В строительной практике известно много способов отделки панелей в процессе их изготовления. На наш взгляд наиболее приемлемым способом защиты панелей является их отделка с применением поризованного раствора. Поризованный раствор, уложенный на пенобетонную стену слоем до 2 см, может защитить стену от атмосферных воздействий при условии улучшения его свойств добавками полимера, в частности дивинилстирольного латекса или поливинилацетатной дисперсии. Проведенные нами исследования позволили выявить оптимальные количества добавок и их воздействие на различные свойства полимерцементных составов, определить способность этих материалов твердеть на  пористом основании, не снижая прочности сцепления с пенобетоном.

Поризация защитно-отделочного раствора пеной должна исходить из цели сближения его качественных различий с пенобетоном стены. Особенно это касается величины температурно-влажностных деформаций, показателей паропроницаемости, влияющих на уровень трещиностойкости. При этом не следует забывать, что при нанесении на пенобетон защитно-отделочного покрытия из цементного раствора он быстро обезвоживается вследствие высокой гигроскопичности пенобетона, что приводит к потере прочности раствора, а также резко уменьшает прочность сцепления в контактном слое.

Ряд весьма нужных и даже необходимых свойств, можно придать поризованному раствору при введении в него высокомолекулярных органических веществ, в результате чего образуются новые вещества с нужными свойствами. Эти материалы обладают разнообразными структурно-механическими и физическими свойствами, характерными как для цемента, так и для полимера. Сейчас в полимерцементных композициях все больше применяются водные дисперсии полимеров. Это продукты эмульсионной полимеризации и сополимеризации различных полимеров – винилацетата, винилхлорида, винилденхлорида, стирола, полиуретана, метилметакрилатной и эпоксидной смол и др.

Ряд специалистов считают, что химическое взаимодействие между цементным клинкером и полимером отсутствует, т.е., следует полагать, что глобулы полимеров откладываются в дефектных разрывах и неплотностях формирующегося цементного камня и идет обычный процесс гидратации и твердения портладнцемента. С другой стороны идет процесс коагуляции (по мере уменьшения количества свободной воды) полимера в глобулы и пленки, которые откладываются дискретно в точках свободных от продуктов твердения цемента.

Если цементный камень характеризуется модулем упругости около 15000МПа, то для линейных полимеров он не превышает 300-600МПа, т.е. на два порядка ниже. Оптимальный состав их композиции должен соответствовать указанному соотношению, т.е. количество полимера должно быть существенно меньшим, чем цемента. Именно в этом случае создается жесткий цементно-песчаный каркас, а полимеры лишь дискретно модифицируют его, улучшая упруго-прочностные свойства.

Можно предположить, что введение полимера в цементный раствор поризованный пеной, улучшит его физико-механические свойства аналогично тяжелому бетону. Поэтому предстоит исследовать основные свойства пенополимерцементных растворов с учетом их целенаправленного использования в качестве защитно-отделочных покрытий для стен из пенобетона.

Выше отмечалась эффективность использования поризованных растворов для отделки панелей из пенобетона. Определенный интерес представляет задача использования этих растворов, с улучшенными (за счет введения органических связующих веществ) свойствами, для отделки пенобетонных стен. Основной задачей выполняемых исследований, было изучение свойств пенополимерцементного раствора применительно к использованию его в качестве наружных защитно-отделочных покрытий стен из пенобетона, панельных или блочных. Чтобы получить определенные результаты и сделать выводы о свойствах пенобетона с полимерными добавками, предстоит решить ряд частных задач. Поскольку эффективность полимерцементных композиций основана не на химическом взаимодействии минерального вяжущего и полимера, а на отложении глобул и пленок последнего в контактах поликристаллических сростков цемента и микродефектах, особое значение приобретают: стабильность полимера и предотвращение его преждевременной коагуляции. При этом, регулирование структурной прочности и пластичности раствора достигается подбором вида и количества полимера, а также соответствующего стабилизатора для  изучение реологических (пластометрических) характеристик используемых композиций. Равномерное распределение полимера в пенополимерцементном растворе обеспечивается посредством оптимальных условий перемешивания, а установление необходимого количества воды в растворе, с целью изучения интенсивности ее физико-химического связывания и испарения, исследуется по стандартной методике.

