ПОЛИМЕРБЕТОНЫ

Классификация П-бетонов

Поиск путей повышения прочности, плотности, хими­ческой стойкости и долговечности бетона и железобетона привели к созданию обширной группы П-бетонов с добав­ками. полимеров или на основе полимеров, названия ко­торых складывались произвольно и без должного обосно­вания. Например, цементные бетоны с добавками поли­меров одни авторы называли полимерцементными, дру­гие цементно-полимерными бетонами, подчеркивая, что полимерные добавки только улучшают свойства цемент­ного вяжущего. Бесцементные бетоны на синтетическом связующем (полимербетоны) именовались щебеночными шіастбетонаміИ, пластоб'етонами, органоминеральными бетонами и т. п. Иногда полимербетонами называли полимеррастворы, мастики и другие подобные материа­лы. Такая произвольно сложившаяся терминология
вносила путаницу, а иногда и затрудняла понимание описываемых явлений.

Автором была предпринята попытка разработать еди­ную классификацию и терминологию применительно к П-бетонам. В дальнейшем эта классификация уточнялась н дорабатывалась [105].

По этой классификации (рис. 1) специальные бетоны с добавками полимеров или на их основе (П-бетоны) де­лятся на следующие виды:

Минералополимерные бетоны (МПБ) — бетоны с ми­неральными наполнителями, обработанными полиме­рами;

Полимернаполненные бетоны (ПНБ) кроме минераль­ных наполнителей и заполнителей содержат полимерные наполнители;

Модифицированные бетоны (МБ) — бетоны с малыми добавками полимеров;

Фибробетоны (ФБ) — бетоны, армированные сталь­ным, стеклопластиковым или полимерным волокном;

Полимерцементные бетоны (ПЦБ) представляют со­бой цементные бетоны, в процессе приготовления которых в смесь добавляют кремнийорганические или водораство­римые олигомеры и полимеры, водные эмульсии типа по - ливинилацегатной, водорастворимые эпоксидные смолы и др.;

Полимерсиликатные бетоны (ПСИБ) — кислотостой­кие бетоны на основе жидкого стекла, в состав которых в процессе приготовления вводят полимерные добавки. Вве­дение в состав таких бетонов фурилового спирта или не­которых других олнгомеров делает полимерсиликатные бетоны практически непроницаемыми для растворов раз­личных кислот;

Бетонополимеры (Б11)—цементные бетоны, которые после завершения процессов твердения и структурообра - зования подвергают сушке и пропитке различными моно­мерами или олигомерами с их последующей радиацион­ной или термокаталитической полимеризацией в норовой структуре бетона. Пропитка цементных бетонов мономе­рами или олигомерами обеспечивает возможность полу­чения бетонополимеров, обладающих высокими плот­ностью и прочностью[1];

Серные и полимерсерные бетоны (ПСБ) —высокона - полненные композиции на основе расплавленной серы с различными модифицирующими добавками и минераль­ных заполнителей и наполнителей без использования ми­неральных вяжущих и воды;

Полимербетоны — высоконаполненные композиции, по­лученные на основе синтетических смол или мономеров и химически стойких наполнителей и заполнителей без участия минеральных вяжущих и воды. Полимербетоны содержат в своем составе не менее трех фракций напол­нителей и заполнителей: мелкодисперсные наполнители с размером частиц менее 0,15 мм, заполнители — песок с размером зерен до 5 мм и щебень с размером зерен до 50 мм. В отличие от полимербетонов полимеррастворы не содержат в своем составе щебня, мастики содержат толь­ко одну мелкодисперсную фракцию наполнителя.

Учитывая, что полимербетоны обладают более высо­кими положительными характеристиками по сравнению с другими видами Г1-бетонов и нашли наибольшее прак­тическое применение в различных отраслях промышлен­ности, этим материалам в дальнейшем и уделяется ос­новное внимание.

Основные свойства полимербетонов определяются хи­мической природой синтетической смолы, видом и содер­жанием мелкодисперсной фракции наполнителей. Круп­ные фракции заполнителей (песок и щебень), выполняя в основном роль скелета, влияют на основные физико-ме­ханические свойства в меньшей степени. Поэтому для не- армированных материалов после слова «полимербетон» указывают сокращенное название полимерного связую­щего и вид мелкодисперсного наполнителя; для армиро­ванных материалов перед названием материала упоми­нают вид армирования, например полимербетон ФАМ на андезите, полимербетон ГІІІ на маршаллите, сталеполи- мербетон ФАМ на аглопорите и т. д.

