Модификация строительных материалов полимерами
Одним из эффективных направлений улучшения свойств традиционных материалов - бетона, дерева, естественного камня, битума и пр. считается обработка их полимерами.
Модификацию строительных материалов полимерами осуществляют следующими приемами: введением полимеров в бетонную или растворную смесь при перемешивании; пропиткой полимерами готовых изделий; нанесением полимерных покрытий на поверхности; введением полимерных волокон и заполнителей.
Материалы, модифицированные полимерами, характеризуются:
повышением прочности при растяжении;
улучшением деформативных характеристик,
повышением химической стойкости,
водостойкости и водонепроницаемости;
уменьшением истираемости;
повышением адгезии.
С этой же целью в древности в известковые растворы добавляли творог, сыр, яйца, кровь животных - органические вещества. Строительные материалы, модифицированные полимерам и, можно полностью отнести к композиционным материалам.
Модификация бетонов
Полимерцементный бетон - это цементный бетон с полимерной добавкой, составляющей 10-20% от вяжущего. По виду минерального связующего могут быть составы полимерцементньге (портландцемент, гiуццолановый и т.гi.), полимеризвестковые и полимергипсовые.
Добавками служат различные высокомолекулярные органические соединения, наиболее распространенные поливинилацетат (ПВА), латексы, водорастворимые эпоксидньте смолы и лр. Добавки вводят в бетонную смесь при ее приготовлении. Влияние полимерной добавки на прочность полимерцемента связано с условиями твердения и вида полимера.
Применяют полимерцементные бетоны для полов промышленных зданий, ремонта дорожных и аэродромныгх покрытий, для замоноличивания стыков и заделки швов железобетонных конструкций, антикоррозионных покрытий и пр.
Бетонополимеры - это затвердевшие бетоны, пропитанные полимером. Бетоны имеют микротрещины, каверны, пустоты, которые понижают его прочностные характеристики, снижают водостойкость и т.п. В плотном бетоне объем пор может составлять 8-20%. Для пропитки используют жидкие мономеры (метилметакрилат или стирол), полимеры (эпоксидные и полиэфирнме смолы) и различные композиции на их основе. Раньше для повышения стойкости бетона применяли битумы, которыми пропитывали сваи, части фундаментов и др. Современная технология производства бетонополимерных изделий состоит из следующих операций: изготовление бетонных изделий обычным путем; высушивание при температуре 1100С в течение 10-20 ч; вакуумирование бетона для удаления воздуха и паров воды из перового пространства; пропитка мономером под давлением; отверждение мономера в порах бетона.
С увеличением содержания полимера в бетоне, прочность бетонополимера возрастает. Увеличивается стойкость бетонополимеров в агрессивных средах и водонепроницаемость, морозостойкость может превышать 5000 циклов. Однако многоступенчатость технологии и потребность специального оборудования для пропитки и отвердения мономера повышает стоимость изделия, ограничивает размеры.
Бетоны с полимерным заполнителем (фибробетон). В бетон вводят полимерные волокна, например, из полипропилена длиной до 100 мм. Полипропилен не смачивается и обладает водоотталкивающими свойствами и поэтому в бетоне отсутствует физико- химическая связь. Сцепление волокон с бетоном носит механический характер.
Бетон с полимерными волокнами характеризуется:
повышенной прочностью на изгиб и растяжение
малой деформативностью,
повышенной трещиностойкостью,
ударной прочностью,
удовлетворительной огнестойкостью.
Применяется для чеканочных композиций, в дорожных покрытиях, сваях и др. Введение в ячеистые бетоны гранул пенополистирола дает возможность получить теплоизоляционные материалы М300. . .400.