Лекции Современные технологии _общ_ _укр

в'яжучі не впливають, або впливають на вогневі властивості бетонів, тому що оксиди фосфору випаровуються при температурі вище 600°С до практично їх повного видален-

ня. Найбільш раціональною областю застосування бетонів фосфатного твердіння є гаря-

чі ремонти теплоагрегатів шляхом нанесення футеровки торкретуванням. Гранична тем-

пература служби бетонів практично дорівнює граничній температурі застосування запо-

внювачів.

5. ОСНОВНІ І НЕЙТРАЛЬНІ ВОГНЕТРИВКІ БЕТОНИ

Найбільше дорогою і дефіцитної складових таких бетонів є магнезит. Тому такі во-

гнетривкі бетони виготовляються, головним чином, на основі периклазового цементу.

Периклазовий цемент являє собою тонкомолотий порошок, одержуваний шляхом помелу плавленого або добре спеченого при температурі 1500-1600 З оксиду магнію.

Його можна одержувати також помелом бою або брухту магнезитової вогнетривкої цег-

ли.

Оксид магнію периклазового цементу порівняно повільно реагує з водою. Для ак-

тивізації реакції гідратації з водою заутвору вводять MgCl2, MgSO4, Na2CO3 і т.д. Для цієї ж мети водні розчини затворителей підігрівають до 60-80 С.

У бетонах як заповнювачі застосовують брухт і бій магнезитової цегли, хроміт,

оливинит, сирі і попередньо обпалені при температурі близько 1450(З дуниты. Вихідна міцність бетонів складає 30-50Мпа, залишкова міцність після нагрівання при температу-

рі 800(З 30-40%, вогнетривкість більш 1770(З, температура початку деформації під на-

вантаженням (гранична температура застосування) – 1400 - 1640(С. Гранична темпера-

тура застосування магнезитових вогнетривких бетонів на основі чистої сировини, що містить більш 98% Мgо, може досягати 2000(С и більш. Технічні переваги основних і нейтральних вогнетривких бетонів перед іншими видами: висока стійкість проти основ-

них шлаків, інертність стосовно розплавів усіх видів стали, що підвищує їхню якість.

Крім того, ці види бетонів, особливо нейтральні, характеризуються високою термостій-

кістю у всьому температурному інтервалі експлуатації. Важливим достоїнством основ-

них і нейтральних вогнетривких бетонів, також як і аналогічних випалювальних вогне-

тривів, є те, що при температурах, близьких до граничних, вони працюють при низькому змісті рідкої фази, тому характеризуються низькою високотемпературною повзучістю,

мають високі межі міцності при вигині і розтяганні й успішно експлуатуються в зводах теплоагрегатів.

71

ТЕМА: ОЗДОБЛЮВАЛЬНІ ПАСТОВЫЕ КОМПОЗИЦІЇ НА ОСНОВІ

МІНЕРАЛЬНИХ В'ЯЖУЧИХ І ПОЛІМЕРІВ

План лекції:

1.Загальна характеристика пастових оздоблювальних композицій.

2.Пастові композиції для внутрішньої обробки будинків.

3.Пастові композиції для зовнішньої обробки будинків.

Література:

1.Завражин Н.Н., Северинова Г.В., Громов Ю.Е. Виробництво опоряджувальних ро-

біт у будівництві. Закордонний досвід. – М.: Стройиздат, 1987. – 310 с.

2.Матеріалознавство. Опоряджувальні роботи: Підручник для нач. проф. Утворення /

В.А. Смирнов, Б.А. Єфімов, О.В. Кульків і ін. – М.: Профобриздат, 2001. – 288с.

3.Агапова Т.В., Ливинский А.М., Новацкий А.А. Індустріальні методи обробки бу-

динків. Закордонний досвід. – М.: Стройиздат, 1979. – 220 с.

4.Андрианов В.И., Баєв В.А., Бунькин И.Ф. і ін. Силіконові композиційні матеріали.

– М.: Стройиздат, 1990. – 224 с.

