Пластификаторы - дибутилфталат
и полиэфир ПН-1 - приблизительно в 2 - 3 раза
увеличивают жизнеспособность эпоксидного
связующего, а каменноугольный деготь
и жидкий битум - в 1,2 - 1,7 раза при введении
их в связующее от 10 до 40 вес. ч. на 100 вес.
ч. эпоксидной смолы. Наименьшая жизнеспособность
отмечается у эпоксидного связующего,
пластифицированного фуриловым спиртом
(2 - 2,5 час при температуре воздуха 20 ± 5
°С).
Жизнеспособность полимербетонной
смеси на эпоксидной смоле, приготовленной
с весовым отношением связующего к минеральной
части 1 : 7, в 2 - 3 раза меньше, чем эпоксидного
связующего, т.е. если жизнеспособность
связующего 5 - 6 час, то смеси - 1,5 - 2 час
при температуре воздуха 20 ± 5 °С.
Полимербетонная смесь
на эпоксидной смоле начинает
набирать прочность сразу же
после введения отвердителя, причем
вначале наиболее интенсивно.
Жизнеспособность полимербетонной
смеси на полиэфирной смоле уменьшается
с увеличением в составе смеси минерального
материала (при увеличении минерального
материала от 1 до 7 вес. ч. на 1 вес. ч. полиэфирного
связующего жизнеспособность смеси уменьшается
от 30 до 20 мин при температуре воздуха
20 ± 5 °С).
Полимербетонная смесь на полиэфирной
смоле также начинает набирать прочность
после введения отвердителя, через 3 - 4
часа прочность достигает 150 - 250 кгс/см2
(предел прочности при сжатии), а через
6 часов - 400 кгс/см2 при температуре воздуха
20 ± 5 °С. Набор прочности полимербетонной
смеси на полиэфирной смоле при температуре
воздуха 20 ± 5 °С происходит наиболее интенсивно
в первые семь суток и практически заканчивается
через 12 - 14 суток. Дополнительное незначительное
нарастание прочности происходит в последующие
три месяца.
Механические и деформативные
свойства полимербетонов на эпоксидной
или полиэфирной смоле зависят от вида
и количества составляющих их материалов.
Основные показатели
механических свойств полимербетона
на эпоксидной смоле (пределы
прочности при сжатии, растяжении
и износ) с увеличением количества
отвердителя и пластификатора
повышаются до определенного
значения, затем снижаются при
постоянном соотношении связующего
и минеральной части.
Аналогичная зависимость
свойств полимербетона от количества
ускорителя и отвердителя в
составе связующего характерна
и для полимербетона на полиэфирной
смоле.
Свойства полимербетона
на эпоксидной или полиэфирной
смоле зависят от вида, зернового
состава и количества минерального
материала. Более плотные смеси
обеспечивают более высокую прочность
полимербетона.
С увеличением количества минерального
материала в смеси свойства полимербетона
сначала улучшаются, а затем ухудшаются.
Рациональное весовое соотношение
эпоксидного или полиэфирного связующего
и минерального материала в смеси рекомендованных
составов находится в пределах от 1 : 5 до
1 : 7.
- Составы полимербетона на
эпоксидной или полиэфирной смоле
При проектировании состава
полимербетонной смеси на эпоксидной
смоле подбирают зерновой состав минеральной
части, состав эпоксидного связующего
и весовое соотношение минеральной части
и эпоксидного связующего.
Минеральная часть
полимербетонной смеси на эпоксидной
смоле состоит из каменной
мелочи размером 2,5 - 1,25 мм или 5,0 -
2,5 мм (65 - 70 %) и крупнозернистого или
среднезернистого кварцевого песка
(30 - 35 %).
Составы эпоксидного
связующего приведены в табл. 2.
Весовое соотношение
эпоксидного связующего и минеральной
части любого из рекомендуемых
составов полимербетонной смеси
на эпоксидной смоле 1 : 5 - 1 : 7.
Для приготовления
эпоксидного связующего, наполненного
песком (состав № 4), рекомендуется
в эпоксидное связующее составов
№ 1, 2, 3 ввести кварцевый крупнозернистый
или среднезернистый песок в
соотношении 1 : 1.
