бетонов (Я/Ц= = 15%)

/—2 сут влажная+б сут водная4-2і сут сухая выдержка; 2 — 2 сут влажная-{-26 сут сухая выдержка; 3 — 2 сут влажная-)-26 сут водная вы­держка

Обычно прочность при сжа­тии бетонов, модифицирован­ных БСК и ПЭВА, не изме­няется значительно при допол­нительной выдержке и стано­вится почти постоянной в воз­расте 182 сут независимо от размера образца. Прочность при сжатии в этом возрасте резко возрастает с увеличением полимерцементного отношения и становится в 2—3 раза выше перед сухой выдержкой, т. е. через 7 сут влажной выдержки. Основная причина заключается в том, что гидратация цемента

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

T,cgm

Рис. 7.32. Зависимость прочности при сжатии модифицированных латексом бетонов от периода сухой выдержки T (вверху даны размеры образца)

Рис. 7.33. Зависимость прочности при сжатии модифицированных латексом бетонов от отношения площади по­верхности к объему F/V и полимер­цементного отношения (t — период су­хой выдержки)

> МПа T, cym

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

В модифицированных бетонах прогрессирует весь период су­хой выдержки из-за высокой водоудерживающей способнос­ти, возникающей благодаря об­разованию полимерной пленки. Такое эффективное развитие прочности является одним из преимуществ модифицирован­ного бетона перед обычным це­ментным бетоном. Прочность при сжатии имеет тенденцию к увеличению с увеличением

Отношения площади поверхнос­ти к объему образца, т. е. с уменьшением размера образ­ца независимо от полимерце­ментного отношения. Аналогич­ная тенденция наблюдается и у немодифицированного бетона [91, 92].

Возможность образования трещин и раковин в образце возрастает с увеличением его объема, т. е. с увеличением его размера [93]. Разработан метод получения высокой проч­ности путем тепловой обработ­ки модифицированных систем с использованием термопла­стичных сополимеров со спе­циальными термическими свой­ствами [94]. Сополимеры полу­чены из двух мономеров, ко­торые образуют гомополимер с различными точками пере­хода выше и ниже темпера­туры окружающей среды. Ис­ключительные прочности при изгибе и сжатии, полученные с помощью этого метода, пред­ставлены на рис. 7.34 [94]. Оптимальные прочностные свой­ства при этой специальной выдержке достигаются в тем­пературном интервале 70— 120 °С. Механизм достижения такой высокой прочности может быть объяснен интенсивным образованием постоянной поли­мерной пленки и эффектом заполнения пор.

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

750 Т, аС

Рис. 7.34. Взаимосвязь между темпе­ратурой нагрева Г н прочностью при Изгибе (а) и при сжатии (б) моди­фицированных латексом растворов (П/Ц—20 %). Образцы первоначально выдерживаются при нормальной тем­пературе в течение 8 сут с после­дующей тепловой обработкой в те­чение 24 ч

1 — иемодифицированиый раствор; 2 — модифи­катор стирол/бутилакрилат; 3 — модификатор метилметакрилат/этилакрилат; 4 — модификатор вииилацетат/этилеи

Взаимоотношение между твердостью по­верхности и прочнос­тью при сжатии. Твер­дость поверхности модифициро­ванных систем в основном не­сколько выше твердости обыч­ной цементной системы в за-

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Рис. 7.35. Зависимость твердости по Брииеллю и прочности при сжатии модифицированных латексом растворов от полимерцементного отношения

П/и.,%

Висимости от типа полимера и полимерцементного отношения. Признано, что имеется опреде­ленное соотношение между твердостью поверхности и проч­ностью при сжатии большин­ства модифицированных систем (рис. 7.35) [95].

7.4.2.2 Взаимоотношение между деформациями напряже­ния и модулями упругости и растяжимости. Модифициро­ванные раствор и бетон со­держат полимеры [модуль упругости — (0,001 —10) • 10 3 МПа] со значительно меньшим модулем упругости по сравне­нию с гидратированным це­ментом [модуль упругости (10— 30) 103 МПа]. Соответ­ственно их поведение при де­формации и растяжимость (или способность к удлинению) мо­гут значительно отличаться от этих показателей для обычно­го цементного раствора и бе­тона.

Большинство модифициро­ванных растворов и бетонов обладает повышенными значе­ниями деформации, растяжи­мости (или способности к уд­линению) и упругости по срав­нению с обычными цементным раствором и бетоном в за­висимости от типа полимера и полимерцементного отноше­ния. На рис. 7.36 [96] приве­дены кривые «напряжения сжа­тия-деформации» для модифи­цированных растворов. Обычно максимальная деформация при сжатии возрастает с увели­чением полимерцементного от­ношения, в частности при по — лимерцементном отношении

20 % она увеличивается в 2—3 раза по сравнению с дефор­мацией немодифицированного раствора.

На рис. 7.37 и 7.38 [97] приведены кривые напряжения от растяжения и взаимосвязь между полимерцементным отно­шением и удлинением (т. е. максимальная деформация от растяжения при разрушении) для бетона, модифицированно­го БСК. Как видно из этих рисунков, при увеличении поли­мерцементного отношения мо­дуль упругости при растяже­нии возрастает: он в 2—3 раза больше, чем в немодифициро — ванном бетоне. Это объясня­ется тем, что полимерные плен­ки, образующиеся в бетоне, могут в значительной степени предотвращать распростране­ние микротрещин при высо­ких значениях сопротивления разрыву и удлинения.

