Что такое полимербетон. Полимерный бетон: состав, виды, особенности, технология нанесения и отзывы Полимерный бетон: характеристики

Современные потребности строительной индустрии способствуют появлению более новых и совершенных материалов. Так, полимерный бетон в последнее время стал завоевывать большую популярность. Об этом уникальном составе мы и расскажем вам далее.

Свойства

Историческая справка

Как мы уже говорили, этот материал является инновационным. Однако существует доказательство того, что его использовали несколько тысяч лет назад при строительстве египетских пирамид. Разумеется, речь идет лишь о схожей технологии.

Блоки, из которых строили пирамиды, состояли из следующих компонентов: ила из реки Нил, известняка, гравия, поверенной соли, золы и дробленой извести. В результате они смогли простоять столько времени, не покрывшись трещинами. При этом на них не образовался так называемый «загар» (любой естественный камень покрывается им с течением времени).

Достоинства

Теперь настало время познакомиться с достоинствами этого ноу-хау:

• . Даже резка железобетона алмазными кругами с трудом справится со своей задачей.
• Продолжительный срок жизни . Значительно выше, чем у его предка.
• Очень низкая усадка в процессе высыхания .
• Высокая прочность на сжатие . Это позволяет выдерживать колоссальные нагрузки.
• Устойчивость к практически любым кислотам .
• Технология полимерного бетона солидно отличается от всех известных . Дело в том, что при его производстве используются исключительно экологически чистое сырье.

Интересно: проницаемость этого материала сравнима с натуральным гранитом. На сегодняшний день только он может похвастать таким достоинством.

• Полимер бетонные изделия имеют низкую степень выделения парниковых газов.
• Спокойно выдерживает температурные перепады . Он сохраняет все свои свойства даже при нагревании до 1300 градусов.
• Не истирается со временем и не крошится .

Среди всего этого многообразия преимуществ затесался и один недостаток – высокая цена. Однако в будущем наверняка ситуация изменится. Дело в том, что это новая технология, а значит, в течение некоторого времени её стоимость будет значительно снижена.

Технические характеристики

Бешеный рост популярности связан с тем, что полимерцементный бетон обладает очень высокими характеристиками, которые оставляют не у дел всех его основных конкурентов. Ознакомимся и с ними:

Наименование характеристики	Значение
Морозостойкость (количество циклов)	300
Коэффициент водопоглощения за сутки (%)	Не более 0,1
Истираемость (г/см2)	0,02
Прочность (кгс/см2)При сжатииПри растяжении	900–100075–85
Пористость (%)	1–1,5
Линейная усадка (%)	0,3–1
Мера ползучести (кв.см/кг)	0,4–0,5
Стойкость к старению (баллы)	3–4

Важно! Представленные выше значения контролируются строительной нормой 525–80 от 01.01.81 г.

Также стоит представить вашему вниманию и химическую стойкость к различным веществам:

Из данных этой таблицы видно, что данный материал отвечает всем нормам химической стойкости. Значит, полимерная защита бетонных полов несет в себе высокую эффективность. Поэтому эту технологию довольно часто применяют в промышленности.

Готовим

Теперь рассмотрим, как самостоятельно приготовить полимерный бетон. На деле это несложная процедура, которая потребует от вас лишь строго соблюсти пропорции.

Ингредиенты

Рассмотрим, что нам понадобится:

1. Гидроксид калия . Это гигроскопичные кристаллы без цвета и запаха. Они мгновенно расплываются на воздухе, поэтому их обязательно хранят в вакуумной упаковке и достают перед использованием.

Это вещество очень агрессивно, то есть сильно воздействует на слизистую и кожу. По этой причине инструкция предписывает надевать средства защиты (очки, перчатки, респиратор) при работе с ним. В противном случае велик риск поражения, особенно глаз.

1. Жидкое стекло (наверняка многие из нас, прочитав это словосочетание, подумают об элементе, которым заполняются наши окна). На самом же деле это бесцветные кристаллы без какого-либо запаха. Состоят они из кремниевой кислоты и щелочного калия.

Купить его можно в ближайшем сельскохозяйственном магазине. Дело в том, что жидкое стекло довольно часто применяют садоводы для того чтобы удобрять различные культуры.

1. Летучая зола . Этот ингредиент можно получить самостоятельно (если сжечь некоторое количество твердого топлива) или же купить готовый в хозяйственном магазине. Специалисты утверждают, что добавление золы делает полимерасфальтобетон на 75% прочнее и долговечнее.
2. Охлажденная вода комнатной температуры . Она не должна содержать каких-либо примесей. Если добавляете водопроводную воду, то ей необходимо дать отстояться некоторое время.
3. Помимо этого можно использовать какие–либо добавки (к примеру, шлак или краситель) . Это нужно для того чтобы получить привлекательную текстуру и улучшить характеристики смеси.

