Полимерная основа РПП — это состав сополимера, из которого «сделан» редиспергируемый полимерный порошок. Винилацетат (VAC) даёт прочность и адгезию, этилен (E) — гибкость и водоотталкивание, акрилат (Ac) — стойкость к щёлочи и долговечность. VAC/E и VAE — одно и то же: базовый сополимер винилацетата с этиленом. VAC/E/Ac — с добавкой акрилата. Пометка (гидрофоб.) означает наличие водоотталкивающей добавки.
Ответы на вопросы и Справочник (FAQ)
Зачем нужно знать состав сополимера
Полимерная основа определяет химическую природу сополимера, на котором построена полимерная сетка после редиспергирования РПП в воде и последующей коагуляции частиц в объёме цементной матрицы. Это базовая характеристика марки — именно от неё зависит, для каких применений РПП пригоден и каких эксплуатационных свойств от него можно ожидать.
Каждый мономер в составе сополимера привносит свой набор свойств в полимерные мостики, образующие наноармирование раствора:
Вклад каждого компонента в свойства полимерной сетки
| Мономер / компонент | Вклад в свойства полимерной сетки |
|---|---|
| Винилацетат (VAC, VA) |
Жёсткий полярный мономер с Tg чистого ПВА +30 °C. Обеспечивает адгезию к минеральным основаниям (за счёт полярной ацетатной группы), когезионную прочность полимерных мостиков, жёсткость при высоких Tg. Уязвимое место — сложноэфирная связь, подверженная щелочному гидролизу (омылению). |
| Этилен (E) |
Мягкий неполярный мономер, выполняет роль внутреннего пластификатора. Снижает Tg сополимера (каждые 5–7% этилена смещают Tg примерно на 10 °C вниз). Даёт гибкость и эластичность полимерных мостиков, гидрофобность (отталкивает воду), повышает стойкость к омылению за счёт экранирования ацетатных звеньев. |
| Акрилат (Ac) |
Полярный гибкий мономер. Повышает щелочестойкость и атмосферостойкость, улучшает долговечность в условиях УФ-облучения и циклов «увлажнение–высыхание». В сочетании с VAC/E расширяет диапазон применений в наружных конструкциях. |
| Гидрофобизирующая добавка | Не мономер, а функциональная добавка (стеараты кальция/цинка, силоксаны, силикаты, силиконовые эмульсии), вводимая при производстве. Мигрирует к поверхности полимерных мостиков и капиллярных каналов, формируя водоотталкивающий барьер. Резко снижает водопоглощение и скорость омыления. |
Расшифровка обозначений в технических паспортах
| Обозначение | Технический смысл | Применение | Марки |
|---|---|---|---|
| VAC/E | Сополимер винилацетата и этилена. Базовая композиция строительных РПП. Различия между марками — в соотношении VAC : E (определяет Tg) и в типе ПВС-коллоида. | Стандартные клеи, штукатурки, шпатлёвки, наливные полы | Setaky 501R3, 502N6, 503N9, 505R5, HST328; все Wanwei WWJF |
| VAE | Идентично VAC/E. Альтернативное сокращение от Vinyl Acetate-Ethylene, используется тайваньским производителем РПП марки Dairen и часто употребляется в зарубежных источниках и рецептуре. | То же | Dairen DA-1100, DA-1200, DA-1400, DA-1410 |
| VAC/E/Ac | Тройной сополимер винилацетат–этилен–акрилат. Усиленная стойкость к щёлочи, атмосферным воздействиям, циклам замораживания–оттаивания. | Эластичные плиточные клеи C2, S1/S2, гидроизоляционные растворы, фасадные системы с повышенными требованиями | Setaky 745N7 |
| VAC/E (гидрофоб.) | Базовый сополимер VAE плюс обьёмный гидрофобизатор. Объёмная гидрофобизация (стеараты, олеаты, силикон) дает водоотталкивание, которое работает по всему объёму формируемой полимерной сетки. | Гидроизоляция, затирки в мокрых зонах, наружные шпатлёвки, накрывочные слои СФТК | Wanwei WWJF-8056; Dairen DA-3510, DA-1123 |
Как использовать информацию о полимерной основе при подборе РПП
При подборе марки в первую очередь смотрите на полимерную основу с точки зрения соответствия цели применения готового раствора(состава) с РПП, а уже внутри неё выбирайте по температуре стеклования Tg.
- Базовые VAC/E и VAE марки — универсальное решение для большинства сухих строительных смесей в нормальных условиях эксплуатации (внутри помещений, без постоянного контакта с водой).
- VAC/E/Ac — выбор для эластичных плиточных клеев и фасадных составов, где важна долговечность при УФ-облучении и циклических нагрузках.
- Гидрофобизированные марки — обязательный выбор для гидроизоляции, мокрых зон, наружных швов и любых конструкций с постоянным контактом с водой.
Замена «VAC/E» на «VAC/E/Ac» или на гидрофобизированную марку — это не косметическая правка рецептуры, а смена класса материала с пересмотром всех долговечностных характеристик. При такой замене нужны лабораторные испытания: открытое время, водоудержание, прочность сцепления, эластичность после термоциклирования.
Защитный коллоид — отдельная характеристика, не путать с полимерной основой
В технических паспортах рядом с полимерной основой обычно указывают защитный коллоид — во всех современных строительных РПП это поливиниловый спирт (ПВС). Он не входит в полимерную основу как мономер, а играет вспомогательную роль:
- стабилизирует исходную VAE-эмульсию при синтезе;
- защищает латексные частицы от слипания при распылительной сушке;
- обеспечивает эффективную редиспергируемость порошка в воде при затворении.
Тип ПВС, его молекулярная масса и степень гидролиза косвенно влияют на стойкость к омылению и редиспергируемость и являются комм. секретом производителя.
Минимальная температура плёнкообразования MFFT у РПП - это минимальная температура, при которой частицы редиспергированного полимерного порошка способны соединиться и сформировать связную полимерную сетку в твердеющем растворе. Ниже MFFT частицы остаются несвязанными - полимер не «включается», и все его модифицирующие свойства не реализуются. Поэтому при использовании смесей и бетона с добавлением РПП температура воздуха и основания при укладке (или нанесении) должна быть выше MFFT и сохраняться такой первые 2-3 суток.
Физический механизм плёнкообразования
MFFT определяет минимальную температуру, при которой возможна коалесценция (слияние или связывание) субмикронных латексных частиц редиспергированного РПП в связную полимерную сетку ("пленку"). Это нижний температурный порог формирования полимерного компонента в составе полимер-цементного композита - это параметр такой же важности, как и минимальная температура гидратации цемента.
