Билет № 8

1. Полимербетоны. Назначение и область применения. Исходные ингредиенты. Технология производства. Основные физико-механические свойства.

Полимербетонами называют бетоны, в которых вяжу­щими служат различные полимерные смолы, а заполни­телями являются неорганические мат-лы — песок и щебень. Для экономии смолы и улучшения свойств полимербетонов в них иногда вводят тонкомолотые наполни­тели. Для ускорения твердения и улучшения свойств син­тетических смол применяют отвердители, пластификато­ры и другие специальные добавки. Наиболее часто для полимербетонов используют тер­мореактивные смолы: фурановые, эпоксидные, полиэфир­ные. Отверждение полимерного вяжущего осуществляет­ся при обычной tе, а в некоторых случаях — с подогревом. Фурановые смолы являются наиболее дешевым полимерным вяжущим. В стр-стве наибольшее распространение полу­чил мономер ФА, получаемый при взаимодействии фур­фурола и ацетона в щелочной среде. При Отверждение мономера ФА происходит в присутствии катализаторов (сульфокислот), в качестве ко­торых наиболее часто используют бензосульфокислоту. Полимеризация может происхо­дить при нормальной tе и с подогревом. Повы­шение дозы катализатора позволяет отверждать полимер ФА при tе окружающей среды около 0°С, од­нако прочность полимера при этом понижается. Опти­мальное количество бензосульфокислоты составляет 20— 30 % массы ФА. Эпоксидные смолы — это полимерные в-ва, содержащие эпоксигруппу. Для полимербетонов наиболее пригодны жидкие эпоксидные смо­лы. Эпоксидные смолы отверждаются с помощью катализатора ионного типа. Для холодного отверждения эпоксидных смол приме­няют полиэтиленполиамин (10—12 % массы смолы), гексаметилендиамин (15—20 %), а в последнее время также высокомолекулярные в-ва, такие, как полиамиды, тиоколы, полиэфиры. Скорость отверждения возрастает при повышении tы. Для улучшения деформативной способности эпоксидных полимеров вводят пла­стификаторы. Наиболее часто используют дибутилфталат (15—20% массы смолы). Пластификаторами, явля­ющимися одновременно отвердителями, служат низкомо­лекулярные полиамиды и тиоколы. Для полимербетонов на фурановых и формальдегидных смолах применяют заполнители, стойкие в кислой среде, так как для полимеризации используют кислые отвердители. Использование известняков, доломитов, Цов и других заполнителей, имеющих щелочную реакцию, недопустимо, так как это приводит к резкому снижению прочности бетона. Для полимербетонов на полиэфирных и эпоксидных смолах можно применять самые различные заполнители, в том числе карбонатные породы, асбест и другие мат-лы. Свойства полимербетонов зависят от вида смолы, сос­тава бетона, технологии получения. Наибольшей проч­ностью обладают бетоны на эпоксидной смоле, в том чис­ле прочностью на растяжение, которая достигает 12 МПа. Для этих бетонов характерны также хорошая химичес­кая стойкость, водостойкость, стойкость к истиранию, вы­сокая клеящая способность. Однако стоимость бетонов на эпоксидных смолах очень высока. На стр-стве наибольшее распространение пока получили полимербетоны на фурановых смолах. Расход смолы в полимербетоне зависит от свойств заполнителя. Чем больше пустотность заполнителя выше содержание в нем мелких фракций и больше их удельная поверхность, тем больше расход смолы и отвердителя, поэтому для полимербетонов большое зна­чение имеет правильный подбор состава минеральной части. В ряде случаев рас­ход смолы может быть уменьшен, а свойства бето­на улучшены за счет при­менения тонкомолотых на­полнителей (графита, анде­зита и др.). Очень важ­но, что введение наполни­теля позволяет снизить усадку, ползучесть и t­ные деформации полимербетона, обеспечивает получе­ние качественных железополимербетонных изделий и конструкций. Уменьшению этих показателей способст­вует также понижение расхода смолы в бетоне. Подбор состава полимербетона проводят методом абсолютных объемов. Вначале опытным путем подбира­ют наиболее плотную смесь заполнителей, затем рассчи­тывают количество микронаполнителя (различных мо­лотых горных пород), которое должно равняться объе­му пустот в заполнителе с избытком около 10 %. После этого определяют расход смолы и отвердителя. Если смола заполнит только пустоты микронаполнителя, то смесь будет жесткой, недостаточно удобообрабатываемой, поэтому расход смолы подбирают обычно опытным путем, чтобы получить заданную подвижность бетонной смеси. Обычно расход смолы равен объему пустот в мик­ронаполнителе плюс дополнительное количество (10-20%) от этого объема. Слишком большое количество смолы применять не рационально, так как это увеличи­вает усадку бетона, tные деформации и сни­жает прочность бетона. Полученный состав бетона проверяют опытным путем. Наиболее целесообразно использовать полимербетоны в тех конструкциях, где полнее проявятся их положительные свойства, напр-р коррозионно-стойких конструкциях химических производств, конструкциях, испытывающих сильное истирающее воздействие (водосливы гидротехнических сооружений, некоторые трубопрово­ды), и других специальных конструкциях и изделиях. Прочность полимербетонов колеблется от 20 МПа до 100 МПа и зависит от вида смол и технологии обработки бетона. Эти специ­альные виды бетонов применяют для конструкций и сооружений, испытывающих интенсивное воздействие агрессивных сред и т. п.