5.Азерский К.Н., Кирилов Н.Н. Індустріальні методи обробки будинків. Л.: Стройиз-

дат, 1985. – 112 с.

6.Нові способи виробництва опоряджувальних робіт / Профспілка штукатурів при центр. союзі німецьких будівельників; Пер. с ньому. Г.Г. Гречушниковой. – М.:

Стройиздат, 1990. – 120 с.

1. Загальна характеристика пастових оздоблювальних композицій.

Оздоблювальні пасти – це в’язкопластичні композиції сполучного і тонкозернисто-

го наповнювача.

В’язкопластичні стан паст забезпечується заутвором сухих сумішей мінерального або органічного в'яжучого і наповнювача водою, водними емульсіями полімерів, вико-

ристанням рідких полімерів з відверджувача, застосуванням розчинів полімерів в орга-

нічних летучих розчинниках.

Для одержання кольорових паст використовують мінеральні або органічні пігмен-

ти. З метою підвищення технологічних і експлуатаційних властивостей пасти можуть містити різні добавки, що модифікують: разжижителі, водоутримуючі речовини, гідро-

72

фобізатори, сповільнювачі або прискорювачі схоплювання і твердіння, антиморозні до-

бавки й ін.

Основні вимоги до паст наступні:

у тонких шарах товщиною 1-3 мм вони повинні мати високу еластичність, зберігати в’язкопластичні властивості протягом не менш 30-40 хвилин;

при відверждженні повинні характеризуватися низькою усадкою або її відсутністю,

що попереджає трещиноутворювання при твердінні;

мати високу відгезію до підготовленої підстави, характеризуватися необхідними експлуатаційними властивостями (механічною міцністю, морозостійкістю, довговічніс-

тю й ін.).

Оздоблювальні пасти застосовуються в будівництві давно. Раніше вони вико-

ристовувалися, в основному, усередині приміщень для вирівнювання стін і стель, закла-

дення тріщин, швів, раковин, ґрунтовки поверхонь під фарбування, тобто шпатлювання поверхонь. При цьому шпаклівки виготовлялися, в основному, з використанням у якості сполучних тваринних клеїв (казеїновий, кістковий, міздровий і т.п.). У якості мінераль-

ного наповнювача застосовували тонкодисперсні крейда, каолін, гіпс, гашене вапно й ін.

Недоліками таких шпатлевочних паст були: невисокі водостійкість і механічна міцність покриття; низька грибостійкість, унаслідок чого продукти життєдіяльності мікрооргані-

змів (сірководень, аміак і ін. гази) викликали виникнення неприємного запаху; низька адгезія до підстави і висока усадка, що викликало розтріскування і відшаровування шпаклівок, особливо при їхній товщині понад 2-3 мм.

В останні 20 років, у результаті розробки нових видів полімерних сполучних, що модифікують добавок до гіпсу, гідравлічним мінеральним в'язким, детального вивчення процесів формування структури покрить малої товщини, кардинально змінилося відно-

шення до пастовим складів. Їх стали використовувати для одношарових штукатурних покрить, для ґрунтувальних і оздоблювальних шарів при внутрішній і зовнішній обробці будинків, залізобетонних збірних конструкцій.

Застосування пастових складів дозволяє:

знизити матеріалоємність опоряджувальних робіт, витрата паст при частковому ви-

рівнюванні досягає 0,5-1 кг/м2, а при суцільному – 1,3-1,5 кг/м2;

73

істотно збільшити продуктивність праці за рахунок більш високої технологічності паст при ручному способі нанесення або використання високопродуктивних механізо-

ваних способів;

ефективніше усього вирішувати задачі по різноманітному оформленню інтер'єрів,

декоративною обробкою зовнішніх стін, особливо при монолітному домобудівництві.

При ручному нанесенні паст використовують шпателі шириною 30-80 див, валики з різним покриттям (вовняна тканина, повсть, поролон, овчина, коротковорсові тканини,

рельєфна гума і т.п.).

