Модифікація будматеріалів органічними речовинами відома з давніх часів. Наші предки інтуїтивно прийшли до висновку про те, що вапно і інші мінеральні в'яжучі набувають велику міцність, якщо до них додавати деякі природні органічні продукти. Згадаймо, наприклад, додавання яєчних жовтків і молока в будівельні розчини в Стародавній Русі. Розвиток хімії привело до заміни цих природних продуктів синтетичними. У 1932 р було вперше описано застосування хімічно синтезованого полімерного термопластичного латексу для модифікації цементних розчинів і бетону. У 40-х і 50-х роках в будівництві використовувалися гомополімерние вінілацетатних дисперсії (клей ПВА). Але ПВА має високу температуру плівкоутворення і схильність до омилення. Тому незабаром ці полімери були повністю витіснені Сополімерна дисперсиями зі значно кращими технічними характеристиками.
Водні дисперсії додавалися при замісі будівельних розчинів з водою. Їх використання мало ряд очевидних недоліків. Дійсно, водна дисперсія більш ніж на 90% складається зі звичайної води, яку доводилося перевозити, зберігати на складі, оберігати від замерзання. Крім цього, необхідно утилізувати великогабаритну тару. Тому перед хіміками і технологами постало завдання перетворення водних дисперсій в сухі порошки, які при попаданні в воду знову б утворювали дисперсії з вихідними характеристиками.
Рішенням цього завдання зайнялися хіміки з лабораторії концерну Wacker-Chemie GmbH і в 1957 було налагоджено виробництво перших гомополімерних Диспергованість порошків. А в сімдесятих роках сухі будівельні суміші з полімерними добавками почали широко застосовуватися в будівництві. Першим в світі виробником і постачальником дисперсійних порошків і дисперсій для промисловості будматеріалів став німецький концерн Wacker-Chemie GmbH.
"Ваккер-Хемі" пропонує багатоплановий (більше 3000 найменувань) асортимент продуктів для виготовлення та модифікації будівельно-хімічних матеріалів на основі цементу, гіпсу і вапна, які надають їм якісно нові властивості. Випускаються продукти - порошки під торговою маркою "Віннапас", в залежності від виду вихідних гомополімерів діляться на сополімери з етиленом, вініловим ефіром, вінілхлориду, акрилатом, вініллауратом і д.р.
Редиспергуємі порошки використовуються в комбінації з гідросвязующімі (цементом, гіпсом, вапном) для виробництва та модифікації наступних продуктів будівельної хімії:
* Клеїв для облицювальної плитки;
* Клеять будівельних розчинів;
* Клеїв для теплоізоляції і будівельних плит;
* Покриттів для стін і стель;
* Розчинів для ремонту і реставрації бетону;
* Гіпсів і фарб, модифікованих синтетичними смолами;
* Сумішей для заповнення з'єднань і швів;
Крім того, дисперсійні порошки "Віннапас" широко використовуються в якості самостійних в'яжучих в клеях для паперу, шпалер, дерева та текстильних виробів; в порошкоподібних дисперсійних фарбах і шпаклівках, для модифікації гіпсу, сирих керамічних мас.
Дисперсійні порошки "Віннапас" і механізм їх дії
Діспергіруемие порошки являють собою дисперсії, висушені методом розпилювальної сушки. При замішуванні в воді вони знову утворюють стабільну дисперсію, характеристики якої можна порівняти з вихідною. Важливим критерієм якості діспергіруемого порошку є розмір часток після диспергування. Він визначає силу зчеплення і дію порошкової добавки.
Дисперсії складаються з зважених у воді тонких частинок полімеру розмірами від 0.1 до 3 мкм. Стабілізують дисперсії добавками емульгаторів, функціональних мономерів і так званих антикоагулянтів, наприклад, полівінілового спирту. Найважливіша властивість редіспергірованних в воді порошків полягає в тому, що при висиханні вони утворюють плівки і виконують роль в'яжучого, тобто в процесі сушіння або схоплювання вони скріплюють пігменти і наповнювачі, підвищуючи зчеплення з органічної або неорганічної основою. Однак плівки не утворюються при низьких температурах. Характерна температура, при якій ще виникає плівка, називається мінімальною температурою плівкоутворення (МТП). При застосуванні модифікованих будматеріалів нижче цієї температури полімери марні, тому будівельники часто вже не виявляли ефекту від добавки клею ПВА (його МТП> 15 "С). Модифікатори" Віннапас "мають МТП від 0" З, що дозволяє отримувати бажаний результат при низьких температурах.
Добавка діспергіруемого порошку діє у три способи: вона підвищує здатність розчину утримувати воду, вона, за допомогою утворення плівки, зменшує випаровування, нарешті вона зміцнює матеріал в якості додаткового сполучного. Крім того, гнучкий полімер робить жорсткий і крихкий каркас цементного розчину більш еластичним і знижує модуль пружності. Добавка органічних сполучних підвищує адгезію і когезию клеїв і шпаклювальних мас, покращує характеристики при навантаженнях, що вигинають і зносостійкість. При збільшенні вмісту добавки зростає пластичність.
Використання дисперсійних порошків значно підвищує гідрофобність оздоблювальних матеріалів. Гідрофобні добавки не є водовідштовхувальними, що дозволяє без проблем зачиняти модифіковані ними сухі суміші водою. Це позитивно впливає на адгезію і змочуваність сухих сумішей, на відміну від звичайних гидрофобизирующих засобів.
Покриття але основі гідросвязующіх
Шпаклівки та вирівнюють маси для бетону повинні володіти достатнім зчепленням і зносостійкість навіть при нанесенні тонким шаром. Добавка модифікатора стабілізує процес гідратації цементу і працює як додаткове в'яжучий, що забезпечує рівномірність усадки і наростання міцності. Шпаклювальні сухі суміші вигідно відрізняються від звичайних. Вони пластичней, що не згортаються при нанесенні і не дають усадочних тріщин в процесі висихання, добре шліфуються, дозволяють стіні "дихати" і мають поглинаючою здатністю штукатурки.
Розчин для ремонту бетону
Цементні розчини, поліпшені Диспергованість порошками, можна використовувати для заповнення вибоїн, потовщення бетонних покриттів, вирівнювання дефектів в надземному і підземному будівництві.
Здатність дисперсійних порошків виступати і в ролі єднальної, і в ролі засобу для утримання вологи дозволяє поліпшити процес затвердіння тонких і поверхневих шарів розчину навіть в тому випадку, коли не виконується жодної подальшої обробки. Модифіковані розчини мають межу міцності на розрив, близький до межі міцності відновлюваного бетону, і підвищену міцність на вигин. Крім того, поліпшується їх непроникність для таких речовин, як вуглекислота, двоокис сірки і розсипався в зимовий час сіль, здатних руйнувати бетон.
Гіпсовмісткі розчини для закладення швів і штукатурки
Застосування продуктів на основі гіпсу в будівництві досить часто, що пояснюється його хорошою міцністю, твердістю, хімічною стійкістю, коротким часом схоплювання і висихання, а також доступністю ціни. Але головним недоліком цих матеріалів вважається висока чутливість до впливу вологи. Вже невелике підвищення вологості гіпсових продуктів веде до істотної втрати міцності через відносно високої розчинності гіпсу (2,5 г на 1 л води). Тому їх не застосовують для зовнішніх робіт. Також не слід забувати про поганий сумісності гіпсових матеріалів з отверждающей або отверділим цементом.
У гіпсових сумішах діспергіруемие порошки діють подібно до того, як і в цементних розчинах. Крихкий гіпс стає більш в'язким, поліпшується адгезія і зносостійкість. Введення деяких полімерних добавок дозволяє додати матеріалу гідрофобні властивості. Для досягнення гарної ефективності добавки необхідно вибрати досить високе співвідношення "полімер / гіпс",
Суміші для наливних підлог
Останнім часом особливою популярністю користуються наливні підлоги, що використовуються для ремонту бетонних підлог, сходів, виготовлення гладких горизонтальних основ під викладку підлог різного виду. Самовирівнювальні підлоги виконуються з сухих сумішей характеризуються високою зносо- і водостійкістю, стійкістю до концентрованих навантажень. Перевагою добавки модифікатора є також зняття внутрішніх напружень, що дозволяє уникнути появи тріщин при усадці.
Для виготовлення сомовиравнівающіхся підлог слід застосовувати спеціально розроблені модифікатори, які добре сумісні з казеїном і синтетичними добавками, що полегшують розтікання і самонівелюванням. Необхідно пам'ятати, що готові наливні підлоги не рекомендується фарбувати і експлуатувати без підлогового покриття.
Вапняно-цементні штукатурки і побілки
Мінеральні штукатурки і побілки - один з найбільш широко поширених оздоблювальних матеріалів. Однак вони мають ряд недоліків: відсутність гідрофобності, підвищена схильність до висолам і зміна тону фарби під впливом вологи. Введення модифікаторів усуває перераховані вище недоліки, покращує зчеплення, підвищує стійкість до подряпин і максимальне напруження вигину. Пластифікація розчину додатково знімає напруження при затвердінні і значно полегшує обробку оштукатурених поверхонь.
Порошкові будівельні клеї
Клеящие розчини повинні забезпечувати достатню зчеплення навіть при нанесенні тонким шаром. Домогтися цього за допомогою немодифікованого цементного розчину без відповідної попередньої обробки основи, як правило, неможливо. Зчеплення може бути значно покращено добавками діспергіруемих порошків. Їх стійкість до впливу обмилюють реагентів має вирішальне значення для зчеплення розчину, що клеїть з основою після впливу вогкості і морозу.
У дуже багатьох випадках добавка полімеру забезпечує хорошу адгезію розчину до складних основам, які погано тримають покриття або облицювання. В якості унікальних прикладів можна назвати приклеювання плитки тонким шаром клею на стару плитку або пінополістиролу на бетон і стару штукатурку. У таких випадках без модифікації було б взагалі неможливо здійснити приклеювання.
Тонкошаровий клей все більше витісняє з ужитку товсті шари розчину. Клеї для керамічної плитки складаються в основному з цементу і піску з додаванням близько 0,5% ефіру целюлози, службовця для утримання вологи. Додаткове поліпшення споживчих властивостей клею і зчеплення з основою досягається шляхом додавання мідіфікаторов.