Модули упругости при сжа­тии и коэффициенты Пуассона для модифицированных бетонов приведены в табл. 7.10 [98].

На рис. 7.39 показана за­висимость изгиба от нагрузки для модифицированных БСК и ПЭВА растворов, армирован­ных стальным волокном.

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

SO 100

Деформация при сжатии * Ж*

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

50 700

Деформация при сжатии х 70"*

Рис. 7.36. Кривые «деформации — сжимающие напряжения» для раство­ров, модифицированных БСК (а), ПАЭ (б) и ПЭВА (в). Цифры в скобках показывают модуль упругости, 103 МПа

7.4.2.3 Усадка, ползучесть и термическое расширение. Усад­ка при высыхании модифици­рованного раствора и бетона может быть или больше, или меньше, чем для немодифици­рованного раствора и бетона, и зависит от типа полимера и полимерцементного отноше­ния. Данные измерений усад­ки в определенной степени отли­чаются для различных методов

700 200 300

Деформация при растяжении* 10"*

О 5 10 75 20 25 П/Ц,%


Рис. 7.37. Кривые «деформации — растягивающие напряжения» для бето­на, модифицированного БСК

Таблица 7.10. МОДУЛЬ УПРУГОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТ ПУАССОНА МОДИФИЦИРОВАННЫХ БЕТОНОВ

Тип бетона

Поли- мерце — мент — ное от­ноше­ние

Модуль упругости при сжа­тии, Х10* МПа

Коэф­фици­ент Пуас — с о н а

Немодифициро-

Ванный

0

2,11

0,17

5

2,27

0,16

Модифициро­

Ванный ПАЭ

10

2,36

0,17

15

2,30

0,17

20

2,24

0,17

Модифициро­

Ванный БСК

5

2,28

0,16

10

2,43

0,18

15

2,42

0,18

20

2,02

0,18

Модифициро­

Ванный ПВА

5

1,90

0,16

10

1,79

0,19

15

1,35

0,24

20

1,00

0,29

Рис. 7.38. Взаимосвязь между поли — мерцементным отношением и удлине­нием L бетона, модифицированного БСК (на кривых приведены объемы вяжущего вещества, м3/м3)

Рис. 7.39. Зависимость изгиба 6 от нагрузки Р для модифицированных БСК (а) и ПЭВА (б) растворов, армированных стальным волокном (Л/Ц= 10%). На кривых приведены содержания стального волокна, % объема

Испытаний или исследований. Усадка при высыхании модифи­цированных растворов показа­на на рис. 7.40 и 7.41 [100].

Усадка при высыхании воз­растает при дополнительной сухой выдержке и становится почти постоянной в период сухой выдержки (28 сут) не­зависимо от типа полимера и полимерцементного отноше­ния. Обычно усадка при вы­сыхании через 28 сут имеет тенденцию к уменьшению с увеличением полимерцементно­го отношения. Растворы, мо­дифицированные ПВА, ПКЛ и

ПХГТК, имеют большую усадку по сравнению с немодифици — рованными растворами. Наи­большая усадка раствора, мо­дифицированного ПВА, вероят­но, вызывается испарением большего количества воды, аб­сорбированной в полимерной фазе из-за низкой водоустой­чивости самого поливинилаце — тата. Охама [101] установил, что такая высокая усадка мо­жет быть понижена на 50 % от ее значения для немоди- фицированного раствора при введении этилена в полимер­ные образования (рис. 7.42). В этом исследовании оптималь­ный эффект был получен при содержании связанного эти­лена 17—40 % при полимер — цементном отношении 15—20%. Раствор, модифицированный АНБ ДК, имеет наименьшую усадку из всех испытанных растворов. Это может быть объ­яснено тем, что содержание по­верхностно-активных веществ в латексе АНБДК в несколько раз выше, чем в других латек­сах, поэтому значительно выше эффект водоудерживанйя и сни­жения водопотребности.

На рис. 7.43 [90] показа­на взаимосвязь между отноше­нием объема к площади повер­хности (изменение размера об­разца) и полимерцементным от­ношением и усадкой при высы­хании бетона, модифицирован­ного ПЭВА. Усадка при высы­хании уменьшается при увели­чении размера образца и поли- мерцементйого отношения в связи с повышенной водоудер — живающей способностью.

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Усадка * ю~*

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Модифицирующие добав/ги

0

6СК-1

10

20

БСК-2

10

20

БСК-3

10

20

БСК-4

10

20

БСК-5

10

20

ПВДХ-1

10

20

ПВДХ-2

10

20

АНБДК

Ю

20

ПХПК

10

20

ПАЭ

10

20

ПВА

10

20

ПКП-1

10

20

ПКЛ-2

10

20

Рис. 7.40. Усадка через 28 сут при высыхании модифицированных латексом растворов

Кавано [102] установил, что уменьшение усадки по срав­нению с обычным цементным раствором происходит главным образом под действием поверх- ностно-активных веществ, и пеногасителей, содержащихся в латексах.

