Полимербетон изготовленный на акриловых смолах. Цементно-полимерный бетон, полимербетоны, бетоно-полимеры. Особенности применения различных марок полимербетонов

Большинство обывателей уверены, что полимербетон и цементно-полимерный бетон это два названия одного материала. На самом деле, это абсолютно разные строительные смеси, обладающие высокими характеристиками прочности.

В полимербетон (пластобетон) не добавляют цемент, а в качестве связующего вещества выступают различные полимеры. В полимерцементные бетоны добавляют портландцементы, смешанные с полимерными добавками.

Выделяют два вида:

1. Наполненный — высокомолекулярные органические соединения заполняют пустоты между частицами наполнителя (гравий, щебень, кварцевый песок).

2. Каркасный — пустоты остаются незаполненными, а полимер служит только для скрепления частиц минерального наполнителя между собой.

В первом случае количество смеси колеблется от 20 до 50%. Во втором случае – не превышает 6%.

Считается высокопрочным материалом, в котором в качестве улучшающих характеристики добавок выступают водные дисперсии полимеров (винилхлорид, винилацетат, стирол, латексы, полиамидные смолы и прочие). Их использование позволяет в лучшую сторону менять свойства стройматериала и повышать его технические показатели.

Области применения, изготовление и продажа

Состав

В полимербетон чаще остальных добавляют смолы:

• эпоксидные;
• полиуретановые;
• метилметакрилатные;
• поливиниловые.

К смолам примешивают различные пластификаторы для улучшения эластичности и повышения устойчивости к растяжению, и отвердители для уменьшения срока застывания. В состав цементно-полимерного бетона включается ещё и портландцемент.

Получает свои характеристики за счёт органического вяжущего вещества. Это способствует тому, что свободные частицы гравия или щебня скрепляются между собой, превращаясь в крепкий монолит с полным отсутствием трещин. По мере того, как испаряется влага, на поверхности образуется особая плёнка, добавляющая прочности и повышающая адгезивные свойства (сцепление с другими поверхностями).

Благодаря этому полимербетон становится крайне устойчивым даже к серьёзным нагрузкам, а также воздействию кислот и резкой смене температур. Прочность становится ещё выше, если раствор выдерживается в условиях пониженной влажности (40-50%).

Характеристики:

• влагоустойчивость;
• износоустойчивость;
• высокая химическая устойчивость;
• устойчивость к перепадам температур;
• повышенная прочность к растяжению;
• отсутствие негативного влияния на живые организмы;
• высокий уровень сцепления с поверхностями;
• быстрое отвердение;
• хорошая воздухопроницаемость.

Единственное, что способно стать камнем преткновения и перечеркнуть все достоинства данного строительного материала это его дороговизна. Купить полимерный бетон дёшево вряд ли получится. Цена напрямую зависит от количества используемого связующего элемента. Наполненные полимербетоны всегда дороже каркасных. Добавки могут быть окрашены в абсолютно любые цвета. Это тоже влияет на конечную стоимость строительной смеси.

Производство

В качестве добавок при производстве полимерного бетона наиболее часто используются водорастворимые смолы, ПВА и латексы. Когда готовая смесь высыхает, на поверхности её частиц образуется плёнка, набухающая при попадании большого количества влаги. На прочностные характеристики, однако, это не влияет.

Единственно верного соотношения компонентов в рецепте пока не существует. Но чаще всего производители смешивают цемент с добавками, не превышающими 20% цементной части.

Наиболее качественной получается раствор цемента с водорастворимой полиамидной или эпоксидной смолой и отвердителем (полиэтилен-полиамин).

Изготовление цементно-полимерной смеси происходит следующим образом:

1. В бетоносмеситель заливается специальная вода для полимеров с небольшим количеством цемента;

2. Добавляются одинаковое число золы и шлака.

3. Раствор перемешивается.

4. Добавляются полимерные и прочие добавки.

5. Окончательно вымешивается.

Применение

Материал можно использовать для ландшафтного дизайна (дорожки и террасы), внутренней и наружной отделки стен, полов и фасадов зданий.