После затворения водой частицы РПП размером 0,5–8 мкм распределяются в объёме твердеющего бетона или раствора. По мере расхода воды на гидратацию цемента и испарения концентрация частиц растёт, они вступают в плотный контакт. По мере ухода воды между частицами возникает капиллярное давление, которое сжимает и деформирует их, заставляя сливаться в сплошную сетку. Чтобы это слияние (коалесценция) произошло, полимер у поверхности частиц должен быть достаточно мягким и подвижным - а это зависит и от температуры, и от состава самого порошка.
Важно не путать MFFT и Tg (температура стеклования РПП) - это два разных параметра, и простого соотношения «MFFT = Tg минус столько-то» у строительных РПП нет. На практике у реальных марок MFFT нередко оказывается даже выше Tg. Например, у эластичных марок Tg лежит глубоко в минусе (−5…−15 °C), а паспортный MFFT при этом равен 0…2 °C - то есть выше Tg. Причина в том, что MFFT и Tg описывают разные состояния материала:
- Tg измеряется на сухом полимере и говорит, при какой температуре сформированная полимерная сетка становится из стеклообразной эластичной.
- MFFT измеряется на влажной системе и говорит, при какой температуре частицы способны слиться в эту сетку (пленку). На неё одновременно действуют два встречных фактора: вода (как растворитель и источник капиллярного давления) облегчает коалесценцию и снижает MFFT (но не ниже 0 как точки замерзания воды), а защитный коллоид ПВС и минеральный антислёживатель на поверхности частиц препятствуют слиянию и тянут MFFT вверх.
В итоге у строительных РПП баланс этих факторов сдвигает MFFT к области около 0-4 °C почти независимо от того, насколько низкая или высокая у марки Tg. И ориентироваться нужно на паспортное значение MFFT конкретной марки указанное производителем.
Что происходит при нарушении температурного режима
Если температура ниже MFFT в первые часы и сутки после укладки:
- частицы РПП остаются разобщёнными, между ними нет когезии;
- полимерная сетка (пленка) в матрице цементного камня не формируется;
- полимерное наноармирование не работает - все модифицирующие свойства (адгезия, эластичность, прочность на изгиб, стойкость к удару , водостойкость) не реализуются или реализуются частично;
- цемент при этом продолжает гидратировать (медленно, но продолжает), формируется кристаллический каркас «как у обычного бетона без РПП»;
- внешне материал выглядит нормально схватившимся - но он не получил свойств которые ему должен был придать РПП.
При нагрузке (особенно критично для цементных клеев, микроцемента), замачивании, ударе или цикле «мороз - оттепель» такой материал разрушается, поскольку не имеет полимерного армирования, на которое была рассчитана рецептура. Фактически получен рядовой цементный раствор (бетон) без модификации, при этом оплачен дорогой РПП. Дефект проявится через несколько месяцев или лет, когда уже невозможно установить связь с условиями укладки. Это одна из самых распространённых и трудно диагностируемых ошибок при работе с полимер-модифицированными смесями в межсезонье и зимой.
MFFT популярных марок РПП и температурные рекомендации по укладке
| MFFT марки РПП | Оптимальная (минимум) температура воздуха и основания | Марки |
|---|---|---|
| 0 ± 2 °C | +5 °C (запас на охлаждение от основания и ночное падение) | Setaky 503N9, Setaky 505R5, Setaky 745N7; Dairen DA-1400, DA-1410; Wanwei WWJF-8020, WWJF-8040, WWJF-8050 |
| 2 ± 2 °C | +7…8 °C | Wanwei WWJF-8056 |
| 4 °C | +8…10 °C | Setaky 501R3, Setaky HST328 |
| 5 °C | +10 °C | Dairen DA-1200 |
Условия соблюдения температурного режима
- Температура воздуха на объекте - выше MFFT + 5 °C в момент укладки и в течение минимум 48–72 часов после неё, до завершения основной фазы коалесценции РПП и набора начальной прочности.
- Температура основания (стены, пола, плиты) - отдельно проверяется контактным термометром. Холодное основание часто опускает реальную температуру свежеуложенного слоя на 5–7 °C ниже температуры воздуха. Особенно критично при работе с массивными бетонными конструкциями зимой и в начале весны.
- Ночное падение температуры учитывается особо: дневное +12 °C при ночном +2 °C - это критический сценарий для марок с MFFT 0–2 °C. Полимерная сетка успевает частично сформироваться днём и «замораживается» на промежуточной стадии ночью.
- Зимние ускорители схватывания цемента не решают проблему MFFT - они работают только на гидратацию цемента, на коалесценцию полимера не влияют. Использование противоморозных добавок без поднятия фактической температуры укладки - распространённая ошибка.
- Локальный обогрев (тепловые пушки, обогрев основания, накрывание полиэтиленом) - рабочее решение для зимних работ, если обеспечивает фактический выход в зону MFFT + 5 °C на нужный срок.
Связь Tg и MFFT - почему эластичные марки удобнее зимой
Хотя простого соотношения между MFFT и Tg нет, на практике у эластичных марок (Tg −10…−15 °C) MFFT держится около 0 °C, что всё равно даёт сравнительно широкое «температурное окно» работ. При этом у таких марок есть и второй плюс - низкая Tg обеспечивает эластичность готового материала. Поэтому эластичные марки часто выбирают сразу по двум причинам: и ради гибкости конечной полимерной сетки, и ради приемлемого MFFT. Но само значение MFFT всегда нужно брать из паспорта марки, а не пытаться выводить из Tg.
Для разработки составов и бетонов, используемых в межсезонье и в северных регионах, низкая MFFT - самостоятельный аргумент при выборе РПП, помимо эластичности и водостойкости. Но важно помнить: низкая Tg сама по себе не гарантирует низкого MFFT - это нужно проверять по паспорту конкретной марки.
Как проверить MFFT марки, если она не указана в паспорте
Производители не всегда указывают MFFT в технических паспортах - иногда даётся только Tg. Вычислить MFFT из Tg по простой формуле нельзя: у строительных РПП связь между ними нелинейна и зависит от рецептуры (тип и количество защитного коллоида ПВС, доля антислёживателя, наличие гидрофобизатора). Можно лишь ориентироваться на типичный диапазон: у большинства строительных VAE-марок MFFT лежит в области 0…5 °C независимо от того, насколько низкая у них Tg.
Специалисты нашего интернет-магазина Legobeton.ru постарались собрать максимально точные данные по всем РПП представленым на сайте, но если MFFT критичен для условий работ, его точное значение лучше проверить и подтвердить лабораторно.
Точное значение можно определить лабораторно по стандарту ISO 2115 на специальном приборе (MFFT-bar - нагревательная полоса с градиентом температуры). Это стандартная услуга в полимерных лабораториях.
