Особенности применения цемента в бентонит-полимерных композитах

Abstract

В статье приведены результаты исследований применения цемента в бентонито-полимерных композитах. Установлено, что цемент, который внесен в состав смесей, предназначенных для синтеза бентонит-полимерных композитов, проявляет свойства восстановителя и при одновременном использовании окислителя, персульфата аммония, создается окислительно-восстановительная среда для полимеризации акрилата натрия. Причем цемент в композитах сокращает период от начала реакции до момента ее максимальной скорости. В реакции полимеризации бентонито-полимерных композитов с цементом можно выделить две одновременно начинающиеся и накладывающиеся стадии. На первой стадии температура образца повышается на несколько градусов, статическое напряжение сдвига возрастает в 1,5÷2 раза и образцы становятся упругими уже при низкой температуре. На второй – температура продолжает расти, при этом статическое напряжение сдвига возрастает в сотни раз и образцы становятся водостойкими, а большое количество межцепочных сшивок подтверждается невысокой степенью свободного набухания. Переход композитов из пластичного в упругое состояние происходит при пониженных начальных температурах (10÷14°С). Это открывает новые возможности для полимеризации композитов in situ при выполнении ремонтных и гидроизолирующих работ, создании инженерных барьеров.

В статті наведено результати експериментальних досліджень застосування цементу в бентоніто-полімерних композитах. Встановлено, що внесення цементу до складу сумішей, призначених для синтезу бентоніто-полімерних композитів, сприяє проявленню властивостей відновлююча, що разом з окисником – персульфатом амонію – створює окислювально-відновлююче середовище для полімерізації акрилату натрію. При цьому присутність цементу в композитах, більше ніж наявність соди, скорочує період від початку реакції до моменту її максимальної швидкості. В реакції полімерізації бентоніто-полімерних композитів з цементом можна виділити дві стадії: на першій – температура зразка піднімається на декілька градусів статична напруга зсуву зростає у 1,5÷2 рази і зразки стають пружними, на другій – температура продовжує зростати, при цьому статична напруга зсуву збільшується в сотні разів і зразки стають більш пружними, а велика кількість міжланцюгових зшивок підтверджується незначним ступенем вільного набухання. Перехід означених композитів з пластичного у пружний стан відбувається при понижених початкових температурах (10÷14°С), що відкриває нові можливості полімерізації композитів in situ при виконанні гідроізолюючих рабіт, створенні інженерних бар’єрів тощо.

The article presents the results of study of use of cement in bentonite-polymer composites. It was found that the cement added to the mixtures for bentonite-polymer composites synthesis exhibits reductive features and together with an oxidizer – ammonium persulphate – creates a redox environment for sodium acrylate polymerization shortening more than soda the period from the start of the reaction to its maximum rate point. The reaction of polymerization of bentonite-polymer composites with cement proceeds in two stages: at the first stage the temperature of samples rises by several degrees, the static shear stress increases by 1,5-2 times and the samples become elastic, at the second stage the temperature continues to rise, the shear stress increases by a factor of hundreds and the samples become more elastic. The large quantity of the chains cross-links is confirmed by low free swelling capacity. The conversion of these composites from the paste-like to rubbery state proceeds at low initial temperatures (10÷14°С), which opens up new possibilities for in situ polymerization of the composites for waterproofing, feeling of cracks and joints, construction of engineered barriers, etc.