Данные о ползучести моди­фицированных раствора и бето­на противоречивы. Представ­ленные Охама [103] характе­ристики ползучести бетонов, мо­дифицированных БСК и ПАЭ, приведены на рис. 7.44.

Подобно обычному цемент-

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

50 С,%

Рис. 7.42. Влияние содержания свя­занного этилена С на усадку при высыхании через 28 сут раствора, модифицированного ПЭВА

Ному бетону, соотношение меж­ду временем нагрузки T и де­формацией ползучести ес или коэффициентом ползучести Ф (т. е. отношение деформации ползучести к упругой дефор­мации) модифицированных бе­тонов приближенно удовлетво­ряет выражению

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Рис. 7.41. Зависимость усадки при вы­сыхании модифицированных латексом растворов с П/Ц=20 % от периода сухой выдержки (Л—М — модифи­цирующие добавки)

А — БСК-1; В — БСК-2; С — БСК-3; D — БСК -4; £ — БСК-5; F — ПВДХ-1; G — ПВДХ-2; Н — АНБДК; /-ПХПК, / — ПАЭ; К — ПВА; LПКЛ-1; М — ПКЛ-2; N — ^модифицированный раствор

I

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

10 <

Рис. 7.43. Зависимость усадки при высыхании бетона, модифицированного ПЭВА, от отношения объема к площа­ди поверхности V/F и полимерце­ментного отношения (справа приведе­ны периоды сухой выдержки)

Ч

I

ЕС или Ф = </(А + В/), где А и В — постоянные.

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Рис. 7.44. Зависимость деформации ползучести єс и коэффициента ползу­чести ф модифицированных латексом бетонов от времени нагружения T

1 — немодифицироваииый раствор; 2 — раствор, модифицированный ПАЭ; 3 — раствор, моди­фицированный БСК

И деформация ползучести, и коэффициент ползучести бе­тонов, модифицированных БСК и ПАЭ, значительно ниже, чем для немодифицированно — го бетона. Эта тенденция ха­рактерна для данных ползу­чести [104] модифицирован­ных растворов. Модифициро — 344 ванные растворы и бетоны в основном имеют небольшую ползучесть, несмотря на вклю­чение упругих полимеров с низкой температурой перехода. Это может быть связано с низким содержанием полиме­ра — около 3 % по объему, повышением прочности вяжу­щего полимерами и долговре­менным развитием прочности при улучшенной водоудержива — ющей способности.

В противоположность этому Соломатов [105] установил, что деформация ползучести при изгибе раствора, модифициро­ванного поливинилацетатдибу- тилмалеатом, в несколько раз больше, чем для немодифици — рованного бетона, при темпе­ратуре 20 °С. Его полная дефор­мация происходит при темпе­ратуре 50 °С, так как полимер приобретает высокую пластич­ность, которая выше его тем­пературы перехода.

Обычно на температурный коэффициент линейного расши­рения модифицированных раст­воров и бетонов влияет ка­чество используемых заполни­телей, как и на обычные раст­воры и бетоны. Модифициро­ванные растворы и бетоны обычно имеют температурный коэффициент линейного расши­рения (ТКЛР), равный или не­сколько больший, чем у обыч­ного раствора и бетона. В табл. 7.11 [106] приведены значения ТКЛР растворов, мо­дифицированных БСК и ПВДХ, при различном полимерцемент — ном отношении.

На рис. 7.45 [107] пока­зана зависимость усадки при

Таблица 7 11 ТЕМПЕРАТУРНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ

(тклр) модифицированных растворов

Тип раствора

Полимер- цементное отноше­ние, %

Тклр

10"

От —18

7° с.

До 38°С

Немодифициро-

Ванный

0

7,9

8,5

10

7,9

9,2

Модифициро­

Ванный БСК

15

8,6

9,6

20

7,7

10,1

Модифициро­

Ванный ПВДХ

10

7,4

7,9

15

9,0

10,3

20

8,8

9,9

84-суточном высыхании моди­фицированных растворов, ар­мированных стальным волок­ном, от содержания стально-, го волокна и полимерцемент­ного отношения. Армирование модифицированных растворов стальными волокнами обеспечи­вает заметное уменьшение усад­ки при высыхании, особенно это проявляется при увеличе­нии полимерцементного отно­шения и содержания стально­го волокна. При полимерце — ментном отношении 20 % и со­держании стального волокна 2 % по объему усадка при вы­сыхании может снизиться при­мерно на 35 %.

7.4.2.4 Водонепроницае­мость и водостойкость. Моди­фицированные раствор и бетон имеют структуру, в которой поры могут быть заполнены полимером или закрыты сплош­ными полимерными пленками. Обычно эффект заполнения полимером и закрытия пор возрастает с увеличением со­держания полимера или поли-

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Рис. 7.45. Зависимость усадки при высыхании через 84 сут модифициро­ванных латексом растворов, армиро­ванных стальным волокном, от содер­жания стального волокна Сст и поли­мерцементного отношения

Мерцементного отношения. Эти особенности сказываются на по­нижении водопоглощения и водо — и паропроницаемости. В результате модифицированные раствор и бетон имеют улуч­шенную водонепроницаемость по сравнению с обычным рас­твором и бетоном. С другой стороны, они обладают меньшей водостойкостью и их прочность снижается при выдержке в воде или при высокой влажности. На рис. 7.46 [108] показана зависимость вбдопоглощения модифицированных растворов от времени пребывания образ­цов в воде и оптимального полимерцементного отношения.

