Исследование полимерцементных клеев для строительных изделий

В практике строительства накоплен значительный опыт применения полимерных клеев для омоноличивания и ремонта строительных изделий и конструкций. Однако клеи на полимерных связующих несмотря на высокие адгезионные и прочностные свойства имеют существенные недостатки: высокую полимероемкость и низкую теплостойкость С этой точки зрения весьма перспективным является применение полимерцементных клеев с добавкой эпоксидных олигомеров, в которых гидратация цементного камня происходит параллельно с отверждением эпоксидов. При стыковании железобетонных изделий данными составами исключается сварка арматуры, сокращается расход металла. появляется возможность получить равнопрочные соединения арматуры и снизить трудоемкость при монтаже.

Опыт исследования и применения трубчатых клеевых соединений П. 21 арматуры с использованием полимерных показал их перспективность для стыкования колонн сборного железобетонного каркаса многоэтажных зданий. Применение для этой цели цементно-песчаных растворов связано увеличением длины стыкуемых стержней из-за недостаточной адгезионной прочности соединений к металлу и бетону.

Была исследована возможность применения в стыках сборных железобетонных колонн цементных композиций с добавкой эпоксидных олигомеров.

Для получения полимерцементных композиций применялись следующие материалы: в качестве минерального вяжущего использовались быстротвердеющий портландцемент М500 (завод «Гигант»). портландцемент М500 (Здолбуновский цементный завод), глиноземистый цемент (Пашинскнй цементный завод). Полимерной добавкой служила смола ЭД-20 (ГОСТ 10.307-84). Для получения устойчивой эпоксидного олигомера п волг применялась (ОГ.т 6-05-461-83). Заполнителем служил кварцевый песок с М.,= 1,65. Для полимеризации эпоксидного/ олигомера г композитно вводились отведители УП 606/2 (ТУ 6-09-4136-75). УП 0633/М (ТУ 6-05-1863-78). АФ-2 (ТУ 6-05- 1663-74) (табл. 1).

За счет введения эпоксидного олигомера, повышающего сцепление цементного камня с мелким заполнителем к кольматирующего поры в цементном камне, наблюдается рост предела прочности составов по сравнению с контрольным при сжатии до 118—120% и до 130—146% при изгибе.

Твердение исследованных композиций характеризуется одновременным протеканием двух процессов: гидратацией цементного камня и полимеризацией эпоксидного олигомера. Соотношения полимер — цемент, вяжущее — наполнитель выбирались оптимизацией соответствующих зависимостей, полученных экспериментально по прочностным показателям, водоцементное отношение—по требуемой подвижности раствора.

Полимерцементные композиции готовились двумя способами. По первому в сухую цементно-песчаную смесь вводилась вода затворения с разведенной в ней оксиэтил целлюлозой, а затем добавлялся эпоксидный олигомер с отвердителем. По второму способу песок предварительно перемешивался с эпоксидным олигомером. Смесь вводилась в цементное тесто, полученное перемешиванием цемента с водой и оксиэтилцеллюлозой, затем в раствор добавлялся отвердитель.

Подвижность полимерцементных составов оценивалась но расплыву стандартного конуса (ГОСТ 310.3—76). Следует отметить, что полимерные добавки существенно увеличивают подвижность смесей. Оптимальная подвижность смеси (диаметр расплыва конуса 12— 14 см) обеспечивалась при малых значениях водоцемеитного отношения, колеблющегося в зависимости от вида применяемого цемента от 0,29 до 0,33. Это способствует хорошей смачиваемости склеиваемых поверхностей. Жизнеспособность композиций составляла 90—120 мин, что вполне соответствует производственным УСЛОВИЯМ.

Исследование изменения прочности полимерцементных композиций при повышенных температурах проводилось испытанием образцов, подвергнутых прогреву до 573К, при увеличении температуры 5 град в мин. При температуре свыше 423К начинался процесс температуры газообразной фазы продуктов термодеструкции. Несмотря на это прочность полимерцементных композиций по сравнению с контрольным цементно-песчаным составом после выдержки при максимальной температуре 573К была на 120—144% выше, хотя и снизилась в 1,76 раза. Результаты испытаний полимерцементных композиций и цементного камня при повышенных температурах представлены на рис. 2.

Особое внимание было уделено исследованию адгезионной прочности клеевых соединений высокопрочной арматуры. Для испытаний была принята высокопрочная арматура класса А-V диаметром 32 мм. Анкеровка стыкуемых стержней осуществлялась с помощью стальной трубки, равнопрочной с арматурой. Один конец трубки обжимался вокруг стыкуемого стержня, канал трубчатого стыка заполнялся полимер- цементной композицией, и вставлялся другой арматурный стержень.

Результаты испытаний натурных образцов составных колонн показали, что да иное стыковое соединение с использованием полимерцементных композиций обладает достаточной прочностью для реализации значительных сжимающих и растягиваюших напряжений высокопрочной арматуры в колоннах много-этажных зданий (рис. 3). Повторные испытания стыкового соединения, извлеченного из разрушенной колонны, на растяжение показали, что стыковое соединение не потеряло своей несущей способности.