Экономическая эффективность цементно-полимерных композиций с добавками водорастворимых полимеров отечественного производства

Н.Н. ОНОПРИЕНКО кандидат технических наук, доцент кафедры городского кадастра и инженерных изысканий Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова'

Экономическая эффективность цементно-полимерных композиций с добавками водорастворимых полимеров отечественного производства

Обеспечение надежности и экономичности зданий и сооружений в настоящее время является важной задачей. Это относится и к зданиям из мелкоштучных стеновых материалов, в частности, из камня и кирпича. Применение традиционных цементно-песчаных растворов дает низкий процент использования прочности кирпича из-за низкой адгезии растворов к кирпичу, большой толщины и неоднородности растворного шва, большой усадки растворов, что отрицательно сказывается на эффективности возводимой конструкции и ее долговечности.

Для устранения выше указанных недостатков и повышения несущей способности кирпичной кладки следует использовать модификацию растворов полимерами1. Возведение кирпичных зданий с небольшой толщиной растворных швов представляется перспективным ввиду высокой архитектурно-художественной выразительности фасадов, а также снижения материалоемкости производства.

В отечественной практике штукатурных, облицовочных и кладочных работ наибольшее применение находит добавка ПВА эмульсии. Для обеспечения необходимых технологических и физико-механических характеристик цементно-полимерных составов для кладочных растворов расход эмульсии должен составлять 15...20%. При такой высокой дозировке полимера кладочные растворы имеют низкую водостойкость, повышенную деформативность, значительные деформации усадки, высокую стоимость.

Установлено, что использование водорастворимых неионогенных полимеров (метилцеллюлоза, оксиэтилцеллюлоза) в качестве компонентов цементно-полимерных растворов взамен эмульсии ПВА позволяет добиться значительного сокращения расхода дорогостоящего полимера (до 1%) при сопоставимых физико-механических и технологических характеристиках кладочных растворов.

Были проведены сравнительные исследования кладочных растворов без добавок и с добавками метилцеллюлозы (МЦ) в

' Оноприенко Наталья Николаевна, e-mail: onopr@inbox.ru

1 См.: Рахимбаев Ш.М., Дегтев И.А., Оноприенко Н.Н. Композиционные материалы с добавками водорастворимых полимеров // Приложение к научно-техническому журналу «Строительные материалы» №9, 2004, №4, с. 15-16.

количестве 1% и поливинилацетатной эмульсии (ПВА) 30%-ной концентрации в количестве 20% (расход полимера ПВА составляет в этом случае 7% от массы цемента).

Установлено, что для достижения прочности сцепления раствора с кирпичом примерно в 1МПа, расход добавки ПВА должен достигать 7% (или 20% эмульсии ПВА). Для получения сопоставимых характеристик раствора (прочности на сжатие и на изгиб, адгезии) расход добавки метилцеллюлозы (МЦ) должен составлять 1%, что в 7 раз меньше, чем ПВА2.

Проведенные исследования показали, что цементно-песчаные растворы с добавками 1% метилцеллюлозы и 7% поливинилацетата обладают способностью к самовыравниванию толщины растворного шва при возведении кирпичной кладки на уровне 3...5 мм. Это указывает на возможность использования таких растворов в тонкослойной технологии кладки, которая отличается высокими эстетическими показателями и гораздо меньшей материалоемкостью.

В процессе исследований, в том числе при выполнении гранта № Б-5/12 в рамках Программы стратегического развития БГТУ им. В.Г. Шухова на 2012-2016 годы (№ 2011-ПР-146) была произведена сравнительная оценка экономической эффективности цементно-песчаных растворов без добавок и с добавками полимеров (метилцеллюлозы и поливинилацетатной эмульсии). Изменение стоимости кладки рассчитывали, учитывая, что расход раствора с добавками полимеров в случае тонкослойной кладки при толщине растворного шва 4 мм снижается в 3 раза по сравнению с тем его количеством, которое необходимо для кладки при традиционной высоте шва 12 мм.

Расчеты показали, что стоимость кладки на цементно-полимерном растворе с добавкой 1% метилцеллюлозы, при толщине горизонтального шва 4 мм в среднем на 30% ниже стоимости кладки на традиционном цементно-песчаном растворе, без добавки полимера, при толщине растворного шва 12 мм.

Стоимость кладки с применением добавки ПВА в количестве 7% (или 20% эмульсии ПВА) при толщине шва 4 мм оказывается в среднем на 10% выше стоимости кладки на традиционном растворе с толщиной шва 12 мм.

Таким образом, стоимость тонкослойной кладки при толщине шва 4 мм на растворе с добавкой 1% метилцеллюлозы в 1,5 раза меньше, чем на растворе с добавкой 7% поливинилацетата (20% эмульсии ПВА), что определяет эффективность использования добавки метилцеллюлозы в составе тонкослойных кладочных растворов взамен эмульсии ПВА. При этом обеспечиваются необходимые технологические, эксплуатационные

2

См.: Оноприенко Н.Н. Кладочные растворы на основе минеральных вяжущих с полимерными добавками: Автореф. дисс...канд. техн. наук: 05.23.05. Белгород, 2004, 22 с.

и экологические характеристики цементно-полимерных растворов, что существенно повышает несущую способность, монолитность и долговечность кладки.

Оноприенко Н.Н. Экономическая эффективность цементно-полимерных композиций с добавками водорастворимых полимеров отечественного производства. Приведены сравнительные результаты исследований цементно-полимерных кладочных растворов с добавкой поливинилацетатной эмульсии и водорастворимого неионогенного полимера, предназначенных для выполнения экономичной кирпичной кладки с тонкими швами.

Ключевые слова: водорастворимые полимеры, эмульсия ПВА, эфиры целлюлозы, адгезия раствора, тонкослойная технология кладки.

Onoprienko N.N. The economic efficiency of cement-polymer compositions with additives of water-soluble polymers of domestic production. Comparative results of studies of the cement-polymeric masonry solutions with the addition of polyvinyl acetate emulsion and water-soluble non ionic polymer designed for performing cost-effective brick masonry with thin seams.

Key words: water-soluble polymers, polyvinyl acetate emulsion, ethers of cellulose, the adhesion of the mortar, thin-layer technology of a laying.