Полимербетоны могут быть получены как на основе термореактивных, так и термопластичных полимеров (см. рис. 1). В то же время следует отметить, что поли­мербетоны, предназначенные для изготовления несущих строительных конструкций, изготовляют в основном на основе термореактивных смол, термопластичные же поли­меры в большинстве случаев используются для полимер­бетонов, которые применяют в защитных облицовках и в виде декоративно-отделочных материалов.

Из большого разнообразия термореактивных и термо­пластичных смол эпоксидные и полиуретановые смолы еще дороги и дефицитны, поэтому полимербетоны на фу- рановых, фенольных, полиэфирных, карбамидных смолах и мономере ММА в настоящее время находят наибольшее распространение. Особенно перспективны для несущих конструкций легкие химически стойкие полимербетоны, на пористых заполнителях с плотностью р= 1600... 1800 кг/ /м3 и прочностью на сжатие і? Сж = 60...80 МПа. Все шире используются полимербетоны на фенольных и ацетоно - формальдегйдных Смолах. Полимербетоны на фурановО - эпоксидных компаундах типа ФАЭД применяются в гид­ротехнических сооружениях.

Весьма целесообразны сверхлегкие теплоизоляцион­ные полимербетоны для ограждающих конструкций на основе карбамидных смол и полиизоцианатных компози­ций с использованием в качестве легких заполнителей перлита и пеностекла с плотностью р = 400...500 кг/м3 и прочностью на сжатие Rcm-— 5...6 МПа.

Удобоукладываемость полимербетона так же, как и цементных бетонов, определяется жесткостью смеси. Же­сткость полимербетонных смесей зависит от вида и при­нятого количества синтетической смолы, от дисперсности наполнителя и соотношения между фракциями наполни­теля и заполнителей. По жесткости полимербетонные сме­си можно разделить на четыре основные группы, средние составы которых приведены в табл. 1. При этом меньшие значения количества смолы относятся к тяжелым бето­нам, а большие — к легким на пористых заполнителях.

За рубежом распространены легкие теплоизоляцион­ные полимербетоны на основе гранулированного пено­стекла и керамзита и вспененных полиуретановых смол. В Советском Союзе выпуск таких полимербетонов сдер­живается дефицитностью и высокой стоимостью полиуре­тановых смол. В двенадцатой пятилетке выпуск этих смол значительно возрастет, и полимербетоны на их основе бу­дут применяться в строительстве во все больших объемах.

Классификация полимербетонов по видам полимерно­го связующего и видам отвердителей приведена в табл. 2.

Таблица 2. Основные виды полимербетонов

Фурфуролаціе - тоновый ФА или ФАМ, ФАМ-М, ФАМ-Ф

Фураново-эпок - сидный ФАЭД

Фураново-мела - миновый, Фуриловый ФС

Полиэфирмале - инатный ПН

Полиэфиракри - латный

Фенолофор-

Мальдегидные

ФФС

Мочевинофор- мальдегидный МФ

Ацетонюформа-

Льдегидный

АЦФ

Виниловые1 ММА

Эпоксидный ЭД

Эпоксидный ЭП

Фурфуролацето, но­вая смола ФА или

ФАМ и др.

Фураново-эпоксид* ный компаунд

Фураново-мелами - новый компаунд Фуриловый спирт

Полиэфирдые смо­лы: ПН-1, ПН-3, ПН-62,, ПНС-609- І22М и др.

Полиэфирные смо­лы МГФ-9, ТГМ-3 и др.

Феяолоформаль - дегидные смолы СФЖ-3032, СФЖ- 3016 и др. Мочевиноформаль - дегидиая смола КФЖ и др. Ацетоиоформаль' дегидиая смола АЦФ-2,, АЦФ23 Мономер метил­метакрилат ММА Эпоксидны® смолы ЗД-ІІ6, ЭД-20 и др. Эпоксиднополиа - мидный компауид

Беизолсульфокис- лота (БСК), сер­ная кислота, СККП и др.

Полиэтилеяполи- амин :(ПЭПА),„ ДЭТА, ГМД и др. БСК

Хлорное железо,, БСК,'

Инициаторы — пе­рекиси и гидропе­рекиси

Ускорители— наф­тен ат кобальта и

ДР-:

То же

БСК, контакт Петрова

Солянокислый ани­лин и др.

ПЭПА и 25% NaOH

ПЭПА, УП-633М и др.

Полиамидные смо­лы ПО-2СЮ и др.

Разработанная классификация и терминология к настоя­щему времени получила признание не только в Советском Союзе, но и за рубежом. В процессе дальнейшей работы эта классификация, естественно, будет уточняться и дора­батываться.