Инструменты

Теперь рассмотрим, какие орудия труда вам потребуются:

• Уже упомянутые средства защиты.
• Тара для смешивания ингредиентов (желательно стеклянная).
• Лопатка из дерева для перемешивания.
• Электронные весы. Помните о том, что очень важно соблюсти все пропорции. Если речь идет о небольшом количестве раствора, то подойдут простые кухонные весы.
• Форма для отливки.

Секреты приготовления

Настало время дать ответ на вопрос, как сделать полимерный бетон своими руками.

Итак, для приготовления 1 литра смеси соблюдаем следующие пропорции:

1. Гидроксид калия – 160 г.
2. Жидкое стекло – 200 г.
3. Зола – 540 г.
4. Вода – 100 мл.
5. Шлак (он нужен для придания особой прочности, добавлять его не обязательно) – 300 г.
6. Специальный цемент для полимерного бетона – 20% от общего объема.
7. Добавки по желанию (их расход должен быть указан на упаковке).

Важно! При смешивании смесь будет нагреваться из-за выделения углекислого газа, поэтому не пугайтесь.

Смешивание ингредиентов необходимо проводить в таком порядке:

1. Наливаем в емкость чистую воду.
2. Добавляем в неё цемент.
3. Затем насыпаем золу, шлак и жидкое стекло в равных долях.
4. После чего досыпаем остатки компонентов.
5. Теперь используя строительный миксер нужно все тщательно перемешать. Помните, что масса должна получиться идеально однородной. В противном случае полимер бетон не получится прочным.
6. Полученную смесь можно переливать в форму или опалубку для застывания.

Полностью застынет она только через 3 недели. Только по прошествии этого срока можно вести какие-либо операции с ней, к примеру, алмазное бурение отверстий в бетоне.

Стоит заметить, что эксперименты по созданию идеальных пропорций ведутся и по сей день. В этой связи люди зачастую начинают самостоятельно менять рецепты. Поэтому можете сами попробовать себя в этой стези.

Послесловие

Вот теперь вы знаете, что такое полимерный бетон. Однако, если вам остались неясными какие-либо нюансы, то нет поводов для расстройства ( .

В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме, что позволит вам лучше во всем разобраться.

Применение бетона, изготовленного из цемента, ограничено. Полимерное связующее, определяющее такие свойства изделий из полимербетона как, например, химостойкость и вибростойкость, позволяют применять полимербетон и конструкции из полимербетона там, где традиционный бетон будет разрушаться

Полимербетон изготавливается следующим образом: со связующим (полиэфирной смолой) смешивается песок, известняк, тальк, измельченные отходы производства композиционных материалов, например, стеклопластиков и т.д. Грубодисперсные наполнители в полимербетоне - щебень размером до 50 мм и песок с размером зерен до 5 мм. В целях снижения расхода связующего и стоимости изделий, а также для регулирования их свойств в полимербетон вводят мелкодисперсныйнаполнитель с размером частиц менее 0,15 мм (баритовая, кварцевая, андезитовая мука и др.). В состав полимербетона могут входить также порообразователи, ПАВ, антипирены , красители и т.п.
При высокой степени наполнения (70 - 80 %) получаются недорогие изделия с высокими физико-механическими характеристиками. Наполнитель, такой как песок, придаёт изделиям долговечность, устойчивость к истирающим нагрузкам, но сильно повышает их массу. При производстве таких изделий необходимо выбирать смолу с пониженной вязкостью. Параметры производства должны быть такими, чтобы наполнитель был равномерно распределен по объему изделия, не осаждался вследствие разности плотностей наполнителя и смолы. Также необходима дегазация смеси для предотвращения образования полостей внутри изделия, которые могут привести к снижению прочности. Недостатком изделий из полимербетона является неэстетичный внешний вид, это делает невозможным использование этих изделий в качестве декоративных элементов при оформлении помещений и т.д.

Применение полимербетона:

Облицовочные панели;

Фундаменты под промышленное оборудование;

Шумопоглощающие конструкции;

Причальные кромки и волнорезы;

Емкости для воды;

Дренажные конструкции;

Дорожные бордюры и ограждения;

Железнодорожные шпалы;

Лестницы;

Реставрация и защита существующих бетонных конструкций;

Емкости и резервуары для химически активных веществ;

Дренажные канализации химических предприятий.

• Устраняет эффект растрескивания
• Увеличивает качество смеси
• Придаёт бетону повышенную твердость
• Увеличивает адгезионные свойства смеси

Полимер-бетоном называется водная полимерная добавка к цементно-песчаной смеси

Преимущества полимербетона весьма разнообразны, что обеспечивает широкие возможности их использования. Прежде всего, необходимо отметить повышенные характеристики в плане устойчивости к растяжению. Этот показатель существенно превышает аналогичный параметр у обычного бетона. Изделие обладает лучшей деформируемостью и не разрушается при воздействии значительной силы. В качестве дополнительных преимуществ полимербетона стоит указать повышенную долговечность, достигаемую за счёт значительной устойчивости к износу и некоторым другим внешним влияниям.

