18. Полимерцементные бетоны и свойства

Полимерцементным бетоном называют искусственный каменный материал, связующими которого являются полимер и цемент, заполнителями — песок и щебень. В отличие от обычных бетонов с модифицирующими добавками (ЩЖ-94, винсол), которые из-за малых количеств практически не меняют структуру бетона, содержание полимера в полимерцементных бетонах достаточно велико. Это позволяет получать материалы с новыми свойствами. Они имеют меньшую массу, морозостойки, обладают несколько 'большей прочностью по сравнению с обычными, повышенной износостойкостью. Полимерцементные бетоны применяют для устройства износоустойчивых полов, аэродромных покрытий, резервуаров под нефтепродукты, а также .монолитных конструкций для работы в агрессивных средах.

Для приготовления полимерцементных смесей применяют лопастные мешалки или вибросмесители. При механическом перемешивании смесь насыщается воздухом, в бетоне образуются мелкие поры, равномерно распределенные по объему. Вследствие того, что полимерцементные бетоны применяют пока в небольших объемах, их смеси готовят в смесителях, расположенных вблизи места укладки.

Полимерцементные смеси обладают повышенной вязкостью, поэтому виброуплотнять их при низких частотах (3000 кол/мин) малоэффективно. Воздух не удаляется из бетона, структура его получается чрезмерно пористой и рыхлой. Более целесообразно высокочастотное вибрирование, а для жестких смесей трамбование и вибропрессование.

Полимерцементные бетоны, приготовленные на водных дисперсиях полимеров, выдерживают в воздушно-сухих условиях, бетоны же с добавками эпоксидных и карбамидных полимеров быстро твердеют во влажных условиях.

19. Применение добавок полимеров для улучшения свойств бетонов.

Цементно-полимерные бетоны - это цементные бетоны с добавками различных высокомолекулярных органических соединений в виде водных дисперсий полимеров (продуктов эмульсионной полимеризации различных полимеров: винилаце-тата, винилхлорида, латексов и др.) или водорастворимых коллоидов (поливинилового и фурилового спиртов, эпоксидных водорастворимых смол, полиамидных и мочевиноформальдегидных смол). Добавки вводят в бетонную смесь при ее приготовлении.

Цементно-полимерные бетоны характеризуются наличием двух активных составляющих - минерального вяжущего и органического связующего. Вяжущее вещество с водой образует цементный камень, склеивающий частицы заполнителя в монолит.  В то же время такой бетон имеет повышенную деформативность и иногда проявляет снижение прочности при водном хранении. Наиболее распространенными добавками полимеров в цементные бетоны являются поливинилацетатная эмульсия (ПВАЭ) и латексы (в количестве 5...25 % от массы цемента в расчете на сухое вещество), а также водорастворимые смолы (0,5.. .2 % от массы цемента). В качестве связующего для полимербетонов наиболее часто применяют термореактивные смолы: эпоксидные, фурановые и полиэфирные. Для улучшения свойств смесей и затвердевания композиции вводят пластификаторы (дибутилфталат, касторовое и минеральное масло), растворители (бензин, ацетон и др.), от-вердители (зависит от вида смолы) и модификаторы. Отвердевание полимерного связующего осуществляется при обычной температуре, а в некоторых случаях - с сухим подогревом. В течение последнего десятилетия суперпластификаторы на базе поликарбоксилатов (РСЕ) стали примером успешного внедрения новой технологии в производстве бетонов. Начав свой путь в производстве самоуплотняющихся бетонов, они постепенно проникли и в область сборного железобетона. Шаг за шагом, эти добавки стали активно применяться производителями товарного бетона и, не в последнюю очередь, производителями готовых ЖБИ. Благодаря специфике действия РСЕ.пластификаторы позволяют производителям бетона получать продукты с улучшенными характеристиками и оптимизировать процесс производства, как с точки зрения экономики, так и с точки зрения экологии. В зависимости от химической структуры полимеров и принципа их действия, РСЕ-суперпластификаторы могут быть разработаны специально для конкретных целей. При производстве сборного железобетона полимеры с длинными боковыми цепями позволяют получить продукт с высокими показателями раннего набора прочности. Главная цепь полимера может быть оптимизирована посредством модификации плотности электрического заряда для достижения максимальных показателей (максимально длительной) удобоукладываемости смесей товарного бетона. Чтобы полностью раскрыть свои свойства в бетоне, РСЕ-суперпластификатор должен быть совместим с другими компонентами бетонной смеси. Химический состав цементов, используемых при производстве смеси, и, в особенности, содержание в них сульфатов, может значительно повлиять на эффективность добавок. На действие суперпластификатора может повлиять и тип песка-наполнителя. Благодаря химической структуре частицы полимера легко встраиваются в слои глины, если глина присутствует в качестве примеси в песке, и таким образом могут существенно потерять эффективность. Знание свойств и специфики поведения РСЕ-суперпластификаторов позволяет производителям полностью использовать преимущества РСЕ-технологии. Самоуплотняющиеся бетоны (СУБ) и сверхвысокоэффективные бетоны (СВЭБ) могут быть получены только с использованием РСЕ-пластификаторов. При производстве стандартных высокопрочных бетонов добавки заменяют используемые традиционные продукты, благодаря их большому разнообразию и высокой эффективности.