Любой из неорганических или смесевых пигментов является нерастворимым и представляет собой частицы с оптимальным размером 40-60 микрон. Они склеиваются цементом или другими вяжущими, обволакивая наполнитель или образуя дисперсию в составе(лаки, краски, смолы).
Т.е. неорганический пигмент не растворяется и такой размер частиц не позволяет получить прозрачный окрашенный раствор. Или это будет "мутный" (при малой дозировке) или непрозрачный (при содержании пигмента от 6% до 10% по массе лака, смолы).
Поэтому возможно использование неорганических пигментов для окраски красок(основы), лаков и смолы (полиэфирной, эпоксидной, акриловой), НО только с получением непрозрачной цветной окраски.
Цемент обеспечивает высокую прочность и морозостойкость, гипс - быстрый набор прочности. Напрашивается вариант смешать гипс и цемент и получить высокопрочное вяжущее с быстрым набором прочности. Но делать так категорически нельзя и вот почему.
При затворении такой смеси водой (гидратации) идет реакция алюминатных составляющих клинкера с полуводным гипсом при которой образуется высокосульфатная форма гидросульфоалюмината кальция - эттрингит (другое название "цементная бацилла"). Эттрингит (гидросульфоалюминат кальция) в процессе набора прочности (гидратации) сильно увеличивается в обьеме и буквально "разрывает" цементный камень.
Именно поэтому если просто смешать полуводный гипс с цементом – через небольшой срок бетон на основе такого комплексного вяжущего (цемент-гипс) просто разрушится из за развития «цементной бациллы» (образования и гидратации эттрингита).
Для предотвращения образования эттрингита в композицию гипс + цемент необходимо добавить пуццолановые добавки природного (трепел, опока, диатомит) или искусственного происхождения (метакаолин, микрокремнезем, белая сажа). Механизм действия [tooltip type="link" link="#" target="_self" tooltip="Силикатных или алюмосиликатных. К силикатным относятся : микрокремнезем и белая сажа, к алюмосиликатным - метакаолин" style="top" ]пуццолановых[/tooltip] (гидравлических) добавок, содержащих кремнезем в активной форме – уменьшение концентрации гидрооксида кальция в гипсо-цементной системе, что позволяет практически полностью избежать образования эттрингита ( "цементной бацилы").
В результате получим – гипсо-цементно-пуццолановое вяжущее ГЦПВ. На основе ГЦПВ можно получать бетоны прочностью 15-80 МПа с морозостойкостью 25-300 циклов и выше.
Современные ГЦПВ содержат в своем составе набор тщательно подобранных по количественному составу вяжущих, пуццолановых, пластифицирующих, порогасящих, гидрофобизирующих и других добавок, полимеров (РПП) и наполнителей. Такие смеси (напр. БыстроБетон, Камнедел) позволяют изготавливать камень набирающий расформовочную прочность (> 30% конечной) менее чем за 90 минут и имеющий высокую твердость, конечную прочность до 80 МПа и морозостойкость до 300 циклов, что позволяет с успехом использовать его для изготовления искусственного камня для отделки фасада, а также различных изделий из бетона, где требуется прочность и влагостойкость и при этом необходима высокая оборачиваемость дорогостоящих силиконовых и полиуретановых форм.
Пример готовой к употреблению ГЦПВ смеси : - готовая смесь «БыстроБетон»-800-УН2. Рекомендуется при изготовлении высокопрочных и влагостойких изделий (прочность до 80 Мпа, высокая твердость поверхности, морозостойкость до 300 циклов, гидрофобная ( влагопоглощение < 0.5%), повышенная твердость поверхности). Расформовка через 60-90 минут. - готовая смесь «БыстроБетон»-800-УН1. Рекомендуется при изготовлении высокопрочных и влагостойких изделий (прочность до 80 Мпа, высокая твердость поверхности, морозостойкость до 200 циклов, влагопоглощение < 2.5%, повышенная твердость поверхности). Расформовка через 60-90 минут. - готовая смесь «БыстроБетон»-1000-УТ2. Рекомендуется при изготовлении высокопрочных и влагостойких изделий (прочность на сжатие до 80 Мпа, морозостойкость до 300 циклов, гидрофобная ( влагопоглащение < 0.5%)). Максимальная четкость передачи фактуры формы. Расформовка через 60-90 минут. - готовая смесь «БыстроБетон»-1000-УТ1. Рекомендуется при изготовлении высокопрочных и влагостойких изделий (прочность на сжатие до 80 Мпа, морозостойкость до 200 циклов, влагопоглащение < 2.5%). Максимальная четкость передачи фактуры формы. Расформовка через 60-90 минут. - смесь для изготовления фасадного камня "Камнедел фасад". Этот продукт можно купить для изготовления декоративного камня для облицовки фасада. Набирает расформовочную прочность за 1 час, но при этом имеет прочность (30-40 МПа) сравнимую с прочностью камня на основе цемента. Из такой смеси можно делать облицовку фасада, но обязательно с защитой от воздействия влаги (или с дополнительной защитой от влаги) и находящуюся не ниже 60 см от уровня земли. - смесь для изготовления декоративного камня "Камнедел декор" (премиум). Рекомендуем при изготовления декоративного камня для внутренней отделки. Набирает расформовочную прочность за 40 минут, обеспечивая прочность не менее 25 МПа.Если Вы не хотите покупать готовую смесь и не планируете самостоятельно заниматься составлением ГЦПВ, с риском образования "цементной бациллы" и возможного разрушения камня, вы можете почти в 10 раз увеличить прочность обычного гипса (Г-4) при использовании специальной добавки- активатора прочности гипса СВВ-500 (классик). Эта добавка для гипса при небольшом расходе (до 5% от массы гипса) позволяет на порядок увеличить прочность готового гипсового камня.
Также можно использовать поликарбоксилатный гиперпластификатор, который на 35-40% снижает количество воды затворения (при одинаковой текучести смеси), что в несколько раз увеличивает прочность изделий из такого гипса. Мы рекомендуем проверенные гиперпластификаторы : MasterGlenium 808 , MasterGlenium 115 или аналогичные на основе эфиров поликарбоксилатов, полиарилатов или их смеси. Кроме жидких поликарбоксилатных пластификаторов, вы можете также использоватьсухие гиперпластификаторы : Sunbo РС-1021 (Китай) или Reomax PC3902P (Россия) .
Температура стеклования Tg у РПП - это температура, при которой полимер переходит из стеклообразного (твёрдого, хрупкого) состояния в высокоэластичное (гибкое, резиноподобное). Выше Tg полимерные мостики в цементной матрице тянутся и поглощают деформацию, а ниже Tg - они становятся твердыми и хрупкими ("стеклом") и могут разрушиться при деформации (ударе). Выбор подходящего Tg определяется минимальной эксплуатационной температурой изделия или состава (клей, штукатурка и.т.д.).
