|
ПолимербетонПолимербетон (полимерцемент, пластбетон, бетонополимер) — общее название группы новых типов бетонов, созданных с целью ликвидации или уменьшения недостатков цементного бетона, в которых минеральное вяжущее (цемент, силикат) частично или полностью заменяется полимерами, как правило это полиэфирные смолы, реже эпоксидные. Полимербетон является и «архитектурным бетоном», из которого можно создавать законченные архитектурные объекты. Основные типы полимерных бетонов
Полимерные связующиеТермореактивные полимерные вещества, используемые в строительстве в качестве связующих, обычно представляют собой вязкие жидкости, называемые не совсем правильно «смолами». В химической технологии эти продукты частичной полимеризации (с молекулярной массой в пределах 100…1000), имеющие линейное строение молекул и способные к дальнейшему укрупнению, получили название олигомеров. К термореактивным олигомерным связующим относятся, например, эпоксидные и полиэфирные смолы, олифы, каучуки в смеси с вулканизаторами и т. п. В зависимости от агрегатного (физического) состояния полимерные связующие могут быть:
Один и тот же полимер в зависимости от метода синтеза может иметь различное физическое состояние. Так, полистирол может быть в виде гранул, тонкозернистого порошка, раствора в органических растворителях и водной дисперсии. Для получения полимерцементных материалов наиболее удобны водные дисперсии полимеров и водорастворимые порошкообразные полимерные продукты; для полимербетонов и полимеррастворов — жидковязкие олигомеры и мономеры, реже для этой цели применяют водные дисперсии полимеров. По сравнению с цементными бетонами, полимерные и полимерцементные бетоны обладают большей прочностью на растяжение, меньшей хрупкостью, лучшей деформируемостью. У них более высокие водонепроницаемость, морозостойкость, сопротивление истиранию, стойкость к действию агрессивных жидкостей и газов. Известно, что наполнение смол дисперсными наполнителями более 5 % резко понижает их прочностные свойства (в зависимости от степени наполнения). Пластоцементы никогда не используются в качестве композитов для деталей, находящихся под нагрузкой. Также цена пластоцементов значительно выше обычных неорганических цементных смесей, что определяет их узкую специализацию. Полимербетон ещё называют «искусственный камень» из-за его прочности и внешнего сходства. Применяется полимербетон для герметизации резервуаров, шпатлёвки, грунтовки, при изготовлении наливных полов, для выравнивания неровностей и дефектов в металлических изделиях, в производстве мебели и как строительный материал. Производители высокодинамичных станков используют полимер — бетон в качестве материала станин, рам, порталов станков и др., он обладает величиной логарифмического затухания в 10 раз выше, чем чугун. Уникальность демпфирования и жёсткости этого материала, малой массы (в 3-5 раз по сравнению со сталью), делают его передовым на рынке машиностроения.[1] Растворы и бетоны, модифицированные полимерамиРаствор и бетон, изготовляемые из портландцемента, известны во всём мире в качестве строительного материала уже в течение 160 или более лет. Однако цементный раствор и бетон имеют некоторые недостатки, такие, как замедленное твердение, низкая прочность при изгибе, большое трещинообразование при высыхании и низкая химическая стойкость. Для преодоления этих недостатков пытались использовать полимеры. Одним из таких направлений является создание модифицированного полимерами раствора (полимерцемента) или бетона. Для этого применяют модификацию обычного цементного раствора или бетона такими полимерными добавками, как латексы, порошкообразные эмульсии, водорастворимые полимеры, жидкие смолы и мономеры. Раствор и бетон, модифицированные полимером, имеют монолитную структуру, в которой органическая полимерная матрица и матрица цементного геля гомогенизируются. Свойства раствора и бетона, модифицированного полимером, определяются такой совместной матрицей. В системах, модифицированных латексом, порошковыми эмульсиями и водорастворимыми полимерами, дренаж воды из этих систем при гидратации цемента приводит к образованию плёнки или мембраны. В системах, модифицированных жидкими смолами и