Полистиролбетонные блоки
Полимербетоны - конгломератные составы, получаемые на основе синтетических полимеров, химически стойких наполнителей и заполнителей без участия минеральных вяжущих и воды. Наполнители имеют размер частиц менее 0,15 мм, заполнители представлены песком с размером зерен до 5 мм и щебнем крупностью до 50 мм. Для изготовления полимербетона в качестве связующего в зависимости от области применения могут быть использованы полиэфирные, акрилатные, карбамидные, фенолформальдегидные, инден-кумароновые, эпоксидные, фурановые смолы и их модификации с другими полимерами.
Наибольшее распространение при производстве полистиролбетонных блоков получили полимербетоны нафурановых смолах типа ФА и ФАМ. Смолы ФА и ФАМ образуются при взаимодействии фурфурола и ацетона в молярном соотношении соответственно 1:1 и 1,5:1. В процессе поликонденсации смолы ФАМ образуется меньшее количество воды, что благоприятно сказывается на структуре и физико-механических свойствах полимера. В качестве отвердителей фурфуролацетоновых полимеров применяют безводные ароматические сульфокислоты (обычно бензосульфокислоты), хлориды железа или алюминия, концентрированную серную кислоту и др.
На физико-механических свойствах полимербетонов существенно сказывается химическая природа наполнителей. В составе полимербетонов на фурфуролацетоновых смолах могут быть использованы наполнители и заполнители, не содержащие карбонатных или основных пород, а также глинистых частиц. Предпочтительно применять минеральные компоненты из изверженных горных пород, содержащих повышенное количество минералов пироксена и амфибола. В наименьшей степени химико-минералогические особенности заполнителей сказываются в полимербетонах на эпоксидных смолах. Количество заполнителей и наполнителей в составе полимербетонов (в частности, полистиролбетонных блоков) может достигать до 90% и более. Так же как и для цементных, для полимерных бетонов важно создать минимальную пустотность минеральной смеси зерен с целью снижения расхода вяжущего. Полимербетонные смеси приготовляют по обычной технологии в бетоносмесителях лопастного типа или другом смесительном оборудовании. Твердение полимербетонов на связующих с кислотным отверждением, особенно фурановых, является высокоэкзотермичным процессом. Для предотвращения преждевременного схватывания ограничивается объем замесов, приготовленная смесь немедленно укладывается в формы или хранится в емкостях, обеспечивающих быстрый отвод теплоты. Скорость твердения полимерных бетонов значительно выше, чем цементных, и прочность, близкая к предельной, достигается уже в течение нескольких дней. По мере дальнейшего твердения прочность нарастает постепенно со значительным замедлением темпа. Твердение полимербетонов производится как в естественных условиях при распалубке конструкций через 4... 5 ч, так и при сухом нагреве при температуре 80°С со скоростью подъема и снижения температуры не более 0,5°С/мин.
Прочность полистиролбетонных блоков зависит от прочности полимербетонов. А их прочность, в свою очередь зависит от состава смеси, величины адгезии полимера и минеральных компонентов, режима твердения и других факторов. Для полимербетонов характерна высокая прочность как при сжатии, так и при растяжении и изгибе.
Например, у полимербетонов на ФАМе прочность при сжатии составляет 70...90, а при изгибе-15...20 МПа. Прочность при изгибе полиэфирных и эпоксидных бетонов достигает 35 ...40 МПа. Величина усадочных деформаций у полимерных бетонов обычно выше, чем у цементных.
Одним из недостатков полимербетонов, ограничивающих применение этого материала в несущих конструкциях, является повышенная ползучесть. Для снижения ползучести подбирают смесь заполнителей, обеспечивающих наибольшую плотность и минимальный расход связующего, уплотняют смесь прессованием, упрочняют волокнистыми материалами и стальной арматурой, достигают полноты отверждения полимера прогревом или другими способами. Ползучесть резко возрастает с повышением температуры и влажности среды. Для полимербетонов характерна невысокая теплостойкость-100...200°С. Резкое различие в коэффициентах термического расширения компонентов приводит и к сравнительно низкой термостойкости этого материала.
Ничтожная структурная пористость полимербетонов определяет их высокую водонепроницаемость и морозостойкость.
Одним из главных преимуществ полистиролбетонных блоков является химическая стойкость, открывающая им широкие перспективы для применения в химических производствах. Важной особенностью бетонов на полимерных вяжущих является их высокая износостойкость. Испытания показывают, что стойкость к истиранию для них при правильном выборе состава может превышать аналогичный показатель для цементных бетонов более чем в 20 раз, а кавитационная стойкость - в сотни раз.
Полимербетоны рационально применять для устройства износостойких покрытий плотин и конструкций портовых сооружений, возведения конструкций, эксплуатируемых в условиях воздействия агрессивных сред, конструкций с высоким электросопротивлением. Особенно высокий экономический эффект достигается при использовании несущих химически стойких сталеполимербетонных конструкций на промышленных предприятиях в условиях агрессивных сред.
|