Физика стеклования - что происходит с полимерной сеткой РПП при изменении температуры
Температура стеклования - фундаментальная характеристика редиспергированного полимера, определяющая температурный диапазон, в котором сополимер VAE сохраняет высокоэластичное (резиноподобное) поведение. Это критический параметр для прогнозирования работоспособности образованной после созревания раствора (бетона) полимерной сетки внутри цементной матрицы в реальных условиях эксплуатации.
При температуре выше Tg сформированные полимерные мостики в составе цементного композита способны деформироваться (растягиваться до 100–300%), поглощать энергию удара, рассеивать концентраторы напряжений на границе микротрещин. Это режим, в котором РПП реализует все свои модифицирующие бетон функции: адгезию, эластичность, ударопрочность, способность к деформации, работа в циклах «нагрев–охлаждение».
При температуре ниже Tg полимер переходит в твердое, стеклообразное состояние с модулем упругости на 3 порядка выше. Полимерные мостики становятся хрупкими и при критической нагрузке разрушаются - так же, как стекло. Эластичность и ударопрочность модифицированного раствора при этом падают до уровня немодифицированного цементного камня.
Связь Tg с содержанием этилена в сополимере
Этилен в составе РПП снижает Tg сополимера (VAE), выступая внутренним пластификатором. Базовый поливинилацетат (ПВА) имеет Tg +30 °C. Введение этилена в состав сополимера сдвигает Tg вниз:
- 10–15% этилена → Tg около +15 °C;
- 20–25% этилена → Tg около 0 °C;
- 30–35% этилена → Tg около −15 °C.
Производители регулируют долю этилена под целевые применения РПП, поэтому Tg в техническом паспорте марки одновременно даёт информацию и о составе сополимера, и о его поведении в эксплуатации.
Группировка марок РПП по диапазонам Tg
| Tg | Поведение полимерной сетки | Целевые применения | Марки |
|---|---|---|---|
| +15…+18 °C | Жёсткие мостики, высокая когезионная прочность, минимальный вклад в снижение прочности на сжатие. Эластичность ограничена; при отрицательных температурах - хрупкость. | Прочные и твердые самонивелирующиеся полы, шпатлёвки в помещении, декоративные штукатурки в сухих условиях, гипсовые композиции | Setaky 505R5, Setaky HST328; Dairen DA-1100; Wanwei WWJF-8040 |
| 0…+5 °C | Универсальный диапазон. Мостики сохраняют эластичность при +20 °C и выше; при −5 °C начинают становиться жёстче, но не хрупкими. | Стандартные плиточные клеи C1/C2, шпатлёвки, ремонтные растворы, штукатурки в средних климатических условиях | Setaky 501R3, Setaky 502N6; Dairen DA-1200; Wanwei WWJF-8020 |
| −5…−8 °C | Эластичные мостики, сохраняющие гибкость при умеренных морозах. Хорошая работа в циклах замораживания–оттаивания. | Эластичные плиточные клеи C2 S1, фасадные системы, наливные полы для тёплых полов с циклической нагрузкой | Setaky 503N9; Wanwei WWJF-8050, WWJF-8056 |
| −10…−15 °C | Высокоэластичные мостики, работающие как резина даже при сильных морозах. Способность к большим деформациям без разрушения. | Гидроизоляционные растворы, СФТК, эластичные плиточные клеи C2 S2, затирки на улице, мембраны под плитку на террасах и балконах | Setaky 745N7; Dairen DA-1400, DA-1410 |
Правило выбора температуры стеклования (Tg) под условия эксплуатации
Tg сополимера должна быть ниже минимальной эксплуатационной температуры конструкции. Запас в 10-15 °C желателен - Tg задаёт середину перехода, и при температурах в диапазоне Tg ± 5 °C полимер уже теряет часть эластичности.
- Отапливаемые помещения (всегда +18…+22 °C) - подходит любая Tg, выбор делается по другим параметрам (жёсткость, прочность на сжатие, экономика).
- Неотапливаемые помещения средней полосы (до −15 °C зимой) - Tg не выше 0 °C, лучше −5 °C.
- Уличные конструкции в умеренном и северном климате (до −25…−30 °C зимой) - однозначный выбор Tg ≤ −5 °C.
- Конструкции под циклической температурной нагрузкой (тёплые полы 25→60 °C, фасады юг-север) - рекомендуется низкая (< °C) Tg для запаса гибкости.
Компромисс между эластичностью и прочностью на сжатие
Важно : чем ниже Tg у РПП, тем эластичнее полимерная сетка, но тем больше потеря прочности на сжатие модифицированного раствора (мягкие мостики «проседают» под нагрузкой). Это объективный компромисс: повышая способность материала к деформации и поглощению удара, мы снижаем его жёсткость.
Поэтому:
- жёсткие наливные полы и стяжки оптимальны на высоких Tg (+15 °C) - нужна прочность под сосредоточенными нагрузками и твердость поверхности (по Моосу) ;
- эластичные гидроизоляционные мембраны и фасадные клеи - на низких Tg (−15 °C), где главное - работа в деформациях основания;
- плиточные клеи - компромисс в средней зоне, конкретное значение зависит от класса по EN 12004 (C1 - стандартные Tg, C2 S1/S2 - пониженные).
Универсальной марки «на все случаи» не существует - это всегда инженерный компромисс под конкретное применение.
Tg и температура работ - разные вещи
Часто Tg путают с минимальной температурой плёнкообразования (MFFT) и с температурой укладки. Это разные параметры:
- Tg - температура работы готовой полимерной сетки в эксплуатации (через 28+ суток после укладки и далее весь срок службы);
- MFFT - температура, при которой формируется сама полимерная сетка (первые 24–72 часа после затворения);
- Температура укладки - должна быть выше MFFT с запасом 5 °C, а не выше Tg.
Подробнее о MFFT - в отдельном вопросе FAQ «Что такое минимальная температура плёнкообразования (MFFT) у РПП».
Твёрдость по шкале Мооса - это сопротивление поверхности материала царапанью, оценённое по относительной шкале от 1 (тальк) до 10 (алмаз): чем выше номер, тем труднее материал поцарапать. Можно перепутать твердость и прочность на сжатие. Прочность на сжатие - это совсем другое: способность всего объёма материала выдерживать сжимающую нагрузку до разрушения, измеряется в мегапаскалях (МПа). Твёрдый материал может быть непрочным (стекло), а прочный — мягким (свинец). Эти характеристики между собой напрямую не связаны.
Что такое твёрдость по шкале Мооса
Шкалу предложил в 1812 году немецкий минералог Фридрих Моос. Принцип предельно простой: материал относят к тому или иному уровню по тому, какой эталонный минерал способен оставить на нём царапину. Если минерал царапает ваш образец, значит он твёрже; если ваш образец царапает минерал — твёрже образец. Шкала включает 10 эталонных минералов: от самого мягкого талька (1) до самого твёрдого алмаза (10).
