Polymerní beton: klíčové vlastnosti materiálu, výrobní

Co je tohle? Jak se liší od běžných betonových směsí z hlediska složení a spotřebitelských vlastností? Mohu vyrábět polymerní beton s vlastními rukama? Kde a jak se používá? Pokusíme se najít odpovědi.

Co to je?

Definice

Zjistíme, jaký polymerový beton je? Klíčový rozdíl mezi materiálem, který nás zajímá, a obyčejným betonem spočívá v tom, že syntetické pryskyřice se používá jako pojivo místo portlandského cementu. Zpravidla termosetové; méně často - termoplastické.

Odkaz: Termosetování se nazývá polymer, ve kterém dochází během ohřevu k nevratným chemickým změnám, což vede ke změnám jeho pevnosti nebo jiných vlastností. Jednoduše řečeno, po jednorázovém ohřevu se plast přestává tát, když dosáhne stejné teploty. Termoplastické polymery naopak vytvářejí fázový přechod s každým ohřevem.

Nezaměňujte našeho hrdinu jiným materiálem - polymerním cementovým betonem. V našem případě se jako jediné pojivo používají polymery. Polymercementový beton je obyčejný beton na bázi portlandského cementu modifikovaný syntetickými přísadami, které mu dávají nějaké specifické vlastnosti (zvýšená pružnost, odolnost proti opotřebení, odolnost proti vodě atd.).

Klíčové vlastnosti

Co nahrazuje cement s polymery, pokud jde o spotřebitelské vlastnosti?

• Zvýšená pevnost v tahu. Beton na bázi cementu má vynikající pevnost v tlaku, avšak zatížení v ohybu nebo tahu je vnímáno jako výztužná klec.
• Snížená křehkost. Materiál je mnohem odolnější vůči nárazům.
• Elasticita. Tam, kde se betonový monolit zlomí, polymerní beton se jen mírně deformuje.
• Voděodolný. Portlandský cement během sušení dává významné smrštění, které zajišťuje porézní strukturu betonu. Naproti tomu polymery po konečném vytvrzení velmi mírně snižují objem; navíc smrštění nevede k porizi, ale k mírnému poklesu lineárních rozměrů hotového výrobku.

Pro vyjasnění: pro zlepšení izolačních vlastností a snížení hmotnosti v některých případech při výrobě polymerních betonových výrobků se využívá pórovitých agregátů. V této funkci se používá expandovaná hlína a perlitový písek. Póry agregátu se však nedostávají na povrch, a pokud ano, odolnost proti vodě netrpí.

• Mrazuvzdornost. Tato vlastnost ve skutečnosti přímo vyplývá z předchozího odstavce: neexistuje žádný pór - ne, a v nich není žádná krystalizace vody, která by mohla během zmrazení roztrhat materiál.

• Zvýšená odolnost proti opotřebení. Polymerní pojivo ztuhne silnější cementový kámen; trhání částice plniva z něj je mnohem obtížnější.
• Chemická odolnost. A to je způsobeno vlastnostmi polymerů: většina pryskyřic je inertní vůči působení agresivních plynů a kapalin.

Aplikace

Podívejme se na hlavní oblasti použití polymerního betonu.

Výroba

Regulační dokumenty

Materiál, o kterém diskutujeme, je považován za relativně nový a cizího původu; Nicméně studie o regulačních dokumentech, na kterých je produkována, povede k neočekávanému objevu. Pokyny pro výrobu polymerního betonu a výrobků z něho pod číslem CH 525-80 byly přijaty v roce 1981 a jsou dodnes relevantní.

Podívejme se na hlavní témata dokumentu. Pro všechny výrobky z polymerního betonu se normální teplotní režim považuje za od -40 do +80 stupňů Celsia.

Chcete-li vyjasnit: jestliže horní hranice je způsobena možností použití termoplastických pryskyřic, které změkčují při zahřátí, spodní hranice je způsobena zvýšenou křehkostí polymerů během zmrazování. Při absenci šoku a mechanického zatížení může být spodní hranice provozní teploty bezbolestně zvýšena na skutečné v nejprudších klimatických zónách.

Binder

Složení polymerního betonu podle textu dokumentu může zahrnovat následující polymery:

Zástupce

Hlavním agregátem je drcená hornina. Použití sedimentárních hornin (vápenec, skořápková hlína apod.) Není povoleno: jeho nízká pevnost v tlaku výrazně zhorší výkonnost výrobku.

Velikost zlomkové frakce je určena, bez ohledu na to, jak to zní funny, maximálním průměrem:

1. Pokud největší velikost nepřesahuje 20 mm, použije se jeden zlomek - 10-20 milimetrů.
2. V případech, kdy největší velikost dosahuje 40 mm, doporučujeme použít dvě frakce: 10-20 a 20-40 milimetrů. Malý štěrk přispěje k hustšímu plnění a tím zvýší konečnou pevnost materiálu.

