Polimer betonlar. Beton polimerlar. Polimer materiallar va buyumlar(pmb). Qurilish kompozitsion polimer materiallari

Polimer betonlar.Beton polimerlar.Polimer materiallar va buyumlar(PMB).Qurilish kompozitsion polimer materiallari.
Sement-polimer beton standart beton tarkibiga turli xil yuqori molekulyar organik birikmalar, suvda dispers polimerlar deb ataladigan qo'shilish orqali olinadi. Ularning toifasiga vinil asetat, vinilxlorid, stirol kabi polimerlar kiradi. Bundan tashqari, suvda eruvchan kolloidlar va latekslar bo'lishi mumkin: polivinil spirtlari, epoksi poliamid va karbamid-formaldegid qatronlari. Polimerlar betonni tayyorlash jarayonida tsement-polimer beton tarkibiga kiritiladi.Tsement-polimer beton ikkita faol komponent: organik va mineral bog'lovchilar mavjudligi tufayli o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'ladi. Bog'lovchi tsement toshining shakllanishiga hissa qo'shadi, bu esa bo'shashgan agregat zarralarini monolitga mahkamlaydi. sement-polimer betondan suv olib tashlanganligi sababli, sirtda nozik bir plyonka hosil bo'ladi, bu eritmaning ichki zarralarini mukammal yopishishi va yopishishiga ega. Bu sement-polimer betonning mustahkamligiga hissa qo'shadi, bu esa uni ortib borayotgan yuklarga nisbatan chidamli qiladi. Bundan tashqari, tsement-polimer beton yuqori kuchlanish, yuqori sovuqqa chidamlilik, aşınma qarshilik va suvga chidamlilik kabi xususiyatlarga ega bo'ladi.Tsement-polimer betonning mustahkamligi, agar beton oldindan namligi 40-50% dan ko'p bo'lmagan quruq havo sharoitida saqlansa, ortadi. Namlikning yuqori foiziga ega havo tsement-polimer betonning o'ziga xos xususiyatlarini pasaytiradi.Tsement-polimer betonni tayyorlash texnologiyasi an'anaviy betonga o'xshaydi. Zaminlar, yo'llar, pardozlash kompozitsiyalari, korroziyaga chidamli qoplamalar uchun tsement-polimer betondan foydalanish tavsiya etiladi.
Polimer beton (P-beton)- bu beton, uni tayyorlashda polimer qatronlari bog'lovchi sifatida ishlatiladi yoki ular katta miqdorda bog'lovchining bir qismi bo'lib, materialning xususiyatlariga sezilarli ta'sir qiladi. To'ldiruvchilar odatda qum va shag'aldir. Qimmatbaho qatronlarni tejash uchun material tarkibiga mayda maydalangan plomba moddalarini kiritish mumkin. P-betonlar polimer-sementli betonlarga (bog'lovchi tsement + suvda eruvchan polimer qo'shimchasi), polimer-silikat betonlarga (bog'lovchi suyuq shisha + furil spirti yoki diizosiyanatlar), beton polimerlarga (polimerlar bilan singdirilgan beton) va polimer betonning o'ziga bo'linadi.O'z navbatida, polimer betonlar: termosetinli qatronlar (karbamid, fenolik, poliester, furan, poliuretan, epoksi) va termoplastik qatronlar (inden-kumaron metil metakrilat). Bundan tashqari, P-beton o'ta og'ir, og'ir, engil va ultra engil bo'linadi.Karbamid-formaldegid (karbamid) qatronlari, masalan, "KM" (fiksator m) va "UKS" (universal karbamid qatroni), MF-17, M-60, M-19-62 va boshqalar kislotalarga chidamli, ammo etarlicha chidamli emas. ishqorlarga. Ular karbamid va formaldegidning suvli yoki suvli-spirtli muhitda polikondensatsiyalanish reaktsiyasi natijasida olinadi. Qattiqlashtiruvchi moddalar oksalat, limon, sirka, sulfat, xlorid, fosforik kislotalar, xloridlar: ammoniy va rux, yaxshisi suvda va UKS qatronida yaxshi eriydigan xlorid kislotasi animitlari.
Furfural aseton qatroni FAM yoki FA (TU 6-05-1618-73);
To'yinmagan poliester qatroni PN-1 (MRTU 6-05-1082-76) yoki PN-63 (OST 6-05-431-78);
Karbamid-formaldegid KF-Zh (GOST 14231-78);
Furan-epoksi qatroni FAED-20 (TU-59-02-039.13-78);
Metakrilik kislotaning metil esteri (metil metakrilat monomeri) MMA (GOST 16505).
Sintetik qatronlar uchun qattiqlashtiruvchi sifatida ishlatiladi:
Furfural aseton qatronlari uchun FAM va FA - benzensulfonik kislota BSK (TU 6.1425);
PN-1 va PN-63 poliester qatronlari uchun - izopropil benzol gidroperoksid GP (TU 38-10293-75);
Karbamid-formaldegid CF-Zh uchun - anilin gidroxlorid SKA (GOST 5822);
Furan-epoksi qatroni FAED-20 uchun - polietilenpoliamin PEPA (TU 6-02-594-70);
Metil metakrilat MMA uchun - texnik dimetilanilin DMA (GOST 2168) va benzoil peroksid PB (GOST 14888) dan tashkil topgan tizim.