При механізованому нанесенні застосовують пістолети-розпилювачі, що працюють на стисненому повітрі низького (до 0,5 Мпа) і високого (до 2 Мпа) тиску; установки, що розпорошують пасту під тиском без використання стиснутого повітря; установки елект-

ростатичного напилювання паст, що не містять електропровідних речовин (вода, мета-

леві наповнювачі, електропроводящие органічні розчинники і розріджувачі). В остан-

ньому випадку тонкодисперсним часткам паст повідомляється електричний заряд, між апаратом і поверхнею, що обробляється, створюється електричне поле і частки осаджу-

ються на заземлену поверхню. Цей метод дозволяє істотно скоротити втрати розпилен-

ної пасти, поліпшуючи умови роботи обслуговуючого персоналу.

Ручним і механізованим способами можна одержувати гладку і фактурну поверхні типу «шагрень», «шуба». Застосування валиків, металевих щіток дозволяє одержувати рустовані і профільовані поверхні. Кам'яні матеріали фракції 2-4 мм, грубодисперсні обпилювання, рубане коротке скловолокно, введені в пасту перед або після нанесення на поверхню, дозволяють різноманітити оригінальні фактури оздоблювальних шарів.

2. Пастові композиції для внутрішньої обробки будинків

Для внутрішньої обробки будинків застосовують різноманітний асортимент пасто-

вих складів, що, завдяки своїй універсальності, успішно використовуються в різних приміщеннях житлових, суспільних і промислових будинків. У якості сполучних при цьому можуть використовуватися усі відомі композиції: мінеральні в'язкі (гіпс, вапно,

цементи), клеї тваринного і рослинного походження, водні дисперсії полімерів і поліме-

ри, переведені в рідкий стан органічними розчинниками.

З огляду на невисокі вимоги по механічній міцності, атмосферостійкості, за рубе-

жем у внутрішній обробці будинків найбільше широко застосовують пасти на основі гі-

74

псу. Зв'язано це з поруч його коштовних властивостей: гіпс швидко твердіє; не дає усад-

ки при твердінні, що дозволяє наносити оздоблювальні шари будь-якої товщини без по-

боювання розтріскування в результаті швидкого нерівномірного сушіння; гіпсовий ка-

мінь має, як правило, однотонний білий колір, не дає висолів, сполучимо з більшістю відомих пігментів; звичайний будівельний гіпс виробляється по порівняно низькоенер-

гоємній технології з розповсюдженої сировини або промислових відходів; гіпсова шту-

катурка, характеризуючи високою відкритою пористістю, легко віддає і поглинає атмо-

сферну вологу, благоприятствуя створенню стабільних атмосферно-влажностных умов у приміщеннях.

Основний недолік гіпсу – надмірно швидке схоплювання, в останні роки навчилися легко преодалевать шляхом використання ефективних сповільнювачів, що відсувають час схоплювання гіпсового тесту з 5-15 хвилин до 30-300 хвилин. Цього цілком достат-

ньо для ручного і, тим більше, механізованого нанесення гіпсових оздоблювальних паст.

Коштовним при цьому є те, що швидкість наступного твердіння гіпсу практично не знижується. Тому гіпс став основним видом в'язкого пастообразних складів для внутрі-

шньої обробки.

Для уповільнення схоплювання гіпсове в'язке зачиняють водою з добавками твари-

ни клею (кістковий, міздровий), ЛСТ, триполіфосфату натрію, рідкого скла, солей бор-

них, лимонних, винно-кам'яної кислот і ін.

У Німеччині при виробництві сухих гіпсових сумішей для уповільнення термінів схоплювання використовують комплексну добавку, що містить 0,01-0,5% винно-

кам'яної кислоти в сполученні з гідроокисом кальцію або з мезовиною кислотою. Тут же широко використовують оксипропанполикарбоновую (уповільнення до 30 хв) і фосфо-

нову кислоти (0,01-0,1% від маси гіпсу, уповільнення до 3 годин) і їхньої солі: амонію,

лужних і луго-земельних металів.