Твёрдость по Моосу — это поверхностное свойство. Она описывает только то, насколько легко поцарапать поверхность, и ничего не говорит о том, выдержит ли материал нагрузку сжатия, удар или изгиб. Это относительная порядковая шкала: она показывает, что твёрже, а что мягче, но не во сколько раз.
Чем твёрдость по Моосу отличается от прочности на сжатие
Это два принципиально разных свойства, которые часто путают. Твёрдость относится к поверхности и сопротивлению царапанью, прочность на сжатие — к объёму материала и сопротивлению раздавливанию. Сравнение по ключевым признакам:
| Признак | Твёрдость по Моосу | Прочность на сжатие |
|---|---|---|
| Что измеряет | Сопротивление поверхности царапанью | Сопротивление объёма раздавливанию под нагрузкой |
| Единицы | Баллы от 1 до 10 (безразмерные) | Мегапаскали, МПа (Н/мм²) |
| Тип шкалы | Относительная, порядковая, нелинейная | Абсолютная, количественная, линейная |
| Метод определения | Царапание эталонным минералом | Разрушение образца на прессе |
| Какое свойство | Поверхностное (износ, истирание, царапины) | Объёмное (несущая способность) |
| Пример противоречия | Стекло твёрдое (М:5-6), но хрупкое | Свинец мягкий (М1,5), но пластичный и не крошится |
Главный вывод: высокая твёрдость не означает высокую прочность, и наоборот. Стекло имеет твёрдость 5–6 по Моосу (поцарапать трудно), но разбивается от удара — низкая ударная прочность. Свинец мягкий (1,5 по Моосу — царапается ногтем), но пластичен и хорошо держит сжатие без разрушения (предел прочности свинца на сжатие - 50 Мпа). Закалённая сталь твёрдая и прочная одновременно. То есть эти свойства независимы и определяются разными механизмами: твёрдость - прочностью межатомных связей у поверхности, прочность на сжатие - структурой всего объёма материала.
Почему шкала Мооса нелинейна
Важная особенность: расстояния между баллами шкалы Мооса неодинаковы. Разница в твёрдости между баллами 1 и 2 совсем не та же, что между 9 и 10. Если измерить абсолютную твёрдость (например, методом вдавливания по Виккерсу), окажется, что алмаз (10) почти в 4 раза твёрже корунда (9), хотя по Моосу разница всего в 1 балл. А вот разница между тальком (1) и гипсом (2) - минимальна.
Поэтому шкалой Мооса нельзя пользоваться как линейкой: материал с твёрдостью 8 не «в два раза твёрже» материала с твёрдостью 4. Шкала только ранжирует материалы по принципу «кто кого царапает», но не даёт количественного соотношения.
Зачем твердость по Моосу нужна в строительстве ?
Для строительных материалов оба свойства важны, но отвечают за разное:
- Прочность на сжатие - главный показатель несущей способности бетона и стяжки и других растворов (марки М150, М300 и т. д. - это именно прочность на сжатие в кгс/см²).
- Твёрдость заполнителя определяет износостойкость поверхности пола. Кварцевый песок (твёрдость 7) даёт куда более износостойкую стяжку, чем известняковый (3). Именно поэтому в твердые и износостойкие топпинги для промышленных полов вводят кварц (7) или корунд (9) - самые твёрдые доступные заполнители.
- Цемент в затвердевшем виде формирует минеральную матрицу, твёрдость которой во многом определяется зёрнами кварца и других компонентов.
Важный момент про РПП который в настоящее время часто используют для улучшения параметров архитектурного бетона и различных строительных смесей. Редиспергируемый полимерный порошок не повышает твёрдость по Моосу - поверхностная твёрдость определяется минеральным скелетом (цемент, заполнитель), а не полимером. Более того, полимерное наноармирование немного снижает прочность на сжатие (мягкие полимерные мостики «проседают» под сжимающей нагрузкой). Зато РПП заметно повышает прочность на изгиб, ударопрочность, стойкость к истиранию и резко снижает пылимость. Это нормальный и ожидаемый компромисс: модифицируя раствор полимером, мы выигрываем в эластичности, адгезии и трещиностойкости, незначительно уступая в твёрдости и сжатии.
Что влияет на твёрдость бетонной поверхности и как её повысить
Твёрдость и износостойкость поверхности бетона - это не то же самое, что марочная прочность на сжатие всего массива. Поверхностный слой может быть значительно слабее тела бетона, и именно он принимает на себя истирание, удары и пылеобразование. На твёрдость поверхности влияют:
- Водоцементное отношение (В/Ц). Чем больше воды затворения, тем рыхлее и пористее поверхностный слой, тем ниже его твёрдость и выше пылимость. Избыток воды - главный враг твёрдой поверхности.
- Цементное молочко на поверхности. При вибрировании и заглаживании наверх всплывает слой воды с тончайшими частицами цемента (цементное молочко). После твердения он образует слабую, пылящую корку с низкой твёрдостью, которую желательно удалять (физически - шлифовка или химически) или упрочнять.
- Твёрдость заполнителя. Кварцевый, гранитный, корундовый заполнитель (твёрдость 7–9) даёт износостойкую поверхность; известняковый и доломитовый (3–4) - мягкую и быстро истирающуюся.
- Качество уплотнения и заглаживания. Плотный, хорошо провибрированный и затёртый бетон имеет более твёрдую поверхность, чем рыхлый.
- Уход за бетоном (влажностный режим первых суток). Преждевременное пересыхание поверхности резко снижает её твёрдость: цемент в верхнем слое не успевает гидратироваться.
- Карбонизация и химическая агрессия. Со временем углекислый газ и агрессивные среды могут размягчать и разрыхлять поверхность.
Способы повысить твёрдость бетонной поверхности:
- Сухие упрочнители (топпинги). Сухую смесь на основе портландцемента и твёрдого наполнителя втирают в свежий, ещё пластичный бетон с последующей затиркой заглаживающими машинами («вертолётами») или ручными гладилками . Кварцевые топпинги повышают поверхностную прочность в 1,5–2 раза, корундовые - примерно вдвое и применяются при самых высоких нагрузках (склады, паркинги, производство). Наносятся только по свежему бетону. Делятся на упрочнители (топпинги) для промышленных полов и закрепители (топпинги) для печатного бетона.
- Наливные упрочнители для старого бетона. Если бетон уже затвердел, вместо сухого топпинга применяют безусадочные наливные кварцевые или корундовые упрочняющие составы высокой прочности.