Водопоглощение возрастает при увеличении времени пре­бывания образцов в воде, но при более низких полимерце — ментных отношениях становит­ся почти постоянным при 48- часовой экспозиции независимо

От типа полимера. На рис. 7.47 [108] представлено водопогло — щение через 48 ч и количество проникшей в модифицирован­ные растворы воды (при давле­нии воды 0,1 МПа).

Обычно водопоглощение значительно уменьшается с уве­личением полимерцементного отношения. Раствор, модифи­цированный ПВА, имеет низкую водонепроницаемость. Поливи — нилацетат разбухает из-за во — допоглощения и частично ги — дролизуется в щелочной среде [109—111] с образованием по­ливинилового спирта и ацета­та кальция.

На начальной стадии про­никания воды через раствор, модифицированный ПВА, раз­бухание вызывает самозакры­вание пор и в растворе мо­жет оказаться меньшее коли­чество проникшей воды.

Данные о водопоглощении модифицированного АНБДК бетона, который испытывался с использованием пустотелых ци­линдрических образцов, запол­ненных водой, приведены на рис. 7.48 [112]. Стойкость к водопоглощению значительно возрастает с увеличением поли­мерцементного отношения. На рис. 7.49 [113] показано про­никание паров воды через модифицированные латексом растворы. Подобно водопогло­щению, проникание паров воды значительно уменьшается с уве-

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

І*

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Рис. 7.46. Зависимость водопоглоще­нии растворов, модифицированных БСК (а), ПАЭ (б) и ПЭВА (в), от времени погружения в воду T и поли­мерцементного отношения

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

20 П/Ц,%

Рис. 7.49. Зависимость проникания во­дяных паров от полимерцементного отношения для раствора, модифици­рованного БСК

Рис. 7.47. Зависимость водопоглощения и количества проникшей воды Wp модифици­рованных латексом растворов от полимерцементного отношения (П/Ц=0 соответст­вует иемодифицироваииому раствору)

Иь,2

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

80 t,cym

Рис. 7.48. Взаимосвязь между време­нем проникания воды T и количеством проникшей воды 1Ур для бетона, мо­дифицированного АНБДК (давление воды — 0,1 МПа)

Личением полимерцементного отношения.

Рис. 7.50 и 7.51 [114] ил­люстрируют влияние водопогло — щения на прочности при из­гибе и сжатии модифицирован­ных растворов при полимер — цементном отношении, равном 20 %. На этих рисунках «су­хой» означает сухую выдержку, а «мокрый» относится к об­разцам, погруженным в воду на 14 сут после сухой вы­держки. В противоположность увеличению прочности немоди — фицированных растворов у большинства модифицирован­ных латексом растворов наб­людается тенденция к умень­шению прочности после по­гружения в воду, особенно это относится к прочности при изгибе. Низкая водостой­кость, по-видимому, обусловле­на частичным реэмульгирова — нием (или редиспергировани- ем) полимерной фазы в мо­дифицированных растворах. Вторичное высыхание обычно позволяет восстановить показа­тели прочности, если не про­изошли необратимые химичес­кие изменения в полимерной фазе.

Раствор, модифицирован­ный ПВА, имеет наиболее низ­кую водостойкость. Причины этого явления рассмотрены вы­ше. Проведен ряд исследова­ний с целью повышения во­достойкости раствора и бетона, модифицированных ПВА [109, 111, 115]. Для решения данной проблемы использовали моди­фикаторы сополимера, напри­мер латекс полиэтиленвинил-
ацетата (ПЭВА) и латексы типа винилацетатного сополимера для модифицированных раство­ров и бетонов с высокой водостойкостью, которые имеют­ся на рынке. В частности, широко используется латекс ПЭВА. Связь между содержа­нием связанного этилена и прочностями при изгибе и сжа­тии раствора, модифицирован­ного ПЭВА, показана на рис. 7.52 [116]. Водостойкость рас­твора, модифицированного ПЭВА, повышается при опти­мальном содержании связанно­го этилена примерно на 20 %.

Ясж, МПа Зо

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

25

20

15

10

5

Рис. 7.51. Влияние водопоглощения иа прочность при сжатии модифицированных латексом растворов (заштрихованные прямоугольники — мокрый раствор, неза — штрихованные — сухой)

■П/Ц-20%-

Без

Добавок БСК-1 БСК-2 ПВДХ-1 П8ДХ-2 АНБДК ПХПК ПАЗ ПВА ■

О

7.4.2.5 Сцепление и проч­ность сцепления. Повышенная по сравнению с обычным бето­ном прочность сцепления с раз­личными основаниями является очень полезным свойством мо­дифицированных растворов и бетонов, что связано с очень высоким сцеплением, присущим полимерам. Обычно на сцепле­ние влияют полимерцементное отношение и свойства использу­емых оснований. Данные о сцеплении часто имеют значи­тельный разброс и могут отли­чаться в зависимости от методов испытаний, условий проведения или пористости оснований. На рис. 7.53 [117] показано сцепле­ние при изгибе модифицирован­ных растворов с обычным це­
ментным раствором в зависи­мости от полимерцементного от­ношения.

