Теплоизоляционный раствор с частицами EPS представляет собой легкий теплоизоляционный материал, получаемый путем смешивания неорганических и органических связующих, примесей, добавок и легких заполнителей в определенной пропорции. Среди теплоизоляционных растворов с частицами EPS, изучаемых и применяемых в настоящее время, редиспергируемый латексный порошок оказывает наибольшее влияние на эксплуатационные характеристики раствора, составляет значительную долю стоимости и всегда был в центре внимания. Связующие свойства теплоизоляционного раствора с частицами EPS для наружной изоляции стен в основном определяются полимерным связующим, которое в основном состоит из сополимеров винилацетата и этилена. Распылительная сушка этого типа полимерной эмульсии позволяет получить редиспергируемый латексный порошок. Редиспергируемый латексный порошок стал тенденцией развития в строительстве благодаря точности его приготовления, удобству транспортировки и хранения. Эксплуатационные характеристики теплоизоляционного раствора с частицами EPS во многом зависят от типа и количества используемого полимера. Порошок этиленвинилацетата (EVA) с высоким содержанием этилена и низким значением Tg (температуры стеклования) обладает превосходными характеристиками ударопрочности, прочности сцепления и водостойкости.
Редиспергируемый полимерный порошок имеет белый цвет, обладает хорошей текучестью, однородным размером частиц после редиспергирования и хорошей диспергируемостью. После смешивания с водой частицы латексного порошка возвращаются в исходное состояние эмульсии, сохраняя свойства и функции органического связующего. Роль редиспергируемого полимерного порошка в теплоизоляционном растворе определяется двумя процессами: гидратацией цемента и образованием полимерной пленки. Процесс формирования композитной системы, включающий гидратацию цемента и образование полимерной пленки, включает следующие четыре этапа:
(1) При смешивании латексного порошка с цементным раствором дисперсные мелкие полимерные частицы равномерно распределяются в суспензии.
(2) В полимерно-цементном тесте постепенно образуется цементный гель за счет гидратации цемента, жидкая фаза насыщается гидроксидом кальция, образующимся в процессе гидратации, а частицы полимера осаждаются на части поверхности смеси цементного геля и негидратированных частиц цемента.
(3) По мере развития структуры цементного геля вода расходуется, и полимерные частицы постепенно задерживаются в капиллярах. По мере дальнейшей гидратации цемента количество воды в капиллярах уменьшается, и полимерные частицы собираются на поверхности смеси цементного геля, негидратированных цементных частиц и лёгких заполнителей, образуя сплошной и плотно упакованный слой. При этом крупные поры заполняются липкими или самоклеящимися полимерными частицами.
(4) Под действием гидратации цемента, абсорбции основания и испарения с поверхности содержание влаги еще больше снижается, а полимерные частицы плотно укладываются на цементный гидратный агрегат, образуя сплошную пленку, связывая продукты гидратации вместе, образуя целостную сетчатую структуру, а полимерная фаза распределяется по всему объему цементного гидратационного раствора.
Гидратация цемента и пленкообразующий состав на основе латексного порошка образуют новую композитную систему, а их совместное воздействие улучшает и повышает эксплуатационные характеристики теплоизоляционного раствора.
Влияние добавки полимерного порошка на прочность теплоизоляционного раствора
Высокоэластичная и гибкая полимерная сетчатая мембрана, образованная латексным порошком, значительно улучшает эксплуатационные характеристики теплоизоляционного раствора, в частности, прочность на разрыв. При приложении внешней силы образование микротрещин компенсируется или замедляется благодаря улучшению общей когезии раствора и эластичности полимера.
Прочность на растяжение теплоизоляционного раствора увеличивается с увеличением содержания полимерного порошка; прочность на изгиб и сжатие несколько снижаются с увеличением содержания латексного порошка, но всё ещё могут соответствовать требованиям наружной отделки стен. Прочность на изгиб при сжатии относительно невелика, что свидетельствует о хорошей гибкости и деформационной стойкости теплоизоляционного раствора.
Основные причины, по которым полимерный порошок повышает прочность на разрыв, заключаются в следующем: в процессе коагуляции и твердения раствора полимер переходит в гелеобразное состояние и образует пленку в переходной зоне между частицами пенополистирола и цементным тестом, делая границу между ними более плотной и прочной; часть полимера диспергируется в цементном тесте и конденсируется в пленку на поверхности геля гидрата цемента, образуя полимерную сетку. Эта полимерная сетка с низким модулем упругости повышает прочность затвердевшего цемента; определенные полярные группы в молекулах полимера также могут химически реагировать с продуктами гидратации цемента, образуя особые мостиковые эффекты, тем самым улучшая физическую структуру продуктов гидратации цемента и снижая внутренние напряжения, тем самым уменьшая образование микротрещин в цементном тесте.
Влияние дозировки редиспергируемого полимерного порошка на эксплуатационные характеристики теплоизоляционного раствора на основе пенополистирола
Увеличение дозировки латексного порошка значительно улучшает сцепление и водоудержание, а также оптимизирует эксплуатационные характеристики. Дозировка до 2,5% полностью удовлетворяет потребности строительства. При чрезмерной дозировке вязкость теплоизоляционного раствора из пенополистирола становится слишком высокой, а текучесть — низкой, что негативно сказывается на качестве строительства и увеличивает стоимость раствора.
Причина, по которой полимерный порошок оптимизирует рабочие характеристики раствора, заключается в том, что полимерный порошок представляет собой высокомолекулярный полимер с полярными группами. При смешивании полимерного порошка с частицами EPS неполярные сегменты в основной цепи полимерного порошка будут взаимодействовать с частицами EPS. Физическая адсорбция происходит на неполярной поверхности EPS. Полярные группы в полимере ориентированы наружу на поверхности частиц EPS, заставляя частицы EPS менять гидрофобные свойства на гидрофильные. Благодаря модифицирующему эффекту латексного порошка на поверхности частиц EPS, решается проблема легкого контакта частиц EPS с водой. Проблема плавучести и большого расслоения раствора. При добавлении цемента и перемешивании в этот момент полярные группы, адсорбированные на поверхности частиц EPS, взаимодействуют с цементом и тесно связываются, тем самым значительно улучшая удобоукладываемость изоляционного раствора EPS. Это отражается в том, что частицы EPS легко смачиваются цементным раствором, и сила сцепления между ними значительно улучшается.
Редиспергируемый полимерный порошок является незаменимым компонентом высокоэффективного изоляционного раствора с частицами пенополистирола. Механизм его действия заключается в том, что полимерные частицы в системе образуют сплошную пленку, связывая продукты гидратации цемента, образуя целостную сетчатую структуру и прочно соединяясь с частицами пенополистирола. Композитная система из редиспергируемого полимерного порошка и других связующих обладает хорошим мягкоэластичным эффектом, что значительно повышает прочность сцепления на разрыв и строительные характеристики изоляционного раствора с частицами пенополистирола.
Время публикации: 30 декабря 2024 г.