У Японії як сповільнювачі використовується карбоксилалкилированный білок з ве-

ликим змістом карбоксильних груп.

Як і раніше для уповільнення схоплювання гіпсових, вапняно-гіпсових, гіпсоцеме-

нтнопуцоланових композицій широко використовується клеєвапняковий склад (міздро-

вий або кістковий клей+вапно+вода=1+0,5+8,5) у кількості 0,2-0,5% від маси гіпсу.

Пасти на основі портландцементу для внутрішньої обробки використовуються рід-

ше, тому що значна їхня усадка визначає низьку тріщиностійкість тонких оздоблюваль-

75

них шарів. Для зниження усадки до складу паст уводять підвищена кількість наповню-

вачів і дрібного піску фракції до 1 мм. Зміст наповнювача може складати 30-100%, а

дрібного піску 100-200% від маси цементу.

Світлі або кольорові пастові покриття одержують з білого або кольорового порт-

ландцементів у композиціях зі світлими наповнювачами і заповнювачами з крейди, вап-

няку, доломіту, мармуру, кварцового піску. У випадку використання звичайного порт-

ландцементу його відбілюють уведенням білих наповнювачів або гашеного вапна.

Гашене вапно може вводитися в різній кількості як у цементні, так і в гіпсові пас-

тові склади. Унаслідок кристалізації Са(ВІН)2 у виді тонкодисперсних часток розміром близько 5 мкм гашене вапно є ефективною водоутримуючою і пластифіціруючою доба-

вкою.

Для підвищення технологічних і експлуатаційних властивостей до складу паст уво-

дять значну кількість (2-30% від маси основного в'язкого) полімерних добавок.

Пасти, модифіковані полімерами, характеризуються високими показниками меж міцності при розтяганні і вигині, сильною адгезією до інших будівельних матеріалів, га-

рної деформативністю й ударною стійкістю, високим опором стиранню. Полімерні до-

бавки збільшують водостійкість, знижують гігроскопічність і водопроникність пастових покрить.

Раціонально підібрані полімерні добавки істотно підвищують пластичність і водо-

утримуючу здатність паст, є ефективними сповільнювачами схоплювання гіпсу, сприя-

ють значному (до 5-30% обсягу) залученню повітря при перемішуванні сумішей, що по-

ліпшує теплозахисні й акустичні властивості пастових покрить.

При виготовленні полімерцементних паст застосовують, як правило, водні диспер-

сії нерозчинних у воді полімерів, таких як полівінілацетатну дисперсію (ПВАД), латекси синтетичних каучуків (СК), дивінілстирольну, акрилову й ін. смоли.

При модифікації цементно-піщаних паст дисперсіями полімерів можна істотно зни-

зити витрата цементів і працювати з худими пастами, у яких на одну часть цементу при-

ходиться до 5-6 частин кварцового піску фр. до 0,63-1 мм. Це можливо тому, що поліме-

рна дисперсія ПВА або латексу СК, введена в кількості 10-15% від маси цементу, робить сильний пластифіцируючий ефект як за рахунок обволікання твердих часток, так і за ра-

хунок воздухововлечения. Аналогічні пасти складу «цемент+пісок=1+3», модифіковані дисперсією, можна використовувати для кріплення внутрішнього і зовнішнього керамі-

76

чного облицювання. У цьому випадку до складу паст рекомендується вводити приско-

рювач твердіння цементу, наприклад СаCl2.

Для оштукатурювання гіпсобетонних поверхонь ефективні гіпсополімерні склади на основі гіпсоцементопуцоланого в'яжучого (ГЦПВ). Їхній зразковий склад по масі:

ГЦПВ – 1; дисперсія ПВА або латексу СК – 0,1-0,15; кварцовий пісок – 3-5; гідрофобіза-

тор – 0-0,02; вода – до необхідної консистенції. У декоративні пасти вводять пігменти.

При введенні сповільнювача (Na3PO4, тваринний клей) суміш не схоплюється протягом

4-6 годин.