- Пропитки-уплотнители (литиевые, натриевые, флюатирующие). Жидкие химические упрочнители проникают в поры и вступают в реакцию с гидроксидом кальция, образуя дополнительные твёрдые соединения. Они уплотняют поверхностный слой, повышают его твёрдость и износостойкость, обеспыливают бетон и снижают водопоглощение.
- Шлифовка и полировка. Механическая обработка алмазным инструментом с последовательным уменьшением зерна снимает слабое цементное молочко, открывает плотный твёрдый заполнитель и в сочетании с пропиткой-уплотнителем даёт прочную полированную поверхность.
- Снижение В/Ц и правильный подбор состава. Жёсткие смеси с низким водоцементным отношением, поликарбоксилатный гиперпластификатор для сокращения воды в составе (водоредуцирования), твёрдый заполнитель - основа твёрдой поверхности ещё на стадии приготовления бетона.
- Грамотный уход. Защита свежего бетона от пересыхания плёнкой, влажной мешковиной или плёнкообразующими составами (кьюрингами) в первые 7–28 суток обеспечивает полную гидратацию верхнего слоя и его максимальную твёрдость.
Эталонная шкала твёрдости Мооса (1–10)
| Твёрдость | Эталонный материал | Твёрдость | Эталонный материал |
|---|---|---|---|
| 1 | Тальк | 6 | Ортоклаз |
| 2 | Гипс | 7 | Кварц |
| 3 | Кальцит | 8 | Топаз |
| 4 | Флюорит | 9 | Корунд |
| 5 | Апатит | 10 | Алмаз |
Твёрдость материалов по шкале Мооса (справочная таблица твердости для 134 материалов и минералов)
Значения твёрдости распространённых природных и технических материалов. Для некоторых указан диапазон - твёрдость зависит от состава, чистоты и обработки. Голубым цветом выделены материалы, входящие в составы бетонов и строительных растворов (вяжущие, заполнители, наполнители, минеральные добавки и упрочнители).
| Материал | Твёрдость | Материал | Твёрдость | Материал | Твёрдость |
|---|---|---|---|---|---|
| Авантюрин | 6–6,5 | Индий | 1,2 | Поташ | 0,5 |
| Агат | 6–7 | Иридий | 6–6,5 | Пренит | 6–6,5 |
| Аквамарин | 7,5–8 | Кадмий | 2 | Роговая обманка | 5,5 |
| Алебастр | 2–2,5 | Каламит | 5 | Родонит | 5,5–6,5 |
| Александрит | 8,5 | Кальций | 1,5 | Родохрозит | 4 |
| Алмаз | 10 | Кальцит | 3 | Рубидий | 0,3 |
| Алунд | 9 | Каменная галька | 7 | Рубин | 9 |
| Альмандин | 7,5 | Каменная соль | 2 | Рутений | 6,5 |
| Амазонит | 6–6,5 | Каолин | 2–2,5 | Сапфир | 9 |
| Аметист | 7 | Карборунд | 9–10 | Свинец | 1,5 |
| Ангидрит | 3–3,5 | Кварц | 7 | Селен | 2 |
| Андалузит | 7,5 | Керамзит | 6–7 | Сера | 1,5–2,5 |
| Андрадит | 7–7,5 | Керамогранит | 7–8 | Сердолик | 6,5–7 |
| Антрацит | 2,2 | Кианит | 4,5–7 | Серебро | 2,5–7 |
| Апатит | 5 | Клинкер цементный | 3,2–3,4 | Серпантин | 3,4 |
| Арагонит | 3,5 | Корунд | 9 | Сидерит | 3,5–4,5 |
| Асбест | 5 | Лабрадорит | 6–6,5 | Силикон | 7 |
| Базальт | 5–6 | Лазурит | 5–6 | Слюда | 2,8 |
| Барит | 3,5 | Латунь | 3–4 | Сода | 0,4 |
| Бериллий | 7,8 | Литий | 0,6 | Сподумен | 6–7 |
| Бирюза | 5–6 | Магнезия | 2,0 | Сталь | 5–8,5 |
| Бор | 9,5 | Магнетит | 6 | Стекло | 4,5–6,5 |
| Борная кислота | 3 | Малахит | 3,5–4 | Стронций | 1,8 |
| Бронза фосфористая | 4 | Марганец | 5,0 | Сурьма | 3–3,3 |
| Везувиан (идокраз) | 6,5 | Медь | 2,5–3 | Тальк | 1 |
| Вермикулит | 1–2 | Микрокремнезём | 6–7 | Теллур | 2,3 |
| Висмут | 2,5 | Морская пенка | 2–3 | Топаз | 8 |
| Воск | 0,2 | Мрамор | 4–5 | Турмалин | 7–7,5 |
| Габбро-диабаз | 6–7,2 | Мышьяк | 3,5 | Фарфор | 7–8 |
| Гагат | 2,5–4 | Наждак | 7–9 | Флюорит | 4 |
| Галена | 2,5 | Нефелин | 5,5–6 | Фосфор | 0,5 |
| Галий | 1,5 | Нефрит | 6–6,5 | Халцедон | 6,5–7 |
| Гематит | 5,5–6,5 | Нитрофоска | 3 | Хлористое серебро | 1,3 |
| Гипс | 1,6–2 | Обсидиан | 5–5,5 | Хризоберилл | 8,5 |
| Гранат | 7–7,5 | Олово | 1,5–1,8 | Хром | 9 |
| Гранит | 6,5–7 | Оникс | 6,5–7 | Цезий | 0,2 |
| Графит | 0,5–1 | Опал | 4–6 | Целестин | 3–3,5 |
| Диопсид | 5–6 | Осмий | 7 | Цемент | 7 |
| Доломит | 3,5–4 | Палладий | 4,8 | Цинк | 2,5 |
| Жадеит | 6,5–7 | Пемза | 6 | Циркон | 6,5–7,5 |
| Железняк красный | 6 | Перидот (оливин) | 6,5–7 | Шлак доменный | 6–7 |
| Зола-унос | 5–6 | Перлит | 5,5 | Шпинель | 8 |
| Золото | 2,5–3 | Пирит | 6,3 | Эпидот | 6–7 |
| Известняк | 3 | Платина | 4,3 | Янтарь | 2–2,5 |
| Изумруд | 7,5–8 | Полевой шпат (ортоклаз) | 6 |
Примечание: значения твёрдости приведены по данным различных справочников. Для природных материалов твёрдость может незначительно колебаться в зависимости от месторождения, чистоты и направления приложения нагрузки.
Устойчивость против омыления у РПП порошка — это способность полимера не разрушаться в агрессивной щелочной среде цемента под действием влаги. Благодаря этому эластичная полимерная сетка внутри бетона работает десятилетиями: сохраняются стойкость к удару, прочность, водостойкость и сцепление с основой (адгезия), которые РПП придаёт раствору с самого начала.
