Полимербетон: ключавыя ўласцівасці матэрыялу, тэхналогія

05-07-2018

Будаўніцтва

Што гэта за матэрыял? Чым ён адрозніваецца ад звыклых бетонных сумесяў з пункту гледжання складу і спажывецкіх уласцівасцяў? Ці можна прыгатаваць полимербетон сваімі рукамі? Дзе і як яго выкарыстоўваюць? Паспрабуем знайсці адказы.

Што гэта такое

вызначэнне

Давайце высветлім, што такое полимербетон? Ключавое адрозненне цікавіць нас матэрыялу ад звычайнага бетону - у тым, што ў якасці злучнага замест портландцемента выкарыстоўваюцца сінтэтычныя смолы. Як правіла, термореактивные; радзей - термопластичные.

Даведка: термореактивным называецца палімер, у якім пры нагрэве адбываюцца незваротныя хімічныя змены, якія прыводзяць да змены яго трывальных ці іншых уласцівасцяў. Прасцей кажучы, пасля разавага нагрэву пластык больш не плавіцца пры дасягненні той жа тэмпературы. Термопластичные палімеры, насупраць, здзяйсняюць фазавы пераход пры кожным нагрэве.

Не варта блытаць нашага героя з іншым матэрыялам - полимерцементным бетонам. У нашым выпадку палімеры выкарыстоўваюцца ў якасці адзінага злучнага. Полимерцементный бетон - гэта звычайны бетон на аснове портландцемента, мадыфікаваны сінтэтычнымі дадаткамі для надання яму якія-небудзь спецыфічных уласцівасцяў (падвышанай эластычнасці, зносаўстойлівасці, воданепранікальнасці і г.д.).

Наліўны падлогу з полимерцементного бетону.

ключавыя ўласцівасці

Што замена цэменту на палімеры дае з пункту гледжання спажывецкіх якасцяў?

Павышаную трываласць на расцяжэнне. Бетоны на цэментавай аснове валодаюць хвацкай трываласцю на сціск, а вось выгінальныя або расцягваюць нагрузкі ўспрымаюцца арматурным каркасам.
паніжаную далікатнасць. Матэрыял куды больш стоек да ударных нагрузак.
эластычнасць. Там, дзе бетонны маналіт лопне, полимербетонный толькі нязначна дэфармуецца.
воданепранікальнасць. Портландцемент пры сушцы дае значную ўсаджванне, што забяспечвае кіпрую структуру бетону. У адрозненне ад яго, палімеры пасля канчатковага набору трываласці памяншаецца ў аб'ёме вельмі нязначна; прычым ўсаджванне прыводзіць не да поризации, а да невялікага памяншэння лінейных памераў гатовага вырабы.

Удакладнім: для паляпшэння цеплаізаляцыйных якасцяў і памяншэння вагі ў шэрагу выпадкаў пры вытворчасці полимербетонных вырабаў практыкуецца выкарыстанне порыстых запаўняльнікаў. У гэтай якасці выкарыстоўваюцца керамзітавы і перлитовый пясок. Аднак пары запаўняльніка не выходзяць на паверхню, а раз так - воданепранікальнасць не пакутуе.

марозаўстойлівасць. Уласна, гэта ўласцівасць прама выцякае з папярэдняга пункта: не пор - няма і крышталізацыі вады ў іх, разрываць матэрыял пры замарозцы.

Паверхню полимербетона пазбаўленая адкрытых часу.

павышаную зносаўстойлівасць. Палімернае злучнае банальна трывалей цэментавага каменя на парыў; адарваць ад яго часціцу напаўняльніка куды больш складана.
хімічную стойкасць. І яна абумоўлена ўласцівасцямі палімераў: вялікая частка смол інэртная да дзеяння агрэсіўных газаў і вадкасцяў.

прымяненне

Давайце вывучым асноўныя вобласці прымянення полимербетона.