Для обробки внутрішніх приміщень, що експлуатуються при відносній вологості повітря до 60%, зручно використовувати сухі гіпсові суміші. У їхній склад входить гіп-

совий в'язке, заповнювач, полімерна водоутримуюча добавка, що складається з метил-

целюлози і карбоксиметилцелюлози, а також сповільнювач твердіння. Цю пастову ком-

позицію можна наносити на цегельні, дерев'яні, кам'яні, цементно- і гіпсобетонні повер-

хні. Суміш поставляється в мішках і зачиняється водою на місці використання. У залеж-

ності від виду і кількості сповільнювача вона зберігає свої пластичні властивості протя-

гом 1-3 годин.

3. Пастові композиції для зовнішньої обробки будинків

Пастові склади для зовнішньої обробки повинні виготовлятися на водостійких в'яз-

ких, здатних забезпечити необхідну атмосферостійкість оздоблювальних шарів. Це мо-

жуть бути чисті або змішані мінеральні, полімерні або мінерально-полімерні в'язкі ком-

позиції.

Основою мінеральних в'язких композицій є портландцемент, що може застосовува-

тися окремо, у сумішах з полімерами, вапном, гіпсом. В останньому випадку обов'язкове введення пуцоланової добавки, що запобігає руйнуванню каменю в'яжучого внаслідок утворення гідросульфоалюмінату кальцію (цементної бацили). У якості таких в'язких застосовують гіпсоцементнопуцоланові (50-75% гіпсу + 15-25% портландцементу + 1025% пуцоланової добавки) або гіпсоцементношлакове (40-65% гіпсу + 5-8% портланд-

цементу + 30-50% кислого доменного граншлаку).

В останні 10-15 років за рубежем пастові склади для зовнішньої обробки роблять, в

основному, на основі полімерцементніх або чисто полімерних зв'язуваннях. При цьому як полімери використовують акрилові, алкідні, силіконові, епоксидні й ін. смоли. Рані-

77

ше ці смоли в пастах переводили в рідкий стан уведенням відповідних органічних роз-

чинників (важкий бензин, уайт-спирит, сольвенти і т.п.). Твердіння таких паст йде в ре-

зультаті випару розчинників, при цьому забруднюється навколишнє середовище, безпо-

воротно губляться дорогі розчинники. Тому ці композиції усе більш витісняються водо-

місткими полімерами, що вводяться при змішуванні паст, а в останні роки – сухими во-

дорозріджувачами пастовими складами.

У пастові склади на основі тільки портландцементу вводять тільки до 30-50% мік-

ронаповнювача (мелений кварцовий пісок) і до 3 частин по масі дрібного заповнювача фракції до 0,63-1 мм (кварцовий пісок, дроблені мармур, вапняк, перліт і ін.). Для збі-

льшення пластичності вводять ЛСТ, З-3, до 2-3% водних дисперсій ПВА або синтетич-

них латексів. Водоутримуючу здатність підвищують додаванням гашеного вапна, ме-

тилцелюлози, емульсій парафіну, що сповільнюють випар води і її відсос підставою, на яке наноситься паста.

У полімерцементних пастах сполучної служить, як і в пастах для внутрішньої об-

робки, ПВАД, каучукові дівінілстірольні й акрилові латекси. Зразкові склади таких ком-

позицій приведені в таблиці 1.

Для підвищення адгезії оздоблювальних складів підстави обробляють ґрунтуваль-

ними складами, що представляють собою 10%-ные водні розчини дисперсії ПВА або

20%-ные водні розчини латексів.

78

У композиціях з органічними розчинниками найбільш широке застосування одержали епоксидні і кремнійорганічні полімери. Пастові склади на їхній основі використовуються як при обробці готових будинків, так і при виробництві збірних залізобетонних конструкцій. Причому в заводських умовах вони застосовуються частіше, тому що при цьому створюються умови для більш економічної витрати синтетичних смол і простіше забезпечити безпечні умови роботи для обслуговуючого персоналу. Силіконові (кремнійорганічні) склади при цьому використовують при відділі частин будинків і конструкцій, що працюють в умовах підвищеної вологості або при переменновлажностном режимі експлуатації (цокольні панелі, що обгороджують

конструкції приміщень з підвищеною вологістю і т.п.).