Дизайнеры и архитекторы любят его за то, что он легко формуется и способен наносится ручным и механическим способами. На поверхность залитого бетона определённое количество раз накладывается специальный штамп, имитирующий различные природные структуры (камень, булыжник, дерево, тротуарная плитка и прочие). Высохшую поверхность впоследствии можно окрашивать в нужный цвет красками с акриловой основой.

Им также можно отделывать порталы каминов, заборы, цоколи, лестницы, бассейны, бордюры, барбекю-зоны, фасады зданий.

Полимерные покрытия для бетона способны придать материалу дополнительные улучшенные свойства износоустойчивости, долговечности и прочности. Благодаря им монолит способен прослужить более 20 лет.

Производители и стоимость

В России производством и поставками занимаются компании: ООО «ТэоХим», ЗАО «БАСФ» (представительство немецкого концерна BASF), ООО «ДИ-Трейд», московское представительство компании «DUROCEM ITALIA», ООО «Зика» (представитель швейцарской фирмы SIKA), ООО «Топбетон».

Цена на полимербетонный наливной пол стартует на отметке 400 рублей за 1 м 2 дальнейшее повышение стоимости зависит от дороговизны полимерных добавок, условий работы и метража.

Полимерцементным бетоном называют искусственный каменный материал, связующими которого являются полимер и цемент, заполнителями - песок и щебень. В отличие от обычных бетонов с модифицирующими добавками (ГКЖ-94, винсол), которые из-за малых количеств практически не меняют структуру бетона, содержание полимера в полимерцементных бетонах достаточно велико. Это позволяет получать материалы с новыми свойствами. Они имеют меньшую массу, морозостойки, обладают несколько большей прочностью по сравнению с обычными, повышенной износостойкостью. Полимерцементные бетоны получают тремя способами:
введением в бетон яри смешивании водных дисперсий полимеров (поливинилацетата или синтетического каучука), распадающихся в бетонной смеси с выделением воды, при этом обезвоженный полимер выполняет роль дополнительного связующего;
добавлением в воду затворения водорастворимых мономеров и полимеров (фуранового и поливинилового спиртов, эпоксидных, фенолформальдегидных смол и т. п.) с последующим их отверждением в бетоне нагревом или с помощью отвердителей;
пропиткой бетона на необходимую глубину маловязкими полимерами (карбамидами, лаком «этиноль», стиролом), которые отверждаются непосредственно в бетоне.
Заполнителями для полимерцементных бетонов служат кварцевые или дробленые пески, а также щебень прочных и плотных горных пород крупностью не более 20 мм. Применяют также полимерцементные мелкозернистые растворы.
Оптимальное содержание полимера типа поливинилацетата составляет от 15 до 20% к массе цемента в пересчете на сухое вещество. При этом наилучшим образом используются свойства как цемента, так и полимера. При такой дозировке в полимерцементном бетоне сохраняется сплошность цементного геля, а полимер, обволакивая цементные сростки и зерна заполнителя, дополнительно склеивает их. При увеличении полимера сплошность цементных новообразований нарушается, из-за чего снижается прочность полимерцементных бетонов.
Оптимальное содержание водорастворимого карбамидного полимера С-89, а также эпоксидных полимеров ДЭГ-1 и ТЭГ-17 около 2% по отношению к массе цемента. При этом водоцементное отношение бетонной смеси можно понизить до 0,29-0,30 без ущерба для ее удобоукладываемости, а также стойкости в агрессивных средах. Применяя различные полимерные составляющие, можно получить полимерные бетоны, стойкие к действию нефтепродуктов, жиров и растворов солей. Полимерцементные бетоны применяют для устройства износоустойчивых иолов, аэродромных покрытий, резервуаров под нефтепродукты, а также монолитных конструкций для работы в агрессивных средах.
