ПОЛИМЕРБЕТОНЫ

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ и ОГНЕВЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПОЛИМЕРБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

К числу недостатков полимерных материалов и пласт­масс на их основе относятся сравнительно низкая термо­
стойкость и горючесть. Степень наполнения пластмасс различными неорганическими материалами, как правило, лежит в пределах от 30 до 60% по массе. Естественно, чем выше степень наполнения и соответственно меньше количество полимера в полимерной композиции, тем в большей степени увеличивается термостойкость и умень­шается возможность возгорания такого материала. Но даже при такой степени наполнения большинство пласт­масс хорошо горит.

Долгое время армополимербетонные конструкции рас. сматривались как пожароопасные, имеющие низкий пре­дел огнестойкости, что являлось одной из причин, сдер­живающих их широкое применение.

Как отмечалось выше, полимербетоны содержат в своем составе от 4 до 10% полимерного связующего, а остальную часть (90—96%) составляют негорючие ми­неральные заполнители и наполнители. Таким образом, сама композиционная структура полимербетонов обусло­вливает минимальную возможность возгораемости и го­рючести таких материалов.

Синтетические мономеры и олигомеры, наиболее ча­сто используемые в качестве связующего при изготовле­нии полимербетонов, имеют различную температуру вос­пламенения и удельную теплоту сгорания, которые в за­висимости от вида полимера могут отличаться между со­бой в 1,5—2 раза (табл. 73).

Применение в качестве связующего фурановых, кар - бамидных и фенолоформальдегидных смол, обладающих сравнительно высокой температурой воспламенения, по­зволяет предположить, что конструкции из полимербето­нов на их основе будут обладать достаточно высокой ог­нестойкостью.

Таблица 73. Температура воспламенения н удельная теплота сгора­ния ненаполненных отвержденных полимеров

Температура Удельная теплота

Воспламенения, °С сгорания, кДж/кг

За последние годы появилось много работ, связанных с проблемой горючести и огнестойкости полимерных ма­териалов и пластмасс на их основе. Исследования в об­ласти деструкции и горения полимерных материалов {38, 43, 44, 61, 93], снижения их горючести и разработки спо­собов повышения огнестойкости строительных конструк­ций [44, 110, 140] показали, что характерной особен­ностью горения полимерных строительных материалов является многостадийный процесс их превращения в конечные продукты сгорания. Анализ этих работ позво­ляет рассматривать горение полимерных материалов как непрерывный процесс, состоящий из ряда стадий: акку­муляции тепловой энергии от источников зажигания, раз­ложения материала, воспламенения и горения летучих продуктов пиролиза.

Выявленные закономерности процессов пиролиза и го­рения полимеров позволяют определить возможные пути снижения их горючести и повышения огнестойкости пу­тем замедления реакций на стадии пиролиза, снижения теплообмена в массе композиции и ингибирования про­цессов горения. Этого можно достичь введением антипи- ренов, негорючих наполнителей и химическим модифици­рованием полимеров.

Исследования показали, что для снижения горючести полимерных строительных материалов без существенно­го снижения эксплуатационных показателей наиболее эф­фективны фосфорсодержащие реакционноспособные со­единения. Механизм действия этих антипиренов обуслов­лен повышением термоокислительной стабильности полимеров, которая связана со снижением количества выделяемых горючих летучих продуктов деструкции и увеличением выхода коксового остатка, препятствую­щего тепло - и массообмену при горении.

Воробьев В. А., например, считает, что фосфорсодер­жащий реакционноспособный антипирен фосфакрилат при введении в полиэфирную смолу ПН-1 не только су­щественно снижает горючесть, но и способствует увели­чению термостабильности отвержденного полимера [44].

Введение антипиренов и направленную модификацию полимерных строительных материалов можно с успехом применять и для мономеров или олигомеров, используе­мых в качестве связующего в иолимербетонах, что в со­четании с высокой степенью наполнения обеспечит наи­большую их эффективность.

Результаты исследований горючести полимерных строительных материалов могут быть использованы при разработке составов полимербетонов на стадии выбора вида связующего.