вобласць прымянення	апісанне
падлогавыя пакрыцця	Тонкае полимербетонное пакрыццё з мелкофракционным запаўняльнікам дазваляе мадыфікаваць ўласцівасці падставы, надаўшы яму павышаныя зносаўстойлівасць і воданепранікальнасць. Акрамя таго, полимербетонные падлогі, як мы памятаем, адрозніваюцца устойлівасцю да агрэсіўных серадах. Матэрыял ўжываецца ў памяшканнях і на адкрытым паветры (у прыватнасці, як Аэрадромны пакрыццё).
мэбля	Для патрэб мэблевай вытворчасці з нашага матэрыялу вырабляюцца прыгожыя і трывалыя стальніцы, працоўныя паверхні; нярэдка полимербетонные пліты выкарыстоўваюцца ў якасці падваконнікаў.
сантэхніка	Ракавіны для кухняў і рукамыйніцы, вырабленыя з полимербетона, выгадна адрозніваюцца ад металічных аналагаў адсутнасцю шуму пры падзенні на іх бруі вады. Фаянс і фарфор ж яны пераўзыходзяць перш за ўсё сваім знешнім выглядам, якія імітуюць натуральны камень.
вадасцёкавыя сістэмы	Полимербетонные латкі лягчэй, трывалей бетонных і, галоўнае, куды даўгавечней. Прычына - ва ўжо згаданай воданепранікальнасці матэрыялу: вада не стане разбураць полимербетонный латок, замярзаючы ў яго сітавінах.
шпаклявання	Смала з мінеральным напаўняльнікам пасля дабаўкі ацвярджальніка ператвараецца ў хутка схопліваць і выключна трывалую масціку - эфектыўны матэрыял для заладкі расколін і іншых дэфектаў бетонных паверхняў.
рытуальныя паслугі	Полимербетонные надмагільныя помнікі выглядаюць як мінімум не горш за гранітных; пры гэтым іх цана прыкметна ніжэй, чым у натуральнага каменя.

вытворчасць

нарматыўныя дакументы

Які абмяркоўваецца намі матэрыял лічыцца адносна новым і якія маюць замежнае паходжанне; аднак вывучэнне нарматыўных дакументаў, па якіх ён вырабляецца, прывядзе да нечаканага адкрыцця. Інструкцыя па вытворчасці полимербетонов і вырабаў з іх пад нумарам СН 525-80 была прынятая ў 1981 годзе і застаецца актуальнай па гэты дзень.

Нягледзячы на салідны ўзрост, дакумент захоўвае актуальнасць.

Давайце вывучым асноўныя тэзісы дакумента. Для ўсіх вырабаў з полимербетона нармальным тэмпературным рэжымам лічыцца дыяпазон ад -40 да +80 градусаў па шкале Цэльсія.

Удакладнім: калі верхняя мяжа абумоўлена магчымасцю прымянення термопластичных смол, размягчается пры нагрэве, то ніжняя - падвышанай далікатнасцю палімераў пры замарожванні. У адсутнасць ўдарных і наогул механічных нагрузак ніжні мяжа эксплуатацыйнай тэмпературы можа быць бязбольна павялічаны да актуальнага ў самых суровых кліматычных зонах.

злучнае

У склад полимербетона, згодна з тэкстам дакумента, могуць уваходзіць наступныя палімеры:

Найменне	расшыфроўка	нарматыўны дакумент
FAM, Ф.А.	Фурфуролацетоновая смала	ТУ 6-05-1618-73
ПН-1, ПН-63	ненасычаныя поліэфірная	MRTU 6-05-1082-76, ОСТ 6-05-431-78
КФ-Ж	карбамідафармальдэгіднага	ДАСТ 14231 -78
Файеда, 20	Фура-эпаксідная	ТУ-59-02-039.13-78
ММА	Эфір метылавы метакриловой кіслаты	ДАСТ 16505-70

запаўняльнік

У якасці асноўнага запаўняльніка выкарыстоўваецца друз скальных парод. Прымяненне ападкавых парод (вапняка, ракушачніка і г.д.) не дапускаецца: яго невысокая трываласць на сціск істотна пагоршыць эксплуатацыйныя якасці прадукту.