Для приготовления полимерцементных смесей применяют лопастные мешалки или вибросмесители. При механическом перемешивании смесь насыщается воздухом, в бетоне образуются мелкие поры, равномерно распределенные по объему. Вследствие того, что полимерцементные бетоны применяют пока в небольших объемах, их смеси готовят в смесителях, расположенных вблизи места укладки. Полимерцементные смеси обладают повышенной вязкостью, поэтому виброуплотнять их при низких частотах (3000 кол/мин) малоэффективно. Воздух не удаляется из бетона, структура его получается чрезмерно пористой и рыхлой. Более целесообразно высокочастотное вибрирование, а для жестких смесей трамбование и вибропрессование.
Полимерцементные бетоны, приготовленные на водных дисперсиях полимеров, выдерживают в воздушно-сухих условиях, бетоны же с добавками эпоксидных и карбамидных полимеров быстро твердеют во влажных условиях.
Пластбетоны - искусственные конгломераты, получаемые целиком на органических полимерных связующих. Они являются, по существу, пластмассами с минеральными наполнителями различной крупности.
Связующими в пластбетонах служат маловязкие термореактивные полимеры (фенолформальдегидные, фурановые, полиэфирные и эпоксидные), которые при добавлении отвердителей и в определенных условиях твердеют, склеивая компоненты в прочный конгломерат. Обычно применяют пластбетоны составов 1:5-1:15 (полимер: наполнитель по массе).
Для отверждения полимеров применяют керосиновый контакт Петрова, сульфокислоты и минеральные кислоты, полиэтиленполиамин,диэтилентриамин и др.
В качестве наполнителей применяют чистые пески с крупностью зерен 0,6-2,5 мм и содержанием глинистых и пылеватых частиц не более 0,5%. Щебень и гравий также должны быть сухими и чистыми и иметь крупность не более 20 мм. Помимо гранитного щебня в качестве наполнителей применяют андезитовый и баритовый, а также измельченный трепел и графит в зависимости от назначения пластбетона.
Прочностные свойства пластбетонов определяются свойствами связующего и наполнителя, а также адгезией между ними. Пластбетоны обладают высокой прочностью, особенно при растяжении и изгибе. Так, прочность ори изгибе некоторых пластбетонов на эпоксидных полимерах достигает 350-450 кгс/см2.
Пластбетоны практически водонепроницаемы, морозостойки; они хорошо сопротивляются износу, стойки в агрессивных средах. Например, стойкость их против действия кислот в 10 раз выше, чем у обычных бетонов.
Пластбетоны целесообразно применять для гидроизоляционных и антикоррозионных облицовок. Их используют для получения износоустойчивых полов, в аэродромных покрытиях, а также для возведения частей зданий и сооружений, эксплуатируемых в агрессивных средах.
Пластбетонные смеси готовят в небольших объемах непосредственно у мест их укладки из-за быстрого их твердения. В лопастный смеситель загружают наполнители, затем полимерные связующие. После 3-4-минутного перемешивания и получения однообразной массы вводят отвердитель и перемешивают в течение 5 - 8 мин.
Приготовленную порцию смеси сразу же укладывают в дело. Уплотняют ее трамбованием или штыкованием.
Твердеют пластбетоны лучше в сухих условиях при 50-100° С. Повышение относительной влажности выше 60% снижает прочность пластбетонов, особенно на полиэфирных полимерах. Составы на эпоксидных полимерах менее чувствительны к повышенной влажности. Время прогрева уложенных пластбетонов составляет 4-8 ч в зависимости от вида полимера и состава смеси. При твердении пластбетонов происходит их усадка, величина которой зависит от вида и количества полимера.

Инновационные технологии с каждым днем радуют нас все больше. Новые разработки коснулись также строительной отрасли. В частности, создание новых строительных материалов, среди которых широким спросом пользуется полимерный бетон. Он представляет собой смесь, состав которой состоит из различных полимерных веществ, а не из давно привычных для нас цемента или силиката. Данный материал имеет массу положительных свойств, благодаря которым он превосходит обычные строительные смеси.

