ПОЛІМЕРЦЕМЕНТНІ МАТЕРІАЛИ НА ВОДНИХ ДИСПЕРСІЯХ ПОЛІМЕРІВ
Перші спроби одержання полімерцементних бетонів та розчинів були зроблені у 20—30-х роках нашого сторіччя українськими та англійськими будівельниками. Для цього були використані латекси натурального та синтетичних каучуків. Досвід застосування такихлатекс-цементних матеріалів, а вони застосовувалися для влаштування аеродромних покриттів і резервуарів для зберігання рідин, показав, що латекс-цементні бетони і розчини мають безперечні переваги перед звичайними бетонами завдяки високій зносостійкості, тріщиностійкості і водонепроникності. Крім того, поєднання водної дисперсії — латексу каучуку — з бетонною сумішшю здійснювалося просто, без зміни загальноприйнятої методики бетонування. Однак реальний розвиток застосування полімерієментних матеріалів розпочався лише тоді, коли хімічна промисловість освоїла масовий випуск різних видів водних дисперсій полімерів: полівінілацетату та його кополімерів, поліакрилатів, полівінілхлориду, різних типів синтетичних каучуків.
З якою ж метою дисперсії, що використовуються для полімерієментних матеріалів, вводять таку велику кількість стабілізуючих ПАР? Полімерні дисперсії є термодинамічно нестійкими системами. Різні зовнішні впливи на дисперсію можуть призвести до її коагуляції (прикладом коагуляції водної дисперсії високомолекулярної речовини може бути генерування прокислого молока при нагріванні). При коагуляції частинки дисперсії з'єднуються одна з одною, утворюючи великі агрегати.
Одна з найчастіших причин коагуляції – дія електролітів. При цьому їхня дія тим сильніша, чим більший заряд коагулюючих іонів. Крім того, причиною коагуляції можуть бути механічнідії (наприклад, інтенсивне перемішування при отриманні олії з молока). При перемішуванні або вібрації зростає частота та інтенсивність зіткнень частинок дисперсії, що підвищує ймовірність їх злиття. При механічних впливах коагуляційні процеси протікають локально та супроводжуються появою окремих частинок коагулюму, а не одночасною коагуляцією всієї дисперсії.
Частокоагуляціявідбувається в результаті десорбції стабілізатора з полімерних частинок, що полегшує їх злиття при зіткненнях. Десорбція стабілізатора може статися при додаванні до дисперсії будь-яких порошкоподібних матеріалів з розвиненою поверхнею (у нашому випадку цементу та піску), на яку і переходить частина стабілізуючого ПАР. Іншою причиною десорбції може бути розведення дисперсії водою (при малих П/Ц і великому водозмісті полімерцементних сумішей). У цьому випадку невелика кількість полімерної дисперсії поєднується з відносно великою кількістю води замішування, в результаті чого частина стабілізуючого ПАР з поверхні частинок дисперсії переходить у вигляді розчину у воду, тобто відбувається зміщення адсорбційної рівноваги в результаті збільшення вмісту ПАР у водному середовищі та десорбції з кордонів полімер - вода.
При приготуванні полімерцементних розчинів і бетонів одночасно діють кілька коагулюючих факторів: поява у водному середовищі іонів Са+2 при розчиненні та гідролізі клінкерних мінералів, механічні впливи при перемішуванні сумішей та десорбція стабілізуючих ПАР в результаті введення нових дисперсних фаз (цементу і піску) та розведення дисперсій водою замішування. У разі коагуляції полімерної дисперсії в бетонній суміші до її укладання в справу всі позитивні впливи на матеріал від полімерної добавки незможуть проявитися, так як у суміші утворюються великі згустки полімерного коагулюму, рухливість суміші різко падає і вона робиться незручно укладається.
Перевіряють сумісність (відсутність коагуляції) полімерної дисперсії з мінеральним тестом в'яжучого, наприклад цементним тестом, наступним чином. Готують полімерцементне тісто з В/Ц = 0,35 при співвідношенні П/Ц = 0,1 (за сухим залишком). Наприклад, 20 г латексу СКС-65 (він містить приблизно 10 г сухого залишку та 10 г води) та 25 г води змішують зі 100 г цементу. Якщо при перемішуванні утворюється пластичне цементне тісто, яке протягом 2 год не виявляє різкого загусання, то латекс стабілізовано по відношенню до цього цементу (слід пам'ятати, що різні види цементу мають різну коагулюючу дію на полімерні різні дисперсії). Якщо ж перевірка дала негативний результат, необхідні лабораторні випробування латексу, у яких визначають вид і кількість добавки, що стабілізує.