Цемент ерітінділеріндегі RDP және VAE-ның синергиялық әсері

Цемент гидратациясы кезінде RDP және VAE қалай бірге тұрады және әрекеттеседі

Сумен цемент араласқан кезде Полимерлі Ұнтақ (RDP) мен Винил Сірке Этилен (VAE) со-полимерлерінің қосылуы өте жақсы жұмыс істейді. Құрғақ қоспа суға түскен кезде, RDP цементтің құрылымына барлық жерге тарайтын полимерлі латекске айналады. Осы уақытта VAE химия сабағында өткен сутектік байланыстар арқылы интерфейстерде заттарды жақсырақ желімдеуге көмектеседі. Цемент қатая түскен сайын, осы өте кішкентай полимерлі бөлшектер цемент қоспасының әртүрлі бөліктерін байланыстыратын икемді пленка түзіп бірігеді. Нәтижесінде? Kemoxcellulose-тің 2024 жылғы зерттеулеріне сәйкес, екі полимердің екеуі де қосылған қоспалар тек бір түрлі полимер қосылған қоспаларға қарағанда шамамен 18-22 пайызға артық ылғалды сақтайды. Сонымен қатар, полимерлі бөлшектердің электр зарядтары арқылы цемент бөлшектерімен жақсы әрекеттесуі арқасында қоспа жұмыс істеуге ыңғайлы күйін сақтайды. Мамандар бұл қасиетті ұнатады, себебі бұл олардың бетоны тым тез кепкіштігін білдірмейді және қолдану кезінде әлі де жақсы жұмыс істеу қасиетіне ие болады.

Қайта дисперстіленетін полимерлі ұнтақтар мен VAE кополимерлерінің коалесценция механизмдері

RDP полимер тізбектерінің VAE-дің этиленге бай аймақтарымен физикалық иілуі цемент-полимер аралық бетін нығайтатын гибридті желіні құрады. Негізгі әрекеттесулерге мыналар жатады:

• Механикалық блоктау : RDP бөлшектері субстрат саңылауларына енеді, ал VAE силикат беттерімен коваленттік байланыстар түзеді
• Пленка түзілуі : Кебу кезінде RDP және VAE полимерлерінің параллель бағдарлануы трещинага төзімді матрицаны құрады
• Пластификаторлық әсер : Полимерлердің комбинирленген жүйелері ерте беріктікті нашарлатпай суға деген қажеттілікті 5–7% дейін азайтады

Бұл механизмдер екі полимерлі жүйелердің тек қана қоспалардан 29% жоғары созылу серпімділігін қамтамасыз етуінің себебін түсіндіреді.

Жұмыс істеу ыңғайлылығы, біріктіру және байланыс беріктігі үшін RDP/VAE қатынастарын оптимизациялау

3:1 RDP/VAE қатынасы маңызды параметрлер бойынша өнімділікті тепе-теңдікте ұстайды:

Полимердің жалпы мазмұнының 25%-дан асуы бастапқы қатаяру уақытын 40 минутқа дейін кешіктіруі мүмкін. Көбінесе құрғақ қоспаларда 2–4% RDP және 0,5–1,5% VAE қолдану тиімді болып табылады.

Құрғақ қоспалардағы екі полимерлі жүйелердің кең таралуы: Нақты және техникалық факторлар

Жоғары сапалы құрылыс материалдарына деген әлемдік ынталандыру RDP-VAE ерітіндісіне деген сұранысты жыл сайын 14% өсіреді (Marketwise 2024). Келесі негізгі техникалық артықшылықтар осы технологияның таратылуын ынталандырады:

1. Негізгі көпшілдік : Төмен сіңіру қабілеті бар керамикалық плиткаларға (су сіңіру <0,5%) және EPS жылу оқшаулау тақталарына мықты жабысады
2. Қолдану тиімділігі : Ашық уақыттың ұзартылуы (30 минуттан астам) ISO 13007-1 талаптарын қанағаттандырады
3. ТҰРАҚТЫЛЫҚ : Беріктікті төмендетпей-ақ цемент мөлшерін 22%-ға дейін азайту мүмкіндігі бар

Зерттеу жағдайы: RDP-VAE қоспалары бар керамикалық плиткаларды жабыстыру құралдарының сапасын арттыру

Алдыңғы қатарлы Еуропалық өндіруші цементтің 2,1%-ын 4% RDP/1,2% VAE қоспасымен ауыстыру арқылы ISO 13007 C2TE-S1 сертификатын алды. Жаңартылған жабыстырғыш құрал келесі нәтижелерді көрсетті:

• түсіру беріктігі 40% жоғары (1,8 МПа қарсы 1,3 МПа)
• Беттердің бөлінуі болмай, 50 қайта-қайта тоңазыту циклы кезінде тұрақты жұмыс істеуі
• сызықтық сынулар 75% азайды

Тік беттерде сагға төзімділіктің жақсаруына байланысты өрістегі сынақтар нәтижесінде орнату жылдамдығы 23% артты.

Цемент ерітіндісінің механикалық қасиеттері RDP және VAE-нің синергиялық әсері арқылы жақсартылды

Полимермен модификациялау арқылы иілу мен қысу беріктігін теңестіру

RDP және VAE бірігіп істегенде, ерітіндінің құрылымдық тұрақтылығына әсер етпей, оның сынғыштық мәселесін шешуге көмектеседі. RDP салмақ түскен кезде кернеуді таратуға көмектесетін икемді пленкалы қабаттар түзеді, ал қоспаларда иілу беріктігі 40%-дан 60%-ға дейін арта алады. Екінші жағынан, VAE этиленге негізделген пластификаторлық қасиеттеріне байланысты бөлшектердің бір-біріне жабысуын жақсартады, сондықтан қысу беріктігі әдеттегі ерітінділермен салыстырғанда шамамен 5% айырмашылықпен сақталады. Көбінесе өндірушілер үш бөлік RDP мен бір бөлік VAE араластыру тиімді нәтиже беретінін байқайды. Бұл қоспа иілу беріктігі шамамен 2,8 МПа-ға жетіп, 32 МПа-да қысу беріктігін сақтайды, сондықтан салмақты көтеруі керек плиталарды жабыстыру клейлері мен төзімділік маңызды болып табылатын еден қаптаулары сияқты ауыр жұмыс режимді қолданыстар үшін ерекше пайдалы.

Ұзақ мерзімді беріктікті дамыту: RDP-VAE ерітінділерінің 28 күндік өнімділік деректері

Пост-күйдіруден кейін екі полимерлі жүйелер беріктікті сақтауда жоғары деңгейде болады. 28 күннен кейін 4% полимерлі қоспаның болуымен цементті ерітінділер келесідей көрсеткіштерге ие:

Жабысу беріктігінің 62% артуы тұрақты жабысу талап етілетін вертикальды қолданыстар үшін ерекше маңызды.

Ерітіндідегі жоғары полимерлі мазмұнның пайдалы әсерінің азаюына байланысты пікірталас

Жалпы полимер мөлшерінің 5% құрауы механикалық өнімділіктің (3,4 МПа иілу беріктігі) пиктік көрсеткішін қамтамасыз етсе де, 6%-дан асқан кезде кемшіліктер байқалады:

• Артық суға деген қажеттіліктен қолданыста болу қабілеті 30% төмендейді
• Гидратацияның кешігуінен кептелу 15% өседі
• 7% қоспалардың құны тек 2% беріктік өсімі үшін 18% қымбат болуымен қатар шығын/пайда қатынасы нашарлайды

RDP-VAE модификацияланған құрамдарда микроскопиялық құрылымның жетілдірілуі мен ITZ-ның күшеюі

Полимерлік пленканың түзілуі және интерфазалық өту аймағын тығыздаудағы рөлі

Зерттеулер қабаттау мен қаптау қолданыстары үшін EN 13813 стандарттарын қанағаттандыра отырып, 3–4,5% полимер мөлшері ROI-ді максималдандыратынын көрсетеді

RDP және VAE полимерлері цемент гидратация процесі кезінде бірге пайдаланылған кезде тығыз жұмыс істейді. Олар капиллярлық ұяшықтардың ішіне еніп, интерфазалық өту аймағы деп аталатын (қысқаша ITZ) құрылымды нығайтатын үздіксіз полимерлік пленкалар түзеді. Келесі кезеңде қызықты нәрсе болады — бұл пленкалар цемент гидраттарын олардың айналасындағы толтырғыш материалдармен байланыстырады. Бұл байланыс ITZ-дегі ұяшықтылықты тек бір ғана полимер қолданылған кезге қарағанда шамамен 32% дейін азайтады. Бұл комбинацияның тиімділігі RDP-ның қайта диспергирлену қабілеті мен VAE-ның су тебу қасиетінің арқасында болады. Екеуі бірігіп ITZ-ді әлдеқайда тығыз да икемді етеді, бұл кернеудің жиналуын алдын ала алады және микроскопиялық трещинаның пайда болуын тоқтатады. Кейбір зертханалық зерттеулер RDP мен VAE арасындағы дұрыс тепе-теңдікті орнату ITZ байланысының беріктігін жуық 19%-ға арттыруы мүмкін екенін көрсетті. Нәтижесінде берік байланыс құрылыс кезінде қоспаның жұмыс істеу қасиетін нашарлатпай-ақ материалдардың қызмет ету мерзімін ұзартады.

Екі полимерлі жүйелердегі тығыздау, біртұтастырақ матрицаның SEM дәлелі

Сканерлеу электрондық микроскопиясы (SEM) RDP-VAE ерітінділерінде микроқұрылымдық айтарлықтай артықшылықтарды көрсетеді:

• Микрожарықшалардың тығыздығының төмендеуі : Полимерлі пленкалар жарықшақтардың таралу жолдарын шектейді, ал екі полимерлі жүйелер RDP тек қана қамтитын құрамдарға қарағанда 18% аз микрожарықша бар екенін көрсетеді.
• Біртұтастырақ толтырғыш желілері : VAE со-полимерлері микромасштабта бөлшектердің тығыз орналасуын жақсартады және 10 мкм-ден үлкен бос орындарды 41%.

Осы жетілдірілген микроқұрылым иілу беріктігінің жақсаруымен (дейін 14,2 МПа 28 күнде) және капилляр сіңіруінің төмендеуі ( 27% төмен ), екі полимерлі модификацияның тиімділігін растайды.

Қатаң орталардағы RDP-VAE модификацияланған ерітінділердің ұзақ мерзімділік артықшылықтары

VAE қосылуымен суға төзімділіктің және тоңазыту-балқытудың тұрақтылығының жақсаруы

Ерітіндінің ұзақ уақыт сақталуын қамтамасыз етуге келетін болсақ, RDP-ны VAE материалдарымен бірге қолдану микроскопиялық каналдар арқылы судың сіңірілуін 60%-ға дейін азайта алады, бұл қарапайым ерітінділермен салыстырғанда өте әсерлі нәтиже. Мұнда болатын процестің мәні — бұл VAE полимерлері бетінде икемді пленка түзеді де, су әдетте сіңіп кіретін саңылаулар мен трещинкаларды тегістеп жабады. Нәтижесінде ылғалдың ішке түсуіне қарсы қорғаныштық қабат пайда болады. Түбірлі тоңазыту мен сондықтан соңғы еру шарттарында сынақтан өткізгеннен кейін RDP және VAE қосылған ерітінділер қатаң әсердің 50 циклынан кейін күшінің 98% шамасын сақтап қалды, ал стандартты өнімдер тек шамамен 72% ғана ұстады. Тағы бір маңызды артықшылық — VAE қолдану кезінде материал қолдану кезінде жұмыс істеуге ыңғайлы болып келеді, сондықтан ғимараттар уақыт өте келе болатын кішігірім ығысуларға шыдай отырып, ұзақ мерзімді өнімділік үшін қажетті су өткізбейтін герметизациялық қабатты сақтай алады.

RDP-VAE қоспаларын қолданып сыртқы қабырғалардың қаптамасында сілтіге төзімділік пен трещинкаларды бақылау

Цементті негізде қалыпты жоғары pH-ортада RDP-VAE қоспалары екі механизм арқылы сілтіден туындаған сызықтарды 40–55% дейін азайтады:

• RDP бөлшектері сілтілік иондарды сіңіреді, осылайша осмостық қысымның жиналуын азайтады
• VAE пленкалары толтырғыш-цемент шекарасын байланыстырып, трещинаның таралуын болдырмақта

Сыртқы қабаттарға арналған жергілікті зерттеулер 12 ай бойы әсерге ұшырағаннан кейін 3–5% полимердің құрамы бар қоспалардың орташа трещина ені <0,1 мм-ге жететінін көрсетті – бұл бір полимерлі құрамдармен салыстырғанда 50% тарынырақ. Бұл сілтіге төзімділік теңіз жағалауында және өнеркәсіптік аймақтарда тұз бен CO₂ конвентционалды ерітінділердің бұзылуын үдеткен жағдайда да сенімді жұмыс істеуді қамтамасыз етеді.

Сұрақтар мен жауаптар бөлімі

RDP мен VAE дегеніміз не? RDP — Қайта таратылатын Полимерлі Ұнтақ деп, ал VAE — Винилацетат этиленін білдіреді. Олар цементті материалдардың өнімділігін жақсарту үшін қолданылатын екі полимер.

Неліктен RDP мен VAE цементті матрицаларда бірге қолданылады? Цементті матрицаларға RDP және VAE қосу араласпалардың ылғалды сақтау қабілетін арттырады, желімдеу беріктігін көтереді және цементті қоспаларға жақсы өңделгіштік пен ұзақтық қасиетін қамтамасыз етеді.

RDP мен VAE-дің оптималды қатынасы қандай? Өңделгіштік, байланыстырушылық және желімдеу беріктігін тиімді түрде тепе-теңдікте ұстайтын RDP мен VAE қатынасы 3:1 болып табылады.

Екі полимерлі жүйелер ерітінділердің қоршаған ортаға төзімділігіне қалай әсер етеді? Олар суға, тоңазыту-балқытуға және сілтіге төзімділікті арттырады, бұл ерітінділерді қатаң климаттық жағдайларда одан әрі берік етеді.

Құрғақ қоспаларда екі полимерлі жүйелерді пайдаланудың пайдасы қандай? Екі полимерлі жүйелер механикалық қасиеттерді жақсартады, желімделуді жақсартады және цемент мөлшерін азайту арқылы тұрақтылық пайдасын қамтамасыз етеді.