Памер фракцыі друзу вызначаецца, як ні пацешна гэта гучыць, яго ж максімальным дыяметрам:

Калі найбольшы памер не перавышае 20 мм, выкарыстоўваецца адна фракцыя - 10-20 міліметраў.
У тых выпадках, калі найбольшы памер дасягае 40 мм, рэкамендуецца ўжываць дзве фракцыі: 10-20 і 20-40 міліметраў. Дробная друз будзе спрыяць больш шчыльнаму запаўненні і, адпаведна, павысіць выніковую трываласць матэрыялу.

Звярніце ўвагу: для порыстых запаўняльнікаў (ужо згадвальных керамзіту і перліту) дапусцім максімальны памер 20 мм; выкарыстоўваюцца дзве фракцыі: 5-10 і 10-20 міліметраў. Пры гэтым, працэнтны склад запаўняльніка дзеліцца паміж буйной і дробнай фракцыямі ў дачыненні да 60:40 працэнтаў па масе.

Акрамя буйнога, выкарыстоўваецца дробны (так званы збожжавы) запаўняльнік. Звычайна ў гэтай ролі выступае кварцавы пясок - прыродны або дробнены. Патрабаванні да яго ў асноўным зводзяцца да адсутнасці прымешак - пылу, глею і гліны, якія здольныя пагоршыць счапленне паміж запаўняльнікам і сувязным.

напаўняльнік

Акрамя мінеральнага запаўняльніка, у склад прадукту ўваходзіць молаты напаўняльнік - мінеральная мука. Стандарт прадугледжвае некалькі варыянтаў.

выгляд напаўняльніка	Адпаведнасць нарматыўным дакументам
Андезитовая мука	ТУ-6-12-101-77
кварцавая мука	ДАСТ 9077 -59
Maršalit	ДАСТ 8736-77
графітавых парашок	ДАСТ 8295 -73

Дапускаецца выкарыстанне перамолатых друзу і кварцавага пяску. Для матэрыялу, які рыхтуецца на аснове карбамідафармальдэгіднага смол, дадаткова выкарыстоўваецца водна-злучная дабаўка - будаўнічы гіпс (ДАСТ 125-70).

прыклад складу

У якасці ўзору мы прааналізуем склад цяжкага полимербетона на базе Фура-эпаксіднага злучнага ФАЭД. Крыніцай інфармацыі нам паслужыць усё той жа дакумент СН 525 -80.

складнікі	Працэнты па масе
Гранітны друз фракцыі 20-40 мм	49 - 50
Гранітны друз фракцыі 10-20 мм	1 - 2
кварцавы пясок	18 - 19
напаўняльнік (кварцевая мука)	15,5 - 16,5
Бензолсульфокислота БСК	11,5 - 12
Смола Файеда, 20	2,2 - 2,4

Цікава: БСК выконвае адразу дзве функцыі. Яна служыць каталізатарам полімерызацыі (ацвярджальнікам) і забяспечвае дэгідратаціі (абязводжванне) сыравіны.

БСК - эфектыўны і бяспечны ацвярджальнік з дадатковай функцыянальнасцю.

тэхналогія

Як выглядае тэхналогія полимербетона (дакладней, яго вырабу) у прамысловых умовах?

Запаўняльнікі старанна прамываюцца ад разнастайных забруджванняў. Як мы памятаем, яны могуць негатыўна адбіцца на выніковай трываласці прадукту.
Наступны этап - сушка. Вільготнасць запаўняльніка не павінна перавышаць 1 працэнта; рэкамендуецца прытрымлівацца масавага ўтрымання вады да 0,5%.
Падзеленыя на фракцыі кампаненты загружаюцца ў змяшальнік. Паслядоўнасць загрузкі і прамежкавых аперацый строга рэгламентавана:

Загружаецца друз.
Дадаецца пясок.
Дадаецца напаўняльнік.
Сумесь змешваецца на працягу 1-2 хвілін.
Дадаецца злучнае.
Сумесь змешваецца 3 хвіліны.
Дадаецца ацвярджальнік.
Перамешванне на працягу 3 хвілін - і матэрыял гатовы да заліванні.

