XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Рассмотрены полимербетоны в качестве строительных материалов, их свойства и характеристики. Приведены достоинства и недостатки применения в строительстве и промышлености относительно традиционных бетонов. Также более подробно изучены составляющие полимербетонов, их влияние и уровень воздействия на свойства.

Ключевые слова: материал, связующее, минеральный наполнитель химическая стойкость, прочность, полимер.

Polymer concrete as building materials, their properties and characteristics are considered. The advantages and disadvantages of using in construction and industry in relation to traditional concretes are given. Also, the components of polymer concretes, their influence and the level of influence on properties have been studied in more detail.

Key words: material, binder, mineral filler, chemical resistance, strength, polymer.

Усовершенствование и развитие промышленности и строительства вызывают необходимость создавать материалы с новыми и улучшенными характеристиками. На данный момент, к строительным материалам предъявляются требования не только по прочности, а также по химической стойкости и экологической безопасности, приводящая к тому, чтобы конструкции из этих материалов были безопасны и долговечны.

Полимербетон считают достаточно современным материалом, удовлетворяющим требование по химической стойкости, при этом обладающим механической прочности.

Данный материал представляет из себя композит, состоящий, в основном, из синтетического органического полимера. [1] Хоть полимербетон не нашел широкого применения, существует много ситуаций, когда полимербетон оказывается наиболее подходящим, учитывая такие свойства, как:

Высокая прочность на изгиб, растяжение и сжатие; [2]

Быстрое время схватывания (отверждение в течение 1-2 часов);

Высокая морозостойкость за счет малого водопоглощения;

Водонепроницаемость, малое количество пор;

Высокая стойкость к агрессивным химическим веществам, включая кислоты и щелочи, устойчивость к коррозии;

Более легкий вес, чем традиционный бетон;

Высокая устойчивость к царапинам, т.е. не шелушится, не трескается, не требует особого обслуживания и не подвергается эрозии, что снижает затраты на обслуживание и эксплуатацию; [3]

Хорошая адгезия к основным строительным материалам (сталь, традиционный бетон);

Диэлектрик;

Хорошая способность гасить вибрации (если в качестве связующего используются смолы); [3]

Возможность получения очень гладких поверхностей;

Долговечность.

Недостатками такого материала можно считать высокую стоимость, чувствительность свойств некоторых связующих к изменению температур, летучесть и горючесть мономеров и смол, а также отсутствие у пользователей опыта работы с материалом.

Полимербетон состоит из полимерного связующего и минерального наполнителя. В качестве связующих используют как термопласты, так и реактопласты. Минеральные наполнители включают кварцевый песок, щебень, гравий, известняк, мел, гранит, керамзит и др. Как правило, в качестве наполнителя можно использовать любой сухой, неабсорбирующий твердый материал.

Полимербетон, являясь высоконаполненной полимерной композицией, может быть получен практически на любом связующем, наполнителе и заполнителе. При этом, учитывая многие факторы, как стоимость и дефицитность составляющих, требования по прочности, химической стойкости и плотности, определяется несколько видов связующих полимеров, которые наиболее часто используются для производства. В основном, это термореактивные смолы (полиэфирные, фенолоформальдегидные, карбамидные и др.), а также термопластичные типа индеркумароновых, поливинилхлорид, полистирол и полиметилметакрилат. [4]

Известно, что минеральные наполнители имеют огромное влияние на свойства высоконаполненных полимеров. Наполнители представляют собой дисперсные порошки с размером частиц менее 0,15 мм. [2] Это влияние объясняется структурой полимербетонов, так как количество наполнителей в них составляет более 90% по общей массе. Такое больше содержание в материале позволяет уменьшить расход полимерного связующего, стоимость которого, в основном, составляет стоимость полимербетона. Минеральные добавки воздействуют на физико-механические свойства: прочность, плотность, твердость и ограничивают температурные и усадочные деформации.

Уровень воздействия минеральных наполнителей можно регулировать, исходя из их химического состава, размера фракции и формы частиц, количества, состояния поверхности и т.д. Таким образом, сочетание минеральных наполнителей с различными органическими связующими позволяет в широких пределах регулировать свойства и характеристики полимер бетонов.

Полимербетон обычно используется в промышленных и общественных зданиях, а также транспортных и гидротехнических сооружениях. Главное назначение – усиление и защита от коррозии бетонных конструкций. [5] Одним из главных преимуществ стоит считать его способность гасить вибрации. Полимербетон применялся в фундаментах, поддерживающих высокочастотное оборудование, но теперь он используется для строительных конструкций, подвергающихся динамическим нагрузкам. [6]

К сожалению, не смотря на имеющиеся повышенные свойства, основным ограничением широкого применения полимербетонов является относительно высокая стоимость материалов, поэтому так важно найти оптимальный технико-экономический компромисс.

Используемаялитература:

Патуроев Василий Васильевич, Полимербетоны / В. В. Патуроев; НИИ бетона и железобетона. - М.: Стройиздат, 1987. - 285,[1] с. : ил.;

Горчаков Григорий Иванович, Строительные материалы [Текст] : [учебник для строительных специальных вузов] / Г. И. Горчаков, Ю. М. Баженов. - Москва : Стройиздат, 1986. - 686,[1] с. : ил.;

O. Figovsky, D. Beilin: Advanced Polymer Concretes and Compounds. Taylor & Francis Group, CRC Press, 2013. 272 pages.

. Chmyhov, V., “Resistance of Rubber Concrete to Action of Aggressive Environments,” doctoral thesis, Voronezh, 2002

Czarnecki, L., “Polymers in Concrete on the Edge of the Millennium,” ICPIC 2001, Tenth International Congress in Polymer in Concrete, Honolulu, HI, USA, 2001.

Martinez-Barrera, G., Vigueras-Santiago, E., Gencel, O., and Hagg Lobland, H. E., “Polymer Concretes: A Description and Methods for Modification and Improvement,” Journal of Materials Education 33, no. 3–2 (2011): 37–52.

Код для цитирования: Скопировать