Полимерный бетон: характеристики

Благодаря огромному количеству своих положительных свойств цементно-полимерная смесь оправданно заслуживает уважение среди строителей. Используя сей материал, любой специалист оценит его прочность и долговечность. Полимерный бетон не поддается влаге, не деформируется, прекрасно реагирует на перепады температур и непогоду. Быстро застывает, отлично сцепляется с любой поверхностью. У такого материала наблюдается высокая устойчивость к растяжению, хорошая воздухопроходимость. На него не действуют никакие химические реакции.

Но самое главное из всех свойств полимербетона — то, что он экологически чист, не загрязняет окружающую среду и никак не вредит человеческому здоровью. Полимерную смесь разрешено использовать даже при постройке общепитов, различных продуктовых торговых точек, а также других зданий пищевой промышленности.

Плюсы и минусы

Огромное количество положительных свойств превозносит цементно-полимерную строительную смесь над обычными бетонами. За счет быстрого застывания с полимерным бетоном уже через несколько дней можно производить первые работы, чего не скажешь про обычный материал. Бетон нового образца намного выносливее, прочнее. Для полного затвердения ему достаточно одной недели, а не месяца, как для обыкновенного цемента.

Среди положительных свойств полимерной смеси — безотходное производство. Раньше все сельскохозяйственные, а также строительные отходы попросту выбрасывались, или зарывались в землю, тем самым загрязняя нашу природу. Сейчас переработанный материал используют для изготовления полимербетона. Применение такой технологии не только решает проблему утилизации отходов, но и защищает от загрязнения окружающий мир.

У данного строительного материала, к сожалению, имеются и недостатки. Среди отрицательных свойств можно выделить вхождение в состав искусственных материалов. Второй негативный момент заключается в дорогой стоимости некоторых добавок, необходимых для приготовления полимерного бетона. За счет этого вырастает цена уже готового продукта.

Применение

Полимерный бетон благодаря наличию многих положительных свойств имеет довольно обширный круг применения. Его используют в ландшафтном дизайне, выкладывая дорожки и террасы. Подобной смесью отделывают стены, как с наружной, так и с внешней стороны, оформляют , лестницы, заборы, цоколи. Такой материал запросто поддается ручной работе. Из него получаются разные формы, фигуры, элементы декора. Прелесть его еще в том, что он легко окрашивается после высыхания.

Применение подобной строительной смеси подходит для заливки полов. Полимербетонные полы послужат прекрасной защитой от влаги. Полимербетонные полы сохранят тепло в вашем доме.

Виды

Учитывая технические характеристики и состав, бетон нового поколения делят на:

• Полимерцементный. Данный вид бетона обладает прекрасной прочностью. Подобный материал используется при постройке аэродромов, отделке плит и кирпича.
• Пластобетон. Он проявляет свойство превосходной устойчивости к кислотно-щелочным реакциям и температурному дисбалансу.
• Бетонополимер. Эта строительная смесь отличается от других тем, что уже готовый, застывший блок пропитывается мономерами.

Данные вещества, заполняя собой отверстия и дефекты материала, обеспечивают ему долговечность и устойчивость к минусовой температуре.

Также в зависимости от типа строительных работ специалисты разделяют полимербетон на наполненный и каркасный молекулярный. Первый вид допускает в себе присутствие таких органических материалов, как кварцевый песок, гравий. Данные материалы осуществляют функцию заполнения пустот в бетоне. Во втором варианте бетон остается с незаполненными пустотами. А соединение между собою частичек бетона осуществляется полимерными веществам.

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:

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.

→ Бетонная смесь

Технология производства изделий из полимербетона

В соответствии с разработанной и принятой классификацией по составу и способу приготовления П-бетоны подразделяют на три основные группы:
- полимерцементные бетоны (ПЦБ) – цементные бетоны с добавками полимеров;
- бетонополимеры (БП) – цементные бетоны, пропитанные мономерами или олигомерами;
- полимербетоны (ПБ) – бетоны на основе полимерных связующих. Полимерцементные бетоны (ПЦБ) представляют собой цементные
бетоны, при приготовлении которых в бетонную смесь добавляют 15 – 20 %, в пересчете на сухое вещество, полимерные добавки в виде водных дисперсий или эмульсий различных мономеров: винил ацетата, стирола, винилхло-рида и различные латексы С КС-30, С КС-50, СКЦ-65 и др.

