Состав полимербетона — основные компоненты, характеристики



Материалы на полимерных вяжущих
Материалы на полимерных вяжущих

Полимербетон — строительный материал на минеральном или органическом вяжущем (цемент, синтетические смолы), прошедший дополнительную обработку (пропитку) полимерами. В состав полимербетона, помимо вяжущего, входят крупный и мелкий заполнитель — кварцевый песок, гранитный щебень и др. Обладает повышенной морозостойкостью, прочностью и износостойкостью.

Виды полимерных систем

Изделия на основе синтетических смол, благодаря своим характеристикам, способны в полной мере заменить цементные бетоны.

Синтетические смолы, пример
Синтетические смолы, пример

Перспективные застройщики, особенно любители строить своими руками, все чаще обращают внимание на этот вид материала. Но они не учитывают одной особенности. Название полимербетон — это емкое понятие, вмещающее в себе объемную группу материалов, у каждой из которых индивидуальный состав полимерного бетона, разные компоненты и способы приготовления.

Технология производства строительных полимеров, учитывая состав полимербетона, распределяет такие композиты на несколько категорий:

  • пластобетон;
  • полимерцементный бетон;
  • бетонополимеры;
  • геополимеры.

Пропорции полимербетона, его состав и количество компонентов могут варьироваться в зависимости от запланированных свойств конечного продукта.

Группа пластобетонов

Пластобетон — это композиция, приготовленная на основе синтетических смол, без использования цемента.

Пластобетон
Пластобетон

Различают два основных вида материала:

  1. Наполненный — количество вяжущего в составе композита находится в пределах 20–50%. Смола плотно заполняет все пустоты между заполнителем и наполнителем.
  2. Каркасный — обладает пористой структурой, поскольку в этом случае, полимер добавляется только для скрепления каркаса заполнителя в структуре материала. Объем смолы не должен превышать 6% от общего состава компонентов.

В качестве вяжущего вещества используют различные синтетические смолы:

  • фенолформальдегидные смолы;
  • эпоксидные полимеры;
  • поливинилацетатные и метакрилатные полимеры;
  • фурфуролацетоновая смола (ФАМ);
  • полимочевинная и полиэфирная матрица.

Свойства материала зависят от состава применяемого полимера, вида заполнителя и способа приготовления.

Фурфуролацетоновые смолы
Фурфуролацетоновые смолы

В состав фурфуролацетоновых полимеров входят канцерогенные вещества с очень токсичным запахом, способные спровоцировать головную боль и даже удушье. Поэтому полимерные составы для бетона на основе ФАМ используют только при производстве продуктов для уплотнения и консервации подземных систем трубопроводов.

Для жилых и общественных зданий рекомендовано использовать материалы, в состав которых входят эпоксидные, полиэфирные и метакрилатные смолы.

Эпоксидная смола
Эпоксидная смола

Для улучшения свойств полимерной смеси в ее состав могут добавляться пластификаторы и отвердители ускоряющие сроки схватывания раствора.

В качестве крупных заполнителей используют щебень горных пород согласно ГОСТ 25246–82:

  • мраморная крошка
  • гранитный щебень
  • гранулированный вермикулит
  • базальт
  • кальциты
  • доломиты и др.
Мраморная крошка
Мраморная крошка

В роли мелкого наполнителя обычно выступает:

  • кварцевый песок;
  • отсев дробления;
  • зола уноса;
  • измельченный песчаник.
Отсев дробления щебня
Отсев дробления щебня

Подбор состава пластобетона выполняют по методике абсолютных объемов.

Вначале экспериментально подбирают количество крупного заполнителя, затем рассчитывают объем микронаполнителя (песок или молотые горные породы), который равен площади пустот заполнителя + 10%. На основании полученных результатов рассчитывают количество полимеров (смолы), учитывая при этом заданную влажность раствора.

Внимание! необходимо помнить, что чрезмерное добавление смолы приводит к увеличению усадки бетона, снижает конечную прочность и повышает риск температурных деформаций.

Полимербетон: состав пластобетона - пример композиции
Полимербетон: состав пластобетона — пример композиции

Если сравнивать свойства пластобетона с цементным аналогом, то можно выделить пять преимуществ применения полимера:

  • в 4 раза выше сопротивление кручению, изгибу и знакопеременным динамическим нагрузкам;
  • значительно выше влагостойкость;
  • морозостойкость;
  • ниже теплопроводность;
  • инертность по отношению к химическим воздействиям;
  • готовое изделие легко поддается обработке (резка, сверление и пр.);
  • износостойкость.