Применение обеспыливающей пропитки «Полимербетон»:

	Область применения	Количество сухой цементно-песчаной смеси, кг	Количество добавки «Полимер бетон», кг	Примечание
	Устройство порогов, косяков, ремонт ступенек, гидроизоляция, наливные полы с верхним слоем от 1 до 5 мм, заделка неровностей до 5 мм		8-10
	Заделка неровностей в бетоне (потолки, полы, стены) до 50 мм			Добавку разбавить водой в соотношении от 1/1 до 1/4
	Покрытия толщиной от 20 до 100 мм (без трещин и расслоения бетона при укладке)			Добавку разбавить водой в соотношении от 1/5 до 1/20
	Обеспыливание бетонных полов			Добавку разбавить водой в соотношении 1/1

О продукте

Полимер-бетон, если его добавить в сухую смесь, делает её прочной и водостойкой. Её можно наносить толщиной даже в 1 мм. на бетон, кирпич, дерево, металл, пластмассу и держится она на них очень прочно Прочной она становится сразу после высыхания - в течение часа. Например, сухая смесь с полимер-бетоном нанесённая тонким слоем на картон гнётся как угодно, не отслаивается, не осыпается.

Алебастр, при замешивании его на полимер-бетоне, замедляет своё твердение до 2 часов. Материал становится водостойким. Его можно применять для наружных работ. Время твердения регулируется разбавлением полимер-бетона водой.

Строители давно заметили, если любую дешёвую импортную сухую штукатурку, наливной пол, приготовить на разбавленном полимер-бетоне, то водостойкость и прочность резко вырастут. Количеством полимер-бетона регулируют прочность материала

Очень много строений, подземных гаражей восстановлены с применением полимер-бетона. Церковь 15 века в Шереметьево (Московской области) полностью восстановлена с помощью штукатурки на полимер-бетоне. Декоративная лепнина на её фасаде - гипс с полимер-бетоном.

Любую старую конструкцию буквально склеивают составы с полимером. Например, металлическая коробка входной двери герметично вклеена в бетонный дверной проём. За шесть лет эксплуатации - никаких трещин.

Ремонтные, реставрационные работы приобретают другой смысл. Разбавьте полимер-бетон водой 1/1 и пропитайте бетон, дерево, штукатурку. Они станут прочными и водостойкими. Добавьте полимер-бетон в мелящую краску, и она станет прочной, эластичной и водостойкой. Покрасьте дерево (брёвна, брус, доски) полимер-бетоном и оно больше не будет трескаться, равномерно высохнет и не потемнеет.

То, о чём мы говорим, применялось во все времена. Люди всегда улучшали свойства стройматериалов полимерами - в основном яичным белком, казеином, мукой. Результат - высочайшая прочность и долговечность строений на десятки и сотни лет.

НАЗНАЧЕНИЕ:

• для внутренних и наружных работ
• сверхпрочный, гибкий бетон
• клей для утеплителя, пенопласта. Клеится к дереву, бетону, металлу, стеклу, пластмассе
• упрочняющая пропитка, качественная, гидроизолирующая
• бетоконтакт - прочный и дешёвый
• нетрескающаяся, непылящая штукатурка, гладкая и рельефная
• ударопрочный наливной пол
• водо- атмосферостойкий алебастр, гипс

СВОЙСТВА:

• особо прочное, эластичное покрытие
• не растрескивается
• без запаха, экологически чистый
• расход 5кг./100кг. смеси (цемент+песок)
• время высыхания от 2 часов до 2 суток, в зависимости от толщины слоя
• негорючий, пожаробезопасен

Главное отличие полимерного бетона от прочих бетонных смесей заключается в использовании при производстве органических соединений. Полимерный бетон представляет собой смесь различных вяжущих компонентов и полиэфирных смол, которые соединяют с различными веществами (катализаторами, отвердителями и растворителями). Полимерный бетон по своим физическим и механическим характеристикам сильно превосходит прочие виды бетона. У него повышенная пластичность, увеличенная прочность, он не боится воды и мороза, стойкий к истиранию. При желании и наличии некоторых знаний по технологии производства изготовить полимерный бетон своими руками не составит труда.

Полимерный бетон по механическим и физическим характеристикам превосходит все остальные виды бетона.

Где применяется подобный материал

В силу всех своих положительных характеристик применимость этого материала в строительстве намного выше, чем у других. Этот материал используется:

• в качестве изоляционного покрытия бетона;
• при кладке высокопрочного кирпича;
• в качестве атмосферостойкого покрасочного материала;
• при декоративной отделке фасадов помещений;
• для шпаклевки и штукатурки;
• как клеевой раствор для облицовочной плитки;
• покрытие для теплых полов.