Что происходит в растворе с полимерной сеткой, образованной из РПП
При затворении цемента в растворе образуется гидроксид кальция Ca(OH)₂ и формируется сильнощелочная среда с pH = 12–13. В этой среде эфирные (ацетатные) связи в винилацетатном звене полимера могут постепенно «расщепляться» гидроксил-ионами — это и есть омыление.
Если процесс идёт, прочная и эластичная полимерная сетка (наноармирование раствора полимерными мостиками) превращается в смесь ацетатов кальция (по сути — мыла́) и поливинилового спирта, растворимого в воде. Внешне это выглядит так:
- плиточный клей с годами теряет сцепление с поверхностью;
- штукатурка отслаивается от основания;
- гидроизоляционная мембрана начинает пропускать воду;
- фасадный клей «стареет» и крошится;
- бетон, модифицированный РПП, теряет приобретённую эластичность и водостойкость.
Почему сополимер винилацетата и этилена устойчив к омылению
Этиленовые звенья встроены прямо в цепь полимера между ацетатными группами. У них нет эфирных связей — атаковать щёлочи нечего. Кроме того, этилен гидрофобен: он отталкивает воду от полимерной матрицы, а без воды реакция омыления физически не идёт.
Чем выше доля этилена в редиспергируемом VAE-порошке, тем выше его стойкость. Поэтому «мягкие» марки с Tg около −15 °C (DA-1400, DA-1410, SETAKY 745N7, WWJF 8056) держатся в воде и щёлочи лучше, чем «жёсткие» с Tg около +15 °C (DA-1100, SETAKY 505R5, SETAKY HST-328). Но даже жёсткие VAE кардинально превосходят чистый поливинилацетат без этилена.
Сколько времени сохраняется эффект РПП в бетоне
При правильно подобранном РПП и нормальных условиях эксплуатации полимерная сетка работает практически весь срок службы конструкции — 25–50 лет и более. Это подтверждено опытом фасадных систем СФТК, плиточных клеев и ремонтных составов с VAE-редисперсиями, уложенных ещё в 1970–80-х годах: полимерная матрица цела, адгезия в норме. Правда, нужно учитывать, что это были РПП Vinnapas (Германия) высокого качества.
Для сравнения: дешёвые редиспергируемые порошки на чистом поливинилацетате (без этилена) могут потерять рабочие свойства уже через 6–24 месяца постоянного контакта с влагой в цементной среде. На «сухих» участках (внутренние помещения без замачивания) даже недорогие полимеры живут дольше — нет воды, обязательного участника реакции омыления.
Что влияет на стойкость РПП к омылению
Состав полимера. Доля этилена в сополимере винилацетата и этилена — главный фактор устойчивости. Чем она выше, тем гидрофобнее полимерная сетка, заполняющая поры, и тем сложнее проникнуть щёлочи. Именно поэтому «мягкие» марки VAE с Tg от −5 до −15 °C показывают лучшую стойкость, чем «жёсткие» с Tg +10…+15 °C.
Защитный коллоид. Во всех современных РПП (Dairen DA-серия, SETAKY, Vinnapas, Wanwei) в качестве защитного коллоида используется поливиниловый спирт (ПВС) — он стабилизирует частицы порошка при распылительной сушке и обеспечивает редиспергируемость в воде.
Но у ПВС есть оборотная сторона: он сам по себе водорастворим и гидрофилен. После формирования полимерной матрицы часть ПВС остаётся на её поверхности и в межчастичных зонах — это «ворота», через которые вода и щёлочь могут подойти к ацетатным звеньям полимера. Поэтому количество и тип ПВС, степень его гидролиза, молекулярная масса — всё это напрямую влияет на долговечность наноармирующей сетки. Ответственные производители используют ПВС со специально подобранными характеристиками; дешёвые РПП часто «проигрывают» именно по защитному коллоиду, даже если базовый сополимер у них приемлемый.
Гидрофобизирующие добавки в составе РПП. Часть редиспергируемых полимерных порошков выпускается в гидрофобной модификации — в них при производстве вводятся специальные добавки, которые после редиспергирования и высыхания создают водоотталкивающий барьер. Это резко снижает доступ воды к полимеру и, соответственно, повышает стойкость к омылению.
Гидрофобизированные марки на российском рынке:
- Dairen — DA-3510, а в серии DA-1100 гидрофобную функцию выполняет DA-1123;
- SETAKY — 745N7;
- Wanwei — WWJF 8056.
Конкретную используемую марку и тип гидрофобизатора производители не раскрывают, но по доступным данным в качестве встроенных гидрофобизаторов для VAE RDP применяются:
- соли жирных кислот (стеараты и олеаты);
- силаны и силоксаны;
- силиконовые смолы и эмульсии.
Щёлочность среды. Свежий портландцемент с высоким содержанием C₃S и особенно глинозёмистый цемент дают больше Ca(OH)₂ — среда становится агрессивнее, чем у гипсовых и известково-гипсовых систем (там pH ниже и омыление идёт на порядок медленнее).
Температура. Каждые +10 °C примерно удваивают скорость омыления. Жёсткие сценарии — тепловлажностная обработка (пропаривание), тёплые полы, чаши бассейнов с подогревом, промышленные горячие полы.
Постоянная влажность. Вода нужна и для самой реакции омыления, и для доступа щёлочи к полимеру. Сухой раствор омыляется в разы медленнее. Самые уязвимые зоны — гидроизоляция, душевые, бассейны, балконы, цоколи, наружные межплиточные швы, чаши фонтанов, проступи ступеней, подоконники. Именно здесь критически важна объёмная или поверхностная гидрофобизация конструкции (см. ниже).
Соотношение В/Ц. Избыток воды затворения повышает пористость конструкции — по капиллярам щелочной раствор и поступает к полимерной матрице. Лишняя вода при затворении — враг и прочности, и долговечности.
Как повысить стойкость РПП к омылению
Главная идея: дать полимерной сетке полностью сформироваться до того, как затвердевший раствор подвергнется физическим и атмосферным нагрузкам, а затем — там, где это критично — дополнительно защитить её от воды извне.
Температура укладки. Не ниже минимальной температуры плёнкообразования (MFFT) выбранного РПП — для большинства VAE это 0–5 °C. На холоде отдельные частицы редиспергируемого полимера не «сливаются» в сплошную сетку, и защищать в растворе будет нечего.
Первые 24–48 часов — критические. Защитить свежий раствор от прямого солнца, ветра и пересыхания укрывной плёнкой или влажной мешковиной. Но и не заливать водой сверху: гидратация цемента и формирование полимерной матрицы должны идти при достаточной внутренней влажности раствора, а не в избытке свободной воды.
