// //
Дом arrow Научная литература arrow arrow полимербетон
полимербетон

ПОЛИМЕРБЕТОН (П-бетон)

 

 

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».

К другим смолам, рекомендуемым для приготовления полимербетонов относятся:

- 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.

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/м3 и с прочностью до 5 МПа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


                                                                                                                                                                      Таблица    .

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/м3

2200

2400

1500

1900

2300

2200

2400

1500

1800

2200

2400

1500

1800

2400

Кратковременная прочность, МПА

на сжатие

на растяжение

 

70-90

5-8

 

30-65

3-5,5

 

50

5

 

90-110

9-11

 

50-85

3-9

 

80-100

7-9

 

50-85

2-8

 

100

9

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*106, оС-1

12-15

11-13

30

10-14

10-14

14-20

14-18

30

Объемное электрическое сопротивление, 10-8 Ом. см.

3,8

5,8

10

¾

¾

10

¾

10

Морозостойкость, не менее

F300

F300

F300

F500

F300

F300

F300

¾

Стойкость к нагреву, оС

120-140

120-140

180

120

120

80

80

120

Водопоглащение, %

0,05-0,3

0,1-0,4

1

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 15оС 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+2оС………………12 ч.

22+2оС………………8 ч.

более 25оС…………..4 ч.

Распалубленные полимербетонные изделия должны подвергаться термообработке по следующим режимам:

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

- для полимербетонов ФАЭД: подъем температуры до 120+5оС – 3 ч., выдержка при температуре 120+5оС – 14 ч., спуск температуры до 20оС – 6 ч.

Термообработку полимербетонных изделий объемом не менее 0,2 м3 допускается производить в формах по следующим режимам:

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

- для полимербетонов ФАЭД: выдержка при 20оС – 1,5ч., подъем температуры до 120+5оС – 2ч., выдержка при температуре 120+5оС – 14ч., спуск температуры до 20оС – 6ч.

Изделия из полимербетона ММА запрещается подвергать термообработке.

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

- для полимербетонов ФАЭД: выдержка при 20оС – 1,5ч., подъем температуры до 120+5оС – 2ч., выдержка при температуре 120+5оС – 14ч., спуск температуры до 20оС – 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.

 

 

Контакты

115419, г. Москва, ул. Шаболовка, д. 34, стр. 3.



Просьба заранее предупредить о приезде, т.к. специалисты распределены по объектам




info@masterbetonov.ru




ООО «Стройсервис» работает на рынке строительного производства c 1992 года.
Основной ценностью для нашей компании являются клиенты, поскольку единственный реальный актив компании — это люди, удовлетворенные нашей работой, которые еще раз захотят воспользоваться нашими услугами. Мы стремимся сделать своих клиентов своими партнерами.