Таблица 2 - Составы эпоксидного
связующего
Компоненты эпоксидного связующего |
Кол-во компонентов, вес в ч.,
в составах |
№1 |
№2 |
№3 |
Эпоксидная смола марки ЭД-5
или ЭИС-1
Полиэтиленполиамин
Дибутилфталат
Каменноугольный деготь марки
Д-3, Д-4 или Д-5
Фуриловый спирт
|
100
8-10
20-25
-
- |
100
20
-
50
- |
100
15-20
-
20-30 |
Примечания: 1. Состав № 1 рекомендуется
для приготовления полимербетонной смеси
в холодном состоянии и укладки ее в покрытие
при температуре воздуха не ниже +15 °С;
состав № 3 - для укладки смеси в покрытие
как при положительной, так и при отрицательной
температуре воздуха; состав № 2 приготавливается
на предварительно подогретом пластификаторе
и укладывается в покрытие при температуре
воздуха не ниже + 15 °С.
Дибутилфталат можно заменить
полиэфиром марки ПН-1 или МГФ-9 в количестве
35 - 40 вес. ч. или тиоколом марок НВТ, I, II
в количестве 30 - 50 вес. ч.
Для приготовления
полимербетонной смеси на полиэфирной
смоле холодным способом и
применения ее при температуре
воздуха 15 °С и выше рекомендуется следующий
состав:
1 Минеральная часть:
- каменная мелочь размером
5,0 - 2,5 мм - 35 %;
- крупнозернистый или среднезернистый
кварцевый песок - 44 %;
- минеральный порошок - 21 %.
2 Полиэфирное связующее:
- полиэфирная смола - 100 вес.
ч.;
- нафтенат кобальта - 1 вес. ч.;
- перекись циклогексанона -
3 вес. ч.
Весовое соотношение полиэфирного
связующего и минеральной части 1 : 5 - 1
: 7.
- Технология приготовления полимербетонной
смеси
Полимербетонную смесь на эпоксидной
смоле во избежание ее нагрева (отверждение
идет с выделением тепла) и преждевременного
отверждения (превращения в полимербетон)
следует приготавливать порциями по 30
- 40 кг при температуре воздуха 20 ± 5 °С.
В процессе приготовления полимербетонной
смеси на эпоксидной смоле:
- готовят эпоксидное связующее;
- отвешивают минеральные
материалы (каменную мелочь, песок)
в требуемых количествах;
- смешивают эпоксидное связующее
и минеральный материал.
Эпоксидное связующее в
холодном состоянии (состав № 1 и 3) приготовляют
следующим образом.
В отдельных емкостях отвешивают
необходимое количество составляющих
материалов эпоксидного связующего данного
состава. Затем в емкость загружают последовательно
эпоксидную смолу, пластификатор и отвердитель
и тщательно перемешивают после введения
каждого компонента.
При приготовлении
эпоксидного связующего с подогревом
пластификатора (состав № 2) перед
перемешиванием компонентов каменноугольный
деготь или жидкий битум разогревают
до температуры 40 - 60 °С. Затем в
емкость загружают эпоксидную
смолу и подогретый каменноугольный
деготь или жидкий битум; все
тщательно перемешивают. Приготовленный
таким образом компаунд охлаждают
до температуры воздуха. После
этого в компаунд вводят отвердитель
и снова перемешивают.
Из эпоксидного связующего
и минеральных материалов приготавливают
полимербетонную смесь, для чего
в емкость с эпоксидным связующим
вводят минеральный материал: сначала
песок, затем каменную мелочь. После введения
каждого компонента полимербетонную смесь
тщательно перемешивают до полного обволакивания
минеральных частиц эпоксидным связующим
и получения однородной смеси.
Приготовленную полимербетонную
смесь на эпоксидной смоле
необходимо немедленно (за 0,5 - 1 час)
использовать при температуре
воздуха 20 ± 5 °С. При более высокой
температуре воздуха срок использования
полимербетонной смеси на эпоксидной
смоле сокращается до 20 - 30 мин.
Полимербетонную смесь
на полиэфирной смоле замешивают
порциями по 50 кг.
Процесс приготовления полимербетонной
смеси на полиэфирной смоле идет в такой
же последовательности, как и смеси на
эпоксидной смоле.
Полиэфирное связующее приготавливают
следующим образом: в отдельных емкостях
отвешивают полиэфирную смолу, нафтенат
кобальта и перекись циклогексанона.
Полиэфирную смолу делят на
две равные части. В одну часть полиэфирной
смолы вводят все требуемое количество
нафтената кобальта, а в другую часть -
все требуемое количество перекиси циклогексанона.
Каждую часть связующего тщательно перемешивают
в течение 2 - 3 мин.
Приготовленные части связующего
(ПС + ПЦ и ПС + НК) объединяют и тщательно
перемешивают.