Полимерцементные бетоны обладают высокой адгезией к старому бетону, повышенной прочностью в воздушно-сухих условиях, повышенной водонепроницаемостью и водостойкостью. Полимеррастворы не содержат в своем составе крупного щебня, а полимерные мастики содержат только минеральную муку.

Рациональными областями применения таких бетонов являются износостойкие покрытия полов при сухих условиях эксплуатации, реставрация бетонных конструкций, ремонт аэродромных покрытий, кладочные растворы и др. При производстве полов в полимерцементные бетоны и растворы допускается введение различных красителей.

Бетонополимеры (БП) представляют собой цементные бетоны, поро-вое пространство которых полностью или частично заполнено отвержден-ным полимером. Заполнение порового пространства цементного бетона осуществляется путем пропитки его низковязкими полимеризующимися олигомерами, мономерами или расплавленной серой. В качестве пропитывающих олигомеров применяют полиэфирную смолу типа ГТН-1 (ГОСТ 27952), реже эпоксидную ЭД-20 (ГОСТ 10587), а также мономеры метилме-такрилат ММА (ГОСТ 20370) или стирол. В качестве отвердителей синтетических смол используются: для полиэфирной смолы ПН-1- гипериз ГП (ТУ 38-10293-75) и нафтенат кобальта НК (ТУ 6-05-1075-76); для эпоксидной ЭД-20 – полиэтиленполиамин ПЭПА (ТУ 6-02- 594-80Е); для металме-такрилата ММА – систему, состоящую из технического диметиланилина ДМА (ГОСТ 2168) и перекиси бензоила (ГОСТ 14888); для стирола (ГОСТ 10003) – органические перекиси и гидроперекиси, или азосоединения с ускорителями типа нафитенат кобалбита, диметиланилин. Стирол также самополимеризуется при повышенных температурах.

Изготовление БП изделий или конструкций включает следующие основные операции: бетонные и железобетонные изделия высушивают до 1% влажности, помещают в герметически плотный контейнер или автоклав, где их вакуумируют, затем в автоклав заливают мономер или олигомер, производится пропитка, после чего пропитывающий слой сливается. Полимеризацию мономера или олигомера в поровом пространстве бетона производят в этой же камере или автоклаве путем нагрева или - радиационным способом радиоактивным Со 60. При термокаталитическом способе отверждения в мономеры или олигомеры вводят отвердители и ускорители. В зависимости от требуемых условий изделие пропитывают полностью или только поверхностный слой на глубину 15-20 мм.

Время пропитки бетона определяется габаритными размерами изделия, глубиной пропитки, вязкостью мономера или олигомера. Время термокаталитической полимеризации при температуре 80-100 °С составляет от 4 до 6 часов.

Схема завода по производству бетонополимерных изделий показана на рис. 7.4.1.

Бетонные и железобетонные изделия, прошедшие сушку в камерах (12), подаются мостовым краном (1) в резервуар для пропитки (10) , в котором происходит вакуумирование изделий и последующая пропитка. Затем изделие поступает на полимеризацию в емкость (3), и далее заполиме-ризованные изделия поступают на площадки для выдерживания (14).

Мономеры и катализаторы хранятся в отдельных емкостях (7,9). Для избежания самопроизвольной полимеризации компонентов и пропиточных смесей их хранят в холодильниках (11).

БП обладают многими положительными свойствами: при прочности исходного бетона (40 МПа) после полной пропитки мономером ММА прочность повышается до 120-140 МПа, а при пропитке эпоксидными смолами до 180-200 МПа; водопоглощение за 24 часа составляет 0,02-0,03 %, а морозостойкость возрастает до 500 циклов и выше; значительно возрастает сопротивление истиранию и химическая стойкость к растворам минеральных солей, нефтепродуктам и минеральным удобрениям.