Poznámka: u porézních agregátů (již zmíněných jílů a perlů) je maximální velikost 20 mm; používají se dvě frakce: 5-10 a 10-20 milimetrů. Současně je procentní složení agregátu rozděleno mezi velké a malé frakce v poměru 60:40 hmotnostních procent.

Kromě hrubého, malého (tzv. Zrna) agregátu se používá. Křemenný písek obvykle hraje tuto roli - přírodní nebo drcený. Požadavky na to se snižují především na nepřítomnost nečistot - prachu, bahna a jílu, které mohou zhoršit adhezi mezi agregátem a pojivem.

Filler

Kromě minerálního agregátu obsahuje produkt i zemní výplň - minerální mouku. Standard nabízí několik možností.

Je povoleno používat drcený drcený kámen a křemenný písek. Pro materiál, který se připravuje na bázi močovinoformaldehydových pryskyřic, se dodatečně používá přísada vázající vodu - sádru (GOST 125-70).

Příklad kompozice

Jako vzorek analyzujeme složení těžkého polymerního betonu na bázi furan-epoxidového pojidla FAED. Zdrojem informací budeme sloužit stejnému dokumentu CH 525 -80.

Zvědavě: BSK provádí dvě funkce najednou. Slouží jako polymerizační katalyzátor (vytvrzovací činidlo) a zajišťuje dehydrataci (dehydratace) surovin.

Technologie

Jaká je technologie polymerního betonu (přesněji jeho výroba) v průmyslových podmínkách?

1. Plniva se důkladně omyjí od všech druhů znečištění. Jak si pamatujeme, mohou negativně ovlivnit konečnou pevnost produktu.
2. Další stupeň sušení. Obsah vlhkosti agregátu by neměl překročit 1 procento; Doporučuje se dodržet hmotnostní obsah vody až do 0,5%.
3. Frakcionované složky se vloží do mixéru. Sekvence nakládání a meziprocesů je přísně regulována:

1. Naložení trosek.
2. Přidá se písek.
3. Přidává se plnivo.
4. Směs se míchá po dobu 1-2 minut.
5. Přidáno pojivo.
6. Směs se míchá 3 minuty.
7. Přidá se tvrdidlo.
8. Míchání po dobu 3 minut - a materiál je připraven k nalévání.

Formulář lze z hotového výrobku vyjmout za jeden den. Pevnost při pokojové teplotě trvá 20 až 60 dnů. Může se však urychlit zahřátím na 60-80 stupňů; teplota stoupá a klesá rychlostí 0,5 ° C za minutu, aby se zabránilo růstu vnitřních napětí.

Jak můžete vidět, výrobní technologie neznamená žádné zvláštní potíže; v přítomnosti pojidla, tužidla, betonového mixéru a vibračního stolu je zcela realistické vyrábět polymerní beton doma.

Nuance: vyčištění betonového mixéru z pozůstatků směsi bude mít extrémně rychle. Po přidání tužidla trvá nastavení nejvýše hodinu.

Zpracování

Jak a jak se léčí polymerní betonové výrobky? Mohu je brousit a lepit?

Jak řezat a vrtat tento materiál?

• Pro lepení použitých tmelů a lepidel založených na stejných syntetických pryskyřicích. Tmel, kromě samotného pojidla, obsahuje kamennou mouku.

• Normální brusný papír je vhodný pro broušení. Plstěné kolo se používá pro leštění; Gloss lze aplikovat pomocí pasty GOI (leštící pasty vyvinuté Státním optickým institutem).

• Materiál lze v zásadě vrtat pomocí běžných vrtáků; Avšak diamantové vrtné díry v betonu s polymerním pojivem dávají mnohem lepší výsledek. Okraje otvorů zůstávají dokonale hladké, bez třísek. Pro otvory o velkém průměru (například pod mixerem v polymerové desce pro kuchyni) se používá diamantová koruna.
• Ideální řezací nástroj je opět diamantová pila. Je také vhodnější pro struktury, jejichž vzhled není tak důležitý (řezání železobetonu s diamantovými kruhy umožňuje dokonale hladké řezné hrany a nezměnit kružnici během vyztužení), v případě stejného stolu bude zřetelné řezání beznadějně zkazit její vzhled.

Při zpracování materiálu je obecně vhodné vyhnout se jeho silnému zahřátí. Teploty vyšší než 120-150 stupňů jsou v termoplastickém pojivu kontraindikovány.

Závěr

Zvážíme naše známé s materiálem. Další informace o tom, co se stane polymerní beton, kde a jak se používá, může čtenář najít v tomto článku. Úspěchy!