Состав полимербетонов на эпоксидных полимерах, назначение каждого из составляющих компонентов.(81)

Полимербетоны

Бетоны, в которых в качестве связующих веществ используются полимерные связующие.

Полимербетоны - высоконаполненные композиции высокомолекулярных веществ или мономеров и химически стойких наполнителей и заполнителей. Воды в этих бетонах нет. Заполнители и наполнители должны быть сухими. В противном случае прочность бетона резко уменьшается.

Для получения полимербетонов используют следующие полимеры: а) термореактивные - фурановые, полиэфирные, фенолоформальдегидные, эпоксидные, мочевиноформальдегидные, ацетоноформальдегидные, б) термопластичные - полиэтилен, полипропилен, метилметакрилат.

Полимербетоны для несущих строительных конструкций производят на основе термореактивных смол, а термопластичные полимеры в большинстве случаев используют для получения полимербетонов, которые применяют в защитных облицовках в виде декоративно- отделочных материалов.

Степень наполнения минеральными наполнителями и заполнителями в полимербетонах составляет 90-95% массы, связующего-5-10% общей массы полимербетона. Высокая степень наполнения позволяет резко снизить усадку, которая становится равной усадке цементных бетонов и повысить модуль упругости.

Разработаны составы тяжелых полимербетонов плотностью 2200-2400 кг/м3, имеющих предел прочности при сжатии от 40 до 160 МПа: 40-60МПа – для фенолоформальдегидных смол, 50-80- для карбомидных, 80-120 МПа – для полиэфирных, до 160 МПа - для фураново - эпоксидных.

Минеральные наполнители и заполнители

Наполнители - дисперсные порошки с размером частиц менее 0,15 мм и удельной поверхностью 2500-5000 см2 /г (порошки андезита, диабаза, цемента, графита и др.). При небольшом количестве наполнителей (5-10%) нарушается плотность упаковки, при количестве наполнителя 20-30% также ухудшаются свойства наполненной композиции из-за неполного смачивания связующим поверхности наполнителя. По химическому составу наполнители делятся на четыре основные группы:1) кремнеземистые (кварцевый песок, аэросил и др.), 2)карбонатные и основные (доломит и диабаз и др.), 3) углеграфитовые (кокс, графит), 4) водные силикаты алюминия и магния (каолин, тальк).

К заполнителям относят песок с крупностью зерен до 5 мм и щебень (гравий) с крупностью зерен до 40-50 мм (излившиеся горные породы в виде песка и щебня). В составе легких бетонов применяют: керамзит, перлит, туфы, пемзы. Средняя плотность и гранулометрический состав крупного заполнителя должен подбираться исходя из условий плотной упаковки в процессе формирования размеров, геометрической формы и средней плотности изделий и конструкций.

При подборе наполнителей и заполнителей должны соблюдаться следующие условия:

-высокая адгезия полимерного связующего к поверхности наполнителя;

- совместимость наполнителей и заполнителей с отвердителями и катализаторами. Так, наполнители и заполнители, имеющие щелочную реакцию, не пригодны для полимербетонов на основе фурановых, фенолоформальдегидных и других смол, утверждаемых кислотными катализаторами.

Технология полимербетонов

Первый этап- подготовка сырьевых материалов. Влажность наполнителей и заполнителей должна быть не более 0,5-1%. Тончайший слой воды на частицах заполнителя ухудшает твердение полимерного вяжущего, снижает его адгезию к ним. Поэтому заполнители и наполнители сушат в сушильных установках при температуре 80-1100 С, затем обязательно охлаждают до нормальной температуры.

Второй этап- перемешивание в стандартных бетоносмесителях. Сначала готовится связующее с пластификаторами, отвердителями, а затем оно вводится в подготовленную смесь заполнителей. Продолжительность перемешивания заполнителей со связующим -1,5-2 минуты. Смеси отличаются большой вязкостью, липкостью, требуют более интенсивного уплотнения (вибрирования с пригрузом)

Полимербетоны могут твердеть при нормальной температуре, но долго -до 100-300 суток, поэтому целесообразно их прогревать при температуре 80-1000 С,

6 Чем объясняются высокие адгезионные свойства эпоксидных полимеров к минеральным наполнителям и заполнителям?(82)(возможно не то)

Эпоксидные отверждённые смолы обладают весьма ценным качеством - хорошей адгезией почти ко всем материалам: металлам, фарфору, керамике, стеклу, пластмассам, дереву и др.

Адгезия представляет собой крайне сложное явление, именно с этим связано существование множества теорий, трактующих явление адгезии с различных позиций. В настоящее время известны следующие теории адгезии:

Адсорбционная теория. Согласно этой теории адгезия осуществляется в результате адсорбции адгезива на порах и трещинах поверхности субстрата.

Механическая теория. Теория рассматривает адгезию как результат проявления сил межмолекулярного взаимодействия между контактирующими молекулами адгезива и субстрата.

Электрическая теория. Основное положение этой теории заключается в том, что система адгезив — субстрат отождествляется с конденсатором, а двойной электрический слой, возникающий при контакте двух разнородных поверхностей, — с обкладкой конденсатора.

Электронная теория.. Согласно этой теории, адгезия рассматривается как результат молекулярного взаимодействия поверхностей, различных по своей природе.

Диффузионная теория. Адгезия, согласно данной теории, сводится к взаимной или односторонней диффузии молекул адгезива и субстрата.

Химическая теория. Сторонники этой теории считают, что во многих случаях адгезия может быть объяснена не физическим, а химическим взаимодействием между адгезивом и субстратом.

Минеральные заполнители имеют в 5—10 раз больший модуль упругости, чем полимерное связующее, что приводит к большим напряжениям на границе полимер — заполнитель и, как следствие, к понижению прочности полимербетона. Для снижения этого нежелательного явления в качестве тонкодисперсного наполнителя можно использовать материалы с близким к связующему модулем упругости, например порошки химически стойких полимеров (суспензионный ПВХ и т. п.).

Дата добавления: 2015-10-21