мономерами, добавка воды стимулирует гидратацию цемента и полимеризацию жидких смол или мономеров. Первый патент на применение полимерцемента был выдан Крессону в 1923 г. Он касается материала для покрытий с природными каучуковыми латексами, при этом запатентованный цемент был использован в качестве основы. Первый патент такой системы, модифицированной полимерным латексом, был опубликован Лефебром в 1924 г. По-видимому, он — первый исследователь, который намеревался создать растворы и бетон, модифицированные латексом, используя природные каучуковые латексы, путём подбора состава при смешивании. Этот патент важен с исторической точки зрения. Подобная идея была запатентована Кирпатриком в 1925 г. В 20-е и 30-е годы были разработаны раствор и бетон, модифицированные полимерами, с использованием природных каучуковых латексов. С другой стороны, в 1932 г. был выдан патент Бонду, который впервые предложил использовать синтетические каучуковые латексы для систем, модифицированных полимерами. В 1933 г. был выдан патент Родвеллу, который первый применил латексы синтетических смол, включая поливинил-ацетатные, для модифицированных систем. Другими словами, 1930-е годы стали поворотной точкой в использовании латексов в качестве модификаторов цемента (от природных каучуковых латексов до латексов синтетического каучука или смол). В 1940-х годах были опубликованы некоторые патенты на системы, модифицированные полимером, с такими синтетическими латексами, как латексы полихлоропренового каучука (неопрен) и полиакрил-эфирные латексы. Для-практического применения были разработаны растворы и бетоны, модифицированные поливинилацетатом. С конца 40-х годов модифицированные полимерами растворы и бетоны стали использоваться для покрытий палуб кораблей, настилов мостов, мостовых, полов, а также в качестве антикоррозионных покрытий. В Великобритании Гриффитсом и Стивенсом были проведены исследования по использованию систем, модифицированных природным каучуком. В то же время большой интерес вызвало использование синтетических каучуков в модифицированных полимерами системах. В 1953 г. Гэйст и др. опубликовали детальное исследование о растворах, модифицированных поливинилацетатом, и внесли ряд ценных предложений относительно развития модифицированных полимерами систем. В 60-е годы бутадиен-стирольный каучук, полиакриловый эфир и поливинил иденхлоридвин ил хлор ид были применены для модификации растворов и бетонов. С этого времени практические работы по исследованию и развитию модифицированных растворов и бетонов значительно продвинулись в различных странах, в частности в США, СССР, ФРГ, Японии и Великобритании. Соответственно появилось значительное число публикаций, включая патенты, книги, статьи и доклады. Главные и важнейшие из этих исследований приведены ниже.
Недавно во всем мире стали широко применяться такие полимерные латексы, как бута-диенстирольный каучук, полиакриловый эфир, поливинили-денхлоридполивинилхлорид, полиэтиленвинилацетат и поли-винилацетатные латексы. В Японии были изданы JIS (японские промышленные стандарты), включающие несколько стандартов по качеству и методам испытаний модификаторов цемента и растворов типа латекса:
В 1971 г. Дайку, Штайнберг и др. исследовали ряд других систем. Доннелли и Дафф запатентовали системы, основанные на эпоксидных смолах, соответственно в 1965 и 1973 гг. В. 1959 г. была запатентована система с уретановым преполимером. Метилцеллюлоза, очень популярная в качестве водорастворимого полимера, используется как модификатор цемента, а с начала 60-х годов она также широко применялась в производстве клеящих модифицированных растворов для керамических плиток. В этом случае содержание полимера составляет 1 % или менее от используемого цемента. Ши-базаки показал, что такие полимеры, как гидроксиэтил-целлюлоза и, поливиниловый спирт, эффективны в качестве водорастворимых полимеров для модификации растворов. В 1974 г. Рамеси и Разл опубликовали обобщающий обзор по модифицированным полимерами системам. Настоящая глава посвящена технологии производства, свойствам и применению различных модифицированных растворов и бетонов.[2] Некоторые виды изделий из полимербетона:
Ссылки
Примечания
|
Portal di Ensiklopedia Dunia
