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.