РАЗДЕЛ 2
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Используемые компоненты сухих смесей
В качестве основного минерального вяжущего системы использовался портландцемент ПЦ500Д0 производства "Балцем". Выбор именно этой марки ПЦ и данного производителя произведен на основании сравнительного анализа. Критерии отбора - достаточно быстрый набор прочности, особенно в ранние сроки, "совместимость" с используемыми органическими модификаторами, стабильность качества.
Глиноземистый цемент использовался как вспомогательное вяжущее, которое в сочетании с гипсом (через стадию образования эттрингита) отвечает за раннюю (суточную) прочность и компенсацию усадочных деформаций в системе [100]. При проведении работ использовался высокоглиноземистый цемент Gorkal 40, польского производства.
Гипс полуводный - вспомогательное вяжущее, которое в сочетании с продуктами гидратации алюминатов кальция высокоглиноземистого цемента и фазы С3А портландцемента (через стадию образования эттрингита) отвечает за раннюю (суточную) прочность и компенсацию усадочных деформаций в системе. При проведении работ использовался гипс марки Г5Б11.
Известь - вспомогательное вяжущее, выполняющее в данной системе больше роль ускорителя реакции гидратации цемента и модификатора рабочих свойств. При проведении работ использовалась сухогашенная известь, польского производства.
Песок - использовался сухой фракционированный речной песок с размером частиц 0.05-0.5 мм, с содержанием глинистых включений менее 0.3 % и влажностью менее 0.1 %.
Гранитный отсев - специфический, инертный наполнитель, обеспечивающий достаточную поверхностную (абразивную) прочность и прочность в массе. Использовалась фракция с размером зерна 0.63-1.2 мм.
Доломит - мелкофракционный наполнитель. Карбонат кальция-магния MgCa(CO3)2. Фракция 0.005-0.250 мм. Обеспечивает максимальную плотность упаковки и придает специфические реологические свойства системе. Использовался микродоломит марки Р250 польского производства.
Полиарилонитрильные волокна - армирующий наполнитель. Использовались синтетические полиарилонитрильные волокна Faser PAC 6.7/3 mm производства Schwarzwalder Textilwerke (Германия) со средней длиной 3.0 мм.
Карбонат натрия (Na2CO3) - ускоритель набора прочности для портландцемента, сокращает сроки схватывания и уменьшает количество мелких (1-10нм) пор в цементном камне.
Карбонат лития (Li2CO3) - ускоритель набора прочности для портландцемента и высокоглиноземистого цемента.
Гидроксиэтилцеллюлоза - добавка, отвечающая за достижение необходимой консистенции, обеспечение "открытого" времени, предотвращение седиментации, водоудерживание и т.д. Использовалась низковязкая модификация гидроксиэтилового эфира целлюлозы Tylose H 300 P2 (Shin Etsu).
Полисахарид - загущающая добавка, предохраняющая от седиментации наполнителя и обезвоживания, особенно в приповехностном слое. Природный полисахарид с разветвленной цепью.
Гидроксиэтилцеллюлоза и полисахарид оказывают многофакторное воздействие на рассматриваемую систему. Нашей целью был подбор такого соотношения компонентов, который бы обеспечил достаточный вязкостной, водоудерживающий и пластичный режим при минимизации негативных эффектов, а именно:
- замедление сроков схватывания и темпа набора прочности;
- повышенное водопоглощение затвердевшего продукта, поскольку вышеприведенные эфиры продолжают выполнять функцию акцептора воды;
- "эффект карамели", когда поверхность нанесенного продукта затвердела, а под ней сохраняется незатвердевший продукт.
Влияние эфиров целлюлозы на вязкостные свойства водных систем известны [102]. В то же время, механизм водоудерживания пластифицирования, свойственный такого рода продуктам и его "строительная" специфика требуют более подробного рассмотрения в этой работе.
Твердение гидравлических вяжущих (портландский и глиноземистый цемент, гипс), лежащих в основе композиций исследуемых сухих смесей, происходит в результате реакции гидратации. При тонкослойном нанесении продуктов, базирующихся на гидравлических вяжущих, возникает опасность быстрого ухода воды затворения в подложку и (или) ее испарения. Модифицированные полисахара, к которыми также относится гидроксиэтилцеллюлоза, за счет гидрофильных гидроксильных групп удерживают молекулы воды с энергией (силы Ван-дер-Ваальса) сопоставимой с теплотой испарения и энергией капиллярной диффузии воды. В то же время, эти молекулы воды могут быть дозированы на образование гидратов гидравлических вяжущих, обеспечивая равномерность и полноту гидратации вяжущего.
Гександиол (НО-СН2- СН2- СН2- СН2- СН2- СН2-ОН) - органическая добавка, снижающая линейные деформации. Двухатомный спирт.
Редиспергируемый полимер - добавка обеспечивающая:
- на этапе "свежего" раствора - уменьшение В/Ц,
- хорошее растекание;
- на этапе затвердевшего раствора - отличную адгезию к подложке,
- высокое значение прочности на изгиб,
- улучшенную устойчивость к истиранию,
- уменьшение усадочных деформаций,
- увеличение гибкости (уменьшение модуля эластичности).
В работе использовался редиспергируемый сополимер винилацетата и этилена Vinnapas LL222 (Wacker).
В качестве пластификатора использовался меламино-алкидный сернокислый поликонденсат Melment F10.
В качестве замедлителя сроков схватывания, обеспечивающих достаточное "рабочее" время продукта применялась трехосновная органическая оксикарбоновая кислота (лимонная кислота).
2.2. Взаимодействие компонентов исследуемых смесей
Задача создания композиции, обладающей "самовыравнивающимися" свойствами в достаточно толстых слоях и, при этом, высокими прочностными характеристиками, предполагает введение ряда модифицирующих органических добавок. Рассмотрим подход, предопределивший выбор сырьевых материалов для решения поставленной задачи.
Целью исследования можно считать необходимость получить "текучий" (минимальные затраты для выравнивания, возможность механизаци