На ўнутраную паверхню формы наносіцца раздзяляльны пласт, які перашкодзіць полимербетону зліпнуцца з ёй. У гэтай ролі звычайна выкарыстоўваюцца парафін, машыннае масла ці тэхнічны вазелін.

Форма заліваецца максімальна раўнамерна і па магчымасці без паражнін.

Апошні этап - ўшчыльненне сумесі на вібрастале або з дапамогай навяснога вібратара. Аптымальная амплітуда - 2-3 міліметра, частата - 3000 ваганняў у хвіліну (50 Гц). Калі сумесь замешваецца і выкладваецца ў некалькі прыёмаў, яе ўшчыльненне паўтараецца пасля кожнай выкладкі. Сігнал да спынення ўшчыльнення бетону - вылучэнне на паверхні вадкай фракцыі матэрыялу (звычайна для гэтага дастаткова 2-3 хвілін).

Без ушчыльнення вынік будзе, мякка кажучы, пасрэдным.

Форма можа быць знята з гатовага вырабы праз суткі. Набор трываласці пры пакаёвай тэмпературы займае ад 20 да 60 сутак. Ён, зрэшты, можа быць паскораны нагрэвам да 60-80 градусаў; тэмпература падымаецца і апускаецца з хуткасцю 0,5С у хвіліну, каб пазбегнуць росту ўнутраных высілкаў.

Як бачыце, нейкіх асаблівых складанасцяў тэхналогія вытворчасці не прадугледжвае; пры наяўнасці злучнага, ацвярджальніка, бетонамяшалкі і вібрастол вырабіць полимербетон ў хатніх умовах цалкам рэальна.

Нюанс: ачышчаць бетонамяшалку ад рэшткаў сумесі прыйдзецца выключна хутка. Пасля дабаўкі ацвярджальніка схопліванне займае не больш за гадзіну.

апрацоўка

Чым і як апрацоўваюцца полимербетонные вырабы? Ці можна іх шліфаваць і ляпіць?

Чым рэзаць і свідраваць гэты матэрыял?

Для склейвання выкарыстоўваюцца масцікі і клеі на аснове сваёй усё тых жа сінтэтычных смол. Масцікі, акрамя ўласна злучнага, ўтрымліваюць каменную муку.

На фота - поліўрэтанавы клей беларускай вытворчасці з крэатыўным назвай.

Для шліфоўкі падыходзіць звычайная наждачная папера. Для паліроўкі выкарыстоўваецца лямцавы круг; глянец можна навесці з выкарыстаннем пасты гоі (паліравальнай пасты распрацоўкі Дзяржаўнага Аптычнага Інстытута).

Свідраваць матэрыял у прынцыпе можна звычайнымі победитовыми свердзеламі па бетону; аднак алмазнай свідраванне адтулін у бетоне з палімерным злучным дае куды лепшы вынік. Краю адтуліны застаюцца ідэальна роўнымі, без сколаў. Для адтулін вялікага дыяметра (напрыклад, пад змяшальнік ў полимербетонной працоўнай паверхні для кухні) выкарыстоўваецца алмазная каронка.
Ідэальны інструмент для рэзкі - зноў-такі алмазная піла. Яна пераважная і для канструкцый, знешні выгляд якіх не гэтак важны (рэзка жалезабетону алмазнымі коламі дазваляе зрабіць краю рэзу ідэальна роўнымі і не мяняць круг пры праходжанні армавання); у выпадку той жа стальніцы неахайнай рэз безнадзейна сапсуе яе знешні выгляд.

Алмазная піла - ідэальны інструмент для рэзкі матэрыялу.

Пры апрацоўцы матэрыялу ў агульным выпадку варта пазбягаць яго моцнага нагрэву. Тэмпература звыш 120 - 150 градусаў проціпаказаная термопластичному злучнаму.

заключэнне

Будзем лічыць наша знаёмства з матэрыялам адбыліся. Дадатковую інфармацыю пра тое, якім бывае полимербетон, дзе і як ён ужываецца, чытач зможа знайсці ў відэа ў гэтым артыкуле. Поспехаў!