Отрицательным свойством материала является его высокая ползучесть, а также сравнительно быстрое старение, усиливающееся под воздействием попеременного нагревания или увлажнения.

Внимание! необходимо соблюдать правила охраны труда при использовании полимеров и кислых отвердителей — работы необходимо проводить в хорошо проветриваемых помещениях и в спецодежде.

Пластобетон широко применяется в гидростроительстве, дорожном строительстве, а также для создания декоративных элементов в благоустройстве придомовых территорий (см. фото).

Фонтан из пластобетона на приусадебном участке
Фонтан из пластобетона на приусадебном участке

Полимерцементные системы

В состав полимерцементного бетона входит цемент (портландцемент, пуццолановый цемент), водная дисперсия полимера, заполнители и наполнители согласно проектной документации.

Полимерцементные материалы
Полимерцементные материалы

Полимерцементные композиты можно получить тремя способами:

  1. Введением в смесь, в момент приготовления, водных растворов полимеров — синтетического каучука или поливинилацетата.
  2. Добавлением дисперсии водорастворимых полимеров и мономеров (поливинилового и фуранового спирта, фенолформальдегидных и эпоксидных смол) с использованием отвердителей или дополнительного нагрева.
  3. Пропиткой бетона на запланированную глубину маловязкими полимерными составами — лаком «Этиноль», стиролом, карбамидами.

Например, оптимальный объем полимера поливинилацетата — 15–20% по отношению к количеству цемента в сухой смеси. В таких пропорциях наилучшим образом ведут себя как цемент, так и полимеры.

В этих условиях в полимерцементном бетоне сохраняется сплошная структура цементного геля, а раствор полимера обволакивает зерна заполнителя и склеивает их в единый каркас.

Внимание! при увеличении объема полимера целостность цементных образований нарушается, в результате снижается прочность полимерцементных изделий.

Заполнителями для полимерцементных материалов служат дробленные или кварцевые пески, щебень горных пород с величиной зерен не более 20 мм. Полимерцементные растворы применяют в виде обмазок, защитных красок, клеев (защита арматуры от коррозии и пр.).

Полимерцементный бетон — состав компонентов, который в основном используют для устройства износоустойчивых полов в промышленных зданиях, ремонта аэродромных и дорожных покрытий, а также в качестве защитной футеровки резервуаров, коммуникаций и пр.

Полимерцементные полы в промышленных зданиях
Полимерцементные полы в промышленных зданиях

Бетонополимерные композиции

Изделия из бетонополимеров
Изделия из бетонополимеров

Бетонополимеры — это отвержденный цементный камень, поверхность которого дополнительно обработана жидкими пропитками или парами монополимеров. Обычно в химический состав полимерной смеси входят метакрилатные смолы или стирол с катализатором, которые в процессе твердения полимеризуются в теле минеральной матрицы изделия.

Главным недостатком обычных цементных бетонов является наличие в структуре материала разветвленной сети капилляров, пор, микродефектов, появляющихся при формовании изделий и их твердении в период эксплуатации. Поры и различные дефекты снижают прочность, стойкость к воздействию агрессивных сред и значительно сокращают сроки службы конструкции.

Характеристики материала легко изменить, если образовавшиеся поры заполнить полимером. Для этого готовые конструкции или изделия подвергают особой обработке.

Процесс получения бетонополимера включает в себя следующие операции:

  • сушка продукта;
  • вакуумирование;
  • пропитка полимерным составом;
  • полимеризация.

Эффективность пропитки полимерами зависит от:

  • характеристик исходного бетона;
  • времени сушки изделия;
  • химического состава полимера;
  • режима пропитки и полимеризации.

Сушка материала выполняется с целью избавить от воды капилляры и поры бетона перед заполнением их специальным составом.

Вакуумирование позволяет провести более глубокую очистку капилляров, а также удалить остатки воздуха, который отрицательно воздействует на полимеризацию некоторых составов. Главным технологическим этапом получения бетонополимера является процесс полимеризации в порах изделия.

Успех этого мероприятия зависит от того насколько правильно подобрана пропитка полимерная для бетона. Поскольку глубина пропитки и конечные свойства изделия зависят от свойств полимерного раствора, его вязкости и угла смачивания поверхности изделия.