Эти проблемы исследований вытекают из теоретических основ твердения полимерцементных композиций.

Для выявления возможности использования пенополимерцементных растворов в качестве защитно-отделочных покрытий пенобетона ставится задача изучить их физико-механические свойства и процессы структурообразования при нанесении на пористое основание из пенобетона, проверить паропроницаемость, атмосферостойкость, а также влияние технологических факторов на формирование защитного покрытия. В задачу исследований входит также проверка пригодности пенополимерцементных растворов для отделки панелей из пенобетона  в производственных условиях, с оценкой их технико-экономической целесообразности.

Установлено, что пенобетон является одним из самых эффективных материалов для наружных стен зданий. Создание для него защитно-отделочных покрытий заводского нанесения, не требующих существенных послемонтажных затрат на стройплощадке при любых погодных условиях, имеет большое практическое значение. Наиболее распространенным материалом для отделки является поризованный раствор. В последнее время получает распространение отделка панелей после набора прочности пенобетоном. При этом  заслуживает внимания применение для отделки нового вида поризованного раствора с добавлением полимера, позволяющего изменять свойства отделочного покрытия.  Дальнейшее повышение качества цемента и бетона все чаще идет по пути использования цемента в сочетании со специальными добавками. Данная тенденция определяет одно из важнейших направлений развития технологии бетона. Она заслуживает внимания и для решения задач повышения качества панелей из пенобетона. Введение в цементный поризованный раствор высокомолекулярных органических веществ поливинилацетата или дивинилстирольного латекса существенно улучшает как раз те его свойства, которые без полимерной добавки делают полимерный раствор непригодным для нанесения на пенобетон. Для решения вопроса о возможности применения в качестве защитно-отделочного покрытия наружных стен из пенобетона декоративного пенополимерцементного раствора, необходимо провести исследование стабильности пенополимерцементных композиций, их реологических характеристик, а также основных физико-механических и технологических свойств, с проверкой полученных данных в производственных условиях.

Одним, на наш взгляд, важнейшим препятствием на пути возведения наружных стен зданий из пенобетона, является его недостаточная долговечность. Пенобетон хороший теплоизолятор, но он не обладает необходимой атмосферостойкостью и требует создания защитного наружного покрытия из материала с малым водопоглощением и высокой морозостойкостью. Вместе с тем этот материал должен иметь хорошую паропроницаемость, иначе поровая влага, накапливающаяся в стене и сезонно мигрирующая к наружной поверхности, будет скапливаться в приграничном слое пенобетона и при замораживании отрывать отделочное покрытие.  Требуется также, чтобы материал имел низкий, по сравнению с пенобетоном, модуль упругости, высокую деформативность и хорошую адгезию к пенобетону. Он должен быть и декоративным. Такой отделочный материал – пенополимерцементный раствор – разработан в Пензенском государственном университете архитектуры и строительства. Его прочность при сжатии составляет свыше 9 МПа, при растяжении – 1,2 МПа. Модуль упругости на 15-30% ниже этого показателя для пенобетона. Материал трещиностоек, т.к. его деформативность составляет 0,76 мм/м. Коэффициент паропроницаемости равен 0,128 мг/м.ч.Па, что на 16% выше нормируемого. Материал декоративен и технологичен как в применении, так и при эксплуатации жилья. Созданный материал может быть рекомендован как атмосферостойкая защита для стен из пенобетона и других легкобетонных материалов.