Благодаря своим характеристикам, таким как высокая пластичность и низкая пористость, устойчивая прочность, которая достигается за небольшой период времени, полимерный бетон можно изготавливать методом виброформования. В том числе его можно применять для работы с изделиями малых форм архитектуры, декоративных предметов для мебели и несущих конструкций.

Вернуться к оглавлению

Прозрачный бетон: некоторые особенности

Каждый день происходят усовершенствования, в том числе и в строительной сфере. Бетон в большей степени известен своей прочностью, нежели светопропускной способностью. Так было до того времени, пока на рынке не появилась новинка – прозрачный бетон. Этот материал представляет собой смесь из бетона и стеклянных нитей, которые позволяют обычному цементному раствору принимать повышенную твердость бетонного раствора, плюс к тому еще и довольно значимую прозрачность.

Благодаря присутствию стеклянных волокон в составе бетона сквозь него можно увидеть силуэты.

Техническое название прозрачного бетона – литракон. Выполняется он в виде блоков, ненамного больше кирпича, а из-за прозрачности кажется совсем невесомым. Этот материал по праву может занять место в ряду декоративно-строительных материалов. По заверениям производителей такие блоки, помимо применения в строительстве перегородок, можно использовать даже для мощения тротуаров, так как стеклянные волокна составляют всего 4% от общей части бетонного раствора, и материал сохраняет многие преимущества бетонной смеси.

Благодаря присутствию в составе стеклянных волокон сквозь новый материал возможно увидеть силуэт человека или, к примеру, дерева. Блоки, выполненные из этого материала, позволяют наполнить жилое помещение светом, сделать его легким и воздушным. Создается впечатление, будто стен практически не существует. Применять такие блоки предпочтительно в помещениях, которые изначально построены «глухими», касается это коридоров и кладовок. Если при возведении перегородки из прозрачного бетона воспользоваться светодиодной подсветкой, то можно добиться потрясающих эффектов.

Размеры производимых блоков могут быть разными, что совсем не препятствует пропусканию света сквозь них. Эти блоки пропускают солнечные и электрические лучи на расстояние до 20 метров. А технология производства может меняться в зависимости от требований заказчика. Стеклянные волокна могут быть распределены как по всему периметру блока, так и концентрироваться в определенной его части, а в некоторых случаях существует возможность образования определенных контуров.

Вернуться к оглавлению

Печатный бетон: основные свойства

Печатный бетон широко используется при мощении тротуаров, мостовых, бассейнов, на фасадах и в интерьере.

В последние годы все большую популярность приобретают декоративные формы бетона. Данная технология широко применяется при мощении тротуаров, бассейнов, мостовых, в интерьере и на фасадах. Все чаще используется отделка поверхностей цветным бетоном, который также является нововведением в строительной отрасли. Такой бетон производится путем отпечатывания текстуры на поверхности бетона, благодаря чему имитируется любая поверхность – от камня до плитки.

Для производства печатного бетона применяется бетон марки М-300 с использованием фиброволокна в качестве армирующего материала. После заливки бетона в формы его поверхность отпечатывается формами и в качестве завершающего этапа обрабатывается лаком, который препятствует проникновению влаги в поры бетона, возникает эффект отталкивания влаги.

Другое название печатного бетона – пресс-бетон, что полностью отражает его сущность: матрицу с узором отпечатывают на поверхности покрытия, благодаря чему можно создать полную имитацию каменного покрытия при минимальных трудозатратах. Печатный бетон сочетает в себе основные потребительские характеристики – износостойкость и декоративный внешний вид. Помимо большого выбора фактур для производства бетона, существует возможность его окрашивания в различные цвета.

Печатный бетон по многим своим техническим характеристикам превосходит асфальтовое покрытие и бетонную плитку. У него повышенная стойкость к воздействию агрессивных компонентов внешней среды, а также увеличен предел температурного режима от + 50 до -50°С. Такое покрытие легко чистить, оно не скользкое, что делает его незаменимым при укладке покрытия в бассейнах. Такой бетон не теряет свой первоначальный цвет под действием ультрафиолетовых лучей. При использовании печатного бетона можно добиться потрясающих декоративных эффектов.

Покрытие, выполненное из этого материала, выдерживает около 300 циклов заморозки и оттаивания, что делает его абсолютным лидером среди других материалов. Кроме того, такой бетон не подвергается разрушению под воздействием кислот и щелочей, что делает его прекрасным материалом для организации напольного покрытия в гаражах или автомастерских.