У США, Англії при обробці стінових панелей на заводах і фасадів побудованих бу-

динків епоксидні пасти у великих обсягах застосовують для кріплення зерен декоратив-

ного дробленого матеріалу. Епоксидна паста складається зі смоли, відверджувача і ква-

рцового піску крупнистою до 0,3-0,9 мм. Рідка смола з епоксидним еквівалентом 180195 відвержджується: поліамінами (8-12% від маси смоли), модифікованими поліаміна-

ми (15-25%), полімеркаптанами (25-150%). Паста твердіє при температурі 4-30(С в плин

1-6 годин. При крупності дробленого матеріалу 2-12 і 16-25 мм товщина шаруючи пасти складає 3 і 6 мм відповідно. Витрата кварцового піску складає 50-300% від маси смоли.

Силоксанові пасти, що твердіють у результаті випару органічних розчинників, ви-

готовляють на основі кремнійорганічних атмосферостійких емалів. З вітчизняних для цих цілей придатні емалі ДО-174, ДО-168, КЛ-1193. Вони можуть бути змішані з напов-

нювачем у співвідношенні від 1:1 до 1:6. Силоксанові пастові покриття характеризують-

ся високими показниками морозостійкості, хімічної стійкості, водо- і паронепроникне-

ності. Вони мають високу адгезію й антикорозійні властивості стосовно чорних металів.

На основі кремнійорганичних полімерів можна одержувати водоэмульсионные пас-

ти. Однак, як і інші силоксанові склади, ці пасти мають невисокі міцносні показники.

Для усунення цього недоліку широко використовується їхньої модифікації органічними полімерами. По способі модифікації силоксанові водоемульсійні полімери поділяються на два типи: отримані шляхом фізичної модифікації (змішання) поліорганосилоксанових і органічних емульсій і сополимерні – на основі водоемульсійних органосилоксанов і акрилових мономерів. До першого відносяться фарби ЭВА-123 і ЕКО-124, до других – ЭКО-124А.

Водоемульсійні силоксанові пасти перевершують аналогічні склади на основі емалі ДО-174 по пластичності і трохи уступають по твердості й адгезії. Однак вони добре служать при нанесенні на бетон, азбестоцемент, цеглу.

79

Силоксанові пасти перевершують органічні по водо-, світло- і морозостійкості. Во-

ни характеризуються малою залежністю властивостей від температури. Весь цей ком-

плекс властивостей забезпечує їхню високу довговічність (до 0-30 років).

Контрольні питання:

1.Що таке оздоблювальної пасти, чим вони відрізняються від звичайних штукатур-

них розчинів, які основні вимоги пред'являють до оздоблювальних паст?

2.Які основні матеріали використовуються для виготовлення пастових складів, які основні вимоги пред'являють до вихідних матеріалів для паст?

3.У чому складаються переваги використання пастових складів у порівнянні зі зви-

чайними штукатурними розчинами?

4.Охарактеризуйте основні види гіпсових пастових складів для внутрішньої обробки будинків?

5.У чому складаються достоїнства і недоліки пастових складів на основі портланд-

цементу, яким образом можна поліпшити технологічні властивості паст на основі портландцементу?

6.У чому складається відмінність паст на основі гіпсу і гіпсоцементнопуцоланового в'яжучого, для чого в його склад уводиться пуцоланова добавка?

7.Які полімери використовуються в цементно-полімерних пастах для зовнішньої об-

робки будинків, у чому їхня перевага перед цементними пастами?

8.Які сполучні використовуються для полімерних паст, що твердіють за рахунок ви-

пару органічних розчинників, у чому їхні достоїнства і недоліки?

9.Які сполучні використовуються в полімерцементних пастах для зовнішньої оброб-

ки будинків?

80