Быстротвердеющий полимерраствор на основе фенолформальдегидных смол

В лаборатории неметаллических материалов Саратовского института Гидрониигаз разработан состав быстротвердеющего газо- и водонепроницаемого полимерраствора, который может быть использован как герметизирующий материал при заделке стыков, трещин, отверстий в неметаллических конструкциях, работающих в воздушной или водной среде.

Полимерраствор (голимерцементный бетон) представляет собой цементнопесчаную смесь с добавкой фенолформальдгидной смолы и молотой негашеной извести (отвердитель). Это — безусадочный материал, обладающий рядом ценных свойств: пластичностью, подо- и газонепроницаемостью (при давлении до 7 кг/см2), значительной прочностью, хорошей адгезией к металлу и асбестоцементу. Он быстро твердеет при температуре 18—20°.

Для приготовления полимерраствора применялся глиноземистый цемент марки 400 следующего химического состава (в %): Si02—15,7; А12Оэ—38,7; Fe203—3,1: СаО — 39,14; MgO—1,15; п. п. п.—1,12; гигроскопическая влага — 0,56.

Органическим связующим служила водорастворимая фенолформальдегидная смола с содержанием (в вес. ч.): фенол кристаллического—100; формалина 37%-ного—82; гидрата окиси аммония 25%-.ного —3; воды —20. Вязкость готовой смолы составляет 200— 250 сек. по воронке ВЗ-4, удельный вес 1,15—1,17. Фенольные смолы, синтезированные с другими катализаторами (едкнй натр, соляная и серная кислоты, контакт Петрова и д-p.), для полимерраствора разработанного состава не пригодны из-за недостаточной водостойкости.

В качестве заполнителя был использован речной мелкозернистый песок.

В емкость для затворения раствора последовательно загружают цемент, песок, известь, смолу в весовом соотношении 1:3; 0,125—1,175 : <1. Сухую смесь тщательно перемешивают со смолой.

Готовый полимерраствор употребляли как заделочный и герметизирующий состав. Для ускорения, процесса твердения материала в раствор вводили молотую негашенную известь.

При опытах мы пользовались известью четырех сортов, с различным содержанием активных (табл. 1). Установлено, что время схватывания может быть доведено до нескольких минут при добавлении в состав 3,5—4,0% негашеной -извести (считая на сухую смесь), с содержанием окиси кальция не менее 69—80%.


Наибольшую прочность показали образцы с минимальным полимерцементным отношнием (П/Ц), равным 0,61. С повышением содержания фенолформальдегидной смолы предел прочности при сжатии образцов, хотя незначительно, но все же снижается. При уменьшении ПЩ до 0,27 образцы становятся хрупкими и рассыпаются.

Качество полимерраствора как заделочного материала определяется также его пластичностью в незатвердевшем состоянии; которая, в свою очередь, зависит от количества введенной смолы. Экспериментально установлено, что наиболее удобным для работы является полимерраствор состава — цемент : песок ; известь : смола =1:3: 0,125 : 1 (табл. 2). Содержание смолы в нем не превышает по весу количества цемента.

Предел прочности при растяжении и поперечном изгибе образцов полимерраствора воздушно-сухого хранения (1:3:0,125:1) с оптимальным содержанием смолы характеризуется следующими данными: в возрасте 28 сут.— соответственно 18 и 40 кг/см2, 56 сут.— 20 и 51 кг/см2, 250 сут. — 24 и 54 кг.

Существенное влияние ка прочность полимерраствора оказывает, как видно из табл. 3, содержание в нем цемента н песка.


С увеличением количества вводимого песка предел прочности при сжатии полимерраствора снижается. Содержание цемента также оказывает существенное влияние на прочностные показатели полимерраствора.

При затворении цемента фенолформальдегидной смолой он сорбирует и химически овязывает воду, содержащуюся в смоле, резко повышая ее клеящие свойства; частицы цементного камня склеиваются между собой и с заполнителем. Смола заполняет также капилляры и микротрещины в полимеррастворе. Таким образом, она выполняет роль дополнительного связующего.