Объединять обе части связующего
следует только перед внесением минерального
материала из расчета укладки полимербетонной
смеси за 20 - 30 мин.
Приготовленное полиэфирное
связующее объединяют с минеральными
материалами. Для этого в емкость с полиэфирным
связующим вводят сначала минеральный
порошок, затем, песок и каменную мелочь.
После введения каждого минерального
материала все тщательно перемешивают
до получения однородной смеси.
Полимербетонную смесь на полиэфирной
смоле необходимо немедленно использовать,
так как ее жизнеспособность 20 - 30 мин при
температуре воздуха 20 ± 5 °С.
Эпоксидное связующее, наполненное
песком, готовят порциями по 20 - 30 кг. При
этом в эпоксидное связующее, полученное
по описанной выше технологии, вводят
песок и все тщательно перемешивают до
получения однородной смеси.
После каждого замеса
все емкости, мешалки, инструмент
и другое оборудование очищают
ацетоном от остатков связующего
и смеси.
- Область применения полимербетонов
Полимербетоны применяют для
устройства монолитных бесшовных полов,
отделочных и защитных покрытий строительных
конструкций, ремонта и омоноличивания
бетонных элементов, изготовления полимербетонных
элементов и пр. Но, как было отмечено выше,
применять полимербетоны особенно целесообразно
для изготовления химически- и морозостойких
конструкций. В связи с этим наибольшее
распространение полимербетоны получили
для защитных покрытий строительных конструкций
и технологических установок химических
предприятий. Помимо этого он широко применяется
при сооружении подземных конструкций
(канализационные коллекторы, элементы
шахтного крепления и др.). Он играет роль
и герметика для крупных резервуаров,
грунтовки, как выравнивающий материал
для изделий из металла.
Из полимербетонов изготовляют
элементы наружной облицовки гидротехнических
сооружений, работающих в особо тяжелых
условиях — абразивный износ, постоянное
действие воды, частое замораживание и
т. п.
Полимерные растворы и мастики
используют для склеивания, замоноличивания
и ремонта бетонных и железобетонных конструкций.
При этом прочность склейки обычно превышает
прочность склеиваемой (омоноличиваемой)
конструкции. Растворы и мастики применяют
также для кладки из кислотоупорных кирпичей
и приклейки кислотоупорной плитки.
Представляет интерес использование
крупнопористого полимербетона (с объемной
массой менее 500 кг/м³) на особо легких
заполнителях (перлит, керамзит) для теплоизоляции.
Использование полимерного вяжущего вместо
минерального позволяет ощутимо уменьшать
теплопроводность и объемную массу таких
бетонов.
С другой стороны, полимербетон
был по достоинству оценен и с точки зрения
декоративности. Достаточно широкий цветовой
спектр – от натурального-песчаного до
зеленого и красно-коричневого – позволил
его свободно применять в качестве декоративно-облицовочного
материала. Из него получаются весьма
эффектные подоконники, кухонные столешницы,
барные стойки, элементы для ванной комнаты.
Благодаря своим свойствам полимербетон
хорош в жилых помещениях, и в помещениях,
предназначенных для торговли и общественного
питания, из него оптимально изготовление
раковин для химических лабораторий, а
также наливных полов.
Собственно, ассортимент того,
что можно изготовить из этого материала,
неограничен, а область применения, можно
сказать, всеохватна. Если ему требуется
придать декоративные свойства, то полимербетон
наполняют мраморной либо гранитной крошкой.
Крупнейшим потребителем такого полимерного
материала остается строительная индустрия.
Надежность и технологическая эффективность
полимербетона уже доказали свое право
называться одним из лучших стройматериалов.
Полимерный мрамор – специальный
тип полимербетона. Используются практически
те же вяжущие и наполнители, которые отличаются,
однако, более мелким размером гранул.
Эффект внешнего вида природного мрамора
обеспечивается путём добавки пигментов
требуемого вида. Мелкие размеры фракций
наполнителя и связанное с этим увеличение
содержания вяжущего придают полимерному
мрамору ещё более высокую прочность на
растяжение при изгибе, ударную вязкость
и предел прочности при разрыве, чем у
стандартного полимербетона. За счёт
выбора наиболее приемлемого сырья
(причём следует особое внимание обратить
на светостойкость применяемых пигментов)
и применения эффективных смесителей
и дозаторов обеспечиваются беспористые
поверхности растворов, равномерная пигментация
и внутренняя структура, исключающая возникновение
трещин, коробление и расслоение, иными
словами, обеспечивается высокое качество
материала.