Глубокопроникающая универсальная пропитка
Глубокопроникающая универсальная пропитка
  • Вязкие пропитки, например: петролатум и битумы, смачивают поверхность на глубину 10–30 мм.
  • Жидкие мономеры, метилметакрилат или стирол, могут за то же время пропитать поверхность материала на глубину 100–200 мм.
  • Для ускорения и эффективности процесса обработки изделия, инициаторов полимеризации подвергают тепловой обработке (70–120°С) или воздействуют радиацией при нормальной температуре.
  • Для полной пропитки тяжелого бетона требуется 2–5% мономера. Для легких ячеистых бетонов 30– 60%.
  • Образуемая в структуре полимерная сетка усиливает упрочняющее и армирующее действие, которое вызывает сжатие минеральной составляющей материала, увеличивает сцепление цементного камня с поверхностью заполнителя.
  • При обработке материала мономерами их плотность повышается в несколько раз, усиливается стойкость к воздействию агрессивных сред.

Бетонополимеры отличаются более высокой прочностью при растяжении, сжатии, чем исходные бетоны, высокой газонепроницаемостью и износостойкостью.

Благоустройство придомовой территории
Благоустройство придомовой территории

Данная технология с успехом применяется для производства следующих изделий:

  1. армоцементных и стеклоцементных конструкций;
  2. для производства балконных плит, подоконных досок, деталей лестниц, промышленных полов;
  3. для пропитки деталей опреснителей и градирен, усиления фундаментов под оборудование машиностроительных цехов и другое;
  4. для обработки конструкций мостов и дорожных покрытий.

Геобетон

В современном строительстве все большую популярность приобретают материалы, изготовленные с использованием природных составляющих. Одним из представителей экологически чистых строительных материалов является геополимерный бетон.

Бетон геополимерный
Бетон геополимерный

Внешне он напоминает традиционный цементный, но имеет более высокие эксплуатационные характеристики. Его строение имеет много общего со структурой природного камня.

Главной его особенностью является простота изготовления, доступность компонентов и хорошие показатели в соотношении цена/качество, что не может не привлекать индивидуальных застройщиков. Поэтому, геополимерный бетон — состав и способ его приготовления, заслуживает более пристального обзора, а для полноты восприятия смотрим видео в этой статье.

Примерный состав геополимерного композита выглядит следующим образом:

  • доменный гранулированный шлак (30–50%);
  • кальциевая зола–унос (30–50%);
  • гидроксид натрия или калия — добавка–активатор (1,5–12% от массы гранулированного шлака);
  • жидкое стекло (калиевое, натриевое или смешанное) в количестве 20% от массы вяжущего;
  • вода.

Допускается включать в геополимерное вяжущее гидрофобизирующие и пластифицирующие добавки, улучшающие характеристики продукта. Количество модификаторов не должно превышать 0,3% от общего объема вяжущего.

Содержание каждого из компонентов в растворе желательно определять опытным путем — в зависимости от запланированных характеристик конечного продукта.

В подготовленную термостойкую емкость по очереди засыпают сухие компоненты раствора, перемешивают и добавляют жидкое стекло и воду. Перемешивание производим при помощи мощной электродрели с насадкой или специального миксера.

Внимание! инструкция по приготовлению геобетона предостерегает: материал необходимо готовить небольшими порциями, соответствующими объему подготовленных форм или опалубки, так как жидкое стекло ускоряет схватывание раствора.

В результате проведенных операций получаем готовый геополимерный материал со следующими характеристиками:

  • низкий уровень усадки и быстрый набор максимальной прочности (48 час);
  • устойчивость к резким перепадам температур;
  • инертность по отношению к кислотам и другим агрессивным компонентам;
  • термостойкость — готовые конструкции выдерживают температуру до 1000°С;
  • экологически чистый продукт.

Высокие эксплуатационные характеристики геобетона позволяют его широкое применение в сфере строительства и архитектуры. Материал может использоваться для возведения высотных зданий и сложных строительных конструкций, а также для отливки малых форм декоративного назначения.

Композитный состав — геополимерный бетон, архитектурная конструкция
Композитный состав — геополимерный бетон, архитектурная конструкция

Существующие технологии позволяют в два–три раза уменьшить толщину несущих стен с сохранением температурных требований в эксплуатируемых помещениях.

Из рассмотренного материала можно сделать следующие выводы: целесообразно использовать полимербетон для получения материалов с особыми свойствами (износостойких, электроизоляционных, газонепроницаемых и др.). Помимо этого, очень эффективно применять полимерные составы для бетона при восстановлении и ремонте железобетонных конструкций.

загрузка...

Добавить комментарий
Подпишитесь на новости
И будьте всегда в курсе всех строительных новинок. Следите за предложениями заводов, успевайте заключить самые выгодные контракты
Строительная организация
Строительно-проектировочная комания "Стройка 93"

Краснодарский Край, г.Краснодар ,
350086, ул. Л.Чайкиной, 16.
Телефон: +7(909)447-57-13
Мы работаем ежедневно с 10:00 до 19:00
https://beton-house.com />
   <span class=