Рис. 7.4.1. Схема завода по производству бетонополимерных изделий: 1 – краны; 2 – резервуар для горячей воды; 3 – полимеризатор; 4 – вспомогательные помещения; 5 – вакуум-насос; 6 – система подачи пара низкого давления; 7 – емкости для катализатора; 8 – компенсационные резервуары; 9 – резервуары для хранения мономера; 10 – резервуар для пропитки; 11 – холодильники; 12 – сушильные камеры; 13 – пост контроля; 14 – площадки для выдерживания бетона

Рациональными областями применения БП являются: химически и износостойкие полы промышленных зданий и сельскохозяйственных помещений, напорные трубы; опоры линий электропередач; свайные фундаменты, используемые в суровых климатических условиях и засоленных почвах и др.

К основным недостаткам БП относятся: сложная технология их получения, требующая специального оборудования и, как следствие, их высокая стоимость. Поэтому БП должны применяться в строительной практике с учетом их специфических свойств и экономической целесообразности.

Полимербетоны (ПБ) представляют собой искусственные камневид-ные материалы, получаемые на основе синтетических смол, отвердителей, химически стойких заполнителей и наполнителей и других добавок без участия минеральных вяжущих и воды. Они предназначены для применения в несущих и ненесущих, монолитных и сборных химически стойких строительных конструкциях и изделиях в основном на промышленных предприятиях с наличием различных высокоагрессивных сред, изготовления крупногабаритных вакуумных камер, радиопрозрачных, радионепроницаемых и радиационностойких сооружений, для изготовления базовых деталей в станко- и машиностроительной промышленности и др.

Полимербетоны и армополимербетоны классифицируются по виду полимерного связующего, средней плотности, виду арматуры, химической стойкости и прочностным характеристикам.

Составы, наиболее распространенных в строительстве, полимербетонов и их основные свойства приведены в табл. 7.4.1. и 7.4.2.

Полимеррастворы не содержат щебня, только песок и минеральную муку.

Полимерные мастики наполнены одной мукой.

Для приготовления полимербетонов в качестве связующего наиболее часто применяют следующие синтетические смолы: фурфуролацетоновую ФА или ФАМ (ТУ 59-02-039.07-79); фурано-эпоксидную смолу ФАЭД (ТУ 59-02-039.13-78); ненасыщенную полиэфирную смолу ПН-1 (ГОСТ 27592) или ПН-63 (ОСТ 1438-78 с изм.); метилметакрилат (мономер) ММА (ГОСТ 20370); унифицированную карбамидную смолу КФ-Ж (ГОСТ 1431); в качестве отвердителей синтетических смол используются: для фурановых смол ФА или ФАМ-бензолсульфокислота БСК (ТУ 6-14-25-74); для фурано-эпоксидной смолы ФАЭД- полиэтиленполиамин ПЭПА (ТУ 6-02-594-80Е); для полиэфирных смол ПН-1 и ПН-63-гипериз ГП (ТУ 38-10293-75) и нафтенат кобальта НК (ТУ 6-05-1075-76); для металметакрилата ММА- систему, состоящую из технического диметиланилина ДМА (ГОСТ 2168) и перекиси бензоила (ГОСТ 14888, с изм.); для карбамидных смол КФ-Ж- солянокислый анилин (ГОСТ 5822).

В качестве крупных заполнителей применяют кислотостойкие щебень или гравий (ГОСТ 8267 и ГОСТ 10260). В качестве крупных пористых заполнителей применяют керамзит, шунгизит и аглопорит (ГОСТ 9759, 19345 и 11991). Кислотостойкость перечисленных заполнителей, определяемая по ГОСТ 473.1, должна быть не ниже 96%.

В качестве мелких заполнителей следует применять кварцевые пески (ГОСТ 8736). Допускается использование отсева при дроблении химически стойких горных пород с максимальной крупностью зерен 2-3 мм. Кислотостойкость мелких заполнителей, так же как и щебня, должна быть не ниже 96%, а содержание пылевидных, илистых или глиняных частиц, определяемых отмучиванием, не должно превышать 2%.