Kobalt petrat NK (MRTU 6-05-1075-76) polyester qatronlar uchun qattiqlashtiruvchi tezlatgich sifatida ishlatiladi.
Plastiklashtiruvchi qo'shimchalar sifatida quyidagilardan foydalanish kerak:
Katapin (TU 6-01-1026-75);
Alkamon OS-2 (GOST 10106);
Melamin-formaldegid qatroni K-421-02 (TU 6-10-1022-78);
Sulfonatlangan naftalin formaldegid birikmalari - plastifikator C-3 (TU 6-14-10-205-78).
Polimer betonlar har xil agressiv muhitda juda zich va chidamli materiallardir. Epoksi qatronlar asosidagi polimer betonlar eng yuqori mustahkamlik va universal qarshilikka ega; epoksi qatronlar orasida ED-5, ED-6, ED-16, ED-20, ED-22 va kauchuk, furan (furan-epoksi qatroni FAED-20) aralashmalari mavjud. ) va boshqa qatronlar. Kompozitsiyani plastiklashtirish uchun dimetil ftalat, dibudil ftalat va boshqalar plastifikator sifatida ishlatiladi, ular qatronning og'irligi bo'yicha 15-20% miqdorida kiritiladi. Qattiqlashtiruvchi katalizatorlar uchinchi darajali aminlar, surma xlorid, ftor birikmalari va boshqalardir. Sovuqni davolash uchun polietilenpoliamin, geksametilendiamin yoki suyuq poliamidlar qo'llaniladi.
Furan smolalari (FA, FAM, 2-FA va boshqalar) furfural va furfuril spirtini fenollar va ketonlar bilan kondensatsiya qilish natijasida olinadi. Ular eng arzonlari. Ishqoriy muhitda furfural va asetonning o'zaro ta'siridan olingan FA monomeri qurilishda eng katta taqsimotni topdi.
Furfural, karbamid va kislotaga chidamli jinslardan plomba moddalari furfural-karbamid qatronlarini olish uchun boshlang'ich mahsulot bo'lib xizmat qiladi. Temir xlorid katalizator sifatida, anilin esa qattiqlashtiruvchi tezlatgich sifatida ishlatiladi.
Og'ir polimer beton uchun qo'pol agregat sifatida tabiiy toshdan yoki maydalangan shag'aldan ezilgan toshdan foydalanish mumkin. Shag'aldan ezilgan shag'al va ezilgan toshlar GOST 8267, GOST 8268, GOST 10260-74 talablariga javob berishi kerak.
Cho'kindi jinslardan ezilgan toshdan foydalanishga yo'l qo'yilmaydi.Polimer beton uchun katta gözenekli agregatlar sifatida GOST 9759, GOST 19345, GOST 11991 talablariga javob beradigan kengaytirilgan loy shag'al, shungizit shag'al va algoporit ezilgan toshdan foydalanish kerak.Yuqori zichlikdagi og'ir polimer betonni tayyorlash uchun quyidagi fraktsiyalarning maydalangan toshlaridan foydalanish kerak:Eng katta diametri 20 mm ga teng bo'lgan 10-20 mm gacha bo'lgan bir fraksiyaning ezilgan toshidan foydalanish kerak;Eng katta diametri 40 mm ga teng bo'lsa, 10-20 va 20-40 mm bo'lgan ikkita fraktsiyadan ezilgan toshdan foydalanish kerak.Polimer betonning tarkibi empirik tarzda tanlanadi. Yu.M.ning tavsiyalariga muvofiq. Bazhenov, birinchi navbatda, eksperimental ravishda agregatlar va plomba va lignimal bo'shliqning eng zich aralashmasini tanlang, so'ngra qatron va sertleştirici iste'molini aniqlang. Bunday holda, qatronlar miqdori beton aralashmaning ma'lum harakatchanligini ta'minlaydigan tarzda o'rnatiladi. Odatda, qatronlar iste'moli mikroto'ldiruvchining bo'sh hajmidan 10-20% ga oshadi.
Polimer betonning tarkibini qum, plomba, qatron va sertleştirici tarkibini o'zgartirib, tajribani matematik rejalashtirish usuli yordamida o'rnatish yaxshidir.
Tajribani o'tkazgandan so'ng, olingan natijalarni kompyuterda qayta ishlagandan so'ng va polimer betonning xossalarining yuqoridagi omillarga bog'liqliklarini olgandan so'ng, kerakli xususiyatlarga ega bo'lgan materialning optimal tarkibini hisoblash mumkin (jadval).
Karbamid va boshqa qatronlar va engil agregatlar (perlit, uyali shisha bisipor va boshqalar) asosida o'rtacha zichligi 70 dan 500 kg / m 3 gacha va quvvati 5 MPa gacha bo'lgan qo'shimcha engil polimer beton olish mumkin.
11-jadval - Polimer betonning xarakteristikalari.

