Строительство. Растворы и бетоны

Полимерные и полимерцементные бетоны, растворы и мастики

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986 — 1990 годы и на период до 2000 года, утвержденных XXVII съездом КПСС, большое внимание уделяется развитию строительства. В промышленности строительных материалов намечено улучшить структуру применяемых строительных конструкций и материалов, расширить использование эффективных видов металлопроката, пластмасс, смол, полимеров, прогрессивных изделий из древесины, керамических и других неметаллических материалов. Для выполнения решений XXVII съезда строители должны шире использовать новые материалы, новые химические продукты и в том числе синтетические смолы и пластмассы, производство которых к 1990 г. планируется довести до 6,8 — 7,1 млн. т в год.

Индустриализация строительства предъявляет к материалам новые требования, которым традиционные строительные материалы, такие, как бетоны, растворы и т. п., уже удовлетворить не могли. На помощь строительству пришла химия. Так появилось новое направление в технологии строительных материалов: модификация материалов, получаемых на основе минеральных вяжущих, полимерами путем направленного изменения структуры и соответственно свойств этих материалов.

Традиционные материалы на основе минеральных вяжущих — бетоны и растворы — по физико-механическим свойствам типичные каменные материалы, характеризующиеся высокой прочностью при сжатии и низкой — при изгибе и растяжении. У них высокий модуль упругости и малая деформативность, низкая адгезия к другим материалам и невысокое сопротивление ударным воздействиям. Наличие пор в затвердевшем бетоне и растворе и химический состав затвердевшего вяжущего предопределяют их ограниченную морозостойкость и невысокую химическую стойкость (особенно в кислых средах).

Полимерные материалы в большинстве своем, напротив, обладают высокой прочностью при растяжении и изгибе, у них более низкий модуль упругости и большая деформативность, хорошие адгезионные свойства и высокая химическая стойкость. Многие полимеры горючи; их теплостойкость обычно не превышает Ю0...150°С. Под действием солнечных лучей и кислорода воздуха они „старятся", изменяя физико-механические свойства. Фактором, ограничивающим применение полимеров в строительстве, является их высокая стоимость и относительная дефицитность.

Уже много лет тому назад (в 20 — 30-х годах нашего века) строители делали попытки получить материалы на основе сочетания минеральных вяжущих и полимеров, с тем чтобы максимально использовать лучшие качества каждого компонента и свести к минимуму его отрицательные свойства, т. е. модифицировать традиционные материалы на минеральных вяжущих добавками полимеров. Модификация бетонов и растворов может идти двумя путями: либо полимер вводят в бетонную или растворную смесь, либо им обрабатывают затвердевший бетон.

В первом случае, если полимер вводят в смесь как дополнительное вяжущее помимо основного — минерального (цемента, гипсового вяжущего), получают так называемые полимерцементные материалы. В полимерцементных материалах основную структурообразующую роль играет минеральное вяжущее, а полимер, оказывая влияние на свойства смеси, на процесс твердения минерального вяжущего и на Г структуру затвердевшего материала, существенно изменяет свойства готового материала. Так, например, добавляя в смесь полимер в количестве 10...15% от массы минерального вяжущего, можно придать раствору или бетону высокую водонепроницаемость, стойкость к износу, низкую электропроводность, сильно повысить его адгезию к другим материалам. Если же минеральное вяжущее целиком заменяется в бетонной смеси полимером, то такой материал называют полимербетоном.

Во втором случае, при пропитке затвердевшего бетона (или раствора) полимером, получают бетонополимер — бетон, в порах которого образовалась пространственная сетка затвердевшего полимера. Обычно в качестве полимерного компонента в этом случае применяют жидкие мономеры. Бетон пропитывают ими после предварительной сушки и вакуумирования. Для отверждения (полимеризации) мономера, вошедшего в поры бетона, применяют тепловую или радиационную обработку. Этот довольно сложный вид модификации бетона полимерами в данной книге не рассматривается.

Большим достоинством полимерцементных и полимерных бетонов и растворов является то, что технология их получения и обработки мало отличается от технологии бетонов и растворов на минеральных вяжущих. Например, для них используется стандартное оборудование для приготовления и укладки бетонных и растворных смесей. Твердеют полимерцементные и полимерные бетоны и растворы при нормальных условиях; ускоряют твердение тепловой обработкой.

Рациональные области применения полимерцементных материалов зависят от вида и свойств полимера и его дозировки. Из-за относительно высокой стоимости и дефицитности полимеров полимерцементные материалы целесообразно применять в виде тонкослойных покрытий (отделочные материалы, материалы для полов), склеивающих составов при отделочных и ремонтных работах, для гидроизоляции и герметизации, получения электроизоляционно-омоноличивающих составов нт. п.

Полимербетоны и полимеррастворы из-за того, что в них нет минерального вяжущего, а его роль выполняет полимер, значительно дороже обычных и полимерцементных бетонов и растворов. Однако благодаря некоторым, не присущим обычным и полимерцементным бетонам свойствам (например, высокой и универсальной химической стойкости), полимербетоны успешно применяются в специальном строительстве: конструкциях зданий химической и пищевой промышленности, при устройстве полов промышленных и общественных зданий с тяжелыми условиями эксплуатации и др.