Для приготовления полимербетонов в качестве наполнителей следует применять андезитовую муку (СТУ 107-20-14-64), кварцевую муку, мар-шалит (ГОСТ 8736), графитовый порошок (ГОСТ 10274 с изм.), допускается применение молотого аглопорита. Удельная поверхность наполнителя должна быть в пределах 2300-3000 см2/г.

В качестве водосвязующей добавки при приготовлении полимербетонов на связующем КФ-Ж применяют гипсовое вяжущее (ГОСТ 125 с изм.) или фосфогипс, который является отходом производства фосфорной кислоты.

Наполнители и заполнители должны быть сухими с остаточной влажностью не более 1%. Не допускаются к применению наполнители, загрязненные карбонатами, основаниями и металлической пылью. Кислотостойкость наполнителей должна быть не ниже 96%.

При необходимости полимербетоны армируют стальной, алюминиевой или стеклопластиковои арматурой. Алюминиевую арматуру применяют в основном для полимербетонов на основе полиэфирных смол с предварительным натяжением.

Применяемые материалы должны обеспечивать заданные свойства полимербетонов и удовлетворять требованиям соотвествующих ГОСТов, ТУ и инструкций по приготовлению полимербетонов (СН 525-80).

Приготовление полимербетонной смеси включает следующие операции: промыв заполнителей, сушку наполнителей и заполнителей, фракционирование заполнителей, подготовку отвердителей и ускорителей, дозирование компонентов и их перемешивание. Сушка материалов осуществляется в сушильных барабанах, печах, термошкафах.

Температура наполнителей и заполнителей перед подачей в дозаторы должна быть в пределах 20-2 5 °С.

Смолы, отвердители,ускорители и пластификаторы перекачиваются со склада в емкости-накопители насосами.

Дозирование компонентов осуществляется весовыми дозаторами с точностью дозирования:
смолы, наполнители, отвердители +- 1%,
песок и щебень +-2%.
Перемешивание составляющих полимербетонных смесей производят в две стадии: приготовление мастики, приготовление полимербетонной смеси.
Приготовление мастики осуществляют в скоростном смесителе, со скоростью вращения рабочего органа 600-800 об/мин, время приготовления с учетом загрузки 2-2.5 мин.

Приготовление полимербетонных смесей производят в бетоносмесителях принудительного перемешивания при 15°С и выше.

Технологический процесс формования полимербетонных изделий состоит из следующих операций: чистки и смазки форм, установки арматурных элементов, укладки полимербетонной смеси и формования изделий.

Смазку металлических форм осуществляют специальными составами в % по массе: эмульсол -55…60; графитовый порошок – 35…40; вода -5… 10. Допускается также применение растворов битума в бензине, силиконовых смазок, раствора низкомолекулярного полиэтилена в толуоле.

Для укладки, разравнивания и заглаживания смеси используют бетоноукладчики. Уплотнение осуществляют на виброплощадках или с помощью навесных вибраторов. Уплотнение изделий из полимербетонов на пот ристых заполнителях осуществляют с пригрузом, обеспечивающим давление 0,005 МПа.

Продолжительность вибрирования назначают в зависимости от жесткости смеси, но не менее 2 мин. Признаком хорошего уплотнения смеси служит выделение на поверхности изделия жидкой фазы. Более эффективно уплотнение полимербетонных смесей на низкочастотных виброплощадках с параметрами: амплитуда 2 – 4 мм и частота колебаний 250 – 300 в минуту.

Набор прочности полимербетонов в естественных условиях (при температуре не ниже 15°С и влажности 60 – 70%) происходит в течении 28 – 30 суток. С целью ускорения твердения конструкции из полимербетона подвергают сухому прогреву в течении 6 – 18 ч в камерах с паровыми регистрами или аэродинамических печах при температуре 80 – 100°С. При этом скорость подъема и снижения температуры должна быть не более 0,5 – 1°С в минуту.