Ko'rsatkichlar nomi	Bog'lovchi moddalar
FAM	F	FAED	dus	ED-6
og'ir beton	engil beton	og'ir beton	og'ir beton	engil beton	og'ir beton	engil beton	og'ir beton
O'rtacha zichlik, kg / m 3
Qisqa muddatli quvvat, kuchlanishdagi siqilish uchun MPa	70-90 5-8	30-65 3-5,5		90-110 9-11	50-85 3-9	80-100 7-9	50-85 2-8
Elastiklik moduli, MPA E.10 -3	20-32	13-20	11,7	32-38	12-18	28-36	12-18	¾
Chiziqli qisqarish, %	0,1	0,1-0,85	0,5	0,05-0,08	0,06-0,1	0,02-0,25	0,2-0,25	0,2
Issiqlik kengayish koeffitsienti, a * 10 6, o S -1	12-15	11-13		10-14	10-14	14-20	14-18
Volumetrik elektr qarshiligi, 10 -8 Ohm. sm.	3,8	5,8		¾	¾		¾
Sovuqqa chidamliligi, dan kam emas	F300	F300	F300	F500	F300	F300	F300	¾
Issiqlikka chidamlilik, o C	120-140	120-140
Suvni yutish, %	0,05-0,3	0,1-0,4		0,01	0,2-0,5	0,05-0,1	0,05-0,3	0,02

Kalıplanmış mahsulotlarni qotish kamida 15 ° C haroratda va normal havo namligida 28 kun davomida, MMA polimer betondan tayyorlangan mahsulotlar uchun - 3 kun ichida amalga oshirilishi kerak. + 1 kun

Qattiqlashuv jarayonini tezlashtirish uchun polimer betondan tayyorlangan mahsulotlar quruq isitish kameralarida amalga oshirilishi kerak bo'lgan issiqlik bilan ishlov berilishi kerak. Quruq isitish elektr isitgichlar, bug 'registri tomonidan amalga oshirilishi kerak.
Yalang'ochlash va keyingi issiqlik bilan ishlov berishdan oldin polimer-beton buyumlarning shakllarida ta'sir qilish muddati atrof-muhit haroratida bo'lishi kerak:
17+ 2 o C………………12 soat.
22+ 2 o C………………8 soat.
25 o C dan ortiq…………..4 soat
Chiziqlangan polimer-beton buyumlar quyidagi rejimlarga muvofiq issiqlik bilan ishlov berilishi kerak:
Polimer beton FAM (FA), PN, KF-Zh uchun: harorat 80 ga ko'tariladi + 2 o C - 2 soat, 80 haroratda ta'sir qilish + 2 o C - 16 soat, haroratni 20 o C ga tushirish - 4 soat.
FAED polimer beton uchun: harorat 120 gacha ko'tariladi + 5 ° C - 3 soat, 120 haroratda ta'sir qilish + 5 ° C - 14 soat, haroratni 20 ° C ga tushirish - 6 soat.
Kamida 0,2 m 3 hajmli polimer-beton buyumlarni issiqlik bilan ishlov berish quyidagi rejimlarga muvofiq qoliplarda o'tkazilishi mumkin:
+ +
+ +
Polimer beton FAM (FA), PN, KF-Zh uchun: 20 ° C da ta'sir qilish - 1,5 soat, haroratning 80 ga ko'tarilishi + 2 o C - 1 soat, 80 haroratda ta'sir qilish + 2 ° C - 16 soat, haroratni 20 ° C ga tushirish - 4 soat.
FAED polimer beton uchun: 20 ° C da ta'sir qilish - 1,5 soat, harorat 120 ga ko'tariladi + 5 ° C - 2 soat, 120 haroratda ta'sir qilish + 5 ° C - 14 soat, haroratni 20 ° C ga tushirish - 6 soat.
MMA polimer-beton mahsulotlari issiqlik bilan ishlov berilmasligi kerak.
Tegishli texnik-iqtisodiy asoslash bilan yuqori agressiv muhitda (kimyoviy zavodlar) ishlaydigan konstruktsiyalarni (kimyoviy chidamli pollar, tovoqlar, kanalizatsiya, tuzlash vannalari, drenaj quduqlari, kimyoviy bardoshli quvurlar va boshqalar) ishlab chiqarish uchun polimer betondan foydalanish tavsiya etiladi. elektr toklarining ta'siri ostida joylashgan (elektr liniyalarining shpallari, aloqa tayanchlari va yuqori elektr qarshiligiga ega shunga o'xshash tuzilmalar).
Polimer betondan to'g'onlarning aşınmaya bardoshli qoplamalarini, shaxta shaxtalarini, er osti inshootlarining halqa kollektorlarini, agressiv suyuqliklarni saqlash uchun rezervuarlarni va boshqa shunga o'xshash tuzilmalarni ishlab chiqarish mumkin.
Uzoq muddatli sinovlar shuni ko'rsatadiki, FA smolasi asosidagi nozik taneli polimer betonning yakuniy mustahkamligi 0,45, FAM bo'yicha - 0,5 va FAM-d - 0,6.