Действительно, штукатурка до сих пор не выходит из широкого применения, как летом, так и в холодные дни, но только не для оштукатуривания стен из пенобетона, который должен обладать значительной паропроницаемостью. По этой причине, поровая влага, находящаяся в холодном пенобетоне, мигрирует к наружным поверхностям стены и при замерзании отторгает наружную штукатурку. Вот почему мы обязаны наносить штукатурку не из тяжелого и плотного цементного раствора, а применять раствор для штукатурки с паропроницаемостью, равной, или близкой, паропроницаемости защищаемого пенобетона. Лучше всего применять штукатурные растворы с введением в них пенообразователя, т.е. те же пенобетоны. Но поскольку введение пены в раствор снижает его прочность, применяют растворы более плотные, чем пенобетон, повышая плотность раствора до 1500 кг/м³. Такой раствор обладает надежным сцеплением с пенобетоном и хорошо пропускает накапливающуюся в пенобетонной стене влагу, исключая отторжение штукатурного слоя. Такие штукатурные покрытия давно применяют при отделке стеновых панелей из ячеистого бетона или пенобетона в комбинации с декорирующими составами, как до тепловой обработки панелей, так и после нее. Так для декорирования поверхностей панелей по слою поризованного раствора применяют крошку каменных пород, брекчии из керамических плиток, цельные мелкие стеклянные или керамические плитки. Можно такие панели окрашивать атмосферостойкими эмалями.

Для ответа на поставленные в настоящей статье вопросы,  нами был проведен комплекс исследований, направленных на создание нового материала для защитно-отделочных покрытий пенобетонных наружных стен отапливаемых зданий, рассчитанных на многолетнюю безремонтную эксплуатацию. Было установлено, что таким материалом является пенополимерцементный раствор на основе синтетического латекса СКС-65ГП (синтетический каучуковый стирольный – глубокой полимеризации), стабилизированный казеинатом аммония с добавлением неионогенного мыла ОП-7. Латекс в раствор добавляли по весу до полимерцементного отношения П:Ц=0,1.

Для наружной отделки стен здания из пенобетона применяют цветные, а также терразитовые штукатурки. Цветные штукатурки делают на основе цементно-известковых вяжущих с добавлением щелочестойких пигментов и белого кварцевого песка Цветные растворы получают, используя для синего цвета – ультрамарин; зеленого – окись хрома; красного – сурик; желтого – золотистую охру. Раствор из терразитовых смесей получается более декоративным  в связи с увеличением ассортимента и количества цветовых добавок. Но декоративные добавки снижают прочность и морозостойкость цементных растворов. Поэтому их количество не допускается более чем 10% от веса цемента. В  связи с этим потребовалось провести ряд испытаний для окрашенных пенополимерцементных растворов.

Прочность при сжатии после 28-дневного хранения в воздушно-сухих условиях осталась в пределах прочности образцов без декоративных добавок и составила 0,94 МПа. А прочность после 35 циклов замораживания и оттаивания составила 1,18 МПа, т.е. получено приращение прочности, как и в образцах без декоративных добавок.

Прочность сцепления с пенобетоном после 28 дней воздушно-сухого твердения составила 0,9 МПа. Также не изменилась прочность сцепления при испытании 2-х слойных образцов с декоративными добавками на морозостойкость и на  переменное увлажнение и высушивание по сравнению с образцами без добавок.

Хранение образцов на открытом полигоне в течение 1 года не снизило прочность пенополимерцементного раствора при сжатии. Прочность сцепления с пенобетоном несколько понизилась и составила 0,81 МПа.

При испытании в везерометре путем периодического дождевания, высушивания и облучения ультрафиолетовыми лучами в течение 500 часов, не снизило прочность при сжатии и не ухудшило  цветостойкость. Прочность при сжатии составила 0,79 МПа, т.е. отмечается незначительное падение прочности до 0,02 МПа. Цветостойкость раствора зависит от качества цемента и стойкости пигмента к щелочной среде и к ультрафиолетовому облучению.

Для проверки воздействия окружающей среды на цветостойкость и запыляемость растворов с различными добавками проверяли составы с П:Ц=0 и П:Ц=0,1 на латексе СКС-65ГП без пигмента и с пигментами: 1. Сурик железный – красный (5% от веса цемента); 2. Ультрамарин – синий; 3. Окись хрома – зеленый. Путем сравнения испытуемых образцов с контрольными образцами, определяли изменение белизны с помощью фотометров. Результаты наблюдений показали, что белизна образцов снизилась незначительно, как и испытание в везерометре. Также мало повлияло и испытание на морозостойкость, увлажнение и высушивание, и испытание на открытом полигоне в течение года.

Проведенные исследования показали высокую степень пригодности пенополимерцементного раствора для теплоэффективных защитно-отделочных  покрытий наружных стен из пенобетона.