Типовая технологическая схема заводского производства изделий из полимербетонов представлена на графике (рис. 7.4.2).

Рис. 7.4.2. Технологическая схема производства изделий из полимербетона на поточной линии. 1 – склад заполнителей; 2 – бункеры приема щебня и песка; 3 – сушильные барабаны; 4 – дозаторы; 5 – бетоносмеситель; 6 – виброплощадка; 7 – камеры термо-обработки; 8 – пост распалубки; 9 – склад готовой продукции

Приготовление полимербетонной смеси происходит в два этапа: на первом готовят связующее, смешивая смолу, микронаполнитель, пластификатор и отвердитель, на втором – перемешивают готовое связующее с крупным и мелким заполнителями в бетономешалках принудительного действия. Связующее приготовляют смешением отдозированных микронаполнителя, пластификатора, смолы и отвердителя в непрерывно работающем турбулентном смесителе. Время перемешивания загруженных компонентов не более 30 с.

Полимербетонную смесь готовят последовательным смешением сухих заполнителей (песка и щебня), затем в непрерывно работающий бетоносмеситель подают связующее. Время смешения заполнителей (сухой смеси) 1,5-2 мин; сухой смеси заполнителей со связующим – 2 мин; выгрузки полимербетонной смеси – 0,5 мин. Песок и щебень подаются в бетоносмеситель – дозаторами. Смеситель должен быть оборудован термодатчиками и аварийным устройством для подачи воды при внезапной аварии или при нарушении технологического процесса, когда необходимо остановить реакцию структурообразования полимера. 164

Полимербетонную смесь подают в бетоноукладчик подвесного типа с передвижным бункером и заглаживающим устройством, который равномерно распределяет полимербетонную смесь по форме изделия.

Уплотняют полимербетонную смесь на резонансной виброплощадке с горизонтально направленными колебаниями. Амплитуда колебаний 0,4 -0,9 мм по горизонтали, 0,2-0,4 мм по вертикали, частота 2600 кол/мин. Время виброуплотнения 2 мин.

Укладку и виброуплотнение смеси производят в закрытом помещении, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией. Одновременно с формованием полимербетонных конструкций формуют контрольные образцы размером 100X100X100 мм для определения прочности полимербетона на сжатие. На каждое изделие из полимербетона объемом 1,5 – 2,4 м3 изготовляют три контрольных образца.

Термообработка полимербетонных изделий. Для получения изделий с заданными свойствами в более короткие сроки их направляют с помощью напольного конвейера в камеру термообработки. Термообработку изделий проводят в печи аэродинамического нагрева, типа ПАП, обеспечивающей равномерное распределение температуры по всему объему.

После тепловой обработки готовые изделия автоматически перемещаются конвейером в технологический пролет, извлекаются из формы и направляются на склад готовой продукции. Освободившуюся форму очищают от посторонних предметов и остатков полимербетона и готовят к формованию очередного изделия.

Контроль качества следует производить, начиная с проверки качества всех составляющих, правильной дозировки, режимов перемешивания, уплотнения и термообработки.

Основными показателями качества приготавливаемого полимербетона являются температура саморазогрева после формования, скорость нарастания твердости бетона, его прочностные характеристики, включая и однородность через 20 – 30 мин. После вибрационного уплотнения полимербе-тонная смесь начинает разогреваться до температуры 35 – 40°С, а в массивных конструкциях – до 60 – 80°С. Недостаточный разогрев полимербетона свидетельствует о неудовлетворительном качестве смолы, отвердителя или высокой влажности наполнителей и заполнителей.

Для определения контрольных прочностных показателей полимербе-тонов испытывают образцы в соответствии с ГОСТ 10180 и инструкцией СН 525 – 80.

При производстве работ по изготовлению изделий и конструкций из полимербетона необходимо соблюдать правила, предусмотренные главой СНиП по технике безопасности в строительстве, санитарные правила организации технологических процессов, утвержденные Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Министерства здравоохранения и требования Инструкции по технологии изготовления полимербетонов (СР 52580).