Сцепление большинства мо­дифицированных растворов имеет тенденцию к возрастанию с увеличением полимерцемент­ного отношения, хотя для не­скольких видов растворов имеются оптимальные полимер — цементные отношения. На сце­пление влияет также, состав раствора основания. При соста­ве раствора основания 1:2 раз­рушение при изгибе происходит главным образом через поверх­ность раздела, но при составе 1:3—скорее через основание, чем через поверхность раздела. Подобные улучшения сцепле­ния наблюдаются также при давлении сдвига [118].

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Яия г, МПа 10

40 50 С,9

Охама [32] установил почти десятикратное увеличение сцеп­ления с обычным цементным раствором модифицированного БСК раствора при П/Ц-20%, По сравнению с немодифици — рованным раствором. В этом случае важно соотношение мо­номеров сополимера. Высокая степень сцепления была получе­на при содержании связанно­го стирола 70 %.

Одним из недостатков моди­фицированных растворов и бе­тонов является снижение сцеп­ления при эксплуатации их во влажных условиях (рис. 7.54) [119]. Однако сила сцепления большинства модифицирован­ных растворов после погруже­ния в воду выше, чем для немодифицированных раство­ров, что не препятствует прак­тическому использованию моди­фицированных растворов.

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Ясж, Мпа 40

50 С,%

Рис. 7.52. Зависимость между содержанием связанного этилена С и прочностью при изгибе (а) и сжатии (б) раствора, модифицированного ПЭВА (П/Ц=20 %)

/ — сухая выдержка за 28 сут; 2 — мокрая выдержка за 28 сут

Б табл. 7.12 [120] приведе­
ны данные по сцеплению мо­дифицированных растворов с керамическими плитками, полу­ченные методом сдвига при сжатии. Сцепление между ке­рамическими плитками и между плиткой и обычным цементным раствором возрастает с увели­чением полимерцементного от­ношения. Данные по сцеплению модифицированных растворов с различными основаниями при­ведены в табл. 7.13. Большин­ство модифицированных латек­сом растворов имеет хорошее сцепление со сталью, деревом, кирпичом и камнем.

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

10 15 /7/4,%

7.4.2.6 Сопротивление удару. Модифицированные растворы или бетоны имеют более высо­кое сопротивление удару по сравнению с обычным раство­ром и бетоном, поскольку сами полимеры обладают высоким сопротивлением удару. Сопро­тивление удару обычно возрас­тает с увеличением полимерце­ментного отношения. Данные о сопротивлении удару значи­тельно отличаются в зависи­мости от методов испытаний. На рис. 7.55 [125] показано со­противление удару модифици­рованных растворов, измерен­ное при их разрушении, в за­висимости от высоты падения стального шара.

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

5 10 15 N/U.,%

Рис. 7.53. Зависимость сцепления при изгибе Л ^модифицированных латексом растворов к обычному цементному раствору от полимерцементного отношения (иа кривых указаны отношения цемент:песок)

А — раствор, модифицированный БСК; б — раствор, модифицированный ПАЭ; в — раствор, моди — фицированный ПВДХ; М — разрушение через обычный цементный раствор (основание); Р—раз­рушение через модифицированный латексом раствор; А — разрушение через поверхность раздела (разрушение сцепления)

Сопротивление удару моди-

Таблица 7.12. СЦЕПЛЕНИЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ РАСТВОРОВ с КЕРАМИЧЕСКИМИ ПЛИТКАМИ

Поли-

Сила сцепления, МПа

Модификатор

Меит- иое от­ноше­ние, %

Плитка с плиткой

Тлнтка с це­ментным раствором

Не модифи­цированный раствор

0

0,16

0,50

БСК

5 10 20

0,53 0,81 0,89

0,55 0,85 0,90

АНБДК

1

3 5

0,75 0,80 0,10

0,67 0,129 0,96

ПВА

5 10

0,61 0,84

1,29 1,25

Поливини­ловый спирт

0,8 1,3

0,35 0,4

0,42 0,65

Метилцел — люлоза

0,2 0,5

0,64 0,66

0,73 0,75

Фицированных растворов с эластомерами выше, чем в растворах с термопластичными смолами. Растворы, модифици­рованные ПКЛ и БСК и имею­щие полимерцементное отноше­ние 20 %, имеют сопротивле­ние удару примерно в 10 раз выше, чем немодифицирован — ные растворы. Охама [126] получил высокое сопротивление удару типичных модифициро­ванных латексом растворов (оцененное при испытании об­разцов балочек на изгиб при ударе). Подборка других дан­ных [32] для раствора, моди­фицированного БСК, показыва­ет, что ударное сопротивление значительно снижается при уве­личении содержания связанно­го стирола.