Стандартные 28 суток цементного созревания. За этот срок раствор набирает 90+% марочной прочности и формирует устойчивую микроструктуру вокруг полимерных мостиков. До этого момента нельзя давать конструкции длительное замачивание: не заполнять бассейны, не вводить в эксплуатацию душевые, не открывать фасад под затяжной дождь без защиты.
Водо-цементное отношение строго по рецептуре. Любая «лишняя» вода для удобства работы — это будущие капилляры, потеря прочности раствора и ускоренное омыление в течение всего срока службы.
Правильный подбор марки РПП под задачу. Для постоянно мокрых зон — гидрофобизированные марки: SETAKY 745N7, WWJF 8056, Dairen DA-1123 / DA-3510 и аналогичные специализированные марки других производителей. (Много отличных РПП есть у Vinnapas, но в настоящее время купить Vinnapas в России очень сложно — прямых поставок нет.) Для сухих внутренних работ (шпатлёвки, гипсовые составы, штукатурки в жилых помещениях) допустимы марки с меньшим содержанием этилена и без специальной гидрофобизации — там агрессивных факторов почти нет.
Объёмная гидрофобизация раствора (внутренняя защита). В рецептуру сухой смеси дополнительно к гидрофобизированному РПП вводят отдельные гидрофобизирующие добавки:
- порошкообразные стеараты кальция или цинка (типичная дозировка 0,3–1,0% от массы смеси);
- редиспергируемые силиконовые порошки;
- силановые/силоксановые гидрофобизаторы.
Они работают по всему объёму затвердевшего раствора: блокируют капилляры, не пропускают воду к полимерной сетке, при этом сохраняют паропроницаемость. Такая «двухуровневая» гидрофобизация (внутри частицы РПП + по всему объёму раствора) — стандартное решение для гидроизоляционных составов, фасадных клеев СФТК и ремонтных растворов на наружных конструкциях.
Поверхностная гидрофобизация и капсулирующие пропитки (внешняя защита). После полного созревания раствора (минимум 28 суток для цементных систем, для гипсовых — после полного высыхания) поверхность дополнительно обрабатывают пропитками. Основные типы:
- силановые и силоксановые пропитки — глубоко проникают в основание (5–10 мм), химически связываются с минеральным каркасом, создают долговечный (15–25 лет) гидрофобный барьер без плёнки на поверхности; идеальны для фасадов, цоколей, бетонных полов;
- силикатно-силиконовые пропитки — для пористых минеральных оснований;
- акриловые и полиуретановые лаки/пропитки — образуют плёнку на поверхности; дают мощный краткосрочный эффект, но требуют периодического обновления (3–7 лет) и снижают паропроницаемость;
- специализированные гидрофобизаторы для швов — для затирок плиточных швов в душевых, на фасадах, в бассейнах.
Капсулирующие пропитки особенно важны там, где конструкция работает в условиях постоянного контакта с водой и нет возможности заменить раствор полностью гидроизоляционным составом — например, для затирочных швов между плитками в душевой, для финишной штукатурки на фасаде, для бетонных стяжек в подвалах.
Тест на конкретном цементе и совместимость добавок. Разные клинкеры и заводские добавки дают заметно разную щёлочность. Кроме того, не все гидрофобизаторы совместимы между собой и с конкретным РПП — например, избыток стеаратов может ухудшить адгезию, а некоторые силаны «конфликтуют» с суперпластификаторами. При запуске новой рецептуры или при переходе на другую марку РПП — обязательные предварительные испытания именно с тем цементом и тем комплексом добавок, который пойдёт в производство.
Зольность (1000 °C) у РПП — это доля минерального антислёживателя в составе порошка (тонкомолотый каолин, мел или силикат). При сжигании образца при 1000 °C весь полимер VAE и защитный коллоид ПВС выгорают, остаётся только минеральная составляющая. Чем ниже зольность, тем больше «работающего» полимера в каждом килограмме полимерного порошка и тем эффективнее РПП в бетоне.
Что фактически измеряется при определении зольности
Методика измерения проста: навеску образца редисперсионного порошка прокаливают в муфельной печи при температуре 1000 °C. Вся органическая составляющая — сополимер винилацетата с этиленом, защитный коллоид поливиниловый спирт (ПВС), остаточные эмульгаторы — полностью выгорают и улетает в виде CO2; и H2O. Остаётся только минеральный остаток — антислёживатель (антиблокировочный агент), который вводится сухой редисперсионный полимер для предотвращения слипания латексных частиц в порошке и сохранения сыпучести при хранении.
В качестве антислёживателя применяются тонкомолотые инертные минералы — каолин, мел (карбонат кальция), пирогенный или осаждённый диоксид кремния, реже тальк. Эти добавки химически не активны (условно) и не участвуют в работе полимерной сетки внутри цементной матрицы — они выполняют только технологическую функцию на стадии хранения и транспортировки порошка.
Балансовый расчёт состава РПП на примере марки с зольностью 13%
- ≈ 86% — полимер VAE + защитный коллоид ПВС (полезная фракция, работающая в растворе);
- ≈ 13% — минеральный антислёживатель (инертный балласт);
- ≈ 1% — остаточная влага и микропримеси.
Зольность различных марок РПП доступных в нашем магазине Легобетон
| Зольность | Доля полимера | Марки |
|---|---|---|
| 10–11% | ≈ 88–89% | Setaky 501R3, 502N6, 503N9, 505R5, 745N7; Dairen DA-1100, DA-1200, DA-1400, DA-1410 |
| 12–13% | ≈ 86–87% | Wanwei WWJF-8020, WWJF-8040, WWJF-8050, WWJF-8056 |
| 15% | ≈ 84% | Setaky HST328 |
Практический смысл зольности для технолога и покупателя
При экономическом сравнении марок РПП имеет смысл считать цену не за килограмм порошка, а за килограмм редиспергируемого полимера по формуле:
цена за кг полимера = цена за кг порошка ÷ (1 − зольность / 100)
Дешевая марка РПП, может оказаться дороже в пересчёте на работающее вещество — и при равной эффективности в составе бетона требует увеличенной дозировки на 3–5%, что съедает кажущуюся экономию.
Кроме того, повышенная зольность означает больший балласт инертного наполнителя, что косвенно влияет на свойства свежей смеси и затвердевшего материала:
- увеличение водопотребности рецептуры на 1–2%;
- незначительное снижение плотности затвердевшего раствора;
- некоторое изменение реологии — смесь может становиться чуть «суше» и пластичнее.
Для большинства строительных применений эти отличия в пределах 10–15% зольности не критичны — рецептура легко адаптируется. Но при переходе с одной марки РПП на другую с заметно другой зольностью (например, с 10% на 15%) рекомендуется лабораторная проверка водо-цементного отношения, открытого времени и прочностных характеристик.