Цементно-полимерный бетон получается на основе добавления к стандартному составу бетона различных высокомолекулярных органических соединений, так называемых водно-дисперсных полимеров. В их разряд входят такие полимеры как винилацетат, винилхлорид, стирол. Это могут быть и растворимые водой коллоиды и латексы: спирты поливиниловые, смолы эпоксидные полиамидные и мочевиноформальдегидные. Полимеры вводятся в состав цементно-полимерного бетона в процессе приготовления бетона.

Цементно-полимерный бетон приобретает свои уникальные характеристики благодаря присутствию двух активных составляющих: органического и минерального вяжущего веществ. Вяжущее вещество способствует образованию цементного камня, который скрепляет в монолит свободные частицы заполнителя. По мере удаления воды из цементно-полимерного бетона на поверхности происходит образование тонкой пленки, обладающей отличной адгезией и сцеплением внутренних частиц раствора. Это и способствует монолитности цементно-полимерного бетона, что делает его более устойчивым к повышенным нагрузкам. Кроме того, цементно-полимерный бетон приобретает такие свойства, как повышенная прочность при растяжении, высокая морозостойкость, износостойкость и водонепроницаемость.

Прочность цементно-полимерного бетона увеличивается, если бетон предварительно выдерживается в условиях сухого воздуха, при которых влажность составляет не более 40- 50%. Воздух с большим процентом влажности снижает уникальные характеристики цементно-полимерного бетона.

Технология приготовления цементно-полимерного бетона схожа с обычным бетоном. Рекомендуется применение цементно-полимерного бетона для полов, дорог, отделочных составов, коррозионно-стойких покрытий.

Полимербетон (П-бетон) – это бетон, при приготовлении которого в качестве вяжущего используются полимерные смолы или они входят в состав вяжущего в значительных количествах и существенно влияют на свойство материала. Заполнителями служат обычно песок и щебень. Для экономии дорогостоящих смол в состав материала можно вводить тонкомолотые наполнители. П-бетоны подразделяются на полимерцементные бетоны (вяжущее цемент + водо-растворимая полимерная добавка), полимер силикатные бетоны (вяжущее жидкое стекло + фуриловый спирт или диизоцианаты), бетонополимеры (бетоны, пропитанные полимерами) и собственно полимербетоны.

В свою очередь полимербетоны бывают: на термореактивных смолах (карбамидных, фенольных, полиэфирных, фурановых, полиуретановых, эпоксидных) и термопластичных смолах (инден-кумароновых метилметакрилате). Кроме того, П-бетоны делятся на сверхтяжелые, тяжелые, легкие и сверхлегкие.

Мочевиноформальдегидные (карбамидные) смолы типа «КМ» (крепитель м) и «УКС» (универсальная карбамидная смола), МФ-17, М-60, М-19-62, и другие стойкие в кислотах, но не достаточно стойкие в щелочах. Их получают в результате реакции поликонденсации мочевины и формальдегида в водной или водно-спиртовой среде. Отвердителями являются щавелевая, лимонная, уксусная, серная, соляная, фосфорная кислоты, хлористые: аммоний и цинк, лучше соляно-кислый анимит, который хорошо растворяется в воде и смоле «УКС».

Фурфуролацетоновая смола ФАМ или ФА (ТУ 6-05-1618-73);

Ненасыщенная полиэфирная смола ПН-1 (МРТУ 6-05-1082-76) или ПН-63 (ОСТ 6-05-431-78);

Карбамидоформальдегидная КФ-Ж (ГОСТ 14231-78);

Фурано-эпоксидная смола ФАЭД-20 (ТУ-59-02-039.13-78);

Эфир метиловый метакриловой кислоты (мономер метилметакрилат) ММА (ГОСТ 16505).

В качестве отвердителей синтетических смол используются:

Для фурфуролацетоновых смол ФАМ и ФА – бензолсульфокислота БСК (ТУ 6.1425);

Для полиэфирных смол ПН-1 и ПН-63 – гидроперекись изопропил бензола ГП (ТУ 38-10293-75);

Для карбамидоформальдегидной КФ-Ж – солянокислый анилин СКА (ГОСТ 5822);

Для фурано-эпоксидной смолы ФАЭД-20 – полиэтиленполиамин ПЭПА (ТУ 6-02-594-70);

Для метилметакрилата ММА – система, состоящая из технического диметиланилина ДМА (ГОСТ 2168) и перекиси бензоила ПБ (ГОСТ 14888).

В качестве ускорителя твердения полиэфирных смол используется нефтенат кобальта НК (МРТУ 6-05-1075-76).

В качестве пластифицирующих добавок следует применять:

Катапин (ТУ 6-01-1026-75);

Алкамон ОС-2 (ГОСТ 10106);

Меламино-формальдегидную смолу К-421-02 (ТУ 6-10-1022-78);

Сульфированные нафталин формальдегидные соединения – пластификатор С-3 (ТУ 6-14-10-205-78).

Полимербетоны очень плотные и стойкие в различных агрессивных средах материалы. Наибольшей прочностью и универсальной стойкостью обладают полимербетоны на эпоксидных смолах к эпоксидным смолам относятся ЭД-5, ЭД-6, ЭД-16, ЭД-20, ЭД-22 и компаунды с каучуками, фурановыми (фурано-эпоксидная смола ФАЭД-20) и другими смолами. Для пластификации композиции в качестве пластификатор применяют диметилфталат, дибудилфталат и другие, которые вводятся в количестве 15-20% от массы смолы. Катализаторами твердения являются третичные амины, хлористая сурьма, фтористые соединения и другие. Для холодного отверждения применяют полиэтиленполиамин, гексаметилендиамин или жидкие полиамиды.

Фурановые смолы (ФА, ФАМ, 2-ФА и другие) получают конденсацией фурфурола и фурфурилового спирта с фенолами и кетонами. Они являются наиболее дешевыми. Наибольшее распространение в строительстве нашел мономер ФА, получаемый при взаимодействии фурфурола и ацетона в щелочной среде.

Исходными продуктами для получения фурфуролкарбамидных смол служат фурфурол, мочевина и наполнители из кислостойких пород. В качестве катализатора применяют хлорное железо, а ускорителя твердения – анилин.

В качестве крупного заполнителя для тяжелых полимербетонов может применяться щебень из естественного камня или щебень из гравия. Щебень и щебень, дробленный из гравия, должны отвечать требованиям ГОСТ 8267, ГОСТ 8268, ГОСТ 10260-74.

Применение щебня из осадочных горных пород не допускается.

В качестве крупных пористых заполнителей для полимербетонов следует применять керамзитовый гравий, шунгизитовый гравий и алгопоритовый щебень, соответствующие требованиям ГОСТ 9759, ГОСТ 19345, ГОСТ 11991.

Для приготовления тяжелых полимербетонов высокой плотности следует применять щебень следующих фракций:

При наибольшем диаметре, равном 20 мм., следует применять щебень одной фракции 10-20 мм.;

При наибольшем диаметре равном 40 мм., следует применять щебень из двух фракций 10-20 и 20-40 мм.

Состав полимербетона подбирают опытным путем. В соответствии рекомендациями Ю.М. Баженова, вначале, экспериментальным путем подбирают наиболее плотную смесь заполнителей и наполнителя и лигнимальной пустотностью, а затем определяют расход смолы и отвердителя. При этом количество смолы устанавливают таким, которое обеспечивает получение заданной подвижности бетонной смеси. Обычно расход смолы превышает объем пустот микронаполнителя на 10-20%.

Лучше состав полимербетона устанавливать с применением метода математического планирования эксперимента, варьируя содержание песка, наполнителя, смолы и отвердителя.

После выполнения эксперимента, обработки полученных результатов на ЭВМ и получения зависимостей свойств полимербетона от вышеуказанных факторов, можно рассчитывать оптимальный состав материала с требуемыми характеристиками (табл.).

На основе карбамидных и других смол и легких заполнителей (перлита, бисипора ячеистого стекла и других) можно получать особо легкие полимербетоны с средней плотностью от 70 до 500 кг / м 3 и с прочностью до 5 МПа.

Таблица11 - Характеристики полимербетонов.

Наименование показателей	Вяжущие
ФАМ	ФА	ФАЭД	ПН	ЭД-6
тяжелый бетон	легкий бетон	тяжелый бетон	тяжелый бетон	легкий бетон	тяжелый бетон	легкий бетон	тяжелый бетон
Средняя плотность, кг / м 3
Кратковременная прочность, МПАна сжатие на растяжение	70-90 5-8	30-65 3-5,5		90-110 9-11	50-85 3-9	80-100 7-9	50-85 2-8
Модуль упругости, МПА Е.10 -3	20-32	13-20	11,7	32-38	12-18	28-36	12-18	¾
Линейная усадка, %	0,1	0,1-0,85	0,5	0,05-0,08	0,06-0,1	0,02-0,25	0,2-0,25	0,2
Коэффициент термического расширения, a*10 6 , о С -1	12-15	11-13		10-14	10-14	14-20	14-18
Объемное электрическое сопротивление, 10 -8 Ом. см.	3,8	5,8		¾	¾		¾
Морозостойкость, не менее	F300	F300	F300	F500	F300	F300	F300	¾
Стойкость к нагреву, о С	120-140	120-140
Водопоглащение, %	0,05-0,3	0,1-0,4		0,01	0,2-0,5	0,05-0,1	0,05-0,3	0,02

Твердение отформованных изделий должно происходить при температуре не менее 15 о С и нормальной влажности окружающего воздуха в течении 28 суток, для изделий из полимербетонов ММА – в течение 3+ 1 сут.

Для ускорения процесса твердения изделия из полимербетонов должны подвергаться термообработке, которую следует проводить в камерах сухого прогрева. Сухой прогрев должен осуществляться электронагревателями, паровыми регистрами.

Длительность выдержки в формах полимербетонных изделий до распалубки и последующей термообработки должна быть при температуре окружающей среды:

17+ 2 о С………………12 ч.

22+ 2 о С………………8 ч.

более 25 о С…………..4 ч.

Распалубленные полимербетонные изделия должны подвергаться термообработке по следующим режимам:

Для полимербетонов ФАМ (ФА), ПН, КФ-Ж: подъем температуры до 80+ 2 о С – 2 ч., выдержка при температуре 80+ 2 о С – 16 ч., спуск температуры до 20 о С – 4 ч.

Для полимербетонов ФАЭД: подъем температуры до 120+ 5 о С – 3 ч., выдержка при температуре 120+ 5 о С – 14 ч., спуск температуры до 20 о С – 6 ч.

Термообработку полимербетонных изделий объемом не менее 0,2 м 3 допускается производить в формах по следующим режимам:

+ +

+ +

Для полимербетонов ФАМ (ФА), ПН, КФ-Ж: выдержка при 20 о С – 1,5ч., подъем температуры до 80+ 2 о С – 1ч., выдержка при температуре 80+ 2 о С – 16ч., спуск температуры до 20 о С – 4ч.

Для полимербетонов ФАЭД: выдержка при 20 о С – 1,5ч., подъем температуры до 120+ 5 о С – 2ч., выдержка при температуре 120+ 5 о С – 14ч., спуск температуры до 20 о С – 6ч.

Изделия из полимербетона ММА запрещается подвергать термообработке.

При соответствующем технико-экономическом обосновании полимербетоны целесообразно применять для изготовления конструкций, работающих в условиях сильно агрессивных сред (химические предприятия) (химически стойкие полы, лотки, сточные каналы, травильные ванны, сливные колодцы, химически стойкие трубы и т.д.) или находящихся под воздействием электрических токов (траверсы ЛЭП, контактных опор и подобных конструкций с высоким электро - сопротивлением).

Возможно изготовление из полимербетонов износостойких покрытий плотин, шахтных стволов, кольцевых коллекторов подземных сооружений, емкостей для хранения агрессивных жидкостей и других аналогичных сооружений.

Длительные испытания показывают, что предел длительной прочности мелкозернистых полимербетонов на основе смолы ФА составляет 0,45, на основе ФАМ – 0,5, а ФАМ-д-0,6.

Бетонополимер – это материал, получаемый в результате пропитки традиционного бетона полимерами с последующей их полимеризацией.

Бетонополимеры получают путем пропитки бетонов полимерами эпоксидная и полиэфирная смолы (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полиметилметакрилат, стирол и др.) и сополимерами, из которых наибольшее распространение получили составы на основе мономеров акрилового и мет акрилового ряда. На прочность бетонополимера влияют структура и прочность исходного бетона, вид, состав и свойства пропиточного состава, режимы сушки, вакуумирования, пропитки материала и полимеризации мономеров.

В заводских условиях наиболее целесообразна искусственная сушка бетона до влажности 0,1…0,2% по массе при температуре 105…150 о С (конвективная, радиационная, высокочастотная, электрическая, комбинированная). Неполная сушка исходного бетона снижает прочность бетонополимера.

С целью наиболее полной пропитки бетона после сушки его вакуумируют при остаточном давлении в вакуум-камере 6,67…1333 Па в течение до одного часа. Режим вакуумирования устанавливается опытным путем для каждого вида бетона. Чем больше при вакуумирования из бетона удаляется влаги, воздуха, пара, тем плотнее будет его пропитка и больше прочности.

Важнейшей операцией является пропитка бетона мономерами. Пропитка материала с мелкими капиллярами происходит главным образом под действием капиллярных сил. Пропитку бетона с крупными порами капиллярами. Лучше вести под давлением до

1 МПа. Чем больше пористость исходного бетона и большей степени из него удалены воздух, пар и влага, тем полнее его насыщение мономерами и выше прочность бетонополимера. Влияют на этот процесс свойства мономера (вязкость, поверхностное натяжение, краевой угол смачивания), его температура и характер пористости.

Для полной пропитки тяжелого плотного бетона необходимо мономера 2…6% по массе, для пропитки легкого бетона на пористых заполнителей – до 30…68%, ячеистого бетона - до 102…117% (табл.).

Завершающей операцией является полимеризация мономера в бетоне (термокаталитическая и радиационная). Наиболее широко в производстве бетонополимеров применяется первый способ.

Возможно при необходимости поверхностная пропитка бетона, а также пропитка отдельных участков конструкций с целью уплотнения и упрочнения бетона, повышение плотности защитного слоя арматуры и ее сохранности.

По структуре бетонополимер представляет собой капиляро – пористое тело, в котором поры и капиляры заполнены затвердевшим полимером, имеющем хорошее сцепление с твердой фазой и объемно армирующим силикатную основу. Его структура зависит от структуры исходного бетона, свойств полимера и режима обработки. Поры бетонополимера замкнутые по форме близки к сферической. В порах с размером 200…600 мкм. наблюдается не заполненная центральная шаровидная зона. Полимер заполняет все поры, трещины и неровности на поверхности заполнителя, проникая в цементный камень и заполнитель, что значительно повышает их сцепление между собой, прочность материала на растяжении и изгибе, поскольку прочность на растяжение затвердевшего полимера намного больше такового бетона (для полиметилметакрилата до 80, а полистирола до 60 МПа (табл.). По этой же причине величина сцепления бетонополимера с арматурой возрастает в несколько раз (табл.).

Полимер как бы заклеивает дефекты структуры бетона и связывает различные его участки, повышая плотность и прочность материала. Бетонополимер на метилметакрилате характеризуется малым числом макропор. Число макропор также меньше, как у бетона. В контактной зоне “полимер – цементный камень” не наблюдается усадочных трещин. Таким образом создается плотная, монолитная с меньшим количеством дефектов структура материала, которая определяет характер его разрушения под нагрузкой. Бетонополимер разрушается почти мгновенно с громким треском и разлетом удлиненных осколков. Характер разрушения хрупкий. Так как обработанный полимером раствор оказывается прочнее крупного заполнителя, то разрушение происходит по раствору и заполнителю.

Прочность бетонополимера на сжатие зависит в основном от прочности исходного бетона, вида и свойств мономера, режимов сушки, вакуумирования, степени пропитки и полимеризации. Чем выше прочность исходного бетона, тем меньше степень его упрочнения.

В значительной степени прочность бетонополимера зависит от содержания полимера в паровом пространстве бетона. Чем выше степень пропитки бетона, тем больше прочность бетонополимера. С увеличением количества цементного камня в исходном бетоне степень упрочнения его повышается. В высоко прочном бетонополимере крупный заполнитель является слабым звеном. А поэтому более высокую прочность имеют мелкозернистые Бетонополимеры (до 200 МПа).

При охлаждении нагретых до +150 о С образцов до +20 о С их прочность полностью восстанавливается. А при охлаждении нагретых до +200 о С с образцов до +20 о С их прочность становится меньше первоначальной на 10%. Для получения бетонополимера, который мог бы сохранять свои свойства при температуре +200 о С и выше, необходимо применять специальные термостойкие композиции.

Прочность на растяжение бетонополимера повышается по сравнению с исходным бетоном в 3…16 раз и с увеличением количества мономера в бетоне (до 19 МПа).

Таблица 12 - Влияние начальной прочности бетона на прочность бетонополимера.

Введение в бетон золы и других аналогичных добавок мало отражается на прочности бетонополимера, что позволяет экономить до 50% цемента.

В исходный бетон с целью существенного ускорения твердения можно вводить до 5% CaCl 2 , что не опасно для арматуры после пропитки бетона полимером, так как последний хорошо защищает сталь от коррозии.

Модуль упругости бетонополимера на 30…60% выше, чем у исходного бетона. Предельные деформации бетонополимера в 2 раза, а трещиностойкость в 2…5 раз выше, чем у исходного бетона. Ползучесть и усадка бетонополимера в несколько раз меньше чему бетона. Средняя плотность бетонополимера больше, чем у бетона на привес мономера - на 3…10% для тяжелых бетонов и на 10…70% - для легких на пористых заполнителях.

Водопоглащение бетонополимера оптимального состава в 5…6 раз меньше чем у традиционного бетона (примерно до 1%), а коэффициент размягчения близок к единице. В связи с этим морозостойкость бетонополимера возрастает в несколько раз и может достигать 5000 циклов замораживания и оттаивания. Однако это зависит от вида полимера.

Бетонополимер оптимального состава стоек в сульфатных, магнезиальных, щелочных и солевых средах, а так же в разбавленных кислотах, за исключением фтористо-водородной. Но концентрированные кислоты (серная, соляная, азотная) разрушают его.

Пропитка полимером легкого бетона на пористых заполнителях, ячеистого и гипсобетона значительно улучшает их свойства, в частности, повышает их плотность, прочность и снижает водопоглащение.

Таблица 13 - Данные о прочности легких бетонов и бетонополимеров.

Таблица 14 - Улучшение свойств различных бетонов после пропитки полимерами.

Таблица 15 - Свойства бетонов и бетонополимеров.

При соответствии технико – экономическом обосновании и с учетом приведенных характеристик бетонополимер в первую очередь можно использовать для изготовления конструкций, работающих в агрессивных или суровых климатических условиях.