Таблица 7.13. СИЛА СЦЕПЛЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННЫХ РАСТВОРОВ с РАЗЛИЧНЫМИ ОСНОВАНИЯМИ

Модификатор

Основание

Метод испытания

Полимерце- меитиое отно­шение, %

Сцепле­ние, МПа

ПКЛ [121]

Сталь

Сдвиг при растя­

20

0,80

Жении

Дерево

То же

20

0,85

ПХПК [121]

Сталь

»

25

3,48

Дерево

»

25

0,28

БСК [122]

Кирпич

»

Растяжение

0*

0,38

»

10*

2,04

»

»

20*

4,15

ПАЭ [123]

»

»

0*

0,59

5*

0,74

»

»

10*

1,41

»

»

20*

2,21

»

»

25*

1,76

ПВА [124]

Камень

»

15

2,30

* Значения отображены на графиках. 352

Как показано на рис. 7.56 [127], армирование модифици­рованного бетона стальными волокнами приводит к замет­ному улучшению ударной проч-

А рост, мПа

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Рис. 7.54. Влияние водопоглощеиия на сцепление при растяжении Лраст и из­гибе Аизг модифицированных латексом растворов (заштрихованные прямо­угольники — мокрый раствор, неза — штрихованные — сухой)

Ности при увеличении полимер­цементного отношения и содер­жания стальных волокон.

7.4.2.7 Сопротивление исти­ранию. Сопротивление истира-

12 Зак. 976 нию модифицированных раство­ров и бетонов зависит от типа используемого полимера, поли­мерцементного отношения и условий истирания. Обычно со­противление истиранию значи­тельно повышается с увели­чением полимерцементного от­ношения. На рис. 7.57 [128] показано сопротивление исти­ранию типичных модифициро­ванных растворов, испытанных в соответствии со стандартом JIS А 1453 [Метод испытания на истирание строительных мате­риалов и строительных изде­лий из бетона (метод абра­зивной бумаги)] с использо­ванием машины на истирание Тэйбера.

Сопротивление истиранию при полимерцементном отноше­нии 20 % увеличивается в 20—50 раз по сравнению с не — модифицированным раствором. Тайчманн [129] установил, что раствор, модифицированный ПАЭ (с полимерцементным от­ношением 20%), имеет сопро­тивление истиранию в 200 раз выше, чем обычный раствор. Гирлофф [130] разработал ме­тод определения истирания для уличного движения и показал, что различные модифицирован­ные ПАЭ бетоны с высоким полимерцементным и низким во — доцементным отношениями име­ют очень хорошую износостой­кость при движении транспорта. Согласно данным Охама [32], сопротивление истиранию моди­фицированного БСК раствора увеличивается с увеличением содержания связанного стиро­ла.

7.4.2.8 Химическая стой-

353

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

БСК-1 Б С К-2 БСК-3 БСК-4 ПВДХ АНбДК ПХПК ПАЭ ПВА ПКЛ Рис. 7.55. Сопротивление удару модифицированных латексом растворов

H — высота падения стального шара при разрушении

Рис. 7.57. Сопротивление истиранию типичных модифицированных латексом растворов

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

П/Ц,% О 51020 57020 51020 51020 51020 51020

Со 5

"5 О,

T С:

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

О 10 20

Рис. 7.56. Соотношение между содер­жанием волокна Св, % объема, поли- мерцементиым отношением и относи­тельной ударной прочностью 6/6о мо­дифицированного ПАЭ бетона, армиро­ванного стальными волокнами (на кри­вых даиы значения П/Ц, %). Фикси­ровалось появление первых трещин

6/60 — отношение ударной прочности модифи­цированного армированного бетона к ударной Прочности немодифицированного неармироаан — ного бетона

Cg,%

1 5

%

§

H — глубина истирания

Кость. Химическая стойкость модифицированных растворов и бетонов зависит от природы полимеров, полимерцементного отношения и свойств агрессив­ных химических веществ. Боль­шинство модифицированных растворов и бетонов чувстви­тельно к действию неоргани­ческих или органических кис­лот и сульфатов, так как они содержат гидратированный цемент, который не обладает стойкостью к этим веществам, но стоек к щелочам и раз­личным солям, кроме суль­фатов. Модифицированные рас­творы и бетоны отличаются химической стойкостью по отно­шению к эфирам и маслам, но они не устойчивы к действию, органических растворителей.

Химическая стойкость рас­творов, содержащих синтети­ческие и природные каучуковые латексы, приведена в табл. 7.14

[131] . В частности, раствор, модифицированный АНБДК, имеет высокую стойкость к действию органических раство­рителей и масел, а раствор, модифицированный ПКЛ, под­вергается воздействию этих ве­ществ. Отмечено, что раствор, модифицированный ПВДХ, устойчив к действию кислот и большинства растворителей

[132] .

Обычно раствор, модифи­цированный ПВА, с трудом сопротивляется действию кис­лот и щелочей, но в значи­тельной степени стабилен к действию органических раство­рителей, в том числе различ­ных масел [21].

7.4.2.9 Влияние температуры, термическая стойкость и горю­честь. Прочность модифициро­ванных растворов и бетонов за­висит от температуры окружа­ющей среды, поскольку от нее зависит и прочность самих по­лимеров (особенно термоплас­тичных). В модифицированных растворах прочность и сопро­тивление изгибу обычно быстро снижаются с увеличением тем­пературы. Эта тенденция зна­чительна при температуре, ко­торая выше температуры из­менения структуры полимеров, а также при увеличении поли­мерцементного отношения [133]. Большинство термопластичных полимеров в латексе имеет температуру изменения струк­туры 80—100 °С. Зависимость сопротивления изгибу от темпе­ратуры при испытании раство­ров, модифицированных БСК, ПАЭ и ПЭВА, показана на рис. 7.58 [133].

При температуре от 100 до 150 °С различие в прочности при различных полимерцемент — ных отношениях становится меньше, и прочность моди­фицированного раствора равна или больше прочности не — модифицированного раствора. Большинство модифицирован­ных растворов теряет 50 % или больше своей прочности при температуре, превышающей 50 °С. С другой стороны, их прочность при температуре ни­же 0 °С больше, чем при 20 °С.

Термическая стойкость мо­дифицированных растворов и бетонов определяется их свой­ствами, особенно температурой изменения структуры использу-

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

50 100 Т°С

Рнс. 7.58. Влияние температуры нагрева Г на прочность прн нзгнбе R„T растворов, модифицированных БСК (а), ПАЭ (б) и ПЭВА (в) (на кривых даны значення

П/Ц, %)

В)

Киз2,мпа

А)

RU3Z,Mna

Емых полимеров, полимерце — меитиым отношением и услови­ями нагрева, а также терми­ческой деградацией полиме­ров. На рис. 7.59 [135] показа­на термическая стойкость рас­творов, модифицированных БСК, ПАЭ и ПЭВА, при тем­пературе от 100 до 200 °С.

Прочность при изгибе боль­шинства модифицированных растворов при температуре 100 °С первоначально достигает максимума вследствие упрочне­ния полимерных пленок при высыхании. Снижение прочно­сти едва заметно при нагреве в течение 7 сут или больше. Однако прочность растворов, нагреваемых в интервале 150— 200 °С, резко уменьшается даже при кратковременном на­греве из-за термической де­градации полимеров и затем становится почти постоянной при продолжении нагрева. Да­же через 28 сут нагрева при температуре 200 °С большин­ство модифицированных рас­творов с различным полимер — цементным отношением имеет прочность выше, чем у не — модифицированных растворов.

На основе данных о терми­ческой стойкости модифициро­ванных растворов установлено, что максимальный температур­ный предел для сохранения прочностных свойств этих раст­воров составляет около 150 °С.

Обычно возгораемость мо­дифицированных растворов и бетонов зависит от химического состава используемых полиме­ров и полимерцементного от­ношения или содержания поли­мера (по объему). В Японии возгораемость строительных материалов оценивается следу­ющим образом: степень 1 (невозгораемый материал), сте­пень 2 (полувозгораемый ма­териал), степень 3 (почти возгораемый материал) и выше степени 3 (неприемлемый) по стандарту JIS А 1321 (Методы

-і—— 1—-

N/u.,%

10———

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

M

21 t,cym

20 ——

П,%

ID——

Or) R изг, МПа

П,’/’

S-S

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

10 20 —

21 t, cym

І Wv"

10

5) Мпа

10

FV

20 ——

Испытания возгораемости вну­тренних отделочных матери­алов и правила для зда­ний). Невозгораемость модифи­цированных латексом раство­ров по JIS А 1321 представ­лена в табл. 7.15 [136].

Возгораемость лежит в пре­делах от степени 1 до сте­пени 3 кроме модифицирован­ного ПХПК раствора с поли — мерцементным отношением 20 %. Растворы, модифициро­ванные хлорсодержащими по­лимерами, т. е. ПХПК и ПВДХ, а также ПВА, имеют высокую стойкость к возгоранию. Низ­кая возгораемость растворов, модифицированных ПВА, обу­словлена присутствием большо­го количества уксусной кисло­ты, образующейся при терми­ческом разложении полимера [137]. Стойкость к возгоранию большинства модифицирован­ных растворов уменьшается с увеличением полимерцементно­го отношения. Растворы с по — лимерцементным отношением 5 % относятся к степени 1 по возгораемости.

7.4.2.10 Морозостойкость и устойчивость к атмосферным воздействиям. Модифицирован­ные растворы и бетоны имеют повышенную морозостойкость по сравнению с обычными рас­творами и бетонами. Это объ­ясняется снижением пористости в результате использования по­ниженного водоцементного от-

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

21 t,cym

14

Рис. 7.59. Термическая стойкость рас­творов, модифицированных БСК (S), ПЭВА (£) и ПАЭ (А) при темпера­туре нагрева 100 °С (а), 150 ° С (б) и 200 °С (в)

Таблица 7.15. ВОЗГОРАЕМОСТЬ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСОМ РАСТВОРОВ ПО JIS А 1321

Модификатор

Полимер­цементное отношение

П/Ц. %

Содержа­ние по­лимера[21], % объема

Время, с

Класс воз­гораемости

До выделения дыма

Загора­ния

Достижения 810 °С»»

^модифи­

Нет дыма

Нет пла­

Степень 1

Цирован­

Мени

Ный

0

0

Раствор

ПХПК

5

1,50

То же

То же

То же

10

3,01

245

242

»

15

4,70

190

185

»

20

6,58

100

122

190

Выше степе­

Ни 3

БСК

5

2,10

155

89

Степень 1

10

4,22

62

49

290

» 2

15

6,27

52

45

304

» 2

20

8,40

26

26

329

» 3

ПАЭ

5

1,71

Нет дыма

Нет пламени

» 1

10

3,33

128

82

256

» 2

15

4,94

60

35

144

То же

20

6,45

35

35

80

Степень 3

ПВДХ

5

1,37

Нет дыма

Нет пламени

» 1

10

2,80

То же

То же

То же

15

4,19

»

»

»

20

5,58

»

»

»

ПВА

5

1,76

»

»

»

10

3,56

»

390

»

15

5,43

»

303

»

20

6,58

»

60

»

ПЭВА

5

1,77

»

Нет пламени

»

10

3,65

99

90

»

15

5,73

51

44

102

Степень 2

20

7,51

41

41

220

То же

Ношения и наполнения пор по­лимерами, а также воздухо — вовлечением, происходящим под действием полимеров и поверхностно-активных веще­ств. На рис. 7.60 представ­лена стойкость при замерза­нии — оттаивании в воде (от — 18 до +4 °С) при выдержке в воде и сухой выдержке растворов, модифицированных

БСК, ПАЭ и ПЭВА [138].

Как видно из рис. 7.61, морозостойкость растворов, мо­дифицированных БСК, ПАЭ и ПЭВА, значительно повышает­ся при полимерцементном от­ношении 5 % и больше, так как степень расширения при замораживании (рассчитанная из остаточного расширения об­разцов после оттаивания) уве­личивается. Относительный ди­намический модуль упругости

S)

Є)

А)


СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

20 10

2010

80 НО I —

:: K

100 200 N

100 200 N

100 200 N


Рис. 7.60. Зависимость относительного динамического модуля упругости Е растворов модифицированных, БСК (а), ПАЭ (б) и ПЭВА (в) от числа циклов заморажива­ния и оттаивания (на кривых даны значения П/Ц, %)

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

Рис. 7.61. Зависимость степени расширения е растворов, модифицированных БСК (а), ПАЭ (б) и ПЭВА (в), при замерзании от числа циклов замораживания и оттаивания А/ (иа кривых даны значения П/Ц, %)

Растворов, модифицированных БСК, ПАЭ и ПЭВА, умень­шается. Увеличение полимер­цементного отношения модифи­цированных латексом раство­ров не обязательно приводит к улучшению морозостойкости. Высокая морозостойкость до­стигается при совместном дей­ствии модификации полимера­ми и воздухововлечения.

В соответствии с данными В. И. Соломатова по бетону, модифицированному латексом, с использованием сополимера винилацетата и дибутилмалеа-
та бетон при влажной выдержке менее устойчив к действию мороза, чем бетон, выдержан­ный в сухих условиях [139]. В ряде исследований испыты — валась морозостойкость моди­фицированных растворов и бе­тонов в растворах сульфатов [139] и хлоридов [140].

При долговременном воз­действии внешней среды, вклю­чая воздействие мороза и кар­бонизацию, модифицированные растворы показывают повы­шенную стойкость к воздей­ствию атмосферы по сравнению с обычными растворами и бе­тонами. Устойчивость к атмос­ферным воздействиям модифи­цированных растворов показа­на рис. 7.62 [141].

В Научно-исследователь­ском строительном институте в префектуре Ибараки (Япония) были проведены испытания в ес­тественных условиях при воз­действии внешней среды. Кроме растворов, модифицированных ПАЭ, прочности при изгибе и сжатии большинства модифи­цированных растворов в усло­виях воздействия внешней сре­ды имеют тенденцию становить­ся почти постоянными через один год или более; их устой­чивость к атмосферным воз­действиям больше или равна устойчивости немодифициро — ванных растворов.

Стойкость образцов моди­фицированных растворов, уло­женных на обычный цемент­ный раствор, после 10-летнего воздействия внешней среды в Токио показана на рис. 7.63 [142]. В отличие от образ­цов, скрепленных с немодифи-

З і, годьі

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

0 2 4 6 8 Tf 2оды

Рис. 7.62. Устойчивость к атмосферным воздействиям растворов, модифициро­ванных (/— период воздействия)

А — БСК; Ь — ПАЭ-1; с — ПАЭ-2; D — немодифи — цнрованный раствор; е— ПВА-1; jПВА-2

А, МПа

СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛАТЕКСАМИ СИСТЕМ

120

36 60 T, Мес

Рис. 7.63. Долговечность сцепления модифицированных растворов

А — раствор, модифицированный БСК; b — то же, ПАЭ-1; с—то же, ПАЭ-2; d— немодифициро — ванный раствор; е — нескрепленные образцы; DdРазрушение через 12 мес; А — сцепление с обыч­ным раствором (прочность при изгибе в случае нескреплениых образцов); T — период воздейст­вия внешней среды в Токио)

Цированным раствором и раз­рушенных через год после пре­бывания в естественных усло­виях, большинство образцов,
скрепленных модифицирован­ным раствором, через 10 лет имели удовлетворительное сос­тояние в тех же условиях.

Охама [143] отметил, что большинство модифицирован­ных бетонов имеет отличную стойкость к карбонизации ат­мосферным СО2, что способ­ствует предотвращению корро­зии арматурных стальных стер­жней в бетонных изделиях.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *