Роль и характеристика редиспергирующих порошков полимеров и модифицирующих добавок, специфических для отделочных сухих строительных смесей

Редиспергирующие полимерные порошки (РПП) получают при удалении воды в распылительных сушилках из полимерных дисперсий, в состав которых предварительно вводится антикоагулянт (рис. 1).

Рис.1. Принципиальная схема производства РПП и его редиспергирование

В качестве антикоагулянта используют поверхностно-активное вещество - поливиниловый спирт (ПВС). После сушки образуются РПП из частиц полимера, поверхность которых покрыта адсорбированным слоем ПВС. ПВС склеивает при сушке частицы полимера в агрегаты размером 0,05-0,5 мкм и более.

При последующем перемешивании в воде сухих строительных смесей пленки ПВС растворяются и частицы РПП снова диспергируют практически до размера частиц полимера в исходной водной дисперсии (до сушки в распылительной сушилке). После нанесения отделочной смеси на рабочее основание в результате испарения воды, ее отсоса основанием, а главным образом в результате потребления воды гидратирующимся минеральным вяжущим происходит химическое сращивание частиц полимера в виде сетки, как это наблюдается при отверждении эмульсионных полимерных красок. При этом полимер связывает в монолит частицы наполнителей и заполнителей. Причем, полимер заполняет потенциальные капиллярные поры в камне минерального вяжущего, существенно снижая его водопоглощение, повышая химическую стойкост, прочность, морозостойкость и др. эксплуатационные свойства.

Для изготовления отделочных сухих смесей широко используют РПП на основе водных дисперсий как однокомпонентних, так и чаще многокомпонентных полимеров (табл.. 1).

Таблица 1. Редиспергирующие полимеры

№№ пп	Однокомпонентные	Многокомпонентные
	метилметакрилат – ММА (H 3 C-CH=CH-COO-CH 3 )	винилацетат - 2-этилгексилакрилат
	винилацетат – VА (Н3С-СОО-СН=СН2)	винилацетат – этилен – винилхлорид
	дибутилмалеинат – ДВМ (Н2С=СН=Cl)	винилацетат – дибутилмалеинат
	виниловый эфир версатиковой кислоты – (RR2HC-COO-CH=CH2)	винилацетат - виниловый эфир версатиковой кислоты
	бутилакрилат – ВА (H9C4-OOC-CH=CH-COO-CH2)	винилацетат – бутилакрилат
	2-этилгексилакрилат –А (H2C-CH-COO-C8H17)	винилацетат –этилен
	этилен – Е (Н2С=СН2)	стирол – бутил
	стирол - S (C 3 H5-HC=CH2)	стирол - этилгексилакрилат

Водоудерживающие добавки –это органические или минеральные вещества, которые в результате физико-химического взаимодействия в той или иной мере связывают, заметно повышая вязкость смесей. При этом вода может быть слабо связана за счет только адсорбции, а может образовывать прочные водные комплексы, энергия связи воды в которых близка к ее связи в кристаллогидратах.

В результате введения таких добавок снижается склонность смесей к седиментации, замедляется испарение и отсос воды основанием, увеличивается время сохранения удобоукладываемости, существенно увеличивается адгезия к раствору и уменьшается способность, например, керамической плитки к сползанию после ее размещения на растворе.

В качестве водоудерживающих добавок органической природы широко применяют эфиры целлюлозы, полиуретаны и акрилаты в виде РПП, эфиры крахмала (табл.. 2).

Таблица 2. Специфические модифицирующие добавки сухих строительных смесей

№№ пп	Водоудерживающие	Противоусадочные	Пеногасители
	Метилцеллюлоза (эфир целлюлозы) - [C6H 7 O2 (OH) 3-X[(OR)]n	Эттрингит – 3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O	Agitan P 801, P 803, P 813 (Munzing Chemie, Германия)
	Полиуретановые РПП	ГКА-1 (гидрокарбоалюминат кальция) – агрегированный порошок из частиц размером 10-20 мкм, поставщик – Россия	Silipur RE 297 – (Hercules, Aqualon, Нидерланды)
	Акрилатовые РПП	РД (на основе сульфоалюминатного клинкера) – порошок, поставщик – Россия	Rhoximat DF 770 D – неионогенное ПАВ (Rhodia, Франция)
	Эфиры крахмала	Рeramin SRA 110, Rhodia, поставщик – Франция	-

Наиболее универсальной водоудерживающей добавкой являются порошкообразные эфиры целлюлозы, т.к. при их введении решаются проблемы водоудержания, загустевания, эмульгирования, суспензирования, адсорбции, стабилизации и пленкообразования. Эфиры целлюлозы – это производные целлюлозы с общей формулой [C₆H₇O₂ (OH) _3-X[(OR)]n. Чаще этот эфир называют метилцеллюлозой, хотя этот эфир существенно отличается от стандартной метилцеллюлозы (МЦ). Молекулы растворенных эфиров целлюлозы образуют аквакомплексы, прочно удерживающие воду. Различные их модификации отличаются размером частиц, длительностью набухания и растворения. Вводится добавка, обычно, в количестве всего 0,05-0,6% от массы смеси. В композициях на основе минеральных вяжущих МЦ несколько увеличивает В/В смеси, снижает пределы прочности при сжатии, изгибе и растяжении, но повышает сцепление отделочных композиций с основанием.

Противоусадочные добавки. Портландцементный камень при твердении дает усадку 5-7 мм/м, растворы на его основе - 1-3 мм/м. Поэтому использование сухих строительных смесей для тонкослойных покрытий на основе цементов, особенно при устройстве наливных полов, гидроизоляции, при различных ремонтных работах важно получить малоусадочные или безусадочные составы, исключающие или снижающие возможность появления трещин на ранних стадиях твердения в результате отсоса воды основанием или ее испарения. Снижение усадки достигается ее компенсацией за счет расширяющихся компонентов. Обычно в качестве таких компонентов применяют композиции, образующие при твердении эттрингит – 3CaO·Al₂O₃·3CaSO₄·31H₂O (см. сульфатную коррозию портландцементного камня). При твердении безусадочных и расширяющихся цементов кристаллизация эттрингита сопровождается увеличением объема по сравнению с исходными компонентами примерно в два раза. Ограниченное, контролируемое количество образующегося эттрингита позволило разработать, например, расширяющийся портландцемент (совместно размолотые 58-63% клинкера + 5-7% клинкера глиноземистого цемента + 7-10% гипса + 23-28% доменного граншлака или др. минеральной добавки).

Для снижения усадки могут использоваться вещества на основе многоатомных спиртов - полиолов, которые снижают поверхностное натяжение воды и обеспечивает снижение усадки в пластичном состоянии и суммарную усадку при высыхании на 20-40%. К таким добавкам относятся: добавка состава эттрингита и его аналоги марок: ГКА-1, РД, Peramin SRA 110, Rhodia (см. табл. 2).

Пеногасители (антивспениватели) – специальные добавки, снижающие количество воздуха, вовлекаемого в смеси при перемешивании с водой. При перемешивании растворов, особенно при скоростном перемешивании тонкодисперсных смесей, вовлекается до 8% воздуха в виде сферических пузырьков. Вовлечение воздуха существенно повышается при использовании ПАВ. Это может существенно ухудшить внешний вид и эксплуатационные свойства тонкослойных наливных полов, отделочных и гидроизоляционных покрытий. Пеногасители вводят в сухие строительные смеси в количестве 0,05-0,5 мас. %.

В качестве пеногасителей используют смеси полигликолей, полисилоксанов, производных углеводородов жирного ряда, жидких углеводородов. При этом пеногасители на основе минеральных масел и углеводородов. В сухих смесях используют, в основном, пеногасители